一种低压高强紫外灯水中辐照度测试装置与评价方法与流程

1.本发明涉及灯具测试领域，具体涉及一种低压高强紫外灯水中辐照度测试装置与评价方法。


背景技术：

2.城市生活污水经生物处理后，仍含有大量致病菌，排放到自然水体存在潜在的健康危害，根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（gb18918-2002）一级a标准的要求，污水处理厂出水粪大肠菌群指标要达到1000个/l以内才能排入收纳水体。在氯消毒、臭氧消毒等各种消毒工艺中，紫外消毒因不产生有毒有害副产物、消毒效率高、操作简便等优点而广泛应用。
3.紫外消毒的效果与紫外光强、水质、套管清洁度等多种因素有关，其中紫外光强随着使用时间的延长而逐渐衰减，影响紫外消毒效果，需定期更换紫外灯管。因为紫外消毒工艺用于污水处理都是置于水下，如何确定紫外灯管需要更换，如何评价紫外灯管的衰减成为了一个有待解决的问题。
4.目前主要通过测试紫外灯的功率来评价灯管的寿命。中国专利公开号cn109581249a，公开日2019 年4 月5 日，发明创造的名称为“一种紫外灯寿命测试系统及方法”，该申请案公开了一种包括水冷散热器、控制器、寿命测试架、测试平台和光功率测试仪的紫外灯寿命测试系统及方法，寿命测试架上设有若干待测紫外灯，控制器引出有电源线和温控线与待测紫外灯相连，水冷散热器的散热出水管、散热回水管和待测紫外灯的过水通道相连形成一个水流环路，所述测试平台设置在寿命测试架中，所述光功率测试仪放置在测试平台上。测试平台包括固定部和活动部，固定部设有具有横向滑槽和纵向滑槽的连接板，活动部具有设有滚珠的连接端，连接端通过能够滚珠在连接板上进行横纵移动。通过测试灯管在最佳电压、电流、温度条件下的功率变化来评价灯管的寿命趋势，但是不能测试和评价灯管辐照度值衰减情况。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种低压高强紫外灯水中辐照度测试装置与评价方法，本发明的衰减评价方法适用于不同功率的紫外灯管，通过测试使用时间不同的紫外灯管，可以对紫外灯管的衰减情况进行评价。
6.为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：一种低压高强紫外灯水中辐照度测试装置，其特征是，包括测试腔体、紫外辐射照度计、镇流器测试仪、电子镇流器和稳压电源，所述测试腔体中空结构，测试腔体外部一侧的两端分别设有出水口和进水口，出水口连接有水箱，水箱连接有增压水泵，增压水泵与进水口相连，测试腔体外部另一侧设有若干紫外辐射照度计测试窗口，紫外辐射照度计测试窗口与紫外辐照度计相配合，测试腔体内部设有石英套管，石英套管内设有紫外灯管，紫外灯管连接有电子镇流器，电子镇流器连接有稳压电源和镇流器测试仪。适用于不同功率的紫外灯管，通过测试使用时间
不同的紫外灯管，可以对紫外灯管的衰减情况进行评价。
7.作为优选，有三个所述紫外辐射照度计测试窗口，相邻两个紫外辐射照度计测试窗口之间的距离相等。便于紫外辐照度计通过这些窗口测试灯管不同位置的紫外光强。
8.作为优选，所述石英套管的形状为圆柱体。方便放置固定紫外灯管。
9.作为优选，所述测试腔体的形状为圆柱体，测试腔体与石英套管同轴设置。方便测试腔体与石英套管之间水流的流动，同时便于维持测试腔体内流动的水水温恒定。
10.作为优选，所述测试腔体的径向直径与石英套管径向直径的比值范围是10~20。便于测试腔体与石英套管之间水流的流动，同时有助于测试腔体与石英套管之间水流形成层流状态。
11.作为优选，三个所述紫外辐射照度计测试窗口中，两个靠近测试腔体两端的紫外辐射照度计测试窗口距离测试腔体两端的距离分别是测试腔体轴向长度的三分之一。便于准确测量灯管不同位置的紫外光强。
12.作为优选，所述紫外辐射照度计中设有suvc探测器。提高紫外辐射照度计探测的准确度和精度。
13.为了解决上述的技术问题，本发明还提供了一种低压高强紫外灯水中辐照度评价方法，其特征是，包括下述步骤：a：将稳压电源、电子镇流器、镇流器测试仪与紫外灯管的灯头连接，将灯头与灯管连接，放入石英套管中；b：打开恒温水箱，使水温控制在设定范围内；c：连接进出水水管和增压水泵，利用水泵将恒温水箱内的水从测试腔体下端泵入测试腔体，测试腔体上端出水接入恒温水箱，保证测试腔体内水流动，水温不升高；d：将紫外辐射照度计安装到紫外辐射照度计测试窗口外合适位置处并固定；e：打开稳压电源、镇流器测试仪，点亮紫外灯管，待点亮20min后，辐照度值稳定后读取辐照度值、镇流器测试仪中灯的物理参数；f：换一根灯管，重复步骤a至e，获取第二根灯管的测试数据；g：计算两根灯管的辐照度值差值，从而得出紫外灯管衰减百分数。
14.由于采用上述技术方案，本发明提供的一种低压高强紫外灯水中辐照度测试装置与评价方法具有这样的有益效果，即可以对水下紫外灯管和石英套管组合的实际辐照度进行测量，通过控制不同水温，可以了解不同水温条件下紫外灯管在水中的辐照度值，通过对比新灯管与使用一段时间后的灯管，可以评价紫外灯管的衰减情况。
附图说明
15.图1是紫外灯管水中辐照度测试装置的结构示意图；图2是紫外辐射照度计测试窗口的结构示意图；图3是图2的侧视图。
16.图中：稳压电源1 电子镇流器2 镇流器测试仪3 紫外辐照度计4 测试腔体（腔体内充满水）5 紫外灯管6 石英套管7 进水口8 出水口9 石英玻璃10 增压水泵11 恒温水箱12 腔体上部窗口13 腔体中部窗口14 腔体下部窗口15 窗口内辐照度计移动轨道16 辐照度计移动标尺17。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：一种低压高强紫外灯水中辐照度测试装置，如图1~3所示，包括测试腔体5、紫外辐射照度计4、镇流器测试仪3、电子镇流器2和稳压电源1，测试腔体5中空结构，测试腔体5右侧上端设有出水口9，测试腔体4右侧下端设有进水口8，出水口9连接有恒温水箱12，恒温水箱12连接有增压水泵11，增压水泵11与进水口8相连，测试腔体5外部左侧沿腔体外壁每隔一定距离开一个紫外辐射照度计测试窗口，紫外辐射照度计测试窗口用石英玻璃10封闭，紫外辐照度计4通过这些窗口可以测试紫外灯管6不同位置的紫外光强，测试腔体5外部左侧一共设有三个紫外辐射照度计测试窗口，紫外辐射照度计测试窗口的面积大于紫外辐照度计4的探头面积。紫外辐照度计4的高度与紫外辐射照度计测试窗口中心高度一致，紫外辐照度计4距离紫外辐射照度计测试窗口的水平距离根据紫外辐照度计4的测试量程确定。紫外辐照度计4的固定装置与紫外辐射照度计测试窗口之间设有密闭装置，密闭装置的内壁设有对紫外光强无反射的材质。紫外辐射照度计测试窗口的横截面的形状为圆形。紫外辐射照度计测试窗口包括石英玻璃10、窗口内辐照度计移动轨道16和辐照度计移动标尺17。紫外辐射照度计测试窗口的径向上设有两个窗口内辐照度计移动轨道16。两个窗口内辐照度计移动轨道16正好位于紫外辐射照度计测试窗口的圆周上。紫外辐照度计4上设有辐照度计移动标尺17。紫外辐照度计4通过在窗口内辐照度计移动轨道16上移动来调整紫外辐照度计4与紫外辐射照度计测试窗口之间的水平距离。测试腔体5的形状为圆柱体，测试腔体5中心位置固定一根石英套管7，石英套管7的形状为圆柱体。紫外灯管6放在石英套管7中插入测试腔体5，测试腔体5内的水在石英套管7和测试腔体5内壁之间流动，维持测试腔体5内流动的水水温恒定。紫外灯管6连接有电子镇流器2，电子镇流器2连接有稳压电源1和镇流器测试仪3。
18.测试腔体5的径向直径根据紫外灯管6、石英套管7直径放大选取，放大倍数控制为10-20倍，以便于水流动。
19.在本实施例中，紫外辐射照度计测试窗口包括腔体上部窗口13、 腔体中部窗口14以及腔体下部窗口15。腔体上部窗口13位于测试腔体5上部1/3处。腔体中部窗口14位于测试腔体5中部。腔体下部窗口15位于测试腔体5下部1/3处。拟测试的低压高强紫外灯管6额定功率为320w，直径19mm，长度1554mm，套管外径28mm，长度1910mm。稳压电源1为220v智能交流测试专用电源。电子镇流器2为320w恒电流输出的镇流器。紫外辐照度计4配备有suvc探测器。测试腔体5采用直径250mm，长1.9m的黑色upvc管制作而成。测试腔体5内壁设有对紫外光强无反射的材质，防止测试过程中反射光强叠加。紫外辐照度计4与紫外辐射照度计测试窗口的水平距离经试验后确定为125mm。
20.本实施例中，电子镇流器2根据紫外灯管6的功率配套选定。测试腔体5内水流的流速被控制在恒定的速度，且流速不过快。测试腔体5内水流的流速根据测试腔体5径向直径被控制在层流范围内。测试腔体5内流动的水为恒温水。
21.本实施例中，紫外灯管6为低压高强紫外灯。
22.一种紫外灯水中辐照度评价方法，其特征是，包括下述步骤：a：将稳压电源、电子镇流器、镇流器测试仪与紫外灯管的灯头连接，将灯头与灯管
连接，放入石英套管中；b：打开恒温水箱，使水温控制在设定范围内；c：连接进出水水管和增压水泵，利用水泵将恒温水箱内的水从测试腔体下端泵入测试腔体，测试腔体上端出水接入恒温水箱，保证测试腔体内水流动，水温不升高；d：将紫外辐射照度计安装到紫外辐射照度计测试窗口外合适位置处并固定；e：打开稳压电源、镇流器测试仪，点亮紫外灯管，待点亮20min后，辐照度值稳定后读取辐照度值、镇流器测试仪中灯的物理参数；f：换一根灯管，重复步骤a至e，获取第二根灯管的测试数据；g：计算两根灯管的辐照度值差值，从而得出紫外灯管衰减百分数。
23.本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。