計量論壇

檢定、校準紫外輻射照度計數值不一致、誤差偏大等原因的探討

葉軍安  尹德金

    影響紫外輻射照度計準確的因素很多且復雜，要想準確地檢定、校準這類儀器，一定要注意以下方面，才能給出科學、準確的測量結果。
    1.按JJG879-2002《紫外輻射照度計》檢定規程，操作過程調整汞燈發光平面和輻射照度計接收器的受光平面，使其垂直于光軸，且中心位于測量光軸上。調整汞燈與接收器各光闌位置，使汞燈發出的光束全部照射在接收器的受光面上。
    2.汞燈的電源電壓和頻率的變化對其輻照度有較大影響。應該選用穩壓性能好的穩壓電源，以將影響降至最低。
    點燃汞燈并預熱30min甚至更長時間(尤其是高壓汞燈)，直至數據穩定才能開始檢定，否則測量誤差很大、不準確。
    3.目前，紫外輻射照度計國內外各型儀器很多，即探頭種類繁多，探頭形狀不一，受光面大小不一。汞燈發出的光不可能是絕對均勻的，所以當被測探頭與標準探頭受光面積不同時，一定要調整夾具，使光斑照射到被測探頭中心，盡量做到與標準探頭所受到的輻射照度相同，以減少輻照場不均勻造成的誤差。
    4.大多紫外輻射照度計是使用電池的，檢定時，一定要注意，當電池電壓不足時，輻照度值會產生較大偏差，如果不注意這一點，很可能會得出錯誤的結論。更換新電池后，輻照度值就會準確了。
    5.紫外輻射照度計探頭濾光片材料在空氣中受潮霉變或被污染，會使光譜透過率發生變化，影響測量結果。濾光片受潮后，峰值波長會偏移，有時偏移較多，使得輻照度值發生變化。所以，探頭若較長時間不用，應放置于干燥器中保存。
    6.雜散輻射的干擾:汞燈以外的光線對紫外輻射照度計會產生干擾，尤其是探頭中的濾光片光譜帶寬較寬的儀器，檢定時一定要遮擋住雜散光，數據才會準確、真實。
    7.大功率測量時，探頭被光照射的時間不宜長，溫度升高，儀器的輻照度值會發生變化。濾光片的峰值波長也會隨著溫度的明顯改變而發生變化。光電池的靈敏度也有隨溫度變化而改變的特性。此外，連接探頭的塑料線也會被烤壞。
    8.測量中入射光線與接收器法線夾角會有角度響應值誤差，應盡量保持垂直照射、接收。
    9.一臺紫外輻射照度計測量時的示值除由光電接收器自身的光譜靈敏度、濾光片的光譜透射比決定外，還與被測光源的光譜能量分布有關，采用不同類型的光源，由于不同的光譜分布，所得結果不一致，有很大誤差。根據使用情況，每臺紫外輻射照度計的標定必須針對某一種光源進行，下面舉一例說明:
    一臺B波段儀器，用黑光高壓汞燈測量，其結果如表1所示。
   

<CTSM>    表1  用黑光高壓汞燈測量的結果</CTSM>
    同一臺B波段儀器，用白光高壓汞燈測量，其結果如表2所示。
   

<CTSM>    表2  用白光高壓汞燈測量的結果</CTSM>
    同一臺儀器用不同的高壓汞燈測量，結果相差很大，有時國外儀器用國內的量傳數值檢測也會產生較大的誤差。
    另外還要說明的一點是，雖然是同一光源，但接收器光譜范圍不同，也有很大的誤差。如探測器波長范圍為(420±20)nm的一臺儀器和探測器波長范圍為(400～500)nm的一臺儀器，在同一位置，對同一光源，所測得的結果相差近2倍。
    作者單位【上海市計量測試技術研究院】