Máy kiểm tra Q-SUN và QUV tạo ra bao nhiêu Langley, joule hoặc Watt/m2?
Câu hỏi này nghe có vẻ đơn giản, nhưng nó dựa trên một số giả định sai lầm.
Nhìn chung, người hỏi câu hỏi này có ý định lấy sản lượng ánh sáng của máy thử nghiệm (được biểu thị bằng Langley, joule hoặc Watts/m2) và chia cho cường độ ánh sáng mặt trời ngoài trời để có được hệ số kỳ diệu để chuyển đổi giờ tiếp xúc với máy thử nghiệm tăng tốc thành năm tiếp xúc ngoài trời.
Thật không may, không có cách nào hợp lệ về mặt toán học để thực hiện phép tính như vậy, vì nó trái ngược với các nguyên tắc cơ bản nhất của quá trình phong hóa tăng tốc. (Chưa kể, theo định nghĩa, Langley chỉ đề cập đến mặt trời chứ không phải các nguồn sáng khác.) Kết quả của phép tính như vậy trong trường hợp tốt nhất là vô nghĩa, và trong trường hợp tệ nhất là hoàn toàn gây hiểu lầm.
Một lý do khiến phép tính như vậy không hợp lệ là vì nó bỏ qua tác động của bước sóng. Yếu tố quyết định lượng phân hủy quang không phải là tổng liều lượng ánh sáng tính bằng joule, mà là cách phân bổ các joule đó theo bước sóng.
Ví dụ, một joule của ánh sáng UV (bước sóng ngắn) có thể gây hại nhiều hơn một joule của ánh sáng khả kiến hoặc hồng ngoại (bước sóng dài hơn), tùy thuộc vào vật liệu bạn đang thử nghiệm.
Ngoài ra, lượng tia UV trong ánh sáng mặt trời thay đổi khá nhiều, điều này có thể có tác động rất lớn đến quá trình phong hóa của các mẫu. Langley và joule không phản ánh được sự thay đổi lớn trong tia UV mặt trời xảy ra theo mùa, theo ngày và thực tế là theo giờ.
Vì lý do này, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong các lần tiếp xúc ngoài trời liên tiếp, khi các mẫu sao chép được tiếp xúc giống nhau trong Langley, có thể có sự thay đổi tới 7:1 về lượng thiệt hại được tạo ra.
Nói cách khác, Langley quá không nhất quán để được sử dụng làm thước đo tiêu chuẩn về mức độ tiếp xúc ngoài trời.
Kết luận rất rõ ràng: Langley có thể có những ứng dụng hợp lệ, nhưng chắc chắn không phải trong lĩnh vực phong hóa trong phòng thí nghiệm.
Ngay cả phép đo Tổng tia UV (TUV), chẳng hạn như 'UV Langley' hoặc 'UV joule', cũng có thể gây hiểu lầm vì cùng một lý do: trong tia UV, bước sóng ngắn hơn thường khiến vật liệu bền bị phân hủy nhanh hơn.
Sau đây là một ví dụ về những kết luận sai lầm mà bạn có thể nhận được khi sử dụng Langley, joule hoặc thậm chí TUV để đánh giá các thiết bị kiểm tra thời tiết tăng tốc.
Thiết bị kiểm tra QUV có thể sử dụng hai loại đèn: Đèn UV-A (UVA340+) có đỉnh phát xạ ở bước sóng 340 nm hoặc đèn UV-B có đỉnh ở 313 nm. (UVB-313EL+)
Đèn UV-A tạo ra nhiều joule hơn (và nhiều joule UV hơn) so với đèn UV-B, vậy có hợp lý không khi suy ra rằng đèn UV-A sẽ tạo ra sự phân hủy nhanh hơn? Không phải lúc nào cũng vậy.
Nhiều vật liệu sẽ phân hủy chậm hơn với đèn UV-A vì tia UV mà chúng tạo ra là tia UV có bước sóng dài hơn.
Trong thiết bị kiểm tra Q-SUN, bạn sẽ tìm thấy những biến thể tương tự này tùy thuộc vào bộ lọc được sử dụng.
Một lý do khác khiến bạn không thể so sánh cường độ ánh sáng của máy thử Q-SUN hoặc QUV với ánh sáng mặt trời là các quy trình như vậy hoàn toàn bỏ qua tác động của độ ẩm. Chúng tôi thấy rằng đối với nhiều vật liệu, tác động của mưa và sương quan trọng hơn tác động của ánh sáng mặt trời. Điều này thường đúng ngay cả đối với các hiện tượng như mất độ bóng và thay đổi màu sắc, đôi khi được coi là những thay đổi do tia UV gây ra. Nếu bạn không tính đến độ ẩm, bạn không thể đưa ra hệ số chuyển đổi kỳ diệu.
Cuối cùng, phép tính chuyển đổi dựa trên cường độ ánh sáng là không hợp lệ vì nó bỏ qua tác động của nhiệt độ. Có thể chọn nhiều phạm vi nhiệt độ trong máy thử tăng tốc và có thể có nhiều phạm vi nhiệt độ khi tiếp xúc ngoài trời. Nhiệt độ có tác động sâu sắc đến tốc độ phân hủy quang học. Chúng tôi quan sát thấy trong máy thử tăng tốc của mình rằng trong một số trường hợp, nhiệt độ thử nghiệm tăng 10°C có thể tăng gấp đôi tốc độ phân hủy.
Langley : đơn vị đo bức xạ mặt trời, tương đương 1 calori trên 1 cm vuông
Joule, hay còn được gọi là Jun trong tiếng Việt, là một đơn vị đo lường năng lượng được sử dụng trong hệ thống đo lường quốc tế (SI). Joule được đặt tên theo nhà vật lý người Anh James Prescott Joule, người đã có nhiều đóng góp quan trọng trong lĩnh vực nhiệt động học.
#UVB-313EL+
#UVA-340+