一、制定背景

JJG879-2002《紫外辐射照度计检定规程》(以下简称“旧规程”)自2002年4月15日发布至今已14年。近年来，紫外辐射照度计在无损检测、光刻、消毒、固化等领域得到了广泛应用，但是不同仪器的性能指标差异较大，测量结果之间的不一致性日益凸显。旧规程中所规定的技术指标、技术要求、检定方法已不能满足科技发展和应用的需求。2015年12月7日，JJG879-2015《紫外辐射照度计检定规程》(以下简称“新规程”)由国家质检总局批准发布，并自2016年6月7日起实施。

二、规程主要修订内容说明

1.光谱响应与波段划分

国际照明委员会(CIE)将紫外辐射划分为3个波段:UV-A(315nm～400nm)、UV-B(280nm～315nm)和UV-C(100nm～280nm)。为了满足国际通用规范关于紫外辐射波段命名和波段划分的要求，以及新旧规程之间的衔接与平稳过渡，新规程在保留旧规程4个波段的基础上，增加了CIE建议的3个紫外波段范围:UV-A、UV-B和UV-C，如表1所示。在波段的命名方面做到更科学合理，例如:旧规程的UV-B波段命名为UV-310，UVA2波段命名为UV-365，UV-C波段命名为UV-254。由于(100～200)nm的紫外辐射在空气中被强烈吸收，因此对于UV-C波段，规程仅考虑(200～280)nm波长范围。

针对一些应用领域的特殊紫外波段计量需求，建议采用校准和测试的方式进行。随着计量需求的增加，可以针对该领域起草相应的校准规范。例如，2015年颁布实施的JJF1525-2015《氙弧灯人工气候老化试验装置辐射照度参数校准规范》，是为了满足材料老化领域的特殊波段辐射照度计量需求，适用于氙弧灯人工气候老化试验装置在340nm、420nm、(300～400)nm、(400～800)nm、(300～800)nm等波长范围内的(光谱)辐射照度校准。

新规程中的光谱响应与波段划分:

UV-A波段:(315～400)nm，峰值波长λp=(365±5)nm

UV-B波段:(280～315)nm，峰值波长λp=(297±5)nm

UV-C波段:(200～280)nm，峰值波长λp=(254±5)nm

UV-A1波段:(320～390)nm，峰值波长λp=(365±5)nm

UV-365波段:峰值波长λp=(365±2)nm，峰值半高宽度Δλ≤10nm

UV-310波段:(290～320)nm，峰值波长λp=(310±5)nm

UV-254波段:峰值波长λp=(254±2)nm，峰值半高宽度Δλ≤10nm

对于一级和二级紫外辐射照度计的光谱响应和波段划分，UV-365波段的峰值波长可由λp=(365±2)nm扩至λp=(365±3)nm，峰值半高宽度由Δλ≤10nm扩至Δλ≤15nm；UV-254波段的峰值波长可由λp=(254±2)nm扩至λp=(254±3)nm，峰值半高宽度由Δλ≤10nm扩至Δλ≤15nm。

2.紫外辐射照度计的分级

针对紫外辐射照度计性能指标存在巨大差异的现状，新规程采用分级方式，根据零值误差(满量程FS)、长波响应误差、余弦特性(方向性响应)误差、非线性误差、换挡误差、疲劳误差、相对示值误差等各项性能指标，将紫外辐射照度计分为标准级、一级和二级。在对市场上常用商业仪器的性能指标进行广泛调研、测试分析的基础上，一级紫外辐射照度计的技术指标约取样本平均值的1/3，二级紫外辐射照度计的技术指标约取样本平均值的2/3，使修订后的检定规程以满足更多商业仪器的检定需求。

3.计量性能要求

针对标准级、一级和二级紫外辐射照度计，新规程对光谱响应与波段划分、零值误差(满量程FS)、长波响应误差、余弦特性(方向性响应)误差、非线性误差、换挡误差、疲劳误差、相对示值误差等的计量性能要求分别进行了规定。

4.检定用设备

(1)紫外辐射照度标准器

与旧规程一样，新规程要求每个波段的紫外辐射照度标准器各3台。在选择紫外辐射照度标准器时应遵循:检定标准级紫外辐射照度计的标准器应使用工作基准紫外辐射照度计，检定一级紫外辐射照度计的标准器应使用标准级紫外辐射照度计(或工作基准紫外辐射照度计)，检定二级紫外辐射照度计的标准器应使用一级紫外辐射照度计(或标准级紫外辐射照度计，工作基准紫外辐射照度计)。

(2)紫外辐射源

随着紫外光源种类的增加，在新规程中增加了一些常用的紫外光源。

UV-A、UV-A1和UV-365波段的检定用紫外辐射源采用黑光型高压汞灯、高压汞灯、UV-A荧光紫外灯、金属卤素灯、LED光源(365nm)等；UV-B和UV-310波段采用UV-B荧光紫外灯；UV-C波段采用低压汞灯。为减小光谱不匹配误差，检定用紫外辐射源应与检定紫外辐射照度标准器时采用的紫外辐射源的光谱分布一致。

各种紫外辐射源的紫外辐射变化率在15min内不超过±1.0%，紫外辐射源的实际可使用面积应大于探测器的有效接收面积，其不均匀性不超过±2.0%。

紫外辐射源采用稳压电源供电，电压不稳定度不超过±2.0%/h。

(3)紫外辐射照度比较测量装置

新规程中修改了紫外辐射照度计检定装置的组成结构示意图，使其符合当前的检测装置现状。新规程中的检定装置主要由光学实验平台、光轨、可调探测器支架、挡屏、光阑、准直激光器及光屏蔽箱组成，如图1所示。去掉了屏蔽箱和通风管道、旋转定位支座等。要求光轨上应附有测距标尺，平直性误差应不超过±1mm。检定时，紫外辐射源与探测器之间的距离应大于光源有效辐射面最大尺寸的5倍以上。

(4)环境条件

室内温度由旧规程的20℃±5℃更改为23℃±5℃。

5.检定方法的更改

参照国际紫外辐射照度测量的建议，新规程重新修改和补充了常用参数的测量方法和要求。例如:长波响应误差、余弦特性(方向性响应)误差、非线性误差、换挡误差、疲劳误差等。

旧规程规定了紫外辐射照度计接收部分的角度响应值误差，当入射角≤10°时，角度响应值误差不超过±10%。随着科技和工艺的发展，目前的余弦接收器的余弦误差有明显减小。新规程更改为余弦特性(方向性响应)误差，采用方向性总误差f2的概念。完成对市场上20种商业紫外辐射照度计的方向性总误差f2的测试分析，作为新规程中标准级和普通级余弦特性(方向性响应)误差分级的指导。

6.不确定度评定方法

2008年，在国家质检总局的技改项目支持下，中国计量科学研究院对紫外辐射照度工作基准装置进行了技术改造。从量值溯源源头、量值溯源方法、测量装置、紫外辐射照度标准器等方面进行了能力提升，使工作基准紫外辐射照度计的测量不确定度由7.0%～8.0%(k=1)改善为2.0%～2.5%(k=1)；紫外辐射照度工作基准装置的测量不确定度由原来的9.8%～10%(k=1)改善为3.3%～3.9%(k=1)；对外开展紫外辐射照度计检测的不确定度也由原来的13%～20%(k=1)改善为3.6%～10%(k=1)。

新规程中增加了“附录C:标准级紫外辐射照度计测量不确定度评定实例”和“附录D:一级紫外辐射照度计测量不确定度评定实例”。依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，从紫外辐射照度计的检定方法入手，建立相应的测量模型，详细分析了检定过程中的测量不确定度来源。给出评定实例，对每一项不确定度来源和自由度进行了分析，得到最终的合成测量不确定度和自由度。不确定度来源包括:标准紫外辐射照度计的量值溯源不确定度，标准紫外辐射照度计的测量重复性，标准紫外辐射照度计的安装与装调误差，被测紫外辐射照度计的测量重复性，被测紫外辐射照度计的安装与装调误差，紫外光源的不稳定性；紫外光源的不均匀性；光路中的杂散辐射，以及其他不确定度来源等。

三、规程执行过程中应注意的问题

1.注意光谱不匹配的影响

光谱不匹配误差是目前使用紫外辐射照度计测量时出现的最显著的误差源，也是测量结果存在巨大发散的主要原因之一。

受材料工艺的限制，当前市场上宽波段紫外辐射照度计的光谱响应度不平坦，且存在带外杂光，当测试光源和定标光源的光谱分布不一致时，必将产生光谱不匹配误差，这个误差的大小与仪器的性能有关，从百分之几到百分之几百。理论上，在已知光源相对光谱分布和探测器的光谱响应度时，能够采用数学方法进行修正。但是，实际中由于商业仪器的光谱响应度未知、无法获取被测光源的光谱分布量等未知因素，修正的难度很大。

目前可行的方案是:为减小光谱不匹配误差，在选择本级检定用紫外辐射源时，应确保与上级单位检定标准器时的紫外辐射源和用户的测试光源三者的光谱分布一致。也就是说，根据最终用户使用紫外辐射照度计测试时的光源种类来选择检定用光源，能最大限度减小光源不匹配误差。

目前的紫外光源种类较多，建议检测实验室根据检测市场的计量需求，准备一些稳定性、均匀性等技术指标符合规程要求的常用紫外光源，例如:黑光型高压汞灯、高压汞灯、荧光紫外灯、LED灯、金属卤素灯等。在标准紫外辐射照度计年检时，向上级检测单位提出在不同紫外光源下的检定需求。上级检测单位将在希望的几种紫外光源下分别对标准器进行检定，给出与每种紫外光源相对应的修正因子。检测实验室在开展检定时，应根据客户测试光源的类型，选择相应的检定光源和相配套的修正因子。

2.注意探测器的光谱响应范围

被检紫外辐射照度计的光谱响应范围应与标准紫外辐射照度计的光谱响应范围一致，否则会导致测试误差。目前，市场上商业UV-A紫外辐射照度计的起始波长范围差异较大。起始波长有300nm、310nm、315nm、320nm等，截止波长有390nm、400nm等，峰值响应波长有365nm、350nm、352nm、360nm等。如果这些商业仪器仅用来测量单一的365nm特征谱线(如黑光型高压汞灯)则影响不大，但是如果测试光源的光谱分布有时在波段的两端(如荧光紫外灯、氙灯、金属卤素灯等)，就会造成较大的测试偏差。

3.探测器的保存和使用

探测器的量值受湿度、温度影响较大，应避免在高温高湿的环境下使用。平时应将探测器保存在干燥箱内，避免滤光片在潮湿的环境下发霉，影响到标准紫外辐射照度计的量值。

在标准紫外辐射照度计的使用过程中，不能用手触摸探测器的接收面，避免表面受到污染而影响标准器的量值。避免让探测器长期暴露在较强的紫外辐照场中，防止出现性能老化。检定结束后，应及时旋上探测器的保护盖，避免受到灰尘污染。

当近距离测量大面源紫外辐射源时，受紫外辐射照度计的余弦特性(方向性响应)误差的影响，可能会出现大的测试误差。

在使用过程中，当发现3台标准紫外辐射照度计的量值之间出现偏离时，应及时送检。

摘自：中国计量报