成都地区太阳紫外辐射光谱的观测与分析
第28卷,第4期 光谱学与光谱分析Vol 128,No 14,pp8752878
2008年4月 Spectroscopy and Spectral Analysis April ,2008
成都地区太阳紫外辐射光谱的观测与分析
孙 鹏,何 捷3,赵晓艳,左浩毅,杨经国
四川大学物理系,四川成都 610064
摘 要 利用紫外CCD 光学多道分析器,对成都地区2006年3月至7月UVA 和UVB 波段太阳紫外辐射
光谱进行了观测,对这一地区紫外辐射的基本特征进行了统计分析。分析表明:太阳紫外辐射在一天内早晚小,中午大,一年中6月份达到最强,与太阳天顶角的变化密切相关;UVB 辐射积分通量远小于UVA 辐射积分通量,其比值一般小于0104,在天气晴好时下午大于上午;雾能导致UVB 辐射积分通量与UVA 辐射积分通量的比值增大,其原因是雾对UVA 辐射衰减强于对UVB 辐射衰减;云对太阳紫外辐射存在异常吸收。
关键词 太阳紫外光谱;CCD 光学多道分析器;UVA ;UVB 中图分类号:P18213 文献标识码:A 文章编号:100020593(2008)0420875204
收稿日期:2006212201,修订日期:2007203206
基金项目:国家自然科学基金项目(60478044,10475058)资助
作者简介:孙 鹏,1982年生,四川大学物理学院在读研究生 e 2mail :peng3219@https://www.wendangku.net/doc/5c11742820.html,
3通讯联系人 e 2mail :schjdxx163@1631com
引 言
尽管太阳紫外辐射在太阳总辐射中只占很小的比例(紫
外波段辐射能量约占太阳辐射总能量的8%),但因其对生物学、医学及环境科学方面具有重要影响,因此受到人们的广泛关注[1]。
到达地表的太阳紫外辐射要受到臭氧层吸收,光化学反应,气溶胶粒子及云滴粒子散射,空气分子散射,以及测站纬度和太阳天顶角等因素的影响
[2]
。大气臭氧层吸收了太阳
紫外辐射的70%～80%[3],构成了对地球生态系统的一个天然保护层。随着大气污染的进一步加剧,大气中氟氯化烃(CFC S )、氮氧化物(N 2O )等化学物质含量的显著升高,使平流层的臭氧(O 3)层逐年变薄,导致到达地面的太阳紫外辐射不断增强。这将对动物、植物以及人类本身造成许多不良的影响,使人类的生存环境面临巨大威胁[4]。太阳紫外辐射的过度照射会对人的健康产生不利影响,使人容易患白内障、皮肤癌等疾病,并使人的免疫系统受到干扰,导致一系列传染病和免疫系统疾病的发生[5]。因此,有必要对太阳紫外辐射进行有效的观测,研究太阳紫外辐射的特征和传输规律,制定出切实可靠的应对方法。成都地区地处西南腹地,云雾多晴天少,紫外辐射的观测有一定难度。
目前,太阳紫外辐射探测主要是采用滤色片式的分波段总量测量,其缺陷是不能对太阳紫外辐射各光谱段进行精确
测量,难以分析和判断各光谱段对环境和人体的影响。冯志庆、李福田[6]、刁丽军[7]等人使用光栅光谱仪分光、光电倍增管接收,测量了太阳紫外辐射光谱。使用光电倍增管接收方法及光栅扫描,难以实现光谱的实时探测。赵晓艳等成功地使用紫外CCD 光学多道分析器观测了成都地区2005年冬季的太阳紫外辐射光谱[8]。为获得成都地区紫外辐射详细信息,研究这一地区紫外辐射的基本规律,本工作使用自制紫外光学多道分析器对成都地区2006年3月至7月太阳紫外辐射光谱进行了长期系统的测量,同时将所测结果与紫外辐射表测量结果进行对比分析,获得了有意义的研究结果。
1 实验装置
紫外CCD 光学多道分析器基本结构如图1所示。入射太阳光由可变光阑L 调节入射光强,经石英凸透镜P 会聚,由紫外光纤导入光栅多色仪,经光栅分光后光谱图像被紫外
CCD 探测器(CCD ,EG &G RETICON RL2048D KQ )转换为相应的电信号,在专用驱动电源(CCD driver )支持下,信号经放大,采样保持,模数变换,进入专用微机(MPC )[9]。自编的Visual C ++专用应用软件用于系统控制,实现太阳紫外辐射光谱的采集分析。所研制的紫外CCD 光学多道分析器应用于太阳紫外光谱采集时,一次采集紫外光谱范围:280
～395nm ,光谱分辨率为0105nm/pixel 。多道分析器光谱波长用紫外Hg 光谱灯谱线31310和36511nm 校正,光谱强度由该CCD 器件光谱响应曲线校正。
2 光谱测量及结果分析
对成都市区2006年3月至7月的UVA 和UVB 波段太阳紫外辐射光谱进行了长期系统观测。为了能全天观测太阳紫外光谱,避免地面建筑物及植被的影响,所有观测均在四川大学第二理科楼(成都市区南一环外侧)楼顶天台上进行。 图2为用紫外CCD 光学多道分析器2006年4月27日测得的UVB 和UVA 波段光谱,图2(a )中3
条谱线由下至
Fig 11 I nstrument for solar ultraviolet spectra irradiance
上依次是9:00,11:00,13:00采集得到,图2(b )中3条谱线由上至下依次是13:00,15:00,17:00采集得到。从图中可以看出,紫外谱线强度早晚小、中午大,与太阳天顶角的变化成反相关
。
Fig 12 Solar ultraviolet irradiance spectra on April 27th ,2006
(a )1:9:00;2:11:00;3:13:00;(b )4:13:00;5:15:00;6:17:00
将所测光谱在UVB 和UVA 波段进行积分,获得UVB
和UVA 辐射积分通量。图3(a )是2006年4月7日UVB 辐射积分通量与UVA 辐射积分通量的比值在一天内的变化曲线,曲线显示比值下午大于上午,在傍晚达到最大(01066)。为了能在同一幅图中显示UVB 和UVA 一天内的变化趋势并利于比较,将UVB 和UVA 在不同时刻的辐射积分通量F 与各自的初始值F 0相比并取对数,得到图3(b )(由于UVA 辐射积分通量在16:00小于9:00,
致使数据点出现负值)。
Fig 13 Analytic result of solar ultraviolet irradiance spectrum on April 7th ,2006
(a ):UVB/UVA date change curve ;(b ):UVB and UVA date change curve ;1:UVA ;2:UVB
从图3(b )可以看出,UVB 和UVA 辐射积分通量均符合早晚小,中午大的规律。UVA 辐射积分通量的变化相对UVB 要更加剧烈,因此图3(a )中UVB 辐射积分通量与
UVA 辐射积分通量的比值在一天内的变化趋势更多的由UVA 辐射积分通量决定。
图3(a )显示,在一天中的绝大部分时间,UVB 辐射积分通量与UVA 辐射积分通量的比值不会超过0104,只有在傍晚光线很弱的情况下,此比值才会大于0104,2006年3月至7月其他晴天的观测也符合得很好。由此可见到达地表的
UVB 辐射积分通量远小于UVA 辐射积分通量,而波长更短
的UVC 在地面几乎探测不到。事实上大气臭氧层对UVA
很少吸收,对UVC 几乎可以吸收殆尽,其变化与UVB 关系最为密切。
图4是2006年3月至7月UVB 和UVA 辐射积分通量日最大值变化情况和多项式拟合曲线。从测量结果可见,从3月到6月,UVB 和UVA 辐射积分通量均逐渐增大,6月到7月又逐渐减小,可见6月份的紫外辐射最强。由于太阳
赤纬角在6月达到一年中的最大值(2314°
),此时天顶角最678光谱学与光谱分析 第28卷
Fig 14 Date max UVB and UVA irradiance integral flux change curve from March to July in 2006
小,紫外辐射随太阳天顶角减小而增大,两者之间呈相反相关。其原因是太阳天顶角越小,太阳光线在大气中的光学路径越短,被大气分子,气溶胶,云等吸收和散射的辐射量越少,因而辐照到地面的辐射量越大。 图5(a )为2006年3月至7月正午(若正午有云,则选离正午最近的无云时刻)UVB 与UVA 辐射积分通量测量值之比和其多项式拟合曲线。测量结果的变化趋势显示在正午时刻比值大多在01024至01034之间,4月18日、4月27日、4月29日的比值小于01024,而6月10日、6月27日、7月1日的比值大于01034。据记录,4月18日、4月27日、4月29日均为无云或少云的晴朗天气,大气可见度较高。6月10日、6月27日、7月1日三天即使到了中午天空中仍有薄雾,可见雾能导致UVB 与UVA 辐射积分通量比值变大。采用图3(b )相同方式作出图5(b )。图5(b )中UVB 和UVA 曲线
在3,4,5月吻合较好,而到6和7月份偏离较远。成都地区
2006年6和7月份多雾,大气可见度平均比3,4,5月要低,雾对UVA 衰减强于对UVB 衰减导致了UVB 与UVA 辐射积分通量比值在6和7月份的平均值(010335)高于3,4,5月(010286)。
3 与紫外辐射表的比对测量
进行了与紫外辐射表(锦州阳光科技发展有限公司生产,型号为TBQ 2ZW 22)的比对测量,图6是200613125和20061417的UVB 辐射积分通量日变化曲线,其中棱形标志的曲线由紫外辐射表测量得到,方块标志的曲线由紫外CCD 光学多道分析器采集的光谱在UVB 段积分得到。从两幅图可以看出两种测量方法所测UVB
辐射积分通量随时间的变
7
78第4期 光谱学与光谱分析
化趋势一致,表明了两种测量方法之间的良好相关性。
图6(a)中曲线在12:00处出现明显下凹,据记录2006年3月25日12:00太阳被一层薄云挡住,可见云对紫外辐射存在异常吸收,这可能与云中的水汽参与的各类光化学反应过程有关[10]。
4 结 论
利用自行研制的紫外CCD光学多道分析器,对成都市区2006年3月至7月UVA和UVB波段太阳紫外辐射光谱进行了观测。对所探测的太阳紫外辐射光谱进行的分析表明:太阳紫外辐射在一天内早晚小,中午大,一年中在6月达到最强,与太阳天顶角的变化密切相关;UVB辐射积分通量远小于UVA辐射积分通量,其比值一般小于0104,在天气晴好时下午大于上午;雾能导致UVB辐射积分通量与UVA辐射积分通量的比值增大,其原因是它对UVA辐射衰减强于对UVB辐射衰减;云对太阳紫外辐射存在异常吸收。
TBQ2ZW22型紫外辐射表虽然能准确的监测UVB辐射积分通量,给出UVB辐射的规律,但要更好地研究太阳紫外辐射的生物效应、光化学效应和环境效应,精确的紫外光谱的探测是必要的,应用太阳紫外辐射光谱测量结果还可反演大气中O3,SO2,NO2等微量气体浓度。
参考文献
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Observation and Analysis of Solar U ltraviolet Irradiance Spectrum in Chengdu Area
SUN Peng,H E Jie3,ZHAO Xiao2yan,ZUO Hao2yi,YAN G Jing2guo
Department of Physics,Sichuan University,Chengdu 610064,China
Abstract The solar ultraviolet irradiance spectrum in Chengdu area f rom March to J uly in2006was observed with an ultraviolet CCD optical multi2channel analyzer.According to the observation results,some analysis of the basic characteristics was made. The analysis of the solar ultraviolet irradiance spectrum showed that the solar ultraviolet irradiance is weak in the morning and in the evening but strong at noon,reaches the strongest point in J une,and reversely correlates with the change in SZA(solar zenith angle);the ratio of irradiance flux of UVB to UVA is less than0104,and usually,the ratio in the afternoon is bigger than that in the morning in sunny days;Fogs can cause the ratio to increase,the reason is that fogs show stronger influence on attenuation of UVA than UVB;Clouds absorbed the solar ultraviolet irradiance greatly.
K eyw ords Solar ultraviolet spectrum;CCD optical multi2channel analyzer;UVA;UVB
3Corresponding author(Received Dec.1,2006;accepted Mar.6,2007) 878光谱学与光谱分析 第28卷
太阳辐射试验
第六章太阳辐射试验 6. 1 目的和意义 太阳光是以电磁波的形式辐射和传送到地球表面的。地球表面接受到的太阳辐射能量与所处的地理纬度、海拔高度以及时间变化（如年、季节、月、日）有关。 表征太阳辐射强弱的物理量是太阳辐射强度，所谓太阳辐射强度，即垂直于阳光单位黑体表面，在单位时间内吸收的辐射量。在国际上，太阳辐射强度的单位采用瓦/米2（即w/m2）。太阳辐射强度的单位可以是尔格/厘米2 . 分（即e rg/cm2 . min）。在气象和环境试验领域中，常采用卡/厘米 . 分（即Cal/cm2 . min）。 在地球大气的上界，直接太阳辐射强度称为太阳常数。太阳常数的平均值用So表示。由于测量方法、测量仪器不统一，世界各地测得的太阳常数也不一致。 1956年在一次国际会议上规定，全世界一律采用1.90Cal/cm2 . min( 即1331w/m2)的太阳常数。假如大气是绝对透明的介质，那么在地球表面测得的太阳辐射强度应是1.90Cal/cm2 . min 。事实上，大气并非是绝对透明的介质，所以地球表面测得的太阳辐射强度远小于这个值。 由于地球轨道是椭圆形的，太阳常数和日地距离的平方成反比。因此，在近日点，太阳常数大于远日点的7%左右。 综上所述，在环境试验领域，太阳辐射强度采用1 .6Cal/cm22 . min( 即1121w/m2)。现有的资料表明：辐射强度大于0 .7Cal/cm2 . min( 即490w/m2)时，可以引起热效应（由红光和红外线引起的）和光老化效应（由紫外线引起的）。 太阳辐射强度的测量一般采用绝对日射表和相对日射表。绝对日射表是通过观测可以直接读取以Cal/cm2 . min为单位的太阳辐射强度的仪表。相对日射表是通过观测得到电压、电流和其它参数值，然后用一定的换算系数通过计算，可以得到相应的以Cal/cm2 . min为单位的太阳辐射强度的仪表。在使用相对日射表时，必须通过直接或间接的绝对日射表比较、标定后，才能获得所要测量的值。 太阳辐射对电子电工产品有两种有害的作用，即太阳辐射的热效应和太阳辐射的光化学效应。 太阳辐射的热效应可以引起电子电工产品的热老化、氧化、裂痕、化学反应、软化、融解、升华、粘性降低、蒸发和膨胀等。太阳辐射引起的温度或局部过热，会导致产品的膨胀或润滑性能降低，机械失灵，机械应力增大以及活动部件之间的磨损加剧等。 太阳辐射的光化学效应将会导致涂料、油漆、塑料、千维和橡胶等的变形、褪色、失去光泽、粉化和开裂等损坏。 太阳辐射试验的目的是为了确定地面上或较低大气层中使用或储存的电子电工产品受太阳辐射所引起的热效应、光化学效应以及对产品的机械性能和电性能的影响。 太阳辐射的热效应不能用高温试验来评价，因为太阳辐射是在产品内产生温度剃度，而高温试验是产生恒定高温，它们的作用机理不同所得的试验结果也不一样。 6 . 1 太阳辐射试验的方法 世界上各工业发达的国家自40~50代起以开始重视太阳辐射对产品影响的研究，并且采用碳弧灯开展一些简单的模拟性试验，真正制订国际性的太阳辐射试验方法和标准是70年代的事情。现行的标准有下面几种：IEC68—2—5试验Sa，“模拟地面上的太阳辐射）。相对应的国标是GB3423 . 24—81试验Sa，“模拟地面上的太阳辐射”。IEC68—2—9，“太阳辐
紫外线辐照强度监测方法
紫外照度计紫外辐照计紫外线强度计（产品型号：TN-UV254 产品产地：江苏）简要说明：数字式紫外辐射照度计是测量波长为253.7nm紫外线辐射强度的仪表。使用专用的盲管紫外线传感器技术，不受阳光、灯光等其它射线干扰、测量精度高、性能稳定。具有自动电池欠压指示及数据保持功能。 详细介绍：相关产品名称:数字式紫外辐射照度计数字式紫外照度计数字式紫外辐照计，该紫外线辐射照度计是测量波长范围为254nm紫外线辐射强度的仪表。使用专用的盲管紫外线传感器技术，不受阳光灯光等其它射线干扰、测量精度高、性能稳定。具有自动电池欠压指示及数据保持功能。整机设计紧凑，使用非常方便。适用于医院、卫生防疫部门、化工、电子、食品加工厂、娱乐场所等用于消毒的紫外线灯辐照强度的监测。与目前常用的紫外线辐射照度计相比，该仪表具有巨大的技术优势，是目前常用紫外线辐射照度计的升级换代产品。具体表现在： 盲管技术紫外线辐射照度计不受阳光灯光等其它射线干扰、测量精度高，专测254nm紫外辐射强度。目前大家常用的辐照仪开机后都不指示为零，而且指示值每次开机都变化不定，因为它受到了可见光和其它波长杂紫外光的干扰，不能真正反映灯管的实际辐照强度，为紫外灯消毒效果留下隐患。 平衡电路紫外线辐射照度计性能稳定，数据不漂移。目前大家常用的紫外线辐射照度计数据的重现性通常都不好，特别是随着使用时间增加，同样强度的光
源，每年的读数都不同，这样给经销商带来大量的麻烦，同时用户业觉得疑惑和苦恼。 一、概述 TN-UV254紫外线辐照仪型数字式紫外辐射照度计是测量波长为253.7nm紫外线辐射强度的仪表。使用专用的盲管紫外线传感器技术，不受阳光、灯光等其他射线干扰、测量精度高、性能稳定。具有自动电池欠压指示及数据保持功能。整机设计紧凑，使用非常方便。适用于医院、卫生防疫部门、化工、电子、食品加工厂、娱乐场所等紫外线灯辐照强度的监测。 本使用説明书包括有关的安全信息和警告提示，请仔细阅读有关内容并严格遵守所有的警告和注意事项。 二、开箱检查 打开包装箱取出仪表，仔细检查下列附件是否缺少或损坏： TN-UV-254型数字式紫外辐射照度计一台 拉杆定位器一支 使用説明书一份 护目 镜 一付 校正 仪 一台 如发现有任何缺少或损坏，请即与您的供货商进行联系。 三、紫外线辐照仪技术指标 位液晶显示器显示，最大读数为1999 显示方示：31 2 测量原理：双积分式A/D转换 采样速度：约3次/秒 存储环境：室温、干燥的环境中存放 工作环境：温度10～30℃ 温度30℃，≤85%RH 电池欠压指示：LCD上方显示+++ 超量程指示：最高位显示“OL”或“1” 数据保持功能：LCD上方显示“H” 测量波长：254±10nm 测量角度：以垂直于传感器感应面的垂线为轴心，围绕轴心±10° 量程：0～2000ūw/Cm?，0～20000ūw/Cm?、LCD下方显示“×10” 分辨率：1ūw/Cm? 供电电池：9V碱性或碳锌电池6F22
紫外线辐射强度和杀菌效果的监测
紫外线辐射强度和杀菌效果的监测 紫外线照射杀毒是医院最普遍使用的方法之一，但紫外线杀菌灯具由于制造、使用方法和使用寿命等原因，造成紫外线消毒达不到规定的效果。为了确保紫外线发挥出最好的杀菌效果，对紫外线辐射强度和消毒效果进行常规监测是行之有效的方法。紫外线杀菌的关键因素是紫外线消毒器辐射253.7nm波长紫外线强度和其他保障措施，所以监测紫外线消毒效果有工艺监测、物理监测、化学监测和生物监测。 一、灯管选择及安装：紫外线杀菌灯已由原来的臭氧型发展为低臭氧型，紫外灯由石英玻璃抽真空制成，紫外灯的好坏决定灯管质量（有无气泡、气线）真空度和灯线灯头上工艺水平，紫外灯是不可见光，穿透力弱，直射，杀菌紫外线为c波段，中心波长为253.7A（nm），杀菌效果决定紫外线强度的照射时间。（一）选择合适的紫外线杀菌灯具 医院室内空气消毒常用40W和30W直管式热阴极低压汞灯，小型消毒柜和超净工作台内常选用20W和15W低臭氧直管紫外线消毒灯，特殊消毒器内经常使用H型高强度紫外线杀菌灯及其他专用紫外线杀菌灯具。 （二）正确的安装 紫外线消毒灯的安装位置和照射距离对杀菌效果至关重要，用于空气消毒的紫外线灯可以采用垂直正向照射、反向照射和侧向照射。吊装即将紫外线灯吊装在天花板距离地面2.0±0.2的高度，进行垂直正向照射；将带有反光罩的紫外线灯采用可升降式吊装进行反向照射或装在移动式灯具车上进行正反向照射；侧装即将紫外线灯装载墙壁上进行侧向照射。不管何种安装方式都必须保持灯管之间距离均匀，使得空间辐射强度分布均匀。 （三）达到规定的辐射强度 室内空气消毒需要安装紫外线灯的功率分布达到平均1.5W/m3即每20m3 安装30W紫外线灯1支。 （四）正确的使用和维护 紫外线消毒空气首先应照射足够的时间和频率，一般在常温下、相对湿度60%，每次照射30~60min，每天照射不少于2次或每次工作之前照射。紫外线消毒受相对湿度和空气中灰尘及灯管表面灰尘的影响，所以应注意对灯管表面的清洁和环境的条件。 二、紫外线辐射强度的监测 （一）物理监测法 采用紫外线辐射照度计检测紫外线消毒器辐射强度是比较方便而且又准确的方法，是《消毒技术规范》规定的方法。 1. 照度计检测原理根据紫外线消毒器特定波长（253.7nm），选择特异性光敏元件制作接受元件（受光器），当受光器受到紫外线照射时，把光信号转变为电信号，通过放大传输，在仪表上以电信号或数字信号显示出来。 2. 测试方法先将紫外线灯打开照射3~5min，将调试好的照度计受光盖打开置于紫外线灯中央下方垂直1m处照射直到仪表表针或数字不再上升即可读值。 3. 应用范围用于对新出厂的灯管检验，生产厂家可用照度计检验出厂各种紫外线灯管。按国家标准制定，新出厂30W紫外线灯管在下方中央垂直1m
紫外辐照计照度计LH-126C使用说明书
光学辐照计广泛用于测量光源的辐射功率密度，即单位面积内的辐射功率,单位：W/㎡，本产品还可以用于测量材料对光线的透过率、阻隔率以及环境温度测试。产品使用方便、测量准确、质量可靠！ 应用领域 太阳光辐射强度测量、光学实验 材料对光线的透光率、遮光率、反射率测量 气象、医疗、食品、农业等领域
优点 1.测量范围大 2.测量精度高 3.自动切换量程 4.可测量功率峰值 5.可测量透光率、遮光率 6.带温度测试功 能 7.可保存100组测试数据8.中英文双语菜单 参数 1.响应光谱：220-280nm 2.响应中心：254nm 3.分辨率：1uW/c㎡ 4.测量范围：1uW/c㎡-1000W/㎡ 5.测量误差：±4% 6.采样频率：3次/秒
7.光窗直径：13mm 8.视窗 尺寸：48*48mm 9.产品尺寸：132x71x29mm 10.包装尺寸：185x115x60mm 11.产品净重：120g 12.工作电源：4节7号（AAA） 透光率和遮光率测量 1. 开机后按M键切换到模式2 2. 将功率计前端探头窗口对准辐射源，此时A和B都显示实时功率值，“A”闪动 3. 按OK键定标，锁定功率A即总功率（此时如需重新测定 总功率再按OK可以解锁A)， 此时“B”开始闪动将被测样品置于光源和功率计探头 窗之间，由于被测物的遮 挡辐射功率会被衰减，此时B显示的就是透过的光功率，仪器自动计算出透过率： 即透过功率占总功率的百分比
4. 保存的数据可在模式2下按R键读取，具体操作同模式1 5. 按H键可以锁定数据，按OK键可以保存数据并解除B锁定，如果不需要保存数据则 再按H键解除B锁定 6. 设置菜单内模式2选项内可选择测量阻隔率：即阻隔功率占总功率的百分比
云南省太阳紫外辐射研究
第21卷第6期2001年11月 云南师范大学学报Jou rnal of Yunnan N o rm al U n iversity V o l .21N o.6N ov .2001 云南省太阳紫外辐射研究 Ξ 刘 滔1, 李云苍1, 刘群生1, 王 斌2, 黄瑞卿3 (1.云南师范大学太阳能研究所,云南昆明650092;2.云南师范大学资环系,云南昆明650092;3.云南师范大学物理系,云南昆明650092) 摘 要: 文章根据气候学和统计计算方法提出云南省太阳紫外辐射的计算方法。再结合云南省过去三十年的气象实测资料,对云南省的部分地区分别计算了它们的太阳紫外辐射量,并对其变化规律进行了研究,结果表明云南省太阳紫外辐射具有干、湿季的特征。关 键 词: 太阳能日辐射;紫外辐射;云南省;气候学方法 中图分类号: P 461.1P 422.62 文献标识码: A 文章编号: 1007-9793(2001)06-37-06 太阳紫外辐射对人类健康、生态环境有重大的影响,大气臭氧层吸收了太阳紫外辐射的70%～ 80%,构成了对地球生态系统的一个天然保护层。但由于环境污染,大气层中臭氧总量的减少,将导致到达地面太阳紫外辐射的增加,给地球上的生命和生态环境带来极大的威胁。近年来在极地连续观测到平流层臭氧空洞,并不断扩、加深。各地的观测也显示臭氧层有削弱变薄的趋势。其直接的后果是太阳紫外辐射大大增加,对生物的杀伤和对人类健康也大大增加。在农业方面太阳紫外辐射对农作物的生长有着重要的作用。在环境应用方面,由于太阳能光催化处理污水技术取到了极大的进步,太阳紫外辐射变成了一种可利用的资源[128]。 云南省位于云贵高原,纬度低、海拔高,且高原空气清新,稀薄,阳光透过率高、太阳紫外辐射强度大。由于云南省独特的“立体性气候”和特殊的自然地理条件,云南省的太阳能辐射及紫外辐射资源分布十分复杂,有其固有的独特规律。十分有必要对云南省的太阳紫外辐射规律进行研究,以满足工农业生产和太阳能开发利用的需要。 1 紫外辐射的计算方法 1.1紫外辐射的气候学计算 太阳直接辐射中某一波段的能通量S △Κ和全波段积分通量S 之比Γs ,可以用绝对大气质量m ,订正的A ngstrom 大气浑浊度系数和订正的地面绝对湿度e 3三个物理量来表征,这里Β3= p 0p Β,e 3 =p 0p e ,Β和e 分别为A ngstrom 大气浑浊度系数和地面绝对湿度,它们可分别表征大气的气溶胶含量和水汽含 量。p 0和p 为海平面标准大气压和测点气压。用实测的m ?B 3和e 3三个物理量,进行了回归分析,得到了紫外直接辐射的气候学计算公式[1]。 lg S ?=a +b lg S lg ΓS =lg S ? S =a +(b -1)lg S 经验系数a 和b 与e 3有关,满足下列关系式。 a =0.235lg e 321.839, b =3.45220.0102e 3 浑浊天空散射辐射的理论计算极为复,一般只能采用经验的计算方法,由于大气高层的O 2、N 2、O 、 Ξ收稿日期:2001-05-08 0基金项目:国家自然科学基金项目、云南省科委和云南省应用基础研基金项目 作者简介:刘 滔(1966-),男,贵州省毕节市人,副教授,从事太阳能应用研究.
太阳辐射测量的回顾与展望
太阳辐射测量的回顾与展望 王炳忠 (中国气象科学研究院,北京100081) 1、太阳辐射标准 太阳辐射测量技术发展的历史告诉人们，为了在世界范围内获取整齐一致的数据有多么困难。国家计量部门建立的辐射标准，仅限于低辐照水准，无法作为太阳辐射测量的依据。这就是气象学界借助直接日射表（Pyrheliometer）独立开发太阳辐射标准的理由。 第一台测量太阳辐射的仪器是1837年由法国人Pouillet设计制造的，它的工作原理以水的卡计为基础。由于其设计简单，只能进行一些粗略的测量。随后出现的一些仪器，大多是对Pouillet仪器的改进，其中较有名的如Violle、Crova等人。1884年Frolich首先采用热电堆做探测器，这种方法虽然简便，却需要另一台绝对仪器来校准。另外，为了使测量进一步精确，Michelson以Bunsen冰卡计为基础设计了一台直接日射表，但不实用。?ngstr?m 是使用双探测器制作直接日射表的第一人，测量时两个探测器交替地遮荫和曝光。后来他进一步发展这一想法:用电校准探测器代替卡计，这就是著名?ngstr?m补偿式直接日射表。在上一世纪内，虽然在历次国际气象局长会议上多次议论过太阳辐射测量事项，但均因限于当时科学技术水平而未获解决。在1896年的会议上还建立了专门的太阳辐射委员会（CSR），其任务就是要为测量太阳辐射标准仪器提出建议。直至1905年在Inrisbruck的会议上，才决定以?ngstr?m补偿式直接日射表做为测量仪器，并以其原型A70做为标准I（保存在瑞典Uppsala大学物理研究所）。这就是?ngstr?m标尺（AS-1905）的由来。AS-1905在欧洲被广泛采用。 美国Smithson研究所使用的银盘直接日射表（Silverdisk，简称SD）是Pouillet和Violle 直接日射表的混合型。使用中的该类辐射表大多数都是由Smithson研究所制造的。上世纪末，它们由Abbot所研制的水流式直接日射表校准。后来，Abbot又研制出搅水式直接日射表，并以此校准水流式仪器。这一系列校准和研制标准仪器工作导致了1913年Smithson标尺的建立（SS-1913），它主要在美洲等地使用。 自出现两个并列日射标尺之日起，其间存在的差异问题，倍受有关学者的关注。1912年在Rapperswill召开的CSR会议上，Kimball首次报告了他所作的比对结果:二标尺间相差5％，SS高于AS。当时，这一结果被认定为处于测量不确定度的范围内，除了继续进行类似的比对外，未做出其他结论。
紫外能量计(UV能量计)国内计量现状
紫外能量计（UV能量计）国内计量现状 比科速公司出处：https://www.wendangku.net/doc/5c11742820.html, 一、国内紫外辐射照度标准 紫外辐射照度计常常称作为UV能量计。随着经济的发展，紫外辐射照度计（UV能量计）在工业上的运用越来越多，紫外辐射照度计的溯源也越发显得重要。国际上对紫外波段的划分不统一。目前中国对于紫外辐射波段的划分，是分为A1、A2、B、C四种波段。对应于上述四种波段的紫外光源有高压汞灯、黑光型高压汞灯和低压汞灯。 中国紫外辐射照度工作基准主要由光谱辐射计、标准紫外辐射照度计、各种紫外光源等组成，用于贮存和复现紫外辐照度量值。但由于上述标准建于1989年，已不能完全满足现代市场对紫外辐照计的量值溯源要求。随着国外此类仪器的引进逐渐增多，紫外辐照计的校准已出现了多国标准共存的局面，从而给广大的紫外辐射照度计用户造成困扰。 二、各国标准共存的市场 目前，美国、德国、日本这三个国家生产的辐照计的国内市场占有率还是相当大的，相对来说仪器做的也不错，稳定性好，使用寿命长。但是却存在着很大的问题，即便是同一个国家的标准似乎也不能做到完全统一比如美国的标准，紫外辐照度都溯源到NIST，但却产生了不同的测量结果。最典型的两家辐照计生产商，EI 和International Light，同样测A波段的仪器，用国家标准做检定，EIT的示值误差有30%~70%，而International Light的示值误差却可以控制在10%以内，也就是基本和国家标准一致。德国和日本的仪器也存在同样的问题，都有和国家标准一致的仪器也有测量结果相距甚远的仪器。如某德国产同一厂家不同型号的两款仪器，测量波段一致，测出的结果却相差甚远。这可能是由于校准光源或者仪器探测器的光谱响应不尽一致造成的。总之，国际上对于紫外辐照度没有一个统一的标准来约束生产商造成了多国标准共存的局面这也给紫外辐照度的计量带来困难。 这里有必要说一下中国的紫外辐照度标准在国际比对中的情况。2002年12月，中国计量科学研究院（NIM）参加了由亚太计量规划组织（APMP）举办的国际上首次“UVA探测器的照度响应度国际比对APMP PR-S1”。比对结果表明：在7个参加实验室中，NIM的量值与国际参考值最为接近，窄波段UV365照度响应度和宽波段UVA照度响应度与国际参考值的偏离量分别为-0.57%(k=2)和-0.53%(k=2)。在特定条件下，宽波段紫外辐射度的量值复现不确定度也由原来的10%(k=1)改善为2.0%(k=1)。应该说，中国现有的紫外辐射照度标准是值得信赖的。 三、应对和解决方法 针对这种比较混乱的局面，最好的解决方法莫过于统一标准。就现在工业生产中使用的紫外辐照度计而言，多数用在紫外固化和紫外曝光上，测量UV炉或者UV灯管的辐射照度或者能量，波段处于UVA和UVB，用于测量紫外辐射能量的仪器多一点，俗称UV能量计。对于使用和校准，我们建议： 1、同一个公司尽可能的使用同一厂家同一型号的仪器，便于量值统一，便于公司内部记录和比较。用同一间公司不同型号照度计进行测量，测量结果可能也有较大差异。 2、工业用UV灯的辐照度不是很稳定而且不均匀，测量时最好多测几次。UV灯一般在开启后需要一段时间，发光情况才趋于稳定。
紫外光源的辐射效应和测量方法
紫外光源的辐射效应和测量方法 一、概述 辐射是一种基本的物理现象，是以电磁波或光子的形式发射或传播的一种特殊形态的能量。辐射作用于物质或生物，就会产生各种物理的、化学的或生物的效应，在科学及应用上有巨大的价值。 紫外辐射就是波长范围约10～400nm的光辐射。在这个波长范围内不同波长的紫外辐射有不同的效应，在研究和应用中，常把紫外辐射划分为：A波段（400～320nm）；B波段（320～280nm）；C波段（280～200nm）；真空紫外波段(200～10nm)。波长小于200nm的紫外辐射由于大气的吸收，所以在空气中不能传播。 太阳的紫外辐射是人类接受的紫外辐射的主体，但是由于紫外线在大气传播中的衰减过程，真正照射到地球表面的紫外辐射量只占总辐射量比例的4%。因此在实际应用中，人造紫外光源就显得尤为重要。人造紫外辐射源解决了自然光源（太阳）在时间、空间上的不足。 紫外线光源的开发和应用目前正处在一个高速发展时期，紫外光源的不断研制开发逐渐地填补各紫外线波段的光源品种空白，如光固化用的超高压紫外汞灯、254nm紫外杀菌灯、A波段紫外日光浴保健灯、B 波段理疗灯等等。近几年，紫外线的应用发展更快，例如感光油漆、油墨等光敏材料的固化、照相制版、光刻、复印、皮肤病、内外科疾病治疗、杀菌消毒、保健、荧光分析等领域的应用都有了快速的发展。所以人类在防护紫外线伤害的同时又在开发和利用紫外线。紫外线光源的发展，使我们加深了对电光源的认识，除照明光源外，非照明用的功能性光源也有非常广阔的应用前景。 对照明光源的评价，主要考虑与人眼的视觉特性相关的光度学和色度学参数。如光源的发光颜色[色品坐标x、y，色温Tc，色纯度Pe，显色特性（显色指数Ra,R1～R15），光通量Φ，发光效率η等参数]，而对于非照明光源的光辐射参数的评价，则需根据具体的应用对象，考虑其生物辐射效应或材料的辐射效应。如紫外汞灯，从杀菌效果来评价，主要考虑其254nm的紫外辐射强度，越高越好。若从光固化角度来评价，则主要考虑365nm的紫外强度。若从对人体皮肤及眼睛的危害角度来评价，则需控制其在紫外波段的有效辐射量，尤其是254nm的紫外辐射强度。 二、紫外线的生物效应 紫外线的一个显著特点是它具有生物效应，是指当紫外线照射人体或生物体后，使唤人体或生物体发生生理上的变化。例如紫外线照射人体后，使皮肤产生色素沉着，皮肤变黑。又如细菌体经短波紫外线照射后很快死亡。又如人体经一定波长的紫外线照射后抗病能力加强，皮肤再生力加强，毛发生长速度加快等。所有这些都是紫外线物效应的一些实例。
紫外线 衡量单位
紫外照度计测量的是紫外线的辐射强度，用于光化学、高分子材料老化、探伤、紫外光源、植物栽培、大规模集成电路光刻等领域的紫外辐射度测量工作。 紫外照度计也叫紫外辐照计、紫外强度计等。虽然叫照度计，其实与照度学并无太大关系，照度学考察的是人眼能看到的光，即可见光，而紫外照度计测量的是紫外光，人眼不可见，所以它与辐照度有关。 辐照度英文名称：irradiance 。辐照度又称为辐射通量密度（flux density），是辐亮度对立体角的积分。对辐照度进行面积积分可得到辐射功率（power）。定义1：单位时间内投射到单位面积上的辐射能量。定义2：物体在单位时间、单位表面上接受到的辐射能。单位为W/m2。定义3：照射到包含所述点的无限小面元上辐射通量除以该面元的面积。定义4：单位时间内投射到单位面积上的辐射能量。辐照度（Ee , E）是一种物理参数，是在某一指定表面上单位面积上所接受的辐射能量。单位：瓦特/平方米。若为投射到一平表面上的辐射通量密度，则称为辐照度，用符号E表示，指到达一表平面上，单位时间，单位面积上的辐射能；若是从一表平面向外发出的辐射通量密度，则称为辐射出射度，或简称辐出度，用符号M表示，指单位时间，从单位面积上发出的辐射能。E、M的单位同为瓦特／平方米。由于紫外线在多数条件下较弱，如太阳光中紫外线约为4%，所以其单位多使用μW/cm2。 紫外照度计的测量波长分为UVA（320nm-380nm),
UVB(280nm-320nm)，UVC（200nm-280nm），而部分高档产品可以探测宽范围波段，如德国UV-150能量计，波长范围可达250nm-410nm；林上科技LS123紫外辐照计波长范围260nm-380nm，广泛应用于建筑膜，太阳膜、隔热玻璃等对紫外线的阻隔性能测试；紫外线源（太阳，紫外灯等）的辐射强度测量；紫外消毒，固化；气象和农业生产领域。
影响紫外线辐射强度的因素
影响紫外线辐射强度的因素 如何防止紫外线 1、如何防止紫外线 首先，要避免强光照射;春夏应采取一些避光措施，如戴太阳帽或涂些防光剂等。其次，外出前搽15%氧化锌软膏，为反射性遮光剂，也可用5%二氧化钛霜，4%二苯甲酮洗剂或霜剂，二羟基丙酮及萘醌洗剂等，每日2～3次。再次，每次曝晒于阳光下，都要提前使用防晒霜，并且没过2-3个小时再涂抹一次，喜欢游泳的人士，也要用防水的防晒霜护肤，而且防晒系数要高，这样都有助于减少黑斑生成。最后，避免在早上10点至下午2点出去，因为此时阳光中的紫外线最强，对肌肤的伤害也最厉害。被这个时候的太阳照射会加快激发肌肤内的黑色素浮现。 另外，只要从事过户外活动，无论日晒的程度如何，回家后应先将全身冲洗干净。以轻松的动作擦拭身体之后，以温水将泡沫冲洗干净，再以冷水冲淋，并可抹些身体的护肤品。 2、紫外线伤害的症状和表现 皮肤过敏的症状是被阳光照射的部位出现瘙痒，在阳光下暴晒的时间越长，过敏反应则越严重，皮肤瘙痒将持续24小时至48小时，甚至更长的时间。当皮肤受到日光紫外线照射后，于暴露的部位如面、颈、手背等处发生皮疹。根据皮肤反应轻重分为一度紫外线过敏和二度紫外线过敏。 一度紫外线皮肤过敏表现为局部皮肤经日晒后出现弥漫性红斑。
二度紫外线皮肤过敏表现为局部皮肤红肿后，继而发生水疱甚至大疱，疱壁紧张，疱液为淡黄色。自觉症状有灼痛或刺痒感。非常严重的紫外线过敏可伴有发热、头痛、心悸、乏力、恶心、呕吐等全身症状。 3、可以防范紫外线的水果 柠檬可以说是众多水果中重要的美容食物，在柠檬中还含有丰富的果酸，这是一种具有一定酸性的物质，被人体摄取之后能很好的对肌肤起到软化角质层的效果，从而对于去除肌肤的死皮，另外在柠檬中所含的维生素的含量也是相当丰富的，在体内能有效抑制黑色素的沉积，起到一定的淡斑和美白的作用。 桃子能有效起到美白嫩肤的效果。在桃子中含有丰富的果酸，且具有极好的保湿功效，所以能有效的对藏匿在肌肤毛孔中的污垢，从而起到极好的美白防皱的目的。同时桃子中所含的维他命C还可以促进脸部的血液循环，使得脸部变得红润且有光泽，透出健康状态。 紫外线防护容易忽略的部位 1、眼睛，研究发现紫外线可导致许多急、慢性眼科疾病。如翼状胬肉的发生率可随日光照射的水平而升高。又如日光性角膜炎，也是一种最常见的紫外线所致的急性损伤，可引起剧烈疼痛、角膜混浊和视力下降。可见，眼部防晒很有必要。 2、头部，头发被曝晒后，毛发表面的毛鳞片会受损，导致毛皮质裸露，头发角蛋白中的水分丢失，从而导致发丝卷曲毛糙、手感干涩粗糙、干枯分叉等。不仅如此，紫外线还会透过头发晒伤头皮，头皮
紫外线强度测定仪
紫外线强度测定仪 紫外线辐射照度计是测量波长范围为254nm紫外线辐射强度的仪表。使用专用的盲管紫外线传感器技术，不受阳光灯光等其它射线干扰、测量精度高、性能稳定。具有自动电池欠压指示及数据保持功能。整机设计紧凑，使用非常方便。适用于医院、卫生防疫部门、化工、电子、食品加工厂、娱乐场所等用于消毒的紫外线灯辐照强度的监测。与目前常用的紫外线辐射照度计相比，该仪表具有巨大的技术优势，是目前常用紫外线辐射照度计的升级换代产品。具体表现在： 盲管技术紫外线辐射照度计不受阳光灯光等其它射线干扰、测量精度高，专测254nm紫外辐射强度。目前大家常用的辐照仪开机后都不指示为零，而且指示值每次开机都变化不定，因为它受到了可见光和其它波长杂紫外光的干扰，不能真正反映灯管的实际辐照强度，为紫外灯消毒效果留下隐患。 平衡电路紫外线辐射照度计性能稳定，数据不漂移。目前大家常用的紫外线辐射照度计数据的重现性通常都不好，特别是随着使用时间增加，同样强度的光源，每年的读数都不同，这样给经销商带来大量的麻烦，同时用户业觉得疑惑和苦恼。 一、紫外线强度测定仪概述 数字式紫外辐射照度计是测量波长为253.7nm紫外线辐射强度的仪表。使用专用的盲管紫外线传感器技术，不受阳光、灯光等其它射线干扰、测量精度高、性能稳定。具有自动电池欠压指示及数据保持功能。整机设讲紧凑，使用非常方便。适用于医院、卫生防疫部门、化工、电子、食品加工厂、娱乐声所等紫外线灯辐照强度的监测。 本使用入说明书包括有关的安全信息和警告提示，请仔细阅读有关内容并严格遵守所有的警告和注意事项。
二、紫外线强度测定仪开箱检查 打开包装收出仪表，仔细检查下列附件是否缺少或损坏： TN-UV-254型数字式紫外辐射照度计一台 拉杆定位器一支 使用説明书一份 护目镜一付 校正仪一台 三、紫外线强度测定仪技术指示 显示方式：位液晶显示器显示，最大读数为1999 测量原理：双积分式A/D转换 采样速度：约3次/秒 存储环境：室温、干燥的环境中存放 工作紫外线强度测定仪环境：温度10～30℃温度30℃ ≤85% RH 电池欠压指示：LCD下方显示“+ -” 超量程指示：最高位显示“OL”或“I” 数据保持功能：LCD上方显示“H” 测量波长：254±10nm 测量角度：以垂直于传感器感应面的垂线为轴心，围绕轴心±10. 量程：0～2000μw/cm2, 0～20000μw/cm2、LCD下方显示“×10”分辨率：1μw/cm2
紫外线辐射的危害有哪些
紫外线辐射的危害有哪些 现在夏天的到来之际，无论是女性还是男性，大家都遭受到了紫外线的危害，平时出去玩的时候，上班下班的时候都会顶着一个大太阳，很多的护肤产品和护理产品都上市了，特别是常见的太阳帽，护肤霜，防晒霜，就是为了防止紫外线对人体的危害，那么大家知不知道紫外线对于人体来说有哪些危害呢！ 紫外线的波长愈短，对人类皮肤危害越大。短波紫外线可穿过真皮，中波则可进入真皮。 近年来，大量化学物质破坏了大气层中的臭氧层，破坏了这道保护人类健康的天然屏障。据国家气象中心提供的报告显示，1979年以来我国大气臭氧层总量逐年减少，在20年间臭氧层减少了14％。而臭氧层每递减1％，皮肤癌的发病率就会上升3％。目前，北京市气象局发布了北京市的紫外线指数，以帮助人们适当预防紫外线辐射。 北京市气象局提醒人们当紫外线为最弱（0—2级）时对人体无太大影响，外出时戴上太阳帽即可；紫外线达到3—级时，
外出时除戴上太阳帽外还需备太阳镜，并在身上涂上防晒霜，以避免皮肤受到太阳辐射的危害；当紫外线强度达到5—6级时，外出时必须在阴凉处行走；紫外线达7—9级时，在上午10时至下午4时这段时间最好不要到沙滩场地上晒太阳；当紫外线指数大于等于10时，应尽量避免外出，因为此时的紫外线辐射极具有伤害性。 外线的保健作用 过度接触紫外线，会烧伤皮肤，或引起老年性白内障，甚至引起皮肤癌等。但适量的紫外线对人体却有许多好处： 杀菌消毒人体的表皮中分布着一种基底细胞，这种细胞含有“黑色素原”是一种酪氨酸物质，在紫外线的作用下，“黑色素原”变为黑色，沉着于被晒的皮肤表面，使皮肤呈均匀的黑褐色。这就是日光晒黑皮肤的重要原因。这种沉着的色素可吸收较多的光能，迅速转变为热能，并刺激汗腺分泌而散热。 上面的文章当中，我们了解到的紫外线辐射的危害，首先它对于人体来说影响特别大，还很容易会造成我们的身体出现感冒中暑的现象，我们的皮肤会逐渐的被紫外线晒黑，女性还容易出
太阳辐射
太阳辐射 一、太阳辐射光谱和太阳常数 太阳辐射光谱 太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱，见图2.4。从图中可看出，大气上界太阳光谱能量分布曲线，与用普朗克黑体辐射公式计算出的6000K的黑体光谱能量分布曲线非常相似。因此可以把太阳辐射看作黑体辐射。太阳是一个炽热的气体球，其表面温度约为6000K，内部温度更高。根据维恩位移定律可以计算出太阳辐射峰值的波长λmax为0.475μm，这个波长在可见光的青光部分。太阳辐射主要集中在可见光部分（0.4～0.76μm），波长大于可见光的红外线（＞0.76μm）和小于可见光的紫外线（＜0.4μm）的部分少。在全部辐射能中，波长在0.15～4μm之间的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的约7%。 太阳常数 太阳辐射通过星际空间到达地球表面。当日地距离为平均值，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线，每秒每平方米的面积上，获得的太阳辐射能量称为太阳常数，用Rsc (Solar constant)
表示，单位为（W/m2）。太阳常数是一个非常重要的常数，一切有关研究太阳辐射的问题，都要以它为参数。关于太阳常数的研究已有很长历史了，早在20世纪初，人们就已经通过各种观测手段估计它的取值，认为大约应在1350～1400W/m2之间。太阳常数虽然经多年观测，由于观测设备、技术以及理论校正方法的不同，其数值常不一致。据研究，太阳常数的变化具有周期性，这可能与太阳黑子的活动周期有关。在太阳黑子最多的年份，紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份的20倍。近年来，气候学家指出，只要地球的长期气候发生1%的变化，就会引起太阳常数的变化。目前已有许多无人或有人操作的空间实验对太阳辐射进行直接观测，并在宇宙空间实验站设计了名为“地球辐射平衡”的课题，其中一个重要项目就是对太阳辐射进行长期监视。这些观测数据将对进一步了解大气物理过程及全球气候变迁的原因有很大帮助。1981年世界气象组织推荐的太阳常数值Rsc=1367±7（W/m2），通常采用1367W/m2。 二、太阳辐射在大气中的衰减 太阳辐射通过大气层后到达地球表面。由于大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和反射作用，使投射到大气上界的辐射不能完全到达地表面。图2.4最下面的实曲线表示太阳辐射通过大气层被吸收、散射、反射后到达地表的太阳辐射光谱。
太阳散射辐射测量装置的设计
第10卷 第25期 2010年9月1671-1815(2010)25-6185-04 科 学 技 术 与 工 程 Science T echno l ogy and Eng i neeri ng V o l 110 N o 125 Sep 12010Z 2010 Sci 1T ech 1Engng 1 动力技术 太阳散射辐射测量装置的设计 韩丽艳 刘占民 陈思源 (北京石油化工学院机械工程学院,北京102617) 摘 要 为实现太阳散射辐射的自动测量,设计一种简单方便的测量装置。该装置可与全自动太阳跟踪器连接在一起,代替现有的遮光环装置。太阳散射辐射测量装置通过利用直接辐射表赤纬轴的转动来实现遮光装置赤纬轴的转动,整个遮光装置放置在全自动太阳跟踪器外壳上,实现遮装置时角轴的转动。整个装置采用齿形带传动,在利用平行四边形结构的同时也更好地保证了精度。 关键词 散射辐婶 测量 设计 齿形带中图法分类号 TK 41314; 文献标志码 A 2010年6月10日收到 基金项目:北京市/URT 0项目 (10010224011)资助 第一作者简介:韩丽艳,讲师,辽宁省锦州市人,硕士。研究方向:计算机辅助设计。E-m ai:l h an li yan @b i pt https://www.wendangku.net/doc/5c11742820.html, 。 针对太阳能利用方式的不同,需要对太阳能直接辐射和散射辐射资源的储量和分布进行精确的分类观测与评估。在全自动太阳跟踪器上安装遮光装置,能够对散射辐射进行自动测量,避免人工调整和计算散射时的遮光系数的修正[1] ,实现太阳 散射辐射的自动测量。 1 太阳散射辐射测量装置工作原理 为了测量太阳的散射辐射,须在全自动太阳跟踪装置上安装遮光装置,借助于该装置将太阳直接辐射从传感器上遮去。要使遮光球时时遮住总辐射表被遮光面 [2] ,遮光球必须以总辐射表被遮光面 中心为球心,跟随太阳位置的变动绕该中心旋转,为此采用与全自动太阳跟踪装置联动的平行四边形机构,如图1所示。平行四边形具有这样一个特点,即以任意两条邻边的节点为轴改变平行四边形的形状,其两条平行边始终保持平行。 遮光球在两个方向的运动都必须 以总辐射表 图1 太阳散射辐射测量 装置遮光原理 的被遮光面的中心为转动轴心。在太阳跟踪装置的设计中,总辐射表安装在全自动太阳跟踪装置赤纬轴驱动箱的箱顶平台上,该平台可以提供满足要 求的时角轴方向的转 动。为了实现实时对太阳的遮光,采用平行四边形机构来解决的是赤纬轴方向的转动。 2 太阳散射辐射测量装置的设计 根据遮光原理图1。遮光装置设计如下:a)铰链A 为固定铰链,即与机架相连;b)BE (即遮光杆)为一个构件; c)各长度关系:AB =EF,BE =AF,由此可知ABCD 组成一个平行四边形机构; d)由于A 为固定铰链,所以B 点绕着A 转动,这时BE 杆作围绕D 点的转动。 e)根据平行四边形机构的特点可知,如果测量仪表F 的位置安放在全自动太阳跟踪器箱体上面,并且遮光球E 的位置确定必须满足BE =AF 的长度要求;理论上保证E 点永远围绕F 点转动。也即是
UIT-201照度仪操作说明书解析
操作说明书 感谢您这次购买UIT-201紫外线照度计，本说明书是对UIT-201紫外线照度计的概要、操作方法、规格等进行介绍的。为了能够随时翻阅本操作说明书请妥善保管。作为操作说明书的辅助资料，敝公司特意准备了《光测量指南》，有关详细内容请咨询敝公司的销售部门。 操作注意 在操作注意中，记述了为安全正确使用本产品必须遵守的内容和需要注意的内容，请充分理解其含义之后再阅读正文。 ！警告此表示是指我们预想的一些内容会导致人员伤亡。 ！注意此表示是指我们预想的一些内容会发生人员伤害或测量仪损坏。 ！重要在此表示中，记载了操作·维修保养时必须事先掌握的一些测量仪性能和容易发生错误操作的内容，以及不遵守说明规定、不校正测量仪的话会损伤测量仪的事项。 ！警告请必须阅读下述警告事项之后再使用测量仪 ●从紫外线照射装置泄露出的光在短时间内可灼伤眼睛和皮肤。在光泄露的 地方测量时请配带保护眼镜，不要使皮肤裸露在外。以下是保护眼睛的保护用具。 ·保护眼镜：RS-24U （SPL3～5）理研镜片有限公司 ·保护面具：防紫外线面具（图号2046-1981）屋西奥电机有限公司
！注意请必须阅读下述注意事项之后再使用测量仪 ●感光器是由光学部件构成的，请注意使用环境（温度·适度）。 特别是光学滤光片，它只能在规定的温度·湿度环境下发挥其性能。在超出规定的环境下工作时，就不能发挥其应有的性能，有可能导致元器件老化。 请保管在可以管理温度湿度的干燥地方。 ●禁止碰撞UIT-201主体以及感光器。 测量仪受到碰撞会导致内部元器件发生破损或引起不良动作。 ●请使用酒精祛除UIT-201主体污垢。 请不要使用信纳水（香蕉水）、丙酮等有机溶剂擦拭本机，会损伤机器外观。 ●请不要使用敝公司指定以外的感光器。 ！重要请必须阅读下述重要事项之后再使用测量仪 ●本照度计测量范围虽然到1999，但在光强的情况下有时会导致感光器线 性变坏。 有时会导致您使用的感光器测量范围变窄，敬请注意。 关于测量范围请确认感光器的规格说明。 ●在使用灵敏度12.0～1500μA/（W/cm2）以外的感光器进行测量，直接读 出光能值时，请按照各自的感光器说明书进行灵敏度的补正。 ●UIT-201即便在电源OFF情况下，也有少量的电流从电池里流出。 在长期不使用本机时请将电池取出。 ●感光部粘有灰尘油污时会产生测量误差。 在测量开始前请确认在感光部是否粘有灰尘油污，在有灰尘油污时请用纱布浸湿酒精进行擦拭。 ●在开机时请不要使光进入感光部。 本照度计在开机时要进行初始化运转，照度值清0。为此在有光进入感光部的状态下进行开机时照度值也会清0。所以请注意以后测量显示的值为含有误差的值（有偏差的值）。
紫外线辐射污染现状
紫外线辐射污染现状 我们整个宇宙都离不开阳光的照射，而太阳为我们带来的，除了太阳能量的利用还有就是紫外线辐射污染。那么紫外线辐射污染的现状是怎样的呢？ 紫外线污染的现状 紫外线是电磁波谱中波长从10nm~400nm 辐射的总称，太阳的紫外辐射是人类接受的紫外辐射的主体，但是由于紫外线在大气传播中的衰减过程，真正照射到地球表面的紫外辐射量只占总辐射量比例的4%。因此在实际应用中，人造紫外光源就显得尤为重要。人造紫外辐射源解决了自然光源（太阳）在时间、空间上的不足。1801 年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化 银的照相底片感光，因而发现了紫外线的存在。紫外线可以用来灭菌，过多的紫外线进入体内会对人体造成皮肤癌。
紫外线是伤害性光线的一种，经由皮肤的吸收，会伤害DNA （组成染色体基因讯息传递的化学运送单位），当DNA遭受破坏、细胞会因而死亡或是发展成不能控制的癌细胞，这就是瘤形成的初期。紫外线已被确定与许多疾病的产生有关；例如：皱纹、晒伤、白内障、皮肤癌、视觉损害与免疫系统的伤害。目前，在阳光中的紫外线（UV）照射是环境中的人类致癌物质。来自自然的阳光和医疗人造紫外线的毒性是人类健康的主要问题。紫外线辐射对人类正常的皮肤造成的伤害主要是晒伤症状的红斑、晒黑、和局部或全身的免疫抑制。UV A、UVB和UVC都会损害胶原蛋白，因此会加速皮肤的衰老。UV A和UVB两者还会破坏皮肤的维生素A。在过去，UV A被认为是伤害较小的，但今天，众所周知它有助于皮肤癌间接DNA损伤（通过自由基和活性氧）。它能深入皮肤，但不会造成晒伤。UV A不会像UVB和UVC直接伤害DNA，但它可以生成高活性化学中间体、羟基和氧自由基等，会回过头来破坏DNA的物质。
紫外线辐射强度和杀菌效果的监测.
紫外线辐射强度和杀菌效果的监测 来源：本站原创作者：佚名发布时间：2009-08-13 查看次数：997 紫外线辐射强度和杀菌效果的监测 紫外线照射杀毒是医院最普遍使用的方法之一，但紫外线杀菌灯具由于制造、使用方法和使用寿命等原因，造成紫外线消毒达不到规定的效果。为了确保紫外线发挥出最好的杀菌效果，对紫外线辐射强度和消毒效果进行常规监测是行之有效的方法。紫外线杀菌的关键因素是紫外线消毒器辐射253.7nm 波长紫外线强度和其他保障措施，所以监测紫外线消毒效果有工艺监测、物理监测、化学监测和生物监测。 一、灯管选择及安装：紫外线杀菌灯已由原来的臭氧型发展为低臭氧型，紫外灯由石英玻璃抽真空制成，紫外灯的好坏决定灯管质量（有无气泡、气线）真空度和灯线灯头上工艺水平，紫外灯是不可见光，穿透力弱，直射，杀菌紫外线为c 波段，中心波长为253.7A （nm ），杀菌效果决定紫外线强度的照射时间。 （一）选择合适的紫外线杀菌灯具 医院室内空气消毒常用40W 和30W 直管式热阴极低压汞灯，小型消毒柜和超净工作台内常选用20W 和15W 低臭氧直管紫外线消毒灯，特殊消毒器内经常使用H 型高强度紫外线杀菌灯及其他专用紫外线杀菌灯具。 （二）正确的安装 紫外线消毒灯的安装位置和照射距离对杀菌效果至关重要，用于空气消毒的紫外线灯可以采用垂直正向照射、反向照射和侧向照射。吊装即将紫外线灯吊装在天花板距离地面2.0±0.2的高度，进行垂直正向照射；将带有反光罩的紫外线灯采用可升降式吊装进行反向照射或装在移动式灯具车上进行正反向照射；侧装即将紫外线灯装载墙壁上进行侧向照射。不管何种安装方式都必须保持灯管之间距离均匀，使得空间辐射强度分布均匀。