JJG 879-2015 紫外辐射照度计-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量检定规程J J G8 7 92 0 1 5紫外辐射照度计U l t r a v i o l e tR a d i o m e t e r s 2 0 1 5-1 2-0 7发布2 0 1 6-0 6-0 7实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局紫外辐射照度计检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fU l t r a v i o l e tR a d i o m e t e r sJ J G8 7 92 0 1 5代替J J G8 7 92 0 0 2 归 口 单 位:全国
2、光学计量技术委员会 主要起草单位:中国计量科学研究院北京师范大学 参加起草单位:北京市计量检测科学研究院 本规程委托全国光学计量技术委员会负责解释J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局本规程主要起草人:代彩红(中国计量科学研究院)于家琳(中国计量科学研究院)张保洲(北京师范大学)参加起草人:吴志峰(中国计量科学研究院)张卿贤(北京市计量检测科学研究院)J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 概述(1)3 计量性能要求(1)3.1 光谱响应与波段划分(1)3.2 零值误差(满量程F S)(2)3.3 长波响应误差(2)3.4
3、余弦特性(方向性响应)误差(2)3.5 非线性误差(2)3.6 换挡误差(2)3.7 疲劳误差(3)3.8 相对示值误差(3)4 通用技术要求(3)4.1 外观(3)4.2 光衰减器(3)4.3 光谱响应范围(3)5 计量器具控制(3)5.1 检定条件(3)5.2 检定项目(4)5.3 检定方法(5)5.4 检定结果的处理(9)5.5 检定周期(9)附录A 检定证书和检定结果通知书内页格式(1 0)附录B 检定原始记录(1 1)附录C 标准级紫外辐射照度计的测量不确定度评定实例(UV-A波段)(1 3)附录D 一级紫外辐射照度计测量不确定度评定实例(UV-A波段)(1 8)J J G8 7 9
4、2 0 1 5市场监管总局市场监管总局引 言 J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 3 2 光学辐射计量名词术语及定义、J J F1 0 5 9.1 测量不确定度评定与表示和J J F1 0 0 2 国家计量检定规程编写规则共同构成支撑本规程制修订工作的基础性系列规范。与J J G8 7 92 0 0 2相比,除编辑性修改外,本规程主要技术变化如下:将紫外辐射照度计分为标准级、一级和二级(见3);在保留原规程四个波段的基础上(原规程的UV B波段命名为UV-3 1 0,UVA2波段命名为UV-3 6 5,UV C波段命名为UV-2 5 4),新增国际照明委员会C I
5、E建议的三个波段范围:UV-A,UV-B和UV-C(见3.1);对紫外辐射照度比较测量装置的组成结构的 参 考 示 意图 进 行 了 修 改(见5.1.1.3图2);修改了检定用紫外辐射源和交流稳压电源的性能(见5.1.1.2);修改了零值误差、长波响应误差、余弦特性(方向性响应)误差、非线性误差、换挡误差、疲劳误差和相对示值误差的要求(见3.23.8)和检定方法(见5.3);修订了测量不确定度评定实例(见附录C:标准级紫外辐射照度计的测量不确定度评定实例(UV-A波段)、附录D:一级紫外辐射照度计测量不确定度评定实例(UV-A波段)。本规程的历次版本发布情况为:J J G8 7 92 0 0
6、 2;J J G8 7 91 9 9 4。J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局紫外辐射照度计检定规程1 范围本规程适用于符合紫外辐射UV-A、UV-B、UV-C、UV-A1、UV-3 6 5、UV-3 1 0、UV-2 5 4波段划分的标准级、一级和二级紫外辐射照度计的首次检定、后续检定和使用中检查。2 概述国际照明委员会C I E将紫外辐射划分为U V-A(3 1 5n m 4 0 0n m)、U V-B(2 8 0n m3 1 5n m)和UV-C(1 0 0n m2 8 0n m)三个波段。由于1 0 0n m2 0 0n m的紫外辐射在空气中被强烈吸收,因此对于U
7、V-C波段,本规程仅考虑2 0 0n m2 8 0n m波长范围。符合紫外辐射UV-A、UV-B、UV-C、UV-A1、UV-3 6 5、UV-3 1 0、UV-2 5 4波段划分的紫外辐射照度计是用于测量紫外辐射照度的仪器。广泛应用于医疗、防疫、光电子、探伤、电光源、化工、建材、气象、材料老化以及航空航天等领域。它主要由探测器、放大电路和显示仪表组成。其中探测器一般由光电探测器件、滤光器(带通玻璃或干涉滤光器)和漫射器组成。图1是紫外辐射照度计探测器的通用组成结构示意图。图1 紫外辐射照度计探测器的通用组成结构示意图3 计量性能要求3.1 光谱响应与波段划分UV-A波段:3 1 5n m4
8、0 0n m,峰值波长p=3 6 5n m5n m;UV-B波段:2 8 0n m3 1 5n m,峰值波长p=2 9 7n m5n m;UV-C波段:2 0 0n m2 8 0n m,峰值波长p=2 5 4n m5n m;UV-A1波段:3 2 0n m3 9 0n m,峰值波长p=3 6 5n m5n m;UV-3 6 5波段:峰值波长p=3 6 5n m2n m,峰值半高宽度1 0n m;UV-3 1 0波段:2 9 0n m3 2 0n m,峰值波长p=3 1 0n m5n m;UV-2 5 4波段:峰值波长p=2 5 4n m2n m,峰值半高宽度1 0n m对于一级和二级紫外辐射照
9、度计的光谱响应和波段划分,UV-3 6 5波段的峰值波长可由p=3 6 5n m2n m扩至p=3 6 5n m3n m,峰值半高宽度由1 0n m扩至1 5n m;UV-2 5 4波段的峰值波长可由p=2 5 4n m2n m扩至p=2 5 4n m3n m,峰值半高宽度由1 0n m扩至1 5n m。1J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局3.2 零值误差(满量程F S)紫外辐射照度计的零值误差(F S)应不超过表1的要求。表1 最大允许零值误差(F S)要求标准级一级二级最大允许零值误差(F S)/%1.01.02.03.3 长波响应误差紫外辐射照度计的长波响应误差应
10、不超过表2的要求。表2 长波响应误差要求波段标准级长波响应误差/%一级长波响应误差/%二级长波响应误差/%UV-A1 01 52 0UV-B1 01 52 0UV-C3 06 09 0UV-A 11 01 52 0UV-3 6 51 52 03 0UV-3 1 01 52 03 0UV-2 5 43 06 09 03.4 余弦特性(方向性响应)误差紫外辐射照度计的余弦特性(方向性响应)应不超过表3的要求。表3 余弦特性(方向性响应)误差要求标准级一级二级余弦特性(方向性响应)误差/%6.01 01 53.5 非线性误差紫外辐射照度计的非线性误差应不超过表4的要求。表4 非线性误差要求标准级一级
11、二级非线性误差/%1.01.52.53.6 换挡误差紫外辐射照度计的换挡误差应不超过表5的要求。表5 换挡误差要求标准级一级二级换挡误差/%1.01.02.02J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局3.7 疲劳误差紫外辐射照度计的疲劳误差的绝对值应不超过表6的要求。表6 疲劳误差要求标准级一级二级疲劳误差的绝对值/%2.03.05.03.8 相对示值误差紫外辐射照度计的最大允许相对示值误差应不超过表7的要求。表7 最大允许相对示值误差要求标准级一级二级最大允许相对示值误差/%6.08.01 54 通用技术要求4.1 外观4.1.1 紫外辐射照度计的铭牌应标出商标、型号、产品
12、号、出厂日期及CMC标志,对其使用的电源和操作中的安全防护应给出准确、醒目的说明性标记。4.1.2 紫外辐射照度计应工作正常。光电探测器的接收面、滤光器和漫透射窗的表面应清洁无损伤,不允许有明显的划痕、斑点、指纹等缺陷。显示部分和按键等不应有影响正常工作的缺陷。4.2 光衰减器紫外辐射照度计如带有光衰减器,光衰减器应完好无损,并标明衰减率。4.3 光谱响应范围紫外辐射照度计的光谱响应范围应符合3.1的规定。5 计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检查。5.1 检定条件5.1.1 检定用设备5.1.1.1 紫外辐射照度标准器每个波段的紫外辐射照度标准器各三台。检定标准级紫外辐射
13、照度计的标准器应使用工作基准紫外辐射照度计,检定一级紫外辐射照度计的标准器应使用标准级紫外辐射照度计(或工作基准紫外辐射照度计)。检定二级紫外辐射照度计的标准器应使用一级紫外辐射照度计(或标准级紫外辐射照度计,工作基准紫外辐射照度计)。标准级、一级紫外辐射照度计的计量性能要求见3.13.8。工作基准紫外辐射照度计的计量性能要求见J J G7 5 5。5.1.1.2 紫外辐射源不同波段的检定用紫外辐射源各一只。UV-A、UV-A1和UV-3 6 5波段的检定用紫外辐射源采用黑光型高压汞灯、高压汞3J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局灯、UV-A荧光紫外灯、金属卤素灯、L E
14、 D光源(3 6 5n m)等;UV-B和UV-3 1 0波段采用UV-B荧光紫外灯;UV-C波段采用低压汞灯。为减小光谱不匹配误差,检定用紫外辐射源应与检定紫外辐射照度标准器时采用的紫外辐射源的光谱分布一致。各种紫外辐射源的紫外辐射变化率在1 5m i n内不超过1.0%,紫外辐射源的实际可使用面积应大于探测器的有效接收面积,其不均匀性不超过2.0%。紫外辐射源采用稳压电源供电,电压不稳定度不超过2.0%/h。5.1.1.3 紫外辐射照度比较测量装置紫外辐射照度比较测量装置的组成结构的参考示意图见图2,主要由光学实验平台、光轨、可调探测器支架、挡屏、光阑、准直激光器及光屏蔽箱组成。光轨上应附
15、有测距标尺,平直性误差应不超过1mm。检定时,紫外辐射源与探测器之间的距离应大于光源有效辐射面最大尺寸的5倍以上。图2 紫外辐射照度比较测量装置的组成结构的参考示意图5.1.2 环境条件室内温度2 35;相对湿度7 0%。室内应采取遮光措施,防止太阳、白炽光源及其他光源的干扰。5.2 检定项目检定项目见表8。表8 检定项目表检定项目首次检定后续检定使用中检查外观+零值误差(F S)+长波响应误差+-余弦特性(方向性响应)误差+-4J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局表8(续)检定项目首次检定后续检定使用中检查非线性误差+-换挡误差+-疲劳误差+-相对示值误差+注:“+”表
16、示应检项目,“-”表示可不检项目。5.3 检定方法5.3.1 外观和零值误差5.3.1.1 外观用目视法检查紫外辐射照度计的外观,应符合4.1、4.2条规定。5.3.1.2 零值误差(F S)显示仪表应先调节机械零点或电零点。关闭紫外辐射源后,记录紫外辐射照度计的显示值E0,设此时的满量程值为E,则计算零值误差f1为:f1=(E0/E)1 0 0%(1)式中:f1 零值误差,%;E0 关闭紫外辐射源后,紫外辐射照度计的显示值,W/c m2(或mW/c m2等);E 紫外辐射照度计的满量程值,W/c m2(或mW/c m2等)。零值误差(满量程F S)不得超过3.2的规定。5.3.2 长波响应误
17、差长波范围的响应误差r定义为:在选用的紫外辐射源前,加规定的长波截止滤光片,由紫外辐射照度计测量得Yl,不加滤光片时测量得Y,两者之比与r0的差。按照公式(2)计算长波带外杂光r。r=YlY-r01 0 0%(2)式中:r 长波响应误差,%;Yl 在规定辐射源照射下,加长波截止滤光片时紫外辐射照度计的显示值,W/c m2(或mW/c m2等);Y 在规定辐射源照射下,无长波截止滤光片时紫外辐射照度计的显示值,W/c m2(或mW/c m2等);r0 在规定辐射源辐照下的长波截止滤光片的积分透射比。根据公式(3)计算:r0=0E,A()()Se f f,r e l()d0E,A()Se f f,
18、r e l()d(3)5J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局 式中:E,A()实验中指定辐射源的相对光谱辐射照度分布;()测量长波光谱响应的滤光片的光谱透射比;Se f f,r e l()探测器的理想光谱响应函数。进行长波响应误差测试时推荐的辐射源和滤光片见表9。表9 推荐的辐射源和滤光片需要测量的杂光类型测试辐射源滤光片长波带外杂光溴钨灯(10 0 0 W,色温31 0 0K)(辐射源的光谱辐射度随时间的变化应不大于0.5%/h;测试距离:0.5m)。金黄色截止型玻璃J B4 5 0:透过界限波长t f=(4 5 01 0)n m;吸收曲线斜率K0.6;规定波长0=5
19、6 0n m的最低透过率T08 5%;玻璃厚度:2mm。紫外辐射照度计的长波响应误差应符合3.3的规定。5.3.3 余弦特性(方向性响应)误差将紫外辐射照度计的探测器安装在带有刻度盘的转动平台上,使平台的转动轴线通过探测器接收面的中心,调整转动平台,使过探测面中心的法线与紫外辐射源的法线一致。在紫外辐射源和探测器之间放置若干光阑,调整各光阑位置,使其恰好不遮挡紫外辐射源投向接收面的光辐射。紫外辐射源与探测器之间的距离大于紫外辐射源发光面或探测器接收面最大线度的1 5倍(例如:圆形发光面的最大线度为圆的直径,矩形发光面的最大线度为矩形的对角线)。点燃紫外辐射源,预热3 0m i n。然后将平台向
20、左转,使紫外辐射照度计显示值为某一值(最大值的5 0%8 0%),记下此时转盘角度;再将平台向右转,使紫外辐射照度计的显示值达到上述显示值,记下此时转盘的角度。这两个角度的平均值为法线辐射照度入射角度(即0),记录此角度下紫外辐射照度计的显示值。然后转动平台,分别记录角度为5,1 0,1 5,2 0,8 5时紫外辐射照度计的显示值。紫外辐射照度计的探测器应使入射辐射产生的响应符合余弦法则。按照公式(4)计算由入射辐射方向引起的误差f2(,)(图3):f2,()=Y(,)Y(0,)c o s-11 0 0%(4)式中:入射辐射与探测器接收面法线所成的入射角,();接收面沿光轴自转的方位角,();
21、Y(,)当辐射的入射角为、方位角为时,辐射照度计的显示值,W/c m2(或mW/c m2等);Y(0,)当辐射垂直照射、方位角为时,辐射照度计的显示值,W/c m2(或mW/c m2等)。6J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局图3 f2(,)规定的坐标示意图根据公式(5)计算紫外辐射照度计探测器的方向性总误差f2。f2=1.4 8 4=0f2,=0()s i n 2d(5)式中:f2 探测器的方向性总误差,%;f2()探测器的方向性误差,%;入射辐射与探测器接收面法线所成的入射角,r a d。其中1.4 8 4r a d等于8 5。紫外辐射照度计的方向性响应误差应符合3.
22、4的规定。5.3.4 非线性误差在测量装置上,调整辐射源发光面和探测器接收面的位置,使其垂直于光轴,且中心位于测量光轴上。固定探测器位置不变,移动辐射源,使紫外辐射照度计的显示值Y达到1/1 0满量程,对应的标准辐射照度值为X。然后移动辐射源,使紫外辐射照度计的显示值达到Ym a x(接近满量程),相应的标准辐射照度值为Xm a x。按照公式(6)计算紫外辐射照度计的非线性误差f3。f3=YYm a xXm a xX-1 1 0 0%(6)式中:f3 非线性误差,%;X 标准辐射照度值,W/c m2(或mW/c m2等);Y 标准辐射照度值X照射时,紫外辐射照度计的显示值,W/c m2(或mW
23、/c m2等);Xm a x 对应于最大显示值Ym a x的标准辐射照度值,W/c m2(或mW/c m2等);Ym a x 紫外辐射照度计的最大显示值,W/c m2(或mW/c m2等)。紫外辐射照度计的非线性误差f3应符合3.5规定。5.3.5 换挡误差该检测在紫外辐射照度计的不同两量程间进行。具有单一量程的紫外辐射照度计不进行此项检测。测量装置见图2。调整辐射源发光面和探测器接收面的位置,使其垂直于光轴,且中心位于测量光轴上。调整辐射源与探测器之间各光阑的位置,使其恰好不遮挡辐射源7J J G8 7 92 0 1 5市场监管总局市场监管总局投向探测器接收面的辐射。点燃紫外辐射源,预热3
24、0m i n。在低量程A,调节探测器接收面与辐射源的距离,使紫外辐射照度计的显示值Y(A)大于满量程的9 0%,此时对应的标准辐射照度值为X(A)。调整接收器与辐射源的距离,使标准辐射照度值X(B)是X(A)的k倍,记录紫外辐射照度计显示值Y(B)。按公式(7)计算出由于量程变化引起的换挡误差。f4=Y(B)k Y(A)-11 0 0%(7)式中:f4 换挡误差,%;Y(A)紫外辐射照度计在低量程A的显示值,对应标准辐射照度值X(A),W/c m2(或mW/c m2等);Y(B)紫外辐射照度计在高量程B的显示值,对应标准辐射照度值X(B),W/c m2(或mW/c m2等);k 换挡系数,为量
25、程B挡的满量程读数与量程A挡的满量程读数之比。紫外辐射照度计的换挡误差应符合3.6的规定。5.3.6 疲劳误差将紫外辐射照度计的探测器和紫外辐射源安装在测量装置上(图2)。按照检定紫外辐射照度计的要求调整好光路,然后遮住探测器,使其2 4h不曝光。点燃紫外辐射源,预热3 0m i n。调节探测器的接收面与辐射源的距离,使UV-A、UV-A1和UV-3 6 5紫外辐射照度计的显示值1mW/c m2,UV-B和UV-3 1 0紫外辐射照度计的显示值5 0 0W/c m2,UV-C和UV-2 5 4紫外辐射照度计的显示值2 5 0W/c m2。分别记录探测器照射1 0s和3 0m i n的显示值Y(
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