NIMTT的紫外辐射照度标准和紫外曝辐照射量标准装置

　　1　引言

　　紫外辐射(光)在治疗、杀菌消毒、无损探伤、材料老化,光化反应、农作物病虫害防治等多方面都有较广泛的应用,近年来送检送校紫外辐照度计和紫外曝辐照射量表(又称“紫外积分辐射照度计”)的用户越来越多,而且要求量值范围也较大,分别约为(1~50)mW/cm2和(10~1000)mJ/cm2。根据辐射效应不同的特点,按国际照明委员会CIE的推荐,紫外辐射按波长范围又分为远紫外UV-C、中紫外UV-B、近紫外UV-A三个波段,它们分别对应的波长范围是(100~280)nm、(280~315)nm、(315~400)nm。不同波段紫外辐射在与物质互相作用时,其相关效果也大不相同,例如在杀菌和杀灭生物体方面UV-C就比UV-A强得多。

　　2　定义

　　按辐射度学有关知识[1],若某一紫外光源在某一方向,在某一被照射面元上的紫外光谱辐射照度为Eλ(λ),那么在波长范围[λ1,λ2]内所产生的紫外辐射照度E为:

　　对UV-C、B、A波段,其[λ1,λ2]分别对应为:(100~280)nm、(280~315)nm、(315~400)nm。实际使用的紫外辐射照度计,由于用滤光片或干涉滤光片来限定探测器光谱响应的波长范围,很难与CIE推荐值完全一致,再加上探测器的光谱响应度r(λ)也不是中性等原因,实际测得的响应输出信号R可表示为:

其中,[λ′1,λ′2]为探测器光谱响应度r(λ)不为零的波长范围,被照面元在时间间隔[t1,t2]内所接收得到的紫外曝辐照射量H为:

式中E(t)表示紫外辐射照度,一般还是时间的函数。若不随t变,则此时E(t)=E=恒定值。(3)式变为:

　　3　校准、测量及色修正因子

　　3·1　校准

　　通常紫外辐射照度计的探头由余弦修正器、滤光片、硅探测器、光电放大显示电路组成,使用前通常要用已知光谱辐射照度值为Eλs(λ)的紫外光源校准,此时,紫外辐射照度的标准值若为Es,照度计的输出信号为Rs,则:

　　实际校准时,紫外光源对UV-A波段用(紫黑色泡壳)高压汞灯,其峰值功率波长为365nm;对UV-C用石英透明泡壳低压汞灯,其峰值功率波长为253·7nm。待光源、校准系统经充分预热稳定后,光源的紫外光谱辐射照度值Eλs(λ)分别用我国(NIM)光谱辐射照度副基准定标,其对应波段的紫外辐照度Es由(1)式或(4)式计算得到。然后将仪器探头置于规定的位置,调整仪器放大显示电路的放大系数A,使其显示值就等于Es,并固定放大器即完成仪器校准。此时有

　　3·2　测量及色修正因子

　　当用该仪器测量光谱辐射照度为Eλt(λ)的被测紫外光源时,其输出信号Rt,仪器示值E′t分别为:

　　而被测源紫外辐射照度的准确值Et按定义应为:

　　式中Kc为紫外辐射照度计的色修正因子,这和异色光照度测量时的情况类同,其值为: