汽車用透過(guò)率計(jì)濾光片的快速測(cè)量方法

(1.山東省計(jì)量科學(xué)研究院，濟(jì)南 250014;2. 山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局機(jī)關(guān)服務(wù)中心，濟(jì)南 250000)

濾光片是用來(lái)校準(zhǔn)汽車用透過(guò)率計(jì)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具。透射比是濾光片的主要性能參數(shù)，是透明材料或大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的一種重要指標(biāo)，它的定義是出射光束的光通量與入射光束的光通量的比值，反應(yīng)了光線經(jīng)過(guò)被測(cè)樣品的能量的損失情況。根據(jù)JJF 1223—2009 《汽車用透過(guò)率計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》[1]中對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)濾光片透射比的要求，其濾光片透射比不是某個(gè)單一波長(zhǎng)下的透射比值，而是可見(jiàn)區(qū)波段的全光譜積分透射比值。傳統(tǒng)測(cè)量方法為先掃描可見(jiàn)區(qū)光譜的透射比，然后導(dǎo)出各波段透射比值，通過(guò)excel或者其他計(jì)算方式，再計(jì)算出可見(jiàn)區(qū)波段的透射比值，此方法后續(xù)數(shù)據(jù)處理麻煩，數(shù)據(jù)的重復(fù)輸入增加了誤操作的概率。而本文則詳細(xì)介紹如何使用PE公司生產(chǎn)的型號(hào)為L(zhǎng)ambda950的分光光度計(jì)對(duì)汽車用透過(guò)率計(jì)濾光片的快速測(cè)量方法，該型號(hào)的分光光度計(jì)內(nèi)置程序計(jì)算，通過(guò)編制程序，即可快速對(duì)所測(cè)量光譜區(qū)數(shù)據(jù)結(jié)果快速積分運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理同步，避免測(cè)量結(jié)束后數(shù)據(jù)導(dǎo)出再計(jì)算的繁瑣，既節(jié)約了時(shí)間同時(shí)也可避免再處理中的人為錯(cuò)誤。

1 測(cè)量方法

1.1 測(cè)量用設(shè)備

PE公司lambda950紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)。

1.2 汽車用透過(guò)率計(jì)濾光片透射比值定值方法

根據(jù)JJF 1223—2009 《汽車用透過(guò)率計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》[1]中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)濾光片的計(jì)量要求描述，汽車用透過(guò)率計(jì)濾光片透射比值不是某個(gè)單一波長(zhǎng)下的透射比值，而是按可見(jiàn)光區(qū)間400～760nm范圍中，10nm每間隔區(qū)間的實(shí)測(cè)透射比值，按照人眼視覺(jué)函數(shù)V(λ)條件下的積分結(jié)果，其原理為首先測(cè)量整個(gè)可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍的透射比光譜曲線，再通過(guò)公式(1)積分獲得全波段的透射比值。

(1)

式中：

τi：第i次測(cè)量濾光片加權(quán)計(jì)算得出的透射比值(i=1,2)；

τij：第i次測(cè)量，第j波長(zhǎng)間隔的透射比；

Vj(λ)：第j波長(zhǎng)間隔人眼明視覺(jué)函數(shù)。

1.3 lambda950 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)檢測(cè)汽車用透過(guò)率計(jì)濾光片方法

(1)首先點(diǎn)擊新建方法，波長(zhǎng)設(shè)定385～775nm,掃描間隔為10nm；

(2)然后打開(kāi)程序編程，根據(jù)公式(1)的計(jì)算方法按照PE公司儀器的編程規(guī)則要求，將人眼視覺(jué)V(λ)函數(shù)值(表2)按每10nm間隔輸入方程，內(nèi)容如表1所示，填入圖1中。由于400～460nm和650～780nm的人眼名視覺(jué)函數(shù)值為0，因此只需要編輯470～645nm即可，編輯完成后保存。

(3)調(diào)出之前保存的方法，按照儀器要求校準(zhǔn)結(jié)束后，將樣品1#濾光片置于分光光度計(jì)樣品位置，測(cè)量被測(cè)濾光片中心位置，掃描結(jié)束后即可在結(jié)果欄快速顯示積分后結(jié)果τ= 70.26%,整個(gè)測(cè)量過(guò)程(含光譜掃描過(guò)程)時(shí)長(zhǎng)僅為1分鐘，結(jié)果如圖2所示。

表1 程序方程編寫的內(nèi)容

圖1 程序方程編寫的位置

圖2 快速測(cè)量全波段透射比結(jié)果

波長(zhǎng)間隔(nm)中心波長(zhǎng)(nm)V(λ)520～5305250.79320530～5405350.91485540～5505450.98030550～5605551.00000560～5705650.97860570～5805750.91540580～5905850.81630590～6005950.69490600～6106050.56680610～6206150.44120620～6306250.32100630～6406350.21700640～6506450.13820650～6606550……0770～7807750

1.4 結(jié)果驗(yàn)證

儀器自動(dòng)積分計(jì)算的透射比值為72.26%，將樣品1#濾光片全波段掃描的光譜透射比值結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)出，如表3所示，通過(guò)公式(1)帶入計(jì)算，得到可見(jiàn)區(qū)(385～775)nm波段透射比結(jié)果如下：

τ= 70.26%

計(jì)算得出的全波段透射比值與儀器自動(dòng)積分測(cè)量結(jié)果一致，由此驗(yàn)證此方法可行，且簡(jiǎn)單便捷，大量節(jié)約檢測(cè)人員的時(shí)間，提高工作效率。

表3 樣品1#每10nm間隔的透射比數(shù)據(jù)

續(xù)表3

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)用PE公司lambda950分光光度計(jì)的編程功能，實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量汽車用透過(guò)率計(jì)濾光片的方法，全波段掃描結(jié)束后，積分運(yùn)算時(shí)間僅為十幾秒。通過(guò)結(jié)果驗(yàn)證，該方法快速準(zhǔn)確，避免了傳統(tǒng)掃描后數(shù)據(jù)導(dǎo)出再計(jì)算的麻煩，既節(jié)約了時(shí)間和大大提高了工作效率，同時(shí)也避免數(shù)據(jù)再處理得人為錯(cuò)誤，因此該方法方便實(shí)用，可供使用同類儀器用戶參考。