摘 要 目前，隨著紫外輻射能量計在工業上的應用越來越廣泛，紫外輻射能量計的量值統一尤為重要。但是由于市面上紫外輻射能量計來源各異，缺乏統一的標準，導致各種計量檢定機構溯源混亂，量值無法統一。本文分析了紫外輻射能量計的計量現狀以及各種類型紫外輻射能量計產生差異的具體原因，并給出了統一量值的具體方案。

　　關鍵詞 紫外輻射能量 校準方法

　　一.計量現狀分析

　　紫外輻射能量計是檢測紫外線能量的一種儀器, 廣泛應用于計算機、制造、電子行業.材料老化和光電化學反應等領域，其數值的準確與否直接影響到制造業的固化和老化控制精度，從而影響產品的質量。目前，市面上使用比較多的紫外輻射能量計有日本ORC和USHIO，德國UV-DESIGN、美國EIT和Solar Light，以及我國深圳林上科技的產品。

　　由于國際標準的缺失，不但不同國家之間的紫外輻射能量計差異大，同一個國家制造生產的紫外輻射能量計(如日本的ORC與USHIO的產品之間，美國EIT和Solar Light的產品之間)，在數據上都存在較大差異。再加上國內很多計量檢定機構對于紫外輻射能量計缺乏深入的研究，導致溯源的混亂。經過我們對大量不同廠家不同型號的紫外輻射能量計的研究分析，我們認為造成數據差異的具體原因主要有以下三點：

　　校準光源的差異。

　　根據我們的研究統計，目前應用于工業上的紫外輻射光源主要有高壓汞燈、黑光高壓汞燈，氙燈以及紫外LED光源。不同光源的相對光譜功率分布差異很大。經過我們的調查，日本的ORC，德國的UV-DESIGN、美國的EIT以及我國的深圳林上科技都是采用高壓汞燈作為校準光源，日本的USHIO則使用黑光高壓汞燈作為校準光源，而美國Solar Light則是用氙燈作為校準光源。如果采用高壓汞燈作為紫外光源，在同等條件下，將ORC的紫外輻射能量計與USHIO的紫外輻射能量計的測量數據進行比對，兩者會有百分十幾的誤差。

　　光譜響應范圍的差異。

　　由于在紫外輻射能量計國際標準的缺失，各制造商所生產的紫外能量計在光譜響應范圍上存在很大差異。表1列出了不同制造商(UVA波段)的紫外輻射能量計的光譜響應范圍。由上表可以看出，各國制造商所生產的紫外輻射能量計的光譜響應范圍并不一致，個別差別很大。不同光譜范圍對應的紫外輻射能量值自然差異較大。

　　光譜響應曲線的差異。

　　紫外輻射能量計的光譜響應曲線如圖1所示。不同制造商所使用的傳感器材料不同，導致了光譜響應曲線的差異。由于在光譜響應范圍以及光譜響應曲線并非理想的矩形，使得不同廠商的紫外輻射能量計在測量不同的光源時會產生較大的誤差。

　　二.校準方法研究

　　為了統一各個廠商的紫外輻射能量計的量值。我們針對其根源提出解決的辦法：

　　校準光源的選擇。

　　理想情況下，是統一校準光源，但是由于工業上已經形成多樣化的需求。不同產業不同用途使用的光源無法統一。因此，在計量時，必須采用與客戶實際使用的光源作為標準光源。這樣就可以避免光源不一致產生的誤差。

　　測量紫外輻射能量的標準器。

　　從上面的分析可以知道，由于光譜響應范圍以及光譜響應曲線的差異，使得不同廠商的紫外輻射能量計在測量不同的光源時會產生較大的誤差。因此紫外輻射能量計不能直接用作為標準器。在此，我們選擇高精度的光譜輻射照度輻射計作為標準器。

　　高精度光譜輻射照度輻射計計量性能要求：其光譜范圍覆蓋(200nm~500nm)。光譜儀需用光譜輻射照度標準燈(量值溯源到中國計量科學研究院)定標，定標后，在其光譜范圍內，最大誤差不超過不超過±4.0%;波長誤差：不大于±1nm;波長重復性：不大于0.5nm;采樣間隔：不大于1nm;光譜輻射照度的測量重復性：優于1.0%;光譜輻射照度測量的長期不穩定性：優于±5.0%/年。

　　在標定后，光譜輻照度輻射計的光譜響應曲線可以看作是一條理想的與橫坐標平行的直線。這樣就可以消除不同光源由于光譜相對功率分布的不同產生的差異。同時，光譜輻射照度輻射計還可以根據UV能量計的光譜響應范圍進行相對應的掃描，從而使得測出來的紫外能量在光譜響應范圍內與被測紫外輻射能量計一致。

　　計量論文投稿刊物：《中國計量》創刊于1996年1月10日，由國家質量監督檢驗檢疫總局主管，中國計量科學研究院主辦，計量司進行業務指導的國家級綜合性專業期刊。是一本針對從事計量管理與科研工作、計量檢定校準與實驗室工作、質量檢驗檢測機構、工礦企事業單位計量工作者的國家級綜合性科技期刊。

　　三.總結

　　通過對紫外輻射能量計的現狀分析，總結了紫外輻射能量計量值產生差異的原因。在此基礎上，通過配備一系列紫外校準光源，以及高精度的光譜輻射照度輻射計來建立一套紫外輻射能量校準裝置。在儀器校準時，需注明所使用的光源，紫外輻射能量的光譜范圍。只有在校準光源以及光譜范圍都確定的前提下，才能保證紫外輻射能量的復現性以及量值的統一。

　　參考文獻：

　　材料老化領域中的光輻射度計量與量值溯源[J]. 代彩紅,黃勃,于家琳. 中國計量. 2010(08)

　　作者：朱啟樂