模擬戶外環境太陽光輻射整車光照老化實驗全光譜太陽光模擬器系統

1.陽光模擬試驗介紹

太陽光輻射對停放在戶外的汽車內外部件帶來熱效應與光化學效應，進而影響其外觀及性能，對汽車品質造成不良作用。遵循汽車生產環境試驗規范，汽車在研發與定型前需接受太陽輻射測試，以評估其適應太陽光輻射環境的性能和工作穩定性。在太陽模擬試驗室內，利用專業燈具來模擬太陽輻射的光譜特性、輻射強度以及日照強度的變化。汽車暴露在外界環境中的溫度與濕度持續變化，因此，陽光模擬試驗室的溫度和濕度也要依照特定曲線調整，以模擬一年四季及一天中不同時間段的氣溫與濕度變化。  如前所述，整車陽光模擬試驗室及相應的控制軟件——陽光模擬控制系統聯合運作，能夠滿足以上測試要求。  經估算，利用陽光模擬試驗室對測試車輛進行的周期性陽光照射試驗，所引發的老化效果大致相當于車輛在吐魯番夏季暴露一個月所受影響的6至7倍。一個完整的試驗周期為600小時，涵蓋15個連續的干燥氣候循環試驗和10個潮濕氣候循環試驗，這些循環試驗按照表1的安排進行。

圖1  輻射范圍Irradiation area: W×D×H= XXXmm× XXXmm× XXXmm

照射的強度須同試件在轎車上所處位置相對應，照射強度的分布作出以下要求：

輻射強度Irradiance intensity:

照射面Irradiation type 1: 前蓋，車頂， 后蓋上部(red area) 1000W/m2 ±5%

照射面Irradiation type 2:車身前端，車身側面至防擦條高度，車身后部(green area) 900 W/m2±5%

照射面Irradiation type 3: 側面防擦條以下 (blue area)； 800 W/m2±10%

不同照射間的交界處，照射值應當平滑過渡（不允許發生光線疊加）。

在實驗過程中，務必詳盡記錄溫度、相對空氣濕度和照度等信息。具體要求如下：溫度的記錄需在固定的時間間隔內進行；照度的測量則應在每次試驗的特定基準點，并記錄整個時間進程；相對空氣濕度同樣需要在相等的時間間隔內進行記錄。需注意的是，由于實驗設備的不同，實際操作中可能無法嚴格遵循表格中設定的氣候循環參數，實際氣候循環試驗將按照實際設備設定執行。

2.整車陽光模擬試驗室簡介

2.1陽光模擬試驗室技術參數

2.2陽光模擬試驗控制系統

陽光模擬控制系統是基于步入式整車陽光模擬試驗室的控制系統， 軟件本身可以實現對試驗箱溫度、濕度的控制，亦可通過通訊接口和協議。

軟件主要由主控界面、陽光模擬、溫度采樣、歷史數據、系統設置五個模塊組成。表2為各個模塊功能介紹。

3.陽光模擬試驗流程

3.1試件征集

每試驗周期開始前，征集需要試驗的零部件以及對應的試驗要求。

3.2試驗準備

3.2.1試件準備

征集到的試件在進行試驗前應經過相應的預處理，以保證試驗安全順利進行。這些預處理包括：

[1]試件以及安裝試件的車輛進入試驗室前應進行清潔；

[2]檢查試驗車輛輪胎，清除輪胎上異物，如鐵釘、小石塊，輪胎應是較新，好是新輪胎，將輪胎氣壓放掉半；

[3]拆除車輛上油箱、蓄電池、滅火器等易燃易爆物，其他受壓縮的氣體或液體也并取下。

[4]試驗前參數測量與記錄，這些參數包括：

a)操作力

b)間隙，測量工程師要求位置處的間隙；

c)螺栓扭矩

[5]上述工作進行完畢后，將試驗車移送至陽光模擬試驗室內。圖2為試驗車輛在試驗室內停放位置。

3.2.2檢測和數據采集系統準備

3.2.2.1傳感器布置

[1]根據試驗標準以及工程師要求布置溫度、濕度、陽光照度傳感器。貴公司進行的陽光模擬試驗中，在試驗室以及試驗車上布置各類傳感器共13個。表7為傳感器信息及布置位置信息。

3.2.2檢測和數據采集系統準備

3.2.2.1傳感器布置

[1]根據試驗標準以及工程師要求布置溫度、濕度、陽光照度傳感器。貴公司進行的陽光模擬試驗中，在試驗室以及試驗車上布置各類傳感器共13個。表7為傳感器信息及布置位置信息。

3.2.2.2傳感器連接

將溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器連接到數據采集設備上。

3.2.3陽光模擬控制系統準備

3.2.3.1陽光模擬試驗室檢查

[1]檢查各個水閥、氣閥是否打開，水閥、氣閥有無泄露；

[2]檢查各個燈管電源模塊上的開關是否在Remote模式，若不是，調到Remote模式；檢查有無紅燈報警情況。

3.2.3.2陽光模擬控制系統開機

[1]打開照射系統和溫度控制系統的總電源；

[2]打開控制電腦電源，待系統開啟后，輸入用戶名“XXX”及密碼“XXX”，運行桌面上“XXX.exe”文件。

[3]將陽光模擬控制模塊設置為“在線控制模式”；

3.2.3.3陽光模擬系統調整

[1]根據車輛高度調整燈架高度，建議燈架高度為車輛前門窗下沿高度加1.7m；

[2]調節光照輸出和燈的角度，使車窗下沿平面上的照度為1000±100W/m2。

3.3正式試驗

將試件與數據采集設備依照既定要求準備就緒，接著在陽光模擬控制系統中正確設定干燥與潮濕氣候循環，此后即可啟動正式試驗。試驗中的干燥氣候循環與潮濕氣候循環的具體設置詳見表8和表9。圖3展示了干燥氣候循環的溫度和濕度曲線，而圖4則顯示了氣候循環的溫度和濕度曲線。在試驗進行時，需定時記錄各個傳感器收集到的信號。實驗員應每隔固定時間（通常為2小時）檢查試驗是否在正常進行，并及時記錄下相關試驗數據。

當試驗時間達到要求后，退出試驗程序，關閉控制電源及總電源。

3.4試驗后處理

3.4.1車輛狀態檢查與記錄

車輛進行個完整的照射周期后，應及時檢查并記錄試驗后車輛狀態，檢查項目包括顏色、外觀等。測量操作力、間隙和螺栓扭矩等參數并記錄。

3.4.2試驗數據處理

試驗過程中等時間間隔記錄的數據在試驗后應整理并畫出傳感器信號隨時間變化曲線。

3.4.3試驗報告

按照DIN_75220_01111992_C中試驗報告要求，將試驗相關材料整理形成報告。

3.5設備維護保養

每次試驗后，清潔試驗箱體內的地板，每兩年更換水處理裝置的過濾器。定期進行傳感器的標定，濕度傳感器每年進行次，光照強度計每兩年進行次。

每1000小時更換所有燈管，及時更換壞掉的燈管。