專利名稱：一種氙燈光源的測量和自校準方法
技術領域：
本發明涉及一種氙燈光源的測量技術，具體是指一種氙燈光源的測量和自校準方法。
背景技術：
眾所周知，高分子材料在使用或貯存過程中由于受到環境的影響，如光、熱、氧、潮濕、應力、化學浸蝕等，其性能會劣化或喪失，這種現象被稱作高分子材料的老化。光是影響高分子材料老化的重要因素。目前國際上已經開發出了一系列光老化設備來研究高分子材料的光老化行為。氙燈老化試驗箱是研究高分子材料老化行為最為常用的加速試驗設備之 一。氙燈老化試驗箱是利用氙弧燈作為人造光源，對高分子材料進行照射，模擬高分子材料在自然環境中的老化過程；同時通過試驗參數的調整，實現一定的加速老化效果。對氙弧燈光譜的測量、分析對研究高分子材料的老化行為、改進試驗方法和試驗設備都是非常重要的。氙弧燈作為人造光源，光譜和光照強度會隨著試驗時間的延長發生變化。當材料在氙燈試驗箱中進行光老化試驗的過程中，氙燈的總輻照強度會隨著試驗時間的延長而逐漸衰減，達到一定的試驗時間后就需要對氙燈光管進行校準，通過調節氙燈功率或者更換光管的方式來保證試驗參數的穩定。氙燈通行的校準方法主要分為兩個部分，一是通過校準光管對氙燈本身的測量系統進行校準，即通過對校準光管在標準規定的特征波長段(340nm或420nm)的輻照強度進行測量，通過調節氙燈功率，調節特征波長段的輻照強度達到標準要求；第二個方面就是對氙燈光管進行光學校準。目前，我國尚無廠家可以生產校準光管，因此如果要實現對氙燈校準的第一步，需要購買國外的校準光管來校準氙燈的測量系統。我國目前還沒有對氙燈光管進行光學校準的統一的標準，目前國內尚無實驗室可對氙燈光管進行光學校準。要完成氙燈校準的第二步，則需要委托境外的實驗室來完成，不僅整個校準周期長，而且校準費用也非常昂貴。另夕卜，目前國外的校準實驗室在對氙燈光管進行光學校準時需要一套專有的設備，這套設備我國沒有生產，需要進口。綜上所述，我國的氙燈校準技術一直受制于國外。另外，隨著越來越多的研究發現，氙燈的光譜對高分子材料的老化過程影響有著重要的影響。因此了解試驗過程中氙燈光管光譜的變化情況，維持試驗過程中氙燈光管光譜的相對穩定也是非常必要的。為了縮短校準流程，減少校準成本，深入分析高分子材料的老化機理，開發一種簡單的氙燈自校準方法就顯得非常必要。
發明內容
本發明的目的是提供一種氙燈光源的測量和自校準方法，該方法通過使用光譜儀和帶有余弦校正器的光纖對氙燈使用前后光管的光譜進行測量，比較兩者光譜及特征波長的輻照強度來判斷光管的衰減情況，通過判斷光譜圖的一致性以及通過調節氙燈的功率，使光管的輻照強度增加到滿足標準要求來達到完成氙燈自校準的目的。本發明的上述目的通過如下的技術方案來實現一種氙燈光源的測量和自校準方法，該方法包括如下步驟(I)對氙燈的新光管進行測量，得到新光管的光譜圖、總輻照量以及特征波長段的輻照強度，所述特征波長段指國際標準規定的氙燈特征波長，為340nm或420nm，同時將測量所得的特征波長段的輻照強度和氙燈儀表板顯示的特征波長段的輻照強度數據進行對t匕，可以確定儀表顯示的數據準確與否，從而對氙燈的測量系統進行校準；(2)當氙燈光管工作一段時間后需要進行測量和校準時，采用與步驟(I)相同的測量方法對工作了一段時間的氙燈光管進行測量，得到該氙燈光管的光譜圖、總輻照量以及特征波長段處的輻照強度，比較氙燈新光管和工作一段時間的氙燈光管的總輻照量和特征波長段處的輻照強度，當氙燈光管在特征波長段的輻照強度降低到新光管在特征波長段的輻照強度的90%以下，或者氙燈光管的總輻照量降低到新光管的總輻照量的90%以下時，認為氙燈光管的輻照量有衰減，即需要對氙燈進行校準。用公式表示即為 亦或者
權利要求
1.一種氙燈光源的測量和自校準方法，該方法包括如下步驟 (1)對氙燈的新光管進行測量，得到新光管的光譜圖、總輻照量以及特征波長段的輻照強度，所述特征波長段指國際標準規定的氙燈特征波長，為340nm或420nm，同時將測量所得的特征波長段的輻照強度和氙燈儀表板顯示的特征波長段的輻照強度數據進行對比，可以確定儀表顯示的數據準確與否，從而對氙燈的測量系統進行校準； (2)當氙燈光管工作一段時間后需要進行測量和校準時，采用與步驟(I)相同的測量方法對工作了一段時間的氙燈光管進行測量，得到該氙燈光管的光譜圖、總輻照量以及特征波長段處的輻照強度，比較氙燈新光管和工作一段時間的氙燈光管的總輻照量和特征波長段處的輻照強度，當氙燈光管在特征波長段的輻照強度降低到新光管在特征波長段的輻照強度的90%以下，或者氙燈光管的總輻照量降低到新光管的總輻照量的90%以下時，認為氙燈光管的輻照量有衰減，即需要對氙燈進行校準， 用公式表示即為
2.根據權利要求I所述的氙燈光源的測量和自校準方法，其特征在于所述步驟(I)中對氙燈的新光管進行測量采用的具體方法為使用光纖光譜儀和帶有余弦校正器的光纖，當氙燈新光管豎直安裝好后，光纖探頭和氙燈自帶的光線傳感器均位于氙燈腔體內壁，并且處于同一水平位置，通過光纖和光纖光譜儀對氙燈的新光管進行測量，同時氙燈自帶的光線傳感器采集的數據通過氙燈儀表顯示出來。
3.根據權利要求2所述的氙燈光源的測量和自校準方法，該方法還包括如下步驟 (3)分析新光管和工作一段時間的光管的光譜圖的一致性，當新光管和工作了一段時間的光管的95%的光譜強度數據的相似度達到95%以上時，即認為兩者達到了一致， 即,
4.根據權利要求I或2或3所述的氙燈光源的測量和自校準方法，其特征在于該方法在使用前，在每次光譜測量前需要采用標準光源對整個測量系統進行校準，確保測量的準確性。
全文摘要
本發明公開了一種氙燈光源的測量和自校準方法，包括(1)對氙燈的新光管進行測量，得到新光管的光譜圖、總輻照量以及特征波長段的輻照強度，同時對氙燈的測量系統進行校準；(2)當氙燈光管工作一段時間后需要進行測量和校準時，采用與步驟(1)相同的測量方法對工作了一段時間的氙燈光管進行測量，得到該氙燈光管的光譜圖、總輻照量以及特征波長段處的輻照強度，比較氙燈新光管和工作一段時間的氙燈光管的光譜圖和特征波長段處的輻照強度，得到氙燈光管的衰減情況；(3)分析新光管和工作一段時間的光管的光譜圖的一致性，以確定是否調節氙燈的功率或更換新的光管。該方法通過光譜技術來實現氙燈自校準的目的。
文檔編號G01M11/02GK102967444SQ20121044524
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者馮皓, 寧文濤, 趙鉞, 陶有季, 馬堅, 揭敢新, 馮江濤, 劉鑫, 張曉東 申請人:中國電器科學研究院有限公司, 威凱檢測技術有限公司