Энергетическая освещенность лазерного излучения имеет размерность

Основными энергетическими параметрами лазерного излучения являются: энергия излучения, энергия импульса, плотность мощности (энергии) Wp (We), время облучения t, длина волны X, длительность импульса т, частота повторения импульсов/, поток излучения Ф, поверхностная плотность излучения Еэ, интенсивность излучения /. Основные энергетические характеристики лазерного излучения приведены в табл. 10.1.

Плотность энергии (мощности) лазерного излучения (Wp (WJ) определяется как энергия (мощность) лазерного излучения, приходящаяся на единицу площади сечения пучка лазерного излучения.

Поток излучения Ф является основной величиной, характеризующей общее количество энергии излучения, проходящее сквозь поверхность за единицу времени.

Поверхностная плотность потока излучения (Еэ) является производной от потока излучения и измеряется отношением количества

Рис. 10.1. Классификация лазеров по физико-техническим параметрам

Рис. 10.2. Области применения лазеров в зависимости от требуемой плотности мощности лазерного излучения

Энергетические характеристики излучения

Пучок лазер- ного излучения

Энергия лазерного излучения

Энергия импульса лазерного излучения

Мощность лазерного излучения

Плотность энергии (мощности) лазерного излучения

Поле излуче- ния

Поверхностная плотность потока излучения

Энергетическая сила излучения

Облученность (энергетическая освещенность)

Энергетическое количество освещения (энергетическая экспозиция)

энергии излучения, проходящим сквозь поверхность в единицу времени, к единице данной поверхности.

Интенсивность излучения (Г) характеризует пространственно-энергетическое распределение поверхностной плотности потока излучения и вычисляется по формуле:

где 0 — угол между нормалью к поверхности dS и направлением распространения излучения.

Источник излучения характеризуется излучательной способностью, энергетической силой излучения и энергетической яркостью.

Излучательная способность (Яэ) равна полному потоку излучения с единицы поверхности.

Энергетическая сила излучения (/э) определяется как поток излучения источника, приходящийся на единицу телесного угла в данном направлении.

Энергетическая яркость (Le) — отношение потока излучения, прошедшего в рассматриваемом направлении в пределах малого телесного угла через участок поверхности, к произведению этого телесного угла, площади участка и косинуса угла между рассматриваемым направлением и нормалью к участку dA.

Энергетическая яркость определяется по формуле:

где dw — телесный угол; dA — площадь участка; 0 — угол между рассматриваемым направлением и нормалью к участку dA,0 — поток излучения; Ее энергетическая освещенность.

Энергетической освещенностью (облученностью) называется величина потока излучения, падающего на единицу поверхности приемника. При данной интенсивности излучения энергетическая освещенность будет пропорциональна косинусу угла между направлением потока излучения и нормалью к поверхности, на которую падает излучение.

Энергетическое количество освещения (энергетическая экспозиция)

определяет общее количество энергии излучения, падающей на единицу поверхности за время t, и определяется выражением:

ГОСТ Р МЭК 60904-3-2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

Принципы измерения характеристик фотоэлектрических приборов с учетом стандартной спектральной плотности энергетической освещенности наземного солнечного излучения

State system for ensuring the uniformity of measurements. Photovoltaic devices. Part 3 Measurement principles of photovoltaic devices characteristics with terrestrial reference spectral irradiance data

Дата введения 2015-01-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ 1.0-2004* "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения", ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены" и ГОСТ Р 1.5-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты национальные Российской Федерации. Правила построения, изложения, оформления и обозначения"

________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р 1.0-2004. — Примечание изготовителя базы данных.

Читайте также:  Газовая колонка нева 3208 инструкция по эксплуатации


Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГУП "ВНИИОФИ") на основе аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 международного стандарта, который выполнен

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, Техническим комитетом по стандартизации ТК 206, ПК 206.10 "Эталоны и поверочные схемы в области оптических и оптико-физических измерений"

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60904-3:2008* "Приборы фотоэлектрические. Часть 3: Принципы измерения параметров наземных фотоэлектрических солнечных приборов со стандартными характеристиками спектральной плотности интенсивности падающего излучения" (IEC 60904-3:2008 "Photovoltaic devices — Part 3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data")
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Внесена поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2015 год.

Поправка внесена изготовителем базы данных.

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на следующие фотоэлектрические приборы наземного применения:

— солнечные элементы с или без защитного стекла;

— субмодули солнечных элементов;

— модули;

— системы.

В настоящем стандарте приведены принципы, охватывающие измерения, как в естественном, так и искусственном солнечном излучении.

Настоящий стандарт не распространяется на солнечные элементы, предназначенные для работы с концентрированным солнечным излучением или модулями, в состав которых входят концентраторы.

Фотоэлектрическое преобразование селективно по спектру, благодаря природе полупроводниковых материалов, применяемых в фотоэлектрических солнечных элементах и модулях. Для сравнения относительной характеристики чувствительности различных фотоэлектрических приборов и материалов необходим эталон спектральной плотности энергетической освещенности солнечного излучения. В настоящем стандарте приведена стандартная спектральная плотность энергетической освещенности наземного солнечного излучения.

Настоящий стандарт так же описывает основные принципы измерения выходной электрической характеристики фотоэлектрических приборов. Принципы, описанные в настоящем стандарте, разработаны, чтобы соотносить уровень работы фотоэлектрических приборов с обычной спектральной плотностью энергетической освещенности наземного солнечного излучения.

Стандартная спектральная плотность энергетической освещенности наземного солнечного излучения, приведенная в настоящем стандарте, требуется для классификации имитаторов солнечного спектра в соответствии с требованиями по спектральному составу излучения, приведенными в МЭК 60904-9.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы*:
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

МЭК 60891:1987 Приборы фотогальванические. Методика коррекции по температуре и освещенности результатов измерения вольтамперной характеристики

Читайте также:  Как вынуть газлифт из крестовины кресла

МЭК 60904-1:2006 Приборы фотоэлектрические. Часть 1: Измерение вольт-амперных характеристик фотоэлектрических приборов

МЭК 60904-2:2007 Приборы фотоэлектрические. Часть 2. Требования к эталонным солнечным элементам

МЭК 60904-7:2008 Приборы фотоэлектрические. Часть 7. Расчет погрешности, вносимой несоответствием спектрального диапазона при калибровке фотоэлектрических приборов

МЭК 60904-9:2007 Приборы фотоэлектрические. Часть 9. Требования к имитаторам солнечного спектра

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Методы измерения

Фотовольтаическую характеристику солнечных элементов или модулей определяют, освещая их стабильным солнечным излучением (естественным или от имитатора) при известной температуре и измеряя вольтамперную характеристику вместе со значением освещенности падающего излучения и температурой фотоэлектрического прибора. Детальное описание методики измерения вольтамперной характеристики приведено в МЭК 60904-1. Далее полученные данные могут быть пересчитаны для стандартных или других требуемых условий освещенности или температуры с помощью МЭК 60891. Пересчитанный выходной сигнал при номинальном напряжении и стандартных условиях, как правило, называют номинальным выходным сигналом.

Освещенность солнечных элементов или модулей может быть измерена с помощью эталонного фотоэлектрического прибора (с известной спектральной чувствительностью) или, при измерении естественного солнечного излучения, с помощью приемника термоэлектрического типа (пиранометра). При применении эталонного фотоэлектрического приемника, он должен соответствовать МЭК 60904-2. Температуру калибруемого фотоэлектрического прибора определяют в соответствии с МЭК 60904-1.

Чувствительность солнечных элементов неравномерна по длине волны, и их выходной сигнал зависит от спектрального распределения падающего излучения, которое у естественного солнечного излучения меняется в зависимости от нескольких факторов, таких как место расположения, погода, время года, часть дня, ориентация приемной площадки прибора и т.д., а у имитаторов солнечного спектра, в зависимости от типа и условий работы. Если освещенность измеряют с помощью радиометра термоэлектрического типа (он является спектрально неселективным) или эталонного солнечного элемента, должна быть известна спектральная плотность энергетической освещенности падающего излучения, чтобы провести необходимую коррекцию для получения спектральной чувствительности фотоэлектрического прибора в условиях стандартной спектральной плотности энергетической освещенности наземного солнечного излучения, приведенной в настоящем стандарте. Параметры фотоэлектрического прибора в условиях его облучения источником с любой известной спектральной плотностью энергетической освещенности рассчитывают с достаточной точностью, применяя спектральную чувствительность солнечного элемента. Методика расчета приведена в МЭК 60904-7.

4 Стандартная спектральная плотность энергетической освещенности солнечного излучения

Стандартная спектральная плотность энергетической освещенности AM 1.5 приведена на рисунке 1 и таблице 1. Приведена полная спектральная плотность энергетической освещенности (прямая + диффузная) солнечного излучения, соответствующая интегральному уровню освещенности 1000 Вт·м на освещенной плоскости, наклоненной на угол 37° к горизонтали, с учетом зависимого от длины волны Альбедо голой почвы в следующих атмосферных условиях:

Читайте также:  Газовый котел лемакс устройство

— стандарт атмосферы США с увеличенной концентрацией СО2 до текущего уровня (370 молярных доль), сельская аэрозольная модель и отсутствие загрязнения;

— осаждаемая влага: 1,4164 см;

— концентрация озона: 0,3438 см. атмосферного столба (или 343,8 Добсена);

— туманность (аэрозольная оптическая глубина): 0,084 на длине волны 500 нм;

— давление: 1013,25 гПа (т.е. уровень моря).

Рисунок 1 — Стандартная спектральная плотность энергетической освещенности

Рисунок 1 — Стандартная спектральная плотность энергетической освещенности

Данные, приведенные в таблице 1, получены с помощью спектральной модели солнца SMARTS, Version 2.9.2 (приложение А). Общее описание модели и возможности ее применения для воспроизведения спектральной освещенности солнечного излучения приведены в работе [1]. Таблицу 1 заполняют применяя данные приложения А, как входные для простой модели прохождения солнечного излучения через атмосферу (SMARTS, Version 2.9.2). Чтобы получить интегрированную освещенность 1000 Вт·м в спектральном диапазоне от 0 до бесконечности, полученные расчетные значения спектральной освещенности, умножают на нормирующий фактор (0,9971).

На момент публикации МЭК 60904-3:2008 код спектральной модели SMARTS, Version 2.9.2 доступен и является предметом соглашения об авторской лицензии. Его можно найти по адресу http://www.nrel.gov/rredc/smarts. копия модели, не предназначенная для распространения, хранится в МЭК 82 WG 2.

Таблица 1 — Стандартная спектральная освещенность солнечного излучения

Спектральная освещенность, Вт·м ·нм

Спектральная фотонная освещенность, м ·с ·нм

Кумулятивная интегральная освещенность, Вт·м

Министерство образования Российской Федерации

Волгоградский государственный технический университет

Кафедра «Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей»

по дисциплине «Основы научных исследований»

Тема: «Энергетическая освещенность»

Студент: Литвинов Александр Владимирович

Направление: 5521 «Эксплуатация транспортных средств»

Преподаватель: Зотов Николай Михайлович

Дата сдачи на проверку: ___________

Роспись студента: ___________

1. Характеристика энергетической освещенности ….…………………. 3

2. Способы, датчики и приборы, используемые для измерения энергетической освещенности и их принципы работы……….……..…………6

3. Примеры измерения энергетической освещенности при производстве, испытании, диагностировании, техническом обслуживании и ремонте автомобилей или их элементов ….…..……………..……………12

1. Характеристика энергетической освещенности

До относительно недавнего времени (начало XX века) глаз человека был единственным известным приемником излучения. Поэтому мера излучения определялась только реакцией глаза, т. е. световым потоком.

Однако в настоящее время положение существенно изменилось. Хорошо известны и во многих случаях подробно изучены излучения в ультрафиолетовой и в инфракрасной областях спектра; часто говорят также о рентгеновском и гамма-излучениях, энергия которых в большинстве случаев относительно мала. В связи с этим появилась потребность в оценке общей мощности излучения не только со зрительной (визуальной), но и с физической точки зрения, и наряду со световым потоком все большую роль начинает играть поток излучения, который иногда называют также лучистым потоком. Под потоком излучения (лучистым потоком) понимается общая мощность, передаваемая электромагнитными колебаниями, независимо от длины волны или частоты излучений, входящих в состав рассматриваемого потока. Поток принято обозначать буквой Ф и измерять в ваттах.

Как естественное следствие того, что поток излучения становится одной из основ радиационной энергетики, возникает потребность во всех видах его производных, применяемых для характеристики разных случаев его пространственного распределения.

Угловая плотность лучистого потока называется силой излучения и определяется выражением:

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *