JP2859926B2 - Pseudo sunlight irradiation device and spectrum adjusting method thereof - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は疑似太陽光照射装置およびそのスペクトル調
整方法に係り、特に、製品材料の耐候・耐光性加速試験
に好適な疑似太陽光を照射する疑似太陽光照射装置およ
びそのスペクトル調整方法に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a simulated sunlight irradiating apparatus and a spectrum adjusting method thereof, and more particularly to irradiating simulated sunlight suitable for a weather resistance and light resistance acceleration test of a product material. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a simulated sunlight irradiation device and a spectrum adjusting method thereof.
(従来の技術) 疑似太陽光照射装置は、良く知られるように自然太陽
光のスペクトル分布特性を紫外領域から可視、赤外領域
にわたって高精度に再現するための装置であり、繊維・
塗料・プラスチック・金属等の耐光・耐候性加速試験の
ための環境試験装置に組み込まれて使用されている。(Prior art) As is well known, a pseudo-sunlight irradiation device is a device for reproducing the spectral distribution characteristics of natural sunlight with high accuracy from the ultraviolet region to the visible and infrared regions, and is used for fabrics.
It is used by being incorporated into an environmental test device for accelerated light / weather resistance testing of paints, plastics, metals, etc.
従来の疑似太陽光照射装置の光源としては、キセノン
短アークランプ、キセノン長アークランプ、カーボンア
ークランプ等が用いられているが、その中でも、特にキ
セノン短アークランプ(以下、単にキセノンランプとい
う)はスペクトル分布が自然太陽光のスペクトル分布と
極めて近似しており、疑似太陽光光源として用いられる
ことが多い。Xenon short arc lamps, xenon long arc lamps, carbon arc lamps, etc. are used as the light source of the conventional simulated sunlight irradiation device. Among them, the xenon short arc lamp (hereinafter, simply referred to as a xenon lamp) is particularly preferable. The spectral distribution is very similar to that of natural sunlight, and is often used as a simulated sunlight source.
もっとも、キセノンランプの発光は、第12図のスペク
トル分布図に示したように、近赤外部(800〜1000nm)
に、尖鋭でかつ複雑なピーク群を有しているので、これ
を平均的に補正して自然太陽光のスペクトル分布に近付
けるためのスペクトル分布補正用フィルタと併用される
ことが多い。However, the xenon lamp emits light in the near-infrared region (800 to 1000 nm) as shown in the spectrum distribution diagram in FIG.
In addition, since it has a sharp and complicated peak group, it is often used in combination with a spectrum distribution correction filter for correcting the average and making it close to the spectrum distribution of natural sunlight.
このような補正用フィルタを用いた従来の疑似太陽光
照射装置によれば、そのスペクトル分布は自然太陽光の
それに近付き、実用にも供することができるが、現在の
フィルタ製造技術では、所望の分光特性をもったフィル
タを、精度良く、かつ十分な再現性をもって製造するこ
とはほとんど不可能であり、キセノンランプ特有の近赤
外部でのピーク群を、選択的かつ十分に除去することが
できなかった。According to the conventional pseudo-sunlight irradiation device using such a correction filter, the spectral distribution approaches that of natural sunlight and can be used for practical use. It is almost impossible to manufacture a filter having characteristics with high accuracy and sufficient reproducibility, and it is not possible to selectively and sufficiently remove the peak group in the near-infrared region unique to a xenon lamp. Was.
したがって、補正用フィルタを用いた従来技術では、
自然太陽光には含まれないキセノンランプ特有の800〜1
000nmの範囲の近赤外成分が多く残ってしまうという問
題があった。Therefore, in the prior art using the correction filter,
800-1 unique to xenon lamps not included in natural sunlight
There is a problem that a lot of near-infrared components in the range of 000 nm remain.
また、前記した補正用フィルタとしては、多層蒸着薄
膜式の干渉フィルタやガラスフィルタが広く用いられて
いるが、蒸着式干渉フィルタでは経時的な特性劣化とい
った問題や、特性の均一な膜を再現性良く生産すること
が困難であるといった問題があり、ガラスフィルタで
は、耐熱性の点で劣るために破損するといった問題があ
った。In addition, as the above-mentioned correction filter, a multilayer deposition thin film type interference filter or a glass filter is widely used. However, the deposition type interference filter has a problem such as deterioration of characteristics over time and a film having uniform characteristics can be reproduced. There is a problem that it is difficult to produce well, and there is a problem that the glass filter is broken due to poor heat resistance.
そこで、これらの問題を解決するものとして、本発明
の発明者等は、特開昭61−131301号公報に記載したよう
に、キセノンランプの近赤外成分を水フィルタを用いて
除去する構成を提案している。In order to solve these problems, the inventors of the present invention have proposed a configuration in which a near-infrared component of a xenon lamp is removed using a water filter as described in JP-A-61-131301. is suggesting.
水フィルタとは、たとえば対向して設けられたガラス
板の間に水を充填し、照射光が該水を透過するようにし
た構造のものである。The water filter has a structure in which, for example, water is filled between glass plates provided to face each other, and irradiation light is transmitted through the water.
第6図は、厚さ30mmの水フィルタの分光透過率を示し
た図である。同図から明らかなように、水フィルタは波
長950nm付近の光を選択的に吸収する特性を有している
ので、この水フィルタを用いてキセノンランプの近赤外
成分を除去すれば、第8図(a)に示したように、約12
00nm以下の領域では、自然太陽光のスペクトル分布(L
4)に十分近似した疑似太陽光(L3)を得ることができ
るようになる。FIG. 6 is a diagram showing the spectral transmittance of a water filter having a thickness of 30 mm. As is clear from the figure, since the water filter has a characteristic of selectively absorbing light near the wavelength of 950 nm, if the near-infrared component of the xenon lamp is removed using this water filter, the eighth filter can be obtained. As shown in FIG.
In the region below 00 nm, the spectral distribution of natural sunlight (L
It is possible to obtain simulated sunlight (L3) sufficiently similar to 4).
(発明が解決しようとする課題) このような水フィルタは耐熱性が高く、特性劣化の問
題もない。しかも、その特性を均一かつ再現性良く実現
できるといった利点を有する。(Problems to be Solved by the Invention) Such a water filter has high heat resistance and does not have a problem of characteristic deterioration. Moreover, there is an advantage that the characteristics can be realized uniformly and with good reproducibility.
ところが、水フィルタは近赤外部のピーク群を従来の
補正用フィルタに比べて可成り吸収することができるも
のの、特に900〜1000nmの範囲での分光吸収率が不十分
であるために、第8図(a)から明らかなように、水フ
ィルタでは近赤外部に未だに除去しきれないスペクトル
成分が残ってしまう。However, although the water filter can considerably absorb the peak group in the near-infrared region as compared with the conventional correction filter, the water filter has an insufficient spectral absorption in the range of 900 to 1000 nm. As is clear from FIG. 7A, the spectrum component which cannot be completely removed still remains in the near-infrared region in the water filter.
疑似太陽光照射装置を利用した耐光・耐候性加速試験
では、基準太陽光の照射強度の数倍の照射強度の光が照
射されるために、除去しきれない近赤外成分があると、
これによって試料が加熱されてしまい、正確な評価がで
きないという問題が発生する。In the light resistance and weather resistance acceleration test using a simulated sunlight irradiation device, light with an irradiation intensity several times the irradiation intensity of the reference sunlight is irradiated, so if there is a near infrared component that can not be removed,
This causes a problem that the sample is heated and accurate evaluation cannot be performed.
また、特に輸出製品材料の耐光・耐候性試験に関して
は、輸出先の気候、太陽光のスペクトル分布等に応じて
疑似太陽光のスペクトル分布を適宜に調整し、輸出先の
条件に合わせた試験が要求されるが、上記した水フィル
タでは、分光透過率を変えるためにはその厚みを変えな
ければならないために、試験内容に応じて水フィルタを
交換しなければならなかった。In particular, with regard to the light resistance and weather resistance test of exported product materials, it is necessary to appropriately adjust the spectrum distribution of simulated sunlight according to the climate of the export destination, the spectral distribution of sunlight, etc., and conduct tests in accordance with the conditions of the export destination. Although required, in the above-described water filter, the thickness has to be changed in order to change the spectral transmittance, so that the water filter has to be replaced according to the test content.
したがって、装置を水フィルタの交換可能な構造とし
なければならず、その構造が複雑となり、手間もかかる
という問題があった。Therefore, the device must have a replaceable structure for the water filter, and the structure is complicated, and there is a problem that it takes time and effort.
本発明の目的は、上記した問題点を解決して、自然太
陽光のスペクトル分布を紫外領域から可視、赤外領域に
わたって高精度に再現することが可能な疑似太陽光照射
装置およびスペクトル調整方法を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a pseudo-sunlight irradiation device and a spectrum adjustment method capable of reproducing the spectral distribution of natural sunlight from the ultraviolet region to the visible and infrared regions with high accuracy. To provide.
(課題を解決するための手段) 上記した目的を達成するために、本発明では、供試材
料を載置する載置手段とキセノンランプとが、キセノン
ランプの管軸を回転中心として相対的に回転するように
設けられた疑似太陽光照射装置において、以下のような
手段を講じた。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, the mounting means for mounting the test material and the xenon lamp are relatively positioned around the tube axis of the xenon lamp as a rotation center. The following measures were taken in the pseudo solar light irradiation device provided to rotate.
(a)載置手段とキセノンランプとの間に、金属イオン
を含有する溶液を充填して構成された液体フィルタを設
け、該液体フィルタを透過したキセノンランプ光を疑似
太陽光とするようにした。(A) A liquid filter constituted by filling a solution containing metal ions is provided between the mounting means and the xenon lamp, and the xenon lamp light transmitted through the liquid filter is converted into pseudo sunlight. .
また、この疑似太陽光のスペクトル調整を、前記金属
イオンの濃度調整によって行うようにした。The spectrum of the simulated sunlight is adjusted by adjusting the concentration of the metal ions.
(b)載置手段とキセノンランプとの間に、キセノンラ
ンプの管軸を回転中心として前記載置手段と相対的に回
転する複数の白熱フィラメントランプをさらに設け、液
体フィルタを透過したキセノンランプ光に、複数の白熱
フィラメントランプからの照射光を重畳・混合し、両者
の時系列的な積分光を疑似太陽光とするようにした。(B) between the mounting means and the xenon lamp, a plurality of incandescent filament lamps which are rotated relative to the mounting means with the tube axis of the xenon lamp as the center of rotation, and the xenon lamp light transmitted through the liquid filter; Then, irradiation light from a plurality of incandescent filament lamps was superimposed and mixed, and the chronological integrated light of both was set as pseudo sunlight.
また、この疑似太陽光のスペクトル調整を、前記金属
イオンの濃度調整および前記複数の白熱フィラメントラ
ンプの内の少なくとも1つのスペクトル分布調整の少な
くとも一方によって行うようにした。Further, the spectrum of the simulated sunlight is adjusted by at least one of the adjustment of the concentration of the metal ions and the adjustment of the spectrum distribution of at least one of the plurality of incandescent filament lamps.
(作用) (A)キセノンランプは、近赤外領域に特異的なパスル
状のスペクトル分布を有するものの、紫外領域および可
視領域では比較的連続的で自然太陽光に近似したスペク
トル分布を有する。(Operation) (A) The xenon lamp has a specific spectral distribution in the near-infrared region in a pulsed manner, but has a relatively continuous spectral distribution in the ultraviolet region and the visible region and approximates natural sunlight.
そして、液体フィルタは近赤外領域での分光透過率が
低いので、該液体フィルタにキセノンランプ光を透過さ
せれば、キセノンランプの近赤外領域での特異的なパス
ル状スペクトルを除去することができ、キセノンランプ
による疑似太陽光のスペクトル分布を自然太陽光に近似
させることができる。Since the liquid filter has a low spectral transmittance in the near-infrared region, if the xenon lamp light is transmitted through the liquid filter, a peculiar pulse-like spectrum in the near-infrared region of the xenon lamp can be removed. And the spectral distribution of the pseudo sunlight by the xenon lamp can be approximated to natural sunlight.
しかも、このような液体フィルタでは、金属イオン濃
度を変化させることによって分光透過率を調整できるの
で、キセノンランプによる疑似太陽光のスペクトル分布
を簡単に調整することができる。Moreover, in such a liquid filter, the spectral transmittance can be adjusted by changing the metal ion concentration, so that the spectral distribution of the simulated sunlight by the xenon lamp can be easily adjusted.
(B)白熱フィラメントランプは、赤外領域では自然太
陽光に近似したスペクトル分布を有するので、キセノン
ランプ光から選択的に抽出された紫外領域および可視領
域の光に、白熱フィラメントランプ光を重畳・混合すれ
ば、紫外領域から赤外領域にわたって、自然太陽光に近
似した疑似太陽光を得ることができる。(B) Since the incandescent filament lamp has a spectral distribution similar to natural sunlight in the infrared region, the incandescent filament lamp light is superimposed on light in the ultraviolet and visible regions selectively extracted from xenon lamp light. If mixed, pseudo sunlight approximated to natural sunlight can be obtained from the ultraviolet region to the infrared region.
しかも、白熱フィラメントランプのスペクトル分布
は、供給電圧等を制御してフィラメント温度を変えれば
変化するので、各フィラメントランプへの供給電圧等
を、キセノンランプ光と自然太陽光との差を補うように
調整し、両者の時系列的な積分光を疑似太陽光とすれ
ば、そのスペクトル分布特性を自然太陽光のそれにさら
に近似させることができるようになる。Moreover, since the spectral distribution of the incandescent filament lamp changes when the filament temperature is changed by controlling the supply voltage and the like, the supply voltage and the like to each filament lamp should be adjusted to compensate for the difference between the xenon lamp light and natural sunlight. If the adjustment is made and the time-series integrated light of both is simulated sunlight, the spectral distribution characteristics can be further approximated to those of natural sunlight.
(実施例) 初めに、本発明の基本概念について説明する。(Example) First, the basic concept of the present invention will be described.
第7図は硫酸銅水溶液(CuSO4)の分光透過率(厚さ3
0mm)を示した図であり、第6図に示した水の分光透過
率との比較から明らかなように、硫酸銅水溶液は近赤外
部の分光透過率が低い、すなわち分光吸収率が高いこと
が分かる。Fig. 7 shows the spectral transmittance (thickness 3) of an aqueous solution of copper sulfate (CuSO 4 ).
0 mm). As is clear from the comparison with the spectral transmittance of water shown in FIG. 6, the aqueous solution of copper sulfate has a low spectral transmittance in the near infrared region, that is, a high spectral absorption. I understand.
また、第8図(b)に示した実線L5は、この硫酸銅水
溶液をガラス容器等の透明容器に充填してなる液体フィ
ルタを用いてキセノンランプ照射光の近赤外成分を除去
した場合のスペクトル分布図、同図(a)に示した実線
L3は、前記したように水を充填してなる液体フィルタを
用いた場合のスペクトル分布図である。A solid line L5 shown in FIG. 8 (b) indicates a case where the near infrared component of the xenon lamp irradiation light is removed using a liquid filter formed by filling the copper sulfate aqueous solution in a transparent container such as a glass container. Spectral distribution diagram, solid line shown in FIG.
L3 is a spectrum distribution diagram when a liquid filter filled with water is used as described above.
なお、図中1点鎖線L4は、自然太陽光のスペクトル分
布特性を比較のために示したものである。The dashed line L4 in the figure indicates the spectral distribution characteristics of natural sunlight for comparison.
両者の比較から明らかなように、硫酸銅水溶液フィル
タを用いると、近赤外領域のスペクトルが水フィルタの
場合よりも多く除去されるので、水フィルタの場合に比
べて、さら自然太陽光に近似したスペクトル分布を有す
る疑似太陽光を得ることができる。As is clear from the comparison between the two, the use of the copper sulfate aqueous solution filter removes more of the spectrum in the near-infrared region than the case of the water filter. Pseudo sunlight having the obtained spectral distribution can be obtained.
そこで、本発明では硫酸銅水溶液フィルタを用いてキ
セノンランプ照射光の近赤外成分を除去し、これを疑似
太陽光として用いるようにした。Therefore, in the present invention, a near infrared component of xenon lamp irradiation light is removed using a copper sulfate aqueous solution filter, and this is used as pseudo sunlight.
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。第
2図は本発明の一実施例である疑似太陽光照射ランプユ
ニットの側面図、第1図は第2図のA−B線断面図であ
る。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a side view of a simulated sunlight irradiation lamp unit according to one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a sectional view taken along the line AB of FIG.
第1図および第2図において、ランプユニット1の中
心部には保持部材2によって保持されたキセノンランプ
5が収納され、該キセノンランプ5の両端に点灯回路
(図示せず)から電圧を印加することによってキセノン
ランプ5内の電極12間でアークが発生し、光が放射され
る。1 and 2, a xenon lamp 5 held by a holding member 2 is housed in the center of the lamp unit 1, and a voltage is applied to both ends of the xenon lamp 5 from a lighting circuit (not shown). As a result, an arc is generated between the electrodes 12 in the xenon lamp 5, and light is emitted.
キセノンランプ5の周囲には、6枚のホウ珪酸ガラス
11aで構成された筒型のUVフィルタ11が設けられてい
る。なお、UVフィルタ11は、ホウ珪酸ガラスから成るシ
リンダ形状のものであっても良い。このUVフィルタ11
は、太陽光には含まれていないがキセノンランプ5の照
射光には含まれている、波長300nm以下の紫外光を除去
する。Around the xenon lamp 5, six borosilicate glass
A cylindrical UV filter 11 composed of 11a is provided. Note that the UV filter 11 may have a cylindrical shape made of borosilicate glass. This UV filter 11
Removes ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less that is not contained in sunlight but is contained in the irradiation light of the xenon lamp 5.
UVフィルタ11の周囲には、それぞれ6枚の石英ガラス
で構成された内筒6aおよび外筒6bが設けられている。こ
の内筒6aおよび外筒6bは、支柱9、上板4および底板3
と液密に構成され、該内筒6aと外筒6bとの間に硫酸銅水
溶液7を充填することによって液体フィルタ8が構成さ
れる。Around the UV filter 11, there are provided an inner cylinder 6a and an outer cylinder 6b each made of six pieces of quartz glass. The inner cylinder 6a and the outer cylinder 6b are composed of a support 9, a top plate 4, and a bottom plate 3.
The liquid filter 8 is formed by filling a copper sulfate aqueous solution 7 between the inner cylinder 6a and the outer cylinder 6b.
このような構成において、キセノンランプ5からの照
射光は、まずUVフィルタ11によって不要な紫外成分を除
去された後に、液体フィルタ8によって、その近赤外成
分も除去されて、前記第8図(b)に示したようなスペ
クトル分布を有する疑似太陽光となる。In such a configuration, the irradiation light from the xenon lamp 5 first removes unnecessary ultraviolet components by the UV filter 11, and then removes the near-infrared component by the liquid filter 8 as shown in FIG. Pseudo sunlight having a spectrum distribution as shown in b).
同図(a)に示した、水を充填した液体フィルタを用
いた場合との比較から明らかなように、上記した構成に
よれば、自然太陽光により近似したスペクトル分布を有
する疑似太陽光を得ることができるようになる。As is clear from the comparison with the case of using the liquid filter filled with water shown in FIG. 7A, according to the above-described configuration, pseudo sunlight having a spectrum distribution approximated to natural sunlight is obtained. Will be able to do it.
また、このように金属イオンを含有した溶液を充填し
た液体フィルタでは、金属イオンの濃度を変えることに
よって、その分光透過率を変化させることができる。Further, in the liquid filter filled with the solution containing the metal ions, the spectral transmittance can be changed by changing the concentration of the metal ions.
第9図は、硫酸銅水溶液を光学フィルタとして用いた
ときの、銅イオン濃度を違いによる分光透過率の変化を
示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a change in spectral transmittance due to a difference in copper ion concentration when an aqueous solution of copper sulfate is used as an optical filter.
同図から明らかなように、銅イオン濃度を変化させる
と、その濃度に応じて分光透過率が変化する。したがっ
て、このような溶液を充填して液体フィルタを構成すれ
ば、キセノンランプによる疑似太陽光のスペクトル分布
を簡単に調整できるようになる。As is clear from the figure, when the copper ion concentration is changed, the spectral transmittance changes according to the concentration. Therefore, if a liquid filter is formed by filling such a solution, the spectrum distribution of the simulated sunlight by the xenon lamp can be easily adjusted.
ところで、このような硫酸銅水溶液フィルタでは、50
0〜800nmの領域、および約1200nm以上の領域での分光透
過率が低いために、該領域での照射強度が自然太陽光に
比べて弱くなってしまう。By the way, in such a copper sulfate aqueous solution filter, 50
Since the spectral transmittance in the region of 0 to 800 nm and in the region of about 1200 nm or more is low, the irradiation intensity in this region is weaker than that of natural sunlight.
そこで、以下に説明する実施例では、白熱フィラメン
トを併用することによって、該領域での照射強度を補う
ようにした。Therefore, in the embodiment described below, the irradiation intensity in the region is supplemented by using an incandescent filament in combination.
第3図は、本発明の他の実施例であるランプユニット
の断面図、第4図はその平面図であり、前記と同一の符
号は同一または同等部分を表している。FIG. 3 is a sectional view of a lamp unit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view thereof. The same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts.
同図において、外筒6bを構成する各支柱9には、棒状
の白熱フィラメント(タングステンやハロゲンなど)10
がそれぞれ設置されている。In the same figure, each pillar 9 constituting the outer cylinder 6b has a rod-shaped incandescent filament (such as tungsten or halogen) 10
Are installed respectively.
第5図は上記した構成のランプユニットを適用した耐
光・耐候性試験器の断面図であり、前記と同一の符号は
同一または同等部分を表している。FIG. 5 is a sectional view of a light / weather resistance tester to which the lamp unit having the above configuration is applied, and the same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts.
同図において、ランプユニット1は、ローレットビス
40によって枠体41に固定されている。In the figure, a lamp unit 1 is a knurled screw.
It is fixed to the frame 41 by 40.
供試材料14は、固定ブロック15から伸びた供試材料ハ
ンガ17に、試験面をキセノンランプ5に対向させて取り
付けられ、固定ブロック15はブラケット16によって回転
テーブル13に固定されている。The test material 14 is attached to the test material hanger 17 extending from the fixed block 15 with the test surface facing the xenon lamp 5, and the fixed block 15 is fixed to the rotary table 13 by the bracket 16.
回転テーブル13に一体的に固定された軸21は軸受24に
よって枠体41に支持され、ウォーム歯車22および23を介
してモータ20の回転軸に連結される。回転テーブル13は
モータ20の回転によって所望の回転速度で回転される。The shaft 21 integrally fixed to the turntable 13 is supported by a frame 41 by bearings 24 and connected to the rotation shaft of the motor 20 via worm gears 22 and 23. The turntable 13 is rotated at a desired rotation speed by the rotation of the motor 20.
このような構成において、キセノンランプ5からの照
射光は、まずUVフィルタ11によって不要な紫外成分を除
去された後に、液体フィルタ8によって近赤外成分も除
去されて、前記第8図(b)に示したようなスペクトル
分布を有する疑似太陽光となる。In such a configuration, the irradiation light from the xenon lamp 5 first removes unnecessary ultraviolet components by the UV filter 11, and then removes near-infrared components by the liquid filter 8 as shown in FIG. Is simulated sunlight having a spectrum distribution as shown in FIG.
さらに、白熱フィラメントランプ10を点灯して両者の
照射光を重畳・混合すると共に、モータ20を駆動して回
転テーブル13を回転させ、供試材料14とキセノンランプ
5および白熱フィラメントランプ10とを相対的に回転さ
せることによって、両者の時系列的な積分光を最終的な
疑似太陽光とする。Further, the incandescent filament lamp 10 is turned on to superimpose and mix the two irradiation lights, and the motor 20 is driven to rotate the rotary table 13 so that the test material 14 and the xenon lamp 5 and the incandescent filament lamp 10 are relatively moved. By rotating them, the time-series integrated light of the two is made the final simulated sunlight.
このとき、白熱フィラメントランプ10による発光は、
第11図に示したように、供給する電圧、電流、および周
波数などを適宜に調整することによってフィラメント温
度を制御すると、そのフィラメント温度に応じたスペク
トル分布を示す。At this time, the light emitted by the incandescent filament lamp 10 is
As shown in FIG. 11, when the filament temperature is controlled by appropriately adjusting the supplied voltage, current, frequency and the like, a spectrum distribution according to the filament temperature is shown.
そして、本実施例では供試材料と白熱フィラメントラ
ンプとが相対的に回転するので、各白熱フィラメントラ
ンプごとにスペクトル分布特性を異ならせても、各供試
材料には、実質上均一な疑似太陽光が照射されるように
なる。In this embodiment, since the test material and the incandescent filament lamp rotate relatively, even if the spectrum distribution characteristics are different for each incandescent filament lamp, each test material has substantially uniform pseudo-sunlight. Light is applied.
したがって、キセノンランプ5による疑似太陽光のス
ペクトル分布を予め分析し、自然太陽光に比べて照度の
弱い領域の照度を補うように各フィラメントランプ10へ
の供給電圧等をそれぞれ個別に制御すれば、両者の時系
列的な積分光である疑似太陽光は、自然太陽光に極めて
近似するようになる。Therefore, if the spectrum distribution of the simulated sunlight by the xenon lamp 5 is analyzed in advance, and the supply voltage and the like to each filament lamp 10 are individually controlled so as to compensate for the illuminance in a region where the illuminance is weaker than the natural sunlight, Pseudo sunlight, which is a time-series integrated light of both, comes to be very similar to natural sunlight.
また、各白熱フィラメントランプ10の供給電圧等を個
別に制御することができないような場合には、各白熱フ
ィラメントランプ10への供給電圧等を時分割的に制御す
るようにすれば、上記と同等の効果を達成することがで
きる。In the case where the supply voltage and the like of each incandescent filament lamp 10 cannot be individually controlled, if the supply voltage and the like to each incandescent filament lamp 10 are controlled in a time-division manner, it is equivalent to the above. The effect of can be achieved.
なお、試料位置に温度検出器を設置し、検出温度が所
望の温度より低い場合には赤外領域の照度を高くし、ま
た、検出温度が高い場合には赤外領域の照度を低くする
といったように、検出温度に応じてキセノンランプ5お
よび各フィラメントの少なくとも1方への供給電圧等を
制御してスペクトル調整を行うようにすれば、試験内容
に最適な疑似太陽光を自動的に得ることができるように
なる。In addition, a temperature detector is installed at the sample position, and when the detected temperature is lower than the desired temperature, the illuminance in the infrared region is increased, and when the detected temperature is high, the illuminance in the infrared region is reduced. As described above, by controlling the supply voltage to at least one of the xenon lamp 5 and each filament according to the detected temperature to adjust the spectrum, it is possible to automatically obtain the optimal simulated sunlight for the test contents. Will be able to
第13図は本発明のさらに他の実施例であるランプユニ
ットの断面図であり、前記と同一の符号は同一または同
等部分を表している。FIG. 13 is a sectional view of a lamp unit according to still another embodiment of the present invention, wherein the same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts.
本実施例では、キセノンランプ5のスペクトル分布補
正用のガラスフィルタ80を液体フィルタ8内に設けた点
に特徴がある。The present embodiment is characterized in that a glass filter 80 for correcting the spectrum distribution of the xenon lamp 5 is provided in the liquid filter 8.
このような構成によれば、ガラスフィルタの温度上昇
を押さえることができるので、加熱による破損等の問題
がなくなる。According to such a configuration, a rise in the temperature of the glass filter can be suppressed, so that problems such as breakage due to heating are eliminated.
なお、液体フィルタ8内に収容する補正用フィルタは
ガラスフィルタに限らず、蒸着フィルタであっても良
い。また、液体フィルタ8を構成する内筒6aおよび外筒
6bの表面に膜を蒸着して、該内筒6aないし外筒6bを蒸着
フィルタとして活用したり、あるいは内筒6aないし外筒
6bをガラスフィルタによって構成したりすれば、部品点
数が減るので構造が簡単になる。The correction filter accommodated in the liquid filter 8 is not limited to a glass filter, but may be a vapor deposition filter. Further, the inner cylinder 6a and the outer cylinder constituting the liquid filter 8
A film is deposited on the surface of 6b, and the inner cylinder 6a or outer cylinder 6b is used as a vapor deposition filter, or the inner cylinder 6a or outer cylinder is used.
If 6b is made of a glass filter, the number of parts is reduced and the structure is simplified.
上記した各実施例では、液体フィルタ8内に充填す
る、金属イオンを含有した溶液として硫酸銅水溶液を例
にして説明したが、第10図に示したように、たとえば硫
酸鉄水溶液(Fe2(SO4)3)なども、近赤外部の分光透
過率が低いので、硫酸鉄水溶液を充填して液体フィルタ
を構成するようにしても同等の効果が達成される。In each of the above-described embodiments, the copper sulfate aqueous solution was described as an example of the metal ion-containing solution to be filled in the liquid filter 8, but as shown in FIG. 10, for example, an iron sulfate aqueous solution (Fe2 (SO4 3) and the like, the spectral transmittance in the near infrared region is low, so that the same effect can be achieved even if an aqueous solution of iron sulfate is filled to constitute a liquid filter.
また、第3、4図に関して説明した実施例では、供試
材料が回転するものとして説明したが、供試材料を固定
して白熱フィラメントランプおよびキセノンランプが回
転するようにしても良い。In the embodiments described with reference to FIGS. 3 and 4, the test material is described as rotating. However, the test material may be fixed and the incandescent filament lamp and the xenon lamp may rotate.
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下
のような効果が達成される。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, the following effects are achieved.
(1)金属イオンを含有する溶液は近赤外領域での分光
透過率が低いので、このような溶液を充填して液体フィ
ルタを構成すれば、近赤外領域に発生するキセノンラン
プの特異的なパスル状スペクトルを吸収することがで
き、キセノンランプによる疑似太陽光のスペクトル分布
を、自然太陽光に極めて近似させることができる。(1) Since the solution containing metal ions has a low spectral transmittance in the near-infrared region, if a liquid filter is formed by filling such a solution, the specific characteristic of the xenon lamp generated in the near-infrared region is obtained. A simple pulse-like spectrum can be absorbed, and the spectrum distribution of the simulated sunlight by the xenon lamp can be extremely approximated to natural sunlight.
しかも、このような液体フィルタでは、金属イオン濃
度を変化させることによって分光透過率を調整できるの
で、キセノンランプによる疑似太陽光のスペクトル分布
を簡単に調整できるようになる。Moreover, in such a liquid filter, the spectral transmittance can be adjusted by changing the metal ion concentration, so that the spectral distribution of the simulated sunlight by the xenon lamp can be easily adjusted.
(2)白熱フィラメントランプを併用し、キセノンラン
プから選択的に抽出された紫外領域および可視領域の光
に、白熱フィラメントランプ光を重畳・混合して疑似太
陽光を得るようにしたので、紫外領域から赤外領域にわ
たって、自然太陽光に極めて近似した疑似太陽光を得る
ことができるようになる。(2) Simultaneous use of an incandescent filament lamp and superimposition and mixing of incandescent filament lamp light with light in the ultraviolet region and visible region selectively extracted from the xenon lamp to obtain pseudo sunlight. It is possible to obtain simulated sunlight that is very similar to natural sunlight over the range from to the infrared region.
(3)白熱フィラメントランプへの供給電圧等を制御す
ることによって、各白熱フィラメントランプのスペクト
ル分布特性を調整できるようにしたので、さらに自然太
陽光に近似した疑似太陽光を得ることができるようにな
る。(3) Since the spectral distribution characteristics of each incandescent filament lamp can be adjusted by controlling the supply voltage and the like to the incandescent filament lamp, it is possible to obtain simulated sunlight that approximates natural sunlight. Become.
第1図は本発明の一実施例である疑似太陽光照射ランプ
ユニットの断面図、第2図は第1図の側面図、第3図は
他の実施例であるランプユニットの断面図、第4図は第
3図の側面図、第5図は第3、4図のランプユニットを
適用した耐光・耐候性試験器の断面図、第6図は水の分
光透過率を示した図、第7図は硫酸銅水溶液の分光透過
率を示した図、第8図はキセノンランプによる疑似太陽
光のスペクトル分布図、第9図は銅イオン濃度の違いに
よる分光透過率の変化を示した図、第10図は硫酸鉄水溶
液の分光透過率を示した図、第11図は白熱フィラメント
のフィラメント温度ごとのスペクトル分布図、第12図は
キセノンランプのスペクトル分布図、第13図はさらに他
の実施例のランプユニットの断面図である。 1……ランプユニット、2……保持部材、3……底板、
4……上板、5……キセノンランプ、6a……内筒、6b…
…外筒、7……硫酸銅水溶液、8……液体フィルタ、9
……支柱、10……白熱フィラメント、11……UVフィル
タ、12……電極、13……回転テーブル、14……供試材
料、17……供試材料ハンガ、20……モータ1 is a sectional view of a simulated sunlight irradiation lamp unit according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view of a lamp unit according to another embodiment, FIG. 4 is a side view of FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view of a light / weather resistance tester to which the lamp units of FIGS. 3 and 4 are applied, FIG. 6 is a view showing a spectral transmittance of water, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing a spectral transmittance of an aqueous solution of copper sulfate, FIG. 8 is a diagram showing a spectrum distribution of simulated sunlight by a xenon lamp, FIG. 9 is a diagram showing a change in a spectral transmittance due to a difference in copper ion concentration, FIG. 10 shows the spectral transmittance of the aqueous solution of iron sulfate, FIG. 11 shows the spectral distribution of the incandescent filament at each filament temperature, FIG. 12 shows the spectral distribution of the xenon lamp, and FIG. It is sectional drawing of the lamp unit of an example. 1 ... lamp unit, 2 ... holding member, 3 ... bottom plate,
4 top plate, 5 xenon lamp, 6a inner cylinder, 6b
... outer cylinder, 7 ... copper sulfate aqueous solution, 8 ... liquid filter, 9
… Prop, 10… Incandescent filament, 11… UV filter, 12… Electrode, 13… Rotary table, 14… Test material, 17… Test material hanger, 20… Motor
Claims (13)
ンプとが、キセノンランプの管軸を回転中心として相対
的に回転する疑似太陽光照射装置において、 載置手段とキセノンランプとの間に、透明容器の内部に
金属イオンを含有する溶液を充填して構成された液体フ
ィルタを具備し、 液体フィルタを透過したキセノンランプ光を疑似太陽光
とすることを特徴とする疑似太陽光照射装置。1. A pseudo-sunlight irradiation apparatus in which a mounting means for mounting a test material and a xenon lamp are relatively rotated about a tube axis of the xenon lamp, wherein the mounting means and the xenon lamp are connected to each other. A pseudo solar radiation, comprising: a liquid filter configured by filling a solution containing metal ions into a transparent container, wherein the xenon lamp light transmitted through the liquid filter is converted into pseudo sunlight. apparatus.
ノンランプの管軸を回転中心として前記載置手段と相対
的に回転する複数の白熱フィラメントランプをさらに具
備し、 液体フィルタを透過したキセノンランプ光に、複数の白
熱フィラメントランプからの照射光を順次重畳・混合
し、両者の時系列的な積分光を疑似太陽光とすることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の疑似太陽光照射
装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a plurality of incandescent filament lamps, which are rotatable about the tube axis of the xenon lamp relative to the mounting means, between the mounting means and the xenon lamp, and which pass through the liquid filter. 2. The simulated light according to claim 1, wherein irradiation light from a plurality of incandescent filament lamps is sequentially superimposed and mixed on the xenon lamp light, and the chronologically integrated light of both lights is simulated sunlight. Solar irradiation device.
の少なくとも1つの白熱フィラメントランプの電圧、電
流、および周波数の少なくとも1つを制御する制御手段
をさらに具備したことを特徴とする特許請求の範囲第2
項記載の疑似太陽光照射装置。3. The apparatus according to claim 1, further comprising control means for controlling at least one of a voltage, a current and a frequency of at least one of said plurality of incandescent filament lamps. 2
Item 4. The pseudo-sunlight irradiator according to the above item.
さらに具備し、前記制御手段は検出温度に応じた制御を
行うことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の疑似
太陽光照射装置。4. The simulated sunlight according to claim 3, further comprising temperature detecting means for detecting a temperature of the test material, wherein said control means performs control according to the detected temperature. Irradiation device.
ンプの電圧、電流、および周波数の少なくとも1つを、
時分割的に変化させることを特徴とする特許請求の範囲
第3項または第4項記載の疑似太陽光照射装置。5. The control means controls at least one of a voltage, a current and a frequency of the incandescent filament lamp.
5. The simulated sunlight irradiation device according to claim 3, wherein the pseudo sunlight irradiation device is changed in a time-division manner.
水溶液および硫酸鉄水溶液のいずれか一方であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれ
かに記載の疑似太陽光照射装置。6. A pseudo-solution according to claim 1, wherein said solution containing metal ions is one of an aqueous solution of copper sulfate and an aqueous solution of iron sulfate. Solar irradiation device.
紫外線フィルタをさらに具備したことを特徴とする特許
請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記載の疑似
太陽光照射装置。7. The apparatus according to claim 1, wherein the mounting means and the xenon lamp are provided between
7. The simulated sunlight irradiation apparatus according to claim 1, further comprising an ultraviolet filter.
正用フィルタを設けたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項ないし第7項のいずれかに記載の疑似太陽光照射
装置。8. The simulated sunlight irradiation apparatus according to claim 1, wherein a spectrum distribution correction filter is provided in said liquid filter.
面に、スペクトル分布補正用の膜を蒸着したことを特徴
とする特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに
記載の疑似太陽光照射装置。9. The pseudo solar cell according to claim 1, wherein a film for correcting spectral distribution is deposited on a surface of the transparent container constituting said liquid filter. Light irradiation device.
は、スペクトル分布補正用ガラスフィルタによって構成
されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第
7項のいずれかに記載の疑似太陽光照射装置。10. The simulated sunlight according to claim 1, wherein the transparent container constituting the liquid filter is constituted by a spectrum distribution correcting glass filter. Irradiation device.
照射装置のスペクトル調整方法であって、 前記疑似太陽光のスペクトル調整を、前記金属イオンの
濃度調整によって行うことを特徴とする疑似太陽光のス
ペクトル調整方法。11. A method for adjusting the spectrum of a simulated sunlight irradiating apparatus according to claim 1, wherein the spectrum of said simulated sunlight is adjusted by adjusting the concentration of said metal ions. How to adjust the spectrum of sunlight.
の疑似太陽光照射装置のスペクトル調整方法であって、 前記疑似太陽光のスペクトル調整を、前記金属イオンの
濃度調整および前記複数の白熱フィラメントランプの内
の少なくとも1つのスペクトル分布調整の少なくとも一
方によって行うことを特徴とする疑似太陽光のスペクト
ル調整方法。12. The method for adjusting a spectrum of a simulated sunlight irradiating apparatus according to claim 3 or 4, wherein the spectrum of the simulated sunlight is adjusted by adjusting a concentration of the metal ion and the plurality of the simulated sunlight. A method for adjusting the spectrum of simulated sunlight, wherein the method is performed by at least one of adjusting the spectrum distribution of at least one of the incandescent filament lamps.
ル分布調整は、該白熱フィラメントランプの電圧、電
流、および周波数の少なくとも1つを制御することによ
って行われることを特徴とする特許請求の範囲第12項記
載の疑似太陽光のスペクトル調整方法。13. The incandescent filament lamp according to claim 12, wherein the spectral distribution adjustment of the incandescent filament lamp is performed by controlling at least one of a voltage, a current, and a frequency of the incandescent filament lamp. How to adjust the spectrum of simulated sunlight.
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