标准搜索结果: 'GB/T 2423.24-2022'
| 标准编号 | GB/T 2423.24-2022 (GB/T2423.24-2022) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Environmental testing - Part 2: Test methods - Test S: Simulated solar radiation at ground level and guidance for solar radiation testing and weathering | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K04 | | 字数估计 | 26,236 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 2423.24-2022: 环境试验 第2部分：试验方法 试验S：模拟地面上的太阳辐射及太阳辐射试验和气候老化试验导则
CCSK04
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 2423.24-2013
环境试验 第2部分:试验方法
试验S:模拟地面上的太阳辐射及
太阳辐射试验和气候老化试验导则
2022-07-11发布
2023-02-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 一般说明 2
5 试验方法Sa:热效应试验 3
6 试验方法Sb:气候老化试验(有喷淋或无喷淋) 7
7 相关规范给出的信息 11
8 试验报告中给出的信息 11
附录A(资料性) 标准太阳光谱辐照度 12
附录B(资料性) 辐射源 14
附录C(资料性) 典型气候老化设备 15
附录D(资料性) 测量仪表 17
附录NA(资料性) GB/T 2423的组成部分 18
参考文献 21
图1 海平面的总太阳光谱辐照度 2
图2 试验程序Sa1、Sa2、Sa3 5
图C.1 试验设备样机示例 15
图C.2 平面排列式试验设备样机示例 16
表1 光谱辐照度 3
表2 相对光谱辐照度的最低和最高水平 4
表3 配置日光过滤器氙灯的相对光谱辐照度 7
表4 配置窗玻璃过滤器氙灯的相对光谱辐照度 7
表5 暴露周期 10
表 A.1 ASTMG177中定义的太阳光谱和CIE85:1989中表4定义的太阳光谱所用基本大气条件的
比较 12
表 A.2 ASTMG177中定义的太阳光谱和CIE85:1989中表4定义的太阳光谱辐照度比较 13
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T 2423的第24部分。GB/T 2423已经发布的部分见附录 NA。
本文件代替GB/T 2423.24-2013《环境试验 第2部分:试验方法 试验Sa:模拟地面上的太阳辐
射及其试验导则》,与GB/T 2423.24-2013相比,除结构调整与编辑性改动外,主要技术变化如下:
a) 增加了“试验方法Sb:气候老化试验”(见第1章和第6章);
b) 删除了术语“太阳光学质量”“太阳常数”和“光学深度”,更改了术语“黑标准温度”和“黑板温
度”内容(见第3章,2013年版的第3章)。
本文件等同采用IEC 60068-2-5:2018《环境试验 第2-5部分:试验 试验S:模拟地面上的太阳辐
射及太阳辐射试验和气候老化试验导则》。
本文件做了下列最小限度的编辑性改动:
---为与现有标准协调,将标准名称改为《环境试验 第2部分:试验方法 试验S:模拟地面上的
太阳辐射及太阳辐射试验和气候老化试验导则》;
---增加了附录NA(资料性)GB/T 2423的组成部分。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(SAC/TC8)提出并归口。
本文件起草单位:中国电器科学研究院股份有限公司、威凯检测技术有限公司、亚太拉斯材料测试
技术有限公司、广东电网有限公司广州供电局电力试验研究院、浙江省计量科学研究院、广东美的生活
电器制造有限公司、南京五和试验设备有限公司、重庆银河试验仪器有限公司、航天科工防御技术研究
试验中心、清华大学深圳国际研究生院、重庆阿泰可科技股份有限公司、贝尔实验室装备江苏有限公司、
深圳市优瑞特检测技术有限公司、苏州电器科学研究院股份有限公司、上海市计量测试技术研究院、工
业和信息化部电子第五研究所、深圳职业技术学院、海南电网有限责任公司电力科学研究院。
本文件主要起草人:秦汉军、吕天一、张志勇、曹玲玲、方健、张红雨、余建宏、张定虎、李书山、陈耀、
贾志东、许斌、华明、梅礼光、胡醇、张爱亮、张洪彬、贡恩忠、王希林、赵海龙、张敏、董智远。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
---1981年首次发布为GB 2423.24-1981,1995年第一次修订;
---2013年第二次修订时,并入了GB/T 2424.14-1995《电工电子产品环境试验 第2部分:试
验方法 太阳辐射试验导则》的内容(GB/T 2424.14-1995的历次版本发布情况为:
GB 2424.14-1981);
---本次为第三次修订。
引 言
GB/T 2423系列标准包括了环境试验及其严酷等级的基础信息,用于评定试验样品在预期的贮
存、运输以及各种使用环境下的环境适应性。在该系列标准中,每个文件分别介绍了一组试验和应用。
GB/T 2423系列标准旨在为产品规范制定者和产品试验者提供一系列统一且可重复的环境、气候、机械
和综合试验,并包含了测量和试验用标准大气条件。
1981年以来,GB/T 2423系列标准先后发布了50余项文件,现行GB/T 2423国家标准49项,其
中41项采用IEC 60068-2系列标准。现行GB/T 2423组成部分见附录NA。
本文件描述了用于检验地面上的太阳辐射对产品和部件影响的模拟试验方法。本文件模拟的主要
环境特征是地面上观测所得的太阳辐射中的光谱辐照度和接收的能量强度,并与可控的温度条件综合。
然而,太阳辐照与其他环境条件的组合,如温度、湿度、喷水(模拟湿润)和气流速度,宜进一步考虑。本
文件描述两种不同的方法,第一种针对热效应,第二种针对气候老化效应。本次修订后与国际标准的水
平保持一致,有利于消除技术性贸易壁垒,促进国际贸易。
环境试验 第2部分:试验方法
试验S:模拟地面上的太阳辐射及
太阳辐射试验和气候老化试验导则
1 范围
本文件规定了设备或部件在模拟太阳辐射条件下的试验方法。
本文件适用于地面上的设备和部件。
本文件的目的是通过复现设备或部件在日光下或窗玻璃过滤的日光下的实际应用环境(温度、湿度
和/或湿润),进而了解设备或部件在有湿度存在的模拟太阳辐射条件下的影响程度。本文件规定两种
试验方法,试验Sa:热效应试验和试验方法Sb:气候老化试验。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
guidance)
注:GB/T 2421-2020 环境试验 概述和指南(IEC 60068-1:2013,IDT)
Tests-TestA:Cold)
注:GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温(IEC 60068-2-1:2007,IDT)
Tests-TestB:Dryheat)
注:GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温(IEC 60068-2-2:2007,IDT)
3 术语和定义
IEC 60068-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
绝热黑板温度
用绝热黑板温度计测得的试验样品表面温度的特征值,该温度计由黑色涂装的不锈钢板及附着其
上并镶嵌在绝热材料(白色PVDF,聚偏氟乙烯)中的电阻温度传感器组成。
注1:ISO 4892-1中有更多详细描述。
注2:该设计模拟具有隔热特性的材料的最大表面温度,并对气候老化试验设备进行控制。
3.2
非绝热黑板温度
用非绝热黑板温度计测得的试验样品表面温度的特征值,该温度计由黑色涂装的不锈钢板及附着
其上的电阻温度传感器组成。
注1:ISO 4892-1中有更多详细描述。
注2:该设计模拟材料的最大表面温度,并对气候老化试验设备进行控制。
4 一般说明
4.1 概述
太阳辐射对试样的影响取决于辐照度水平、光谱辐照度、地理位置、一天中的时段以及试样样件材
料对太阳光的敏感性。
4.2 太阳辐射的辐照度
海平面的辐照度受太阳常数和太阳辐射在大气层中的衰减和散射的影响。为此,CIE85:1989的
表4给出了当太阳在最高点时,地面上总太阳辐射的辐照度的值为1090W/m2,该值基于太阳常数
E0=1367W/m2。
4.3 太阳辐射的光谱辐照度
按照CIE85:1989中表4(见附录A)的建议,本文件规定的总太阳辐射的标准光谱辐照度在图1和
表1中给出。
图1 海平面的总太阳光谱辐照度
表1 光谱辐照度
光谱区域 紫外线Ba 紫外线A 可见光 红外线 总辐射
带宽/nm 300~320 320~400 400~800 800~2450 300~2450
辐照度/(W/m2) 4.06 70.5 604.2 411.2 1090
占总辐射比例/% 0.4 6.4 55.4 37.8 100
注:本表是CIE85:1989中表4的一个缩略版本。
a 到达地球表面的波长短于300nm的辐射可以忽略不计。
4.4 辐射光源
如果本文件使用的光源不符合表1规定的标准光谱分布,那么,应了解或测量材料确切的光谱吸收
数据和替代辐射光源在试样表面上方2πsr立体角内、300nm~约3000nm波长范围内的确切光谱辐
照度。
辐照光源的详细说明见附录B。
5 试验方法Sa:热效应试验
5.1 试验条件
5.1.1 概述
在整个试验期间,辐照度、试验箱内的温度、湿度和任何其他规定的环境条件应保持在相关规范规
定的试验程序要求的水平。相关规范应指明要应用的预处理要求。
仪器设备的详细说明见附录D。
5.1.2 温度
辐照期和黑暗期的箱内温度应按照程序(Sa1、Sa2或Sa3)的规定进行控制。
注:此外,可使用一个绝热黑板温度计或非绝热黑板温度计来控制最大表面温度。箱内通风可能会影响该温度。
5.1.3 湿度
不同的湿度条件,特别是凝露,会显著地影响涂料、塑料等多种材料的光化学降解效应。如果适
用,宜优先采用IEC 60068-2-78的规定值。
相关规范应指明下列试验期间的湿度以及是否需要保持:
a) 仅在辐照期;
b) 仅在黑暗期;
c) 整个试验持续期。
5.1.4 臭氧和其他污染气体
因短波紫外线试验光源产生的臭氧,通常被修正光谱能量分布用的辐射过滤器滤除短波紫外,从而
阻止其在试验箱体中产生。由于臭氧和其他污染气体会显著影响某些材料的降解过程,因此,将这些气
体排除在试验箱之外是很重要的,除非相关规范另有要求。
5.1.5 表面污染
灰尘和其他表面污染物可显著改变受照射表面的吸收特性。除非另有要求,试验样品宜在洁净的
状态下进行试验。然而,如果要评价表面污染物的影响,相关规范宜包括表面制备等必要的信息。
5.1.6 样品安装
试验样品应按有关规范的规定安装在试验箱内一个凸起的支架、转盘或一个已知导热率和热容量
的专用底座上,试样之间保持足够间距以避免遮挡光源的辐射或防止二次辐射热。温度传感器宜按要
求附着在试验样品上。
5.1.7 试验设施
应保证试验设备的光学部件、灯、反射器和过滤器等的清洁。
每次试验前应对规定测量平面上的辐照度进行测量。
宜在整个试验期间对规定的任何附加环境条件如周围温度、湿度或其他参数进行连续监测。
5.1.8 试验设备
进行试验的试验箱应能提供符合表1规定的光谱分布的光源,它在规定的辐射测量平面上的辐照
度为1090×(1±10%)W/m2。该辐照度值应包括任何从试验箱内反射且被试样接受的辐射,但不宜
包括试验箱发射的长波红外辐射。相对光谱辐照度的最低和最高水平在表2中给出。
表2 相对光谱辐照度的最低和最高水平
光谱区域 紫外线B 紫外线A 可见光 红外线 总辐射
带宽/nm 300~320 320~400 400~800 800~2450 300~2450
占总辐射比例/% 0.4 6.4 55.4 37.8 100
最低水平/% 0.3 4.2 43.8 33.7 -
最高水平/% 0.7 7.4 57.0 50.5 -
试验箱还应设有能保持规定温度、气流速度和湿度条件的装置。
试验箱内的温度测量应在低于规定的辐射测量平面以下0mm~50mm的水平面上的一个或几个
位置处进行,测温装置要有足够的遮挡以防止辐射热,同时这个(些)测量位置位于试验样品和试验箱壁
之间一半距离处,或离试验样品1m的距离,取这两个位置距离较小者。
5.2 初始检测
试验样品应进行相关规范规定的目视、尺寸和功能检查。
5.3 试验
5.3.1 概述
在暴露期间,箱内温度应以1K/min的速率升温或降温,并保持在IEC 60068-2-1或IEC 60068-2-2
优先推荐的一个值或相关规范规定的值。
在程序Sa1中,试验箱内温度应在照射期开始前的2h开始升温。
在程序Sa1和Sa2的黑暗期,试验箱内温度应以约1K/min的速率降温,并保持在25℃,除非另有
规定。
辐照度、温度和时间关系的要求如图2所示。在整个规定的试验持续期内,试验箱内的温度应保持
在所采用程序规定温度的±2K内。
辐照度水平应为1090×(1±10%)W/m2 或相关规范规定的值。不宜采用超过该值的辐照度对试
验进行加速。程序Sa1中每天8h持续暴露于标准辐射条件下,模拟了最严酷的自然条件下每天的总
辐照量。因此,暴露期超过8h会引起超过自然条件的加速。然而,每天连续暴露24h(程序Sa3),可能
掩饰周期性热应力引起的降解效应,因此,在这种情况下,一般不宜采用程序Sa3。
试验样品应按照5.3.2、5.3.3和5.3.4列出的试验程序之一(见图2),暴露至相关规范要求的持续
时间。
5.3.2 程序Sa1---周期为24h,8h照射,16h黑暗,按要求重复
每周期的总辐照量为8.72(kW·h)/m2,接近于最严酷的自然条件。当主要关注热效应时采用程
序Sa1。
5.3.3 程序Sa2---周期为24h,20h照射,4h黑暗,按要求重复
每周期的总辐照量为21.8(kW·h)/m2,当主要关注降解效应时,适用本程序。
5.3.4 程序Sa3---连续光照,按要求
程序Sa3是一个简化的试验,适用于循环热应力不重要且只评价光化学效应的情况,该程序还适用
于评价热容量小的试验样品的热效应。
a) 程序Sa1
图2 试验程序Sa1、Sa2、Sa3
b) 程序Sa2
c) 程序Sa3
标引序号说明:
T1---低温(25℃,除非另有规定);
T2---高温(40℃,除非另有规定)。
图2 试验程序Sa1、Sa2、Sa3(续)
5.4 最后检测
试验样品应进行相关规范规定的目视、尺寸和功能检查。
6 试验方法Sb:气候老化试验(有喷淋或无喷淋)
6.1 试验设备
6.1.1 实验室辐射光源
6.1.1.1 氙弧灯
辐射光源应由一支或数支密封石英管的氙弧灯组成,其光谱范围包括低于270nm的紫外光、可见
光及红外光辐射。为了模拟太阳辐射,应使用过滤器滤除短波紫外辐射(见表3)。对于用来模拟透过
窗玻璃的太阳辐射试验,应使用可将310nm以下波长的辐照度最小化的滤光器(见表4)。另外,可使
用滤除红外辐射的过滤器以防止试样受到不符合实际的加热,这种加热可能引起在户外暴晒中不会发
生的热降解。
6.1.1.2 使用日光过滤器的氙灯的光谱辐照度
为了模拟太阳辐射(CIE85:1989中表4),采用滤光器对氙弧灯的发射光谱进行过滤。表3给出了
紫外波长范围内的相对光谱辐照度的最低与最高水平。
表3 配置日光过滤器氙灯的相对光谱辐照度
光谱通带
(波长λ/nm)
最小值/% CIE85:1989中表4/% 最大值/%
λ< 290 - - 0.15
290≤λ≤320 2.6 5.4 7.9
320< λ≤360 28.2 38.2 39.8
360< λ≤400 54.2 56.4 67.5
注:ISO 4892-2提供关于本表的更多细节。
6.1.1.3 使用窗玻璃过滤器的氙灯的光谱辐照度
为了模拟透过窗玻璃后的太阳辐射,采用过滤器对氙弧灯的发射光谱进行过滤。表4给出了紫外
波长范围内的相对光谱辐照度的最低与最高水平。
表4 配置窗玻璃过滤器氙灯的相对光谱辐照度
波长通带
(波长λ/nm)
最小值/% CIE85:1989中表4/% 最大值/%
λ< 300 - - 0.29
300≤λ≤320 0.1 ≤1 2.8
320< λ≤360 23.8 33.1 35.5
360< λ≤400 62.4 66.0 76.2
注:ISO 4892-2提供关于本表的更多细节。
6.1.1.4 辐照度的均匀性
暴露试验区域的设计应使得用于试验样品暴露的任意位置的辐照度至少是该区域测得的辐照度最
大值的70%。如果试验样品暴露区域的任意位置的最小辐照度在最大辐照度的70%~90%之间,应定
期改变试验样品的位置来减少辐照暴露的可变性。相关方应商定试验样品的换位程序及时间安排。
6.1.2 试验箱
实验室辐射光源用于为试验样品提供辐照度。试验箱应是耐水的,且配置维持箱内规定的温度、气
流速度、湿度等条件的装置。
典型设备见附录C。
6.1.3 温度
温度传感元件应加遮挡以避免辐射源辐射和水喷淋。在该位置测得的箱内空气温度可能会和暴露
试验样品表面附近的箱内空气温度不同。
辐照期和黑暗期的箱内空气温度应按表5的规定进行控制。黑标温度或黑板温度应按表5的规定
进行控制。如果是在相关方商定的其他温度条件下进行试验,应报告这些温度条件。
6.1.4 湿度
辐照期和黑暗期的箱内空气湿度应按表5的规定进行控制。如果是在相关方商定的其他湿度条件
下进行试验,应报告这些湿度条件。
6.1.5 喷淋周期
试验箱可配备喷淋装置来在规定的条件下向试验样品的暴露表面间歇喷水。喷水应均匀分布在试
验样品的表面上。如果试验样品不平整,喷淋方式宜由相关方决定。喷淋系统应由耐腐蚀材料制成以
避免污染喷淋用水。
喷洒在试验样品表面的水,其电导率应低于5μS/cm,固溶物含量少于1μg/g,且不会在试样上留
下可察觉的污渍或沉积物。硅含量应保持低于0.21μg/g。反渗透和去离子相结合的方法可制出符合
要求质量的水。
6.1.6 安装试验样品
待试的试验样品应放置在相关规范规定的样品架或指定基材上,并与其他试验样品隔开以避免遮
挡辐射光源。温度传感器宜按要求连接到试验样品上。
6.1.7 臭氧和其他污染气体
因短波紫外线试验光源产生的臭氧,通常被修正光谱能量分布用的辐射过滤器滤除短波紫外,从而
阻止其在试验箱体中产生。由于臭氧和其他污染气体会显著影响某些材料的降解过程,因此,将这些气
体排除在试验箱之外是很重要的,除非相关规范另有要求。宜使用臭氧处理装置来排除臭氧。
6.1.8 表面污染
灰尘和其他表面污染物会显著改变受照射表面的吸收特性。除非另有要求,试验样品宜在洁净的
状态下进行试验。然而,如果要评价表面污染物的影响,相关规范宜包括表面制备等必要信息的内容。
6.2 初始检测
试验样品应进行相关规范规定的目视、尺寸和功能检查。
6.3 试验
6.3.1 概述
程序Sb1规定的了有喷水暴露的试验方法用于在日光下的实际最终使用环境。程序Sb2规定的
了无喷水暴露的试验方法用于透过窗玻璃后的日光的实际最终使用环境。
6.3.2 试验持续期
程序Sb1和Sb2的试验持续期宜由相关方商定,试验周期应在试验持续时间内重复进行。
6.3.3 试验程序
表5提供了每个程序的多种试验条件,所有试验条件都应得到控制,否则应对这些条件进行测量并
报告。
仪器设备的详细说明见附录D。
6.3.4 附加环境条件
任何附加环境条件,例如周围温度、湿度和其他规定的参数,宜在试验期间连续监测。
6.4 最后检测
试验样品应进行相关规范规定的目视、尺寸和功能检查。
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7 相关规范给出的信息
当相关规范包含本试验时,应包含下列详细信息,只要适用:
a) 辐射光源 第4章
b) 试验中试验样品的安置说明 第5章、第6章
c) 初始检测的类型和范围 第5章、第6章
d) 预处理 -
e) 试验样品数量 -
f) 试验程序 第5章、第6章
g) 试验持续时间 第5章、第6章
h) 试验时的温度 第5章、第6章
i) 试验时的湿度 第5章、第6章
j) 黑标温度或黑板温度 第6章
k) 最后......
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