在戶外使用的電工電子產(chǎn)品,比如太陽(yáng)能板、汽車電子、通信基站、戶外燈具、交通信號(hào)設(shè)備等,每天都在經(jīng)歷“太陽(yáng)的暴擊”——強(qiáng)烈的陽(yáng)光、紫外線、高溫與熱循環(huán)的共同作用。長(zhǎng)期暴露在這種環(huán)境下,材料會(huì)老化、變色、開裂,性能下降,甚至失效。
如何確保產(chǎn)品在“烈日”下依然可靠?國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)為此制定了權(quán)威標(biāo)準(zhǔn):IEC 60068-2-5:2018
今天,我們就帶你深入解讀這一標(biāo)準(zhǔn),揭秘“太陽(yáng)輻射試驗(yàn)”到底測(cè)什么、怎么測(cè)、為什么重要。
一、什么是太陽(yáng)輻射
太陽(yáng)輻射試驗(yàn)(Solar Radiation Test),也稱“日照試驗(yàn)”或“陽(yáng)光輻射試驗(yàn)”,是模擬產(chǎn)品在戶外暴露于太陽(yáng)光(尤其是紫外線和紅外線)下的環(huán)境影響,評(píng)估其耐候性、抗老化能力和材料穩(wěn)定性的一種環(huán)境可靠性試驗(yàn)。 IEC 60068-2-5:2018 是目前國(guó)際通用的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn),為太陽(yáng)輻射試驗(yàn)提供了試驗(yàn)方法、設(shè)備要求、暴露條件和評(píng)估準(zhǔn)則的系統(tǒng)性指導(dǎo)。
二、測(cè)試項(xiàng)目
太陽(yáng)輻射試驗(yàn)主要評(píng)估以下幾方面影響:
? 材料老化:塑料、橡膠、涂層、密封件等是否變色、粉化、龜裂、脆化。
? 光學(xué)性能變化:如太陽(yáng)能板透光率下降、反光材料效率降低。
? 機(jī)械性能退化:材料強(qiáng)度、韌性、粘接性能是否下降。
? 電氣性能影響:高溫和紫外線是否導(dǎo)致絕緣性能下降或電路故障。
? 熱效應(yīng):太陽(yáng)輻射引起的溫升及熱循環(huán)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響。
三、關(guān)鍵要求
該標(biāo)準(zhǔn)于2018年發(fā)布,取代了舊版(2006),主要更新了光譜能量分布和輻照度要求,更貼近真實(shí)太陽(yáng)光。
1.光譜要求
試驗(yàn)光源的光譜能量分布應(yīng)盡可能接近大氣質(zhì)量AM 1.5的太陽(yáng)光譜(即地面接收到的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜),尤其是在290 nm 至 2500 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
? 關(guān)鍵波段:
紫外線(UV):290–400 nm(導(dǎo)致材料老化)
可見(jiàn)光:400–700 nm
紅外線(IR):700–2500 nm(導(dǎo)致溫升)
2. 輻照度
標(biāo)準(zhǔn)推薦兩種典型輻照度等級(jí):
? 550 W/m2:適用于溫和氣候條件
? 1120 W/m2:接近地表最大太陽(yáng)輻射,適用于嚴(yán)酷環(huán)境(如沙漠、高原)
通常試驗(yàn)采用 1120 W/m2 ±10%,其中:
? UV部分(290–400 nm):≥ 27 W/m2
? 總輻照度:1120 W/m2
3. 試驗(yàn)周期
? 光照周期:通常為連續(xù)光照或光照/黑暗循環(huán)(如 24小時(shí)光照,或12小時(shí)光照+12小時(shí)黑暗)。
? 溫度控制:光照期間,黑板溫度或艙內(nèi)溫度需控制在規(guī)定范圍(如55°C ±3°C),模擬實(shí)際熱積累。
? 濕度(可選):部分試驗(yàn)可加入濕度控制,模擬潮濕環(huán)境。
4. 試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間
根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景,試驗(yàn)時(shí)間可設(shè)定為:
? 168小時(shí)(7天)
? 500小時(shí)
? 1000小時(shí) 或更長(zhǎng)
四、試驗(yàn)過(guò)程
預(yù)處理
樣品在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下(23°C ±2°C,50% RH)放置至少4小時(shí),記錄初始狀態(tài)(外觀、性能參數(shù))。
安裝與曝光
將樣品放入氙燈老化試驗(yàn)箱或碳弧燈試驗(yàn)箱(氙燈更接近太陽(yáng)光譜),確保樣品表面正對(duì)光源,距離一致,避免遮擋。
運(yùn)行試驗(yàn)
啟動(dòng)設(shè)備,設(shè)定輻照度、溫度、時(shí)間等參數(shù),持續(xù)監(jiān)控并記錄數(shù)據(jù)。期間可進(jìn)行中間檢測(cè)。
最終檢測(cè)
試驗(yàn)結(jié)束后,將樣品恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)大氣條件,檢查:
? 外觀變化(變色、起泡、裂紋等)
? 尺寸變化 ? 功能性能(電氣、機(jī)械等)
? 與初始狀態(tài)對(duì)比,判定是否合格。