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K 7363 : 1999

1 

まえがき

この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,通商産業大臣が制定した日

本工業規格である。

今回の制定では,国際規格との整合性を図るため,ISO 9370 : 1997 を基礎として用いた。

JIS K 7363 : 1999

には,次に示す附属書がある。

附属書 A(参考)  波長選択性のある放射計の校正についての補足


日本工業規格

JIS

 K

7363

 : 1999

プラスチック−耐候性試験に

おける放射露光量の機器測定−

通則及び基本的測定方法

Plastics

−Instrumental determination of radiant exposure

in weathering tests

General guidance and basic test method

序文  この規格は,1997 年に第 1 版として発行された ISO 9370, Plastics−Instrumental determination of radiant

exposure in weathering tests

−General guidance and basic test method を基に作成した日本工業規格であるが,

対応国際規格の一部(定義の項の超広帯域の許容幅)を変更した。

なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格の規定内容を変更した事項である。

1.

適用範囲

1.1

この規格は,平面上の放射照度を機器で測定する方法について規定する。この規格には,自然暴露

及び人工暴露試験の両者が含まれる。

1.2

機器測定技術には,全天放射照度及び紫外波長領域に重点をおいた分光放射照度の連続測定並びに

放射露光量(線量)を与える瞬時データの累積値(積分値)を含む。

1.3

人工光源を用いた装置での暴露では,特定波長での放射照度及び放射露光量の測定が必要になると

きがある。これは平面上の露光量を測定したり,必要に応じて調節したり,及び/又は暴露試験片の暴露

ステージを定量的に定めるためである。通常は,290∼400nm 波長域における放射測定又は,例えば,340nm

若しくは 420nm に中心波長をもつ狭帯域での測定が必要である。しかし,自然暴露状態とは対照的に人工

促進試験に用いられる光源の大部分には,300nm より短い波長の放射が存在し,多くのポリマーに急速な

劣化を引き起こすことが知られている。また,より長い波長での放射が,退色のような製品の劣化につい

て極めて重要となることがある。そのために,300nm 未満の短い波長の放射及び 400nm を超える長い波長

の放射をモニタすることが非常に役立つ場合がある。

1.4

この規格では,ブルースケール,化学的光量測定,モノクロメータ又は高分子フィルム若しくは他

のフィルム線量測定を用いる手法については規定しない。

備考1.  これによって,上記の手法が望ましくないという意味に解釈してはならない。このような目

的で,高分子線量計の開発に努力している国も幾つかある。

2.

モノクロメータは,通常,通過帯域の高分解度精密走査が要求される分光放射測定システム

に用いられる。


2

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1.5

この規格に規定する全太陽放射及び太陽紫外放射の測定機器は,次のような暴露試験に用いること

ができる。

a)

屋外暴露試験  この規格で推奨する機器及び手法を用いた,全太陽放射及び太陽紫外放射の測定によ

って,一つの場所で異なる時間に行う暴露試験の比較が容易になり,また同様な気候であるが異なる

場所で得た試験結果が比較しやすくなることもある。しかし,異なった場所での暴露から得た結果の

比較ではまた,温度,湿度及び他の気象因子が,太陽放射レベルと同じく製品劣化のタイプ及び速度

に与える影響を考慮しなければならない。

備考3.  表1及び表2に規定する機器の性能データは,特に全太陽放射を測定する機器については,仕

様の一例と考えてもよいが,現在,太陽紫外放射の測定に市販されている機器は,表に掲げ

た性能特性のすべてを満たすとは限らない。

b)

屋外暴露試験及び実験室促進暴露試験の結果の比較  この規格で規定する機器及び手順を用いて紫

外放射及び/又は可視光放射を測定すると,人工促進試験の結果と屋外暴露の結果とを比較するのに

役立つ場合がある。これを行うには,幾つかの帯域で比較する必要がある。暴露の相対的な厳しさを

評価し,促進暴露試験が自然暴露では起こらない劣化反応をもたらすかもしれない危険性を推定する

には,短波長紫外帯域における放射を比較する必要がある。促進試験で用いられる放射の強度及び分

光分布は,自然暴露で得られる結果と比較できるかどうかを決める一要因にすぎない。それらの比較

を行う場合には,温度,湿度及びその他の気象因子(特に,大気汚染の影響)を考慮しなければなら

ない。一つの材料で放射レベルを高めた場合の応答の違い,起こり得る温度及び/又は湿度の差異,

並びに自然暴露試験における汚染作用の可能性があるので,放射の度合いの比較に基づいて促進試験

の時間を自然暴露の時間に関係付ける“促進係数”は決して用いてはならない。

c)

実験室光源を用いる促進暴露試験  この規格で規定する機器及び手順を用いて,紫外放射及び可視放

射を測定すると,実験室光源を用いた促進暴露試験の再現性を向上するのに役立つ場合がある。しか

し,ただ一つの帯域で露光量を比較するのは,フィルタの違い又はソラリゼーションによって引き起

こされるすべての差異を検出するには,通常,十分ではない。一般に,フィルタの変化による放射の

変化を検知するために最もよい方法は,短波長の通過帯域及び長波長の通過帯域の両方で放射をモニ

タすることである。これは,実験室促進暴露試験間の再現性を向上させるうえで不可欠である。

2.

引用規格  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す

る。これらの引用規格のうちで,発行年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構

成するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。発行年を付記していない引用規格は,その

最新版(追補を含む。

)を適用する。

ISO 877 : 1994

,Plastics−Methods of exposure to direct weathering, to weathering using glass-filtered

daylight, and to intensified weathering by daylight using Fresnel mirrors

ISO 9059 : 1990

,Solar energy−Calibration of field pyrheliometers by comparison to reference pyrheliometers

ISO 9060 : 1990

,Solar energy−Specification and classification of instruments for measuring hemispherical

solar and direct solar radiation

ISO 9846 : 1993

,Solar energy−Calibration of pyranometer using a pyrheliometer

ISO 9847 : 1992

,Solar energy−Calibration of field pyranometers by comparison to a reference pyranometer

WMO Guide to meteorological instruments and methods of observation, No.8


3

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3.

定義  この規格に用いる主な用語の定義は,次による。

3.1

ブロッキング (blocking)   目的の通過帯域の外側の波長の放射を遮るか又は透過させないフィル

タの能力。通常,入射した放射に対する比又はその百分率で表す。

3.2

広帯域 (broad band)   通常,20∼70nm の半値幅 (FWHM) をもつ干渉フィルタに適用する相対的

な用語。

3.3

中心波長 (centre wavelength, CW)   半値幅の中心点の波長(図 参照)。

3.4

コサイン受光器 (cosine receptor)   入射角の余弦に従って入射する放射束に応答して,例えば,積

分球又は平面状の拡散器を用いて,2

π

 sr

の立体角(すなわち,半球)で入射する全放射を評価する放射の

伝達装置。

3.5

カットオフ波長 (cut-off wavelength)   ピーク透過率から透過率が減少して長波長ブロッキング域

に移るときに,透過率がピーク透過率の 5%になる波長(

図 参照)。

3.6

カットオン波長 (cut-on wavelength)   短波長ブロッキング域から透過率が増加してピーク透過率

に移るときに,透過率が 5%になる波長(

図 参照)。

3.7

検出器 (detector)   放射の強さを測定するために,入射した放射を電気的な信号に変換する受光器。

3.8

半値幅,FWHM (Full width at half maximum transmittance)    放射の通過帯域において,ピーク透

過率の 50%の透過率をもつ波長間の間隔で,

“帯域幅”と呼ばれることも多い(

図 参照)。

3.9

干渉フィルタ (interference filter)   干渉効果によって,通過するエネルギーの波長組成を定めるフ

ィルタ。

備考4.  大部分の干渉フィルタは,薄い層状の金属及び誘電体から構成され,選ばれたスペクトル帯

域で高い透過率を示す。

図 1  帯域フィルタに関する用語の定義


4

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3.10

放射照度 (irradiance) E  入射面の単位面積当たりの入射放射束 (Wm

2

)

3.11

全天放射照度 (global solar irradiance)    2

π

  sr

の立体角から水平面の単位面積上で受ける太陽の放

射束 (Wm

2

)

で,直達放射及び拡散放射を含む。

3.12

分光放射照度 (spectral irradiance)    E

λ

単位波長かつ単位面積当たりの放射束 (Wm

2

nm

1

)

3.13

ロングパスフィルタ (long-pass filter)   カットオン波長

λ

x

より長い波長を通過させる一方,それよ

り短い波長を通さないフィルタで,透過率の最小値から最大値への移行が極めてシャープなのが特徴。

3.14

狭帯域 (narrow band)   半値幅が 20nm を超えない干渉フィルタに適用する相対的な用語。

同じ形式の狭帯域フィルタでは,中心波長 (CW) 及び半値幅のばらつきは,±2nm 以内でなければなら

ない。

3.15

通過帯域 (passband)   帯域フィルタにおいて,カットオン波長及びカットオフ波長の波長間隔(図

1

参照)

3.16

ピーク波長 (peak wavelength)   最大透過率を示す波長。中心波長と同じとは限らない(図 参照)。

3.17

全天日射計 (pyranometer)   全天放射(傾斜させた場合は,斜面の法線を中心軸とする半球太陽放

射)を測定するために用いる放射計。

3.18

直達日射計 (pyrheliometer)   太陽からの放射に垂直な表面への太陽放射の直達成分を測定するた

めに用いる放射計。

3.19

放射露光量 (radiant exposure) H  放射照度の時間積分値 (Jm

2

)

3.20

放射計 (radiometer)   電磁的な放射を測定する装置で,検出器及び信号処理装置から成る。

3.21

ショートパスフィルタ (short-pass filter)   カットオフ波長

λ

x

より短い波長を過過させる一方,それ

より長い波長を通さないフィルタで,透過率の最大値から最小値への移行が極めてシャープなのが特徴。

3.22

分光放射計 (spectroradiometer)   与えられた波長領域にわたって,狭い波長間隔での放射量を波長

の関数として測定する機器。

3.23

超広帯域 (wide band)   半値幅が 70nm 以上の干渉フィルタ又はロングパス及びショートパスフィ

ルタの組み合わせに適用する相対的な用語。同じ形式の超広帯域フィルタでは,中心波長と半値幅の許容

幅は,±10nm 以内でなければならない。

4.

測定方法の原理

4.1.1

一般的考察  材料の劣化挙動は,照射した放射の分光放射照度及び材料の選択吸収特性によって変

化する。放射計を選ぶ場合には,光源の放射の分光分布及び対象とする材料の劣化に最も強くかかわる放

射の波長を考慮することが重要である。選んだ放射計の動作特性は,

表 及び表 の該当する条件に合致

しなければならない。

4.1.2

超広帯域フィルタ式放射計は,放射計の応答波長範囲内で,光源の分光分布のどこかで変化があっ

てもそれに応答しないことがある。

4.1.3

狭帯域又は広帯域フィルタ式放射計は,放射計の応答波長範囲外で,光源の分光分布に変化があっ

てもそれに応答しないことがある。

放射光源の別々の分光的な波長域を幾つか同時に測定することによって,分光分布の状態の変化を検知

することができる。

4.1.4

波長選択性のある放射計を使用する場合には,有意な誤差が導入されないように,測定帯域外の放

射をすべてブロックしなければならない。

4.2

屋外暴露試験−固定角マウント方式又は赤道儀マウント方式


5

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4.2.1

全天日射は,太陽放射の全波長範囲 (290∼2 500nm)  を全天日射計を用いて測定でき,全 UV 波長

領域 (290∼400nm)  又は他に選んだ太陽スペクトルの波長領域においては,適切なフィルタ方式放射計を

用いて測定することもできる。従来,太陽紫外放射測定の多くは,285∼385nm の応答をもつ広帯域放射

計を用いて行われてきた。

4.2.2

受光器の面を,太陽放射を測定する暴露用ラック面(例えば,緯度 45°

,5°水平又は太陽追尾)と

同一平面に保つことが重要である。受光器の入射角の範囲すなわち機器の視野角を 2

π

  sr

にし,ISO 9060

の 2 級の要求事項に適合するか,それを上回るようなコサイン特性をもたせることが極めて重要である。

これは,太陽 UV 放射を測定するために用いる計器にも非常に重要である。

4.2.3

露光値は,絶対単位で表す。波長選択性のない放射計は,世界放射基準 (WRR) にトレーサビリテ

ィーをもつように校正する必要がある。

4.2.4

波長選択性のあるフィルタ式放射計は,国家標準にトレーサブルな光源の分光放射照度を用いて校

正すべきである。

4.3

促進暴露−実験室光源

4.3.1

放射照度は,関連するどの波長領域で測定してもよい。この規格で,検出器の短波長カットオン(例

えば,≦300nm)から波長 400nm までの全紫外域における放射エネルギー,又は UV 放射若しくは可視放

射の領域で選んだ帯域幅の放射エネルギーの測定を強調する目的は,ポリマー材料の光感受性のためであ

る。

4.3.1.1

点光源からの放射を測定する場合,精確に測定するためには,検出器を測定位置に置いたとき,

その受光器の受光角度内にランプのアーク又はフィラメントの全体が入らなければならない。

4.3.1.2

光源が多数のランプから構成されている場合には,コサイン受光器をもつ検出器を用い,暴露す

る試験片と同じ面に設置するのが望ましい。

4.3.2

放射計の受光器は試験片と同じ面に設置するのがよい。放射計の受光器を試験片と同じ面に設置し

ない場合には,試験片の面の放射照度が測定できるように,測定値を補正しなければならない。

4.4

放射露光量の測定  暴露ステージを放射露光量で表したい場合には,放射計は放射照度を暴露時間

について積分でき,周期的間隔でその結果を表示する機能が必要である。

材料を分光分布の異なる複数の光源で暴露する場合には,結果の直接比較に使用できるような実際上等

価な放射露光量をモニタすることはできないであろう。

多くの場合,

放射計は線量計としての役目よりも,

光源の性能をモニタするのに役立つだけである。この用途には,狭帯域のフィルタ方式放射計が適切であ

ろう。

5.

装置

5.1

一般  この規格では,装置を 2 種類に分ける。

−  波長選択性のない放射計(5.2 参照)

−  波長選択性のある放射計(5.3 参照)

5.2

波長選択性のない放射計(表 参照)

5.2.1

全天日射計  ISO 9060 の 2 級か又はそれ以上の性能をもつ,全天日射計を使用する。

5.2.2

直達日射計  直達日射計を用いて放射測定を行う場合には,装置が 5°∼7°の視野角をもち,ISO 

9060

の 1 級相当の装置に対する要求事項を満たすことが特に重要である。フレネル反射集光形屋外促進暴

露装置(ISO 877 参照)による放射測定には,この種の装置が必要である。

5.3

波長選択性のある放射計(表 参照)


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5.3.1

検出器は,センサ,該当するフィルタ及び,必要に応じて,コサイン受光器で構成される。

5.3.1.1

広帯域フィルタの半値幅は 20nm を超えるが,一般に,70nm を超えてはならない。

5.3.1.2

狭帯域フィルタは,中心波長 (CW) によって区別し,その半値幅は,通常,20nm 以下とする。

備考5.  検出器の応答出力は,光源の分光分布,フィルタの分光透過率及びセンサの分光応答の関数

であるので,望ましくない放射を完全に遮ることが重要である。これには,ブロッキング波

長領域,すなわち,カットオン波長より40nm 短く,カットオフ波長より40nm 長い波長で,

フィルタの透過率が,狭帯域 UV-B 測定に対しては0.001%(10

5

又は吸光度5)を超えず,広

帯域 UV-B 測定に対しても0.001%を超えず,また,広帯域 UV-A 測定に対しては0.01%よりも

小さいことが必要であろう。

5.3.1.3

通過帯域は,調節することもできる。この調節は,ロングパスフィルタとショートパスフィルタ

とを組み合わせてできる。半値幅及びブロッキングは,選択するフィルタの組合せによって決まる。

5.3.2

検出器への環境的因子,例えば温度によって,測定の精確さと精度が影響を受けてはならない。そ

のような環境の影響がある場合には,これらの影響に対して装置の出力を補正する手段を講じる必要があ

る。

5.4

指示計/記録計

5.4.1

検出器によって電気的信号に変換された放射エネルギーは,必要に応じて増幅し,瞬時値(放射照

度)及び積分値(放射露光量)を示すように校正した適切なメータで表示するか又はグラフにプロットす

る。

5.4.2

放射計にドリフトが起きやすい場合は,ゼロ点又は表示範囲を調節する機能をもたせる必要がある。

5.4.3

放射計の仕様を,

表 及び表 に示す。

6.

校正

6.1

放射計の校正は,使用者が頻繁に行うように決めておく。UV 放射計及び ISO 9060 2 級の全天日射

計については,製作者か又は認定校正機関によって,年 1 回以上校正し直すべきである。

備考6.  ISO 9060 1級の全天日射計又は直達日射計については,定例チェックで更に校正頻度を増や

す必要が認められない限り,通常,2年に1回以上の校正頻度は必要ない。

6.2

屋外暴露に用いられる多くの種類の放射計(例えば,ISO 9060 2 級のサーモパイル式全天日射計)

については,必ず実際に使用する傾斜角で校正する必要がある。ISO 9060 の 1 級若しくはそれ以上の全天

日射計又は精確さが 2%以上のフィルタ式放射計については,実用傾斜角での校正は必ずしも必要ではな

い。紫外線放射計では,余弦則から少しずれても校正誤差を生じるので,コサイン応答をよくすることが

極めて重要である。紫外線放射計を実用傾斜角で校正することは,精確な測定値を求めるうえでどうして

も必要である。これは散乱紫外放射に対して直達紫外放射の比率が高い気候で用いられる場合には特に重

要である。

実験室暴露試験に用いる放射計を校正する場合には,受光器の面を光源の光軸に対して 90°に置く。

備考7.  放射計は,測定現場の条件にできる限り近い条件で校正しなければならない。製作者の推奨

によって換算係数を用いることが必要な場合がある。

6.3

波長選択性のない放射計

6.3.1

波長選択性のない放射計の校正は,世界放射基準 (WRR) にトレーサブルなものでなければならな

い。


7

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6.3.2

全天日射計及び直達日射計の校正は,ISO/TC180 の ISO 太陽エネルギー専門委員会で作成した手

順によって行うものとする。適用できる ISO 規格には,基準の全天日射計及び直達日射計から実用機器へ

の置き換えに対して,

それぞれ ISO 9059 及び ISO 9847 があり,

全天日射計の 1 次校正については,

ISO 9846

がある。

6.4

波長選択性のある基準放射計

6.4.1

波長選択性のある基準放射計の校正は,測定しようとする波長範囲をもつ分光放射計並びに測定光

源と同じ光源を用い,置換法によって行う。

異なる分光分布をもつ光源を用いる場合は,その光源に対して基準放射計を校正し直す必要がある。

6.4.2

校正定数(又は感度定数)を求めるには,分光放射計で得た分光放射照度のデータを,測定しよう

とする波長範囲で積分する。

6.4.3

この校正手順に用いる分光放射計は,国家標準にトレーサブルな標準放射源を基準にして校正する。

備考8. 12か国の国家標準値に基づく分光放射照度値について,CCPR(測光・放射測定諮問委員会)

の主催の下に1990年に国際的な比較が行われた。各国の国家標準値の間で,若干の差異が認

められ,その結果が NIST から報告されている[Walker, J. H. et al., J. Res. NIST, 96, (1991), p647

参照]

。現在,分光放射照度についての国際標準値はない。放射計の校正に用いる標準放射源

及び積分手順(6.4.1及び6.4.2参照)を規定する必要がある。

6.5

波長選択性のある放射計(附属書 参照)

6.5.1 UV

放射計を含む放射計の校正について,ISO 規格がない場合には,ISO 9847 によって波長選択性

のある基準放射計から波長選択性のある実用放射計へ校正の目盛移しを行う。実用放射計へ校正値の目盛

移しを行う場合には,基準の放射計が,実用放射計と製作メーカー,タイプ,型式が同じであり,校正さ

れる実用放射計と基本的に同一の分光応答特性をもつことが極めて重要である。

6.5.2

放射計の帯域幅及び分光応答特性を測定し,報告する。

6.6

校正手順によって,放射計は,試験片の位置における放射照度(波長選択性のない放射計)又は規

定の通過帯域(波長選択性のある放射計)に対して,放射照度の絶対値を W・m

2

で示すことができなけ

ればならない。又はその波長範囲について,校正定数を,例えば,W・m

2

・mV

1

で示すこともできる。

6.7

使用したすべての放射計のコサイン特性及び温度特性を測定し,報告すること。

7.

測定の手順

7.1

屋外暴露−固定角での暴露

7.1.1

ラック又は架台に検出器をしっかり動かないように取り付け,受光器の面が,暴露する試験片の面

と同一面,すなわち緯度 0°(水平)

,45°又は受渡当事者間で協定した方位になるようにする。放射計は,

必ず暴露試験ラックの中央の高さに設置する。

7.1.2

柔らかく研磨性のない布(例えば,木綿布)で,放射計のドーム,ガラスカバー及びコサイン受光

器を毎日掃除する。ガラスカバー及びドームを完全に清浄にするためには,ときには洗浄液を用いる必要

がある。洗浄液は,使用後に UV-B を吸収するような残留物を残してはならない。高純度のエチルアルコ

ールで十分である。乾燥剤を使用している場合には,掃除中に,変色がないか点検し確認する。乾燥剤に

著しい変色が認められた場合には,新しいものと取り替える。

7.1.3

受渡当事者間で協定した暴露ステージを達成するため,毎日の全天放射照度を記録し,累計して放

射露光量として求めておく。

7.2

実験室光源暴露


8

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7.2.1

検出器は,そのような環境で動作するように設計されている場合には,試験片のそばに取り付けて

もよい。受光器を固定した位置に設置する場合には,放射光源に垂直になるようにする。受光器が試験片

と同一面にない場合には,試験片の位置での放射照度を示すように,放射計を調整する。

備考9.  実験室暴露装置の中には,放射束の分布が暴露ラック全体にわたって均一ではないものがあ

る。暴露領域は,放射照度が10%以上変化しない領域に限定されることが多い。放射計を線

量計として用いる場合には,すべての試験片位置のうち,放射照度が指定した許容差内にあ

る試験片を代表する位置で放射照度を記録することが重要である。

7.2.2

ランプのフィルタ,反射面及び受光器の外面に水分又は蒸発固体が付着すると,放射照度の測定に

影響する。特に高温又は高湿度で操作するときには,毎日表面を清浄にする必要があろう。受光器及びフ

ィルタガラスをアルコールで湿らせた柔らかい布(例えば,木綿布)で掃除する。金属反射面の掃除には,

装着メーカーの推奨する洗浄剤が必要な場合もある。

7.3.3

放射照度(又は放射露光量)は,受渡当事者間の協定によって定める間隔又は暴露試験手順に規定

した間隔で記録するか又は毎日記録する。

8.

試験報告書

8.1

試験報告書には,必要に応じ,次の事項を記入する。

a)

放射計フィルタの中心波長及び半値幅

b)

規定の波長領域に対する放射露光量 (Jm

2

)

c)

実験室試験で露光量の調節に用いた場合,

規定の波長領域に対する分光放射照度 (Wm

2

nm

1

)

又は放

射照度 (Wm

2

)

d)

放射露光量の累積に要した経過時間

e)

放射計のコサイン特性からの外れ及び温度による感度の変化

f)

放射計の分光的な帯域幅及び分光応答特性

g)

屋外暴露試験の場合,暴露日数

h)

用いた放射計の種類及び型式

i)

最後の校正日及び用いた標準器

表 1  波長選択性のない放射計の精確さに関する推奨値

(適用する場合は,1 000Wm

2

の放射照度を基準とする。

機器の種類

目盛の細かさ

Wm

−2

安定性

%

温度特性

(

1

)

%

波長選択性

%

非線形性

%

応答時間

s

角度特性

(

2

)

%

傾斜角特性

%

1

直達日射計

±4

±1

±2

±1

±0.5

<20

±0.5

1

全天日射計

±5

±1.5

±2

±5

±1

<30

±2

±2

2

全天日射計

±10

±5

±4

±10

±3

<60

±3

±3

(

1

) 50

℃の温度範囲で

(

2

)

ビーム状放射に対して


9

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表 2  波長選択性のある放射計に対する推奨値

放射計の種類

装置特性

狭帯域

広帯域

超広帯域

波長領域  nm

(

1

)

(

1

)

(

1

)

半値幅 (FWHM)   nm

<20 20∼70

>70

帯域外ブロッキング 10

5

 10

5

 10

4

コサイン応答

天頂から 0°

∼60°

%

±4

±4

±4

放射照度 (E) の範囲  Wm

2

目盛の細かさ  Wm

2

(

2

0.05

(

2

)

0.1

(

2

)

0.2

使用温度の範囲(

3

)

屋外  ℃

−30∼60

−30∼60

−30∼60

使用温度の範囲(

3

)

屋内  ℃

25

∼60 25∼60 25∼60

最大温度係数  %/℃

0.1 0.1 0.1

非線形性,全領域  % 2 2 2

相対湿度の範囲  % 0∼100 0∼100 0∼100

(

1

)

測定時の要求事項又は暴露試験の要求事項によって決まる。放射計の購入又

は組立前に機器メーカーの技術者若しくは光放射測定の知識をもつ専門家の
意見を聞く。

(

2

)

放射計及びデータ採取システムによって変わる。

(

3

)

周囲温度であり,放射計の温度ではない。


10

K 7363 : 1999

附属書 A(参考) 

波長選択性のある放射計の校正についての補足 

放射計の特性及び校正に関する規格本体の記載が,簡単で具体性に乏しいので,実際の取扱いに際して

必要となる事項を附属書として補足したものである。

A.1

フィルタ式放射計の分光応答特性  本体の 8.1 の f)に記載されている放射計の分光応答特性について,

具体的に説明する。

A.1.1

放射計の構成及び分光応答特性  フィルタ式放射計の受光部は,一般に次のような機能をもつ構成

要素の組合せで作られている。

a)

光電検出素子(フォトダイオード,光電管,光電子増倍管など)  これらは,その種類に応じて固有

の分光応答特性(光電出力の波長特性)s  (

λ)  をもつ。ここで,s  (λ)  はこの特性が波長の関数である

ことを示す。

b)

光学フィルタ(干渉フィルタ,色ガラスフィルタ,減光フィルタなど)  放射計に使用する干渉フィ

ルタ及び色ガラスフィルタは,一般に帯域フィルタである。これらの特性の表示は,本体の定義の項

に詳述されている。減光フィルタは,波長に無関係に放射を減衰させるものである。これらの分光透

過特性を

τ

F

 (

λ)  とする。

c)

入射角度特性補正用光学素子(ドーム状拡散面,平面状拡散面など)  光電検出素子の応答特性及び

光学フィルタの透過特性は,入射の角度特性がコサイン特性(余弦特性)に一致するとは限らず,特

に干渉フィルタは不一致の程度が著しい。そこで,それを補正して受光器としてコサイン特性をもた

せるために,いろいろな形状の拡散面を使用する。これも固有の分光透過特性

τ

C

 (

λ)  をもつ。

d)

その他の補助装置(光電流の増幅器,温度制御素子など)  したがって,フィルタ式放射計としての

分光応答特性 S (

λ)  は,次の式(1)のようになる。

S (

λ)=s (λ)・

τ

F

 (

λ)・

τ

c

 (

λ) (1)

用いるフィルタの帯域幅(半値幅)が,この規格で規定する狭帯域のように 20nm 以下のときは,

放射計の分光応答特性 S (

λ)  の相対値がフィルタの分光透過特性

τ

F

 (

λ)  とおおむね同じとみなせるが,

それ以外では,S (

λ)  は式(1)で考えなければならない。

A.1.2

放射計の分光応答特性の測定  放射計の S (

λ)  の値は,モノクロメータで単色放射を作り,それを放

射計と分光応答度標準受光器(電子技術総合研究所で値付けされたシリコンフォトダイオード)に交互に

与えて,その比較値から測定ができる(

1

)

(

1

)

この方法の詳細は,照明学会技術規格 JIES 007 : 1997(光電素子の相対分光応答度測定方法)

に示されている。

A.2

フィルタ式放射計の校正

A.2.1

放射源に対する放射計の応答出力  分光分布が E (

λ)  であるような放射を,分光応答度 S (λ)  の受光

器に与えたときの受光器の応答出力 は,次の式(2)によって示される。ここに,は装置などに関する定

数で通常は 1 である。


11

K 7363 : 1999

ò

=

0

)

(

)

(

λ

λ

λ

d

S

E

I

 (2)

(2)から分かるように,出力 は E (

λ)  と S (λ)  の波長ごとの積の総和になるので,例え S (λ)  が決めら

れていても,同じ大きさの を与える E (

λ)  は無数に存在することになる。また,逆に S (λ)  の応答波長域

S (

λ)  が,ゼロでない波長域]での全放射エネルギーが同じであるような放射源からの放射を与えても,

分光分布の形である E (

λ)  が同じでなければ,出力 は同じにはならない。

ここで,E  (

λ)  はこの特性が波長の関数であることを表すが,E

λ

のように表現すると,ある波長幅をも

った単色光の表示になる。

したがって,フィルタ式放射計を校正するための放射源は,その分光分布(分光放射照度)が国家標準

にトレーサブルであるとともに,対象とする放射計の応答波長域での分光分布が指定されていなければな

らない。

このような放射源として,認定事業者から供給される分光放射照度標準(ハロゲン電球)で分光分布を

測定した,キセノンランプ,高圧水銀ランプ,メタルハライドランプなどの HID ランプ,又はブラックラ

イトランプ,健康線ランプなどの蛍光ランプを使用することができる。ハロゲン電球は,紫外域の放射が

極めて弱いので,暴露用の放射計を直接校正することは実際上不可能に近い。

なお,これらの校正用の放射源(このようなものを常用標準と呼ぶことが多い。

)の分光分布は,実際に

暴露試験に使用する放射源にできるだけ近似していることが望ましい。

A.2.2

放射計の校正  校正用の放射源を以上のような形で定めても,実際には,個々の放射計の分光応答

についての基準がなければ,式(2)の の値をそのまま放射計の評価の指標にすることはできない。すなわ

ち,放射源によって放射計の校正をするためには,次のいずれかの条件が満たされていない場合には,校

正値の再現性を維持したり,複数の放射計の相互比較をすることは困難である。

a)

放射計の分光応答度 S  (

λ)  が,放射計の種類によって,例えば,可視域での照度計のように波長ごと

の応答値として定められている必要がある。

b)

もし a)の条件が満たされない場合には,校正用の放射源の分光分布 E  (

λ)  が,実際の暴露用放射源の

分光分布(代表的なものでよい)と同じでなければならない。

しかし,現状ではこれらの条件を満足させることは困難であろうと思われるので,次のような方法で暫

定的な評価をすることを提案する。

まず,分光応答に対する基準として,放射計の S (

λ)  について(フィルタの透過特性ではない),応答の

ピーク波長,ピーク波長を挟む二つの半値波長,並びにカットオン波長及びカットオフ波長を個々の機器

について表示する。

校正用の放射源としては,放射計の分光応答度のカットオン波長とカットオフ波長の間に,十分強い連

続スペクトルのある放射源か,ピーク波長付近及びピークの前後の二つの半値波長付近の計 3 波長に十分

な強度のある輝線スペクトルをもつ放射源を用意する。これらの放射源の分光分布の値は,分光放射照度

の測定装置(分光放射計)を用いて A.2.1 の分光放射照度標準で校正しておく。これが本体の 6.4.2 に規定

されている“分光放射計で得た分光放射照度のデータ”である。

なお,放射源の分光分布の測定法は,JIS Z 8724(色の測定方法−光源色)に規定されている。もし,

対象が狭帯域放射計ならば,輝線スペクトル放射はピーク波長付近の 1 本だけでよい。

次に,放射計の分光応答度のピーク波長付近及びピークの前後の半値波長付近の 3 波長に,それぞれ透

過のピーク波長がある狭帯域(干渉)フィルタを 3 種類(F

p

,F

s

及び F

1

)用意する(対象が狭帯域放射計

のときは,F

p

1

種類)

。これらのフィルタの分光透過特性

τ

p

 (

λ),

τ

S

 (

λ),及び

τ

1

 (

λ)  は測定しておく。


12

K 7363 : 1999

これらを用いた校正の手順を,次に示す。

a)

分光分布が E (

λ)  であるような放射の波長範囲λ

1

λ

2

に対する受光器の応答出力 I

0

は,次の式(3)によ

って算出する。

ò

=

2

1

)

(

)

(

0

λ

λ

λ

λ

λ

d

S

E

I

 (3)

ここに,

(

λ): 校正に用いる放射源の距離 L (mm)  での分光放射照度

S (

λ): 放射計の分光応答度(絶対値又は相対値)

波長範囲

λ

1

λ

2

は,次のいずれかの方法で決める。

1)

対象となる放射計の分光応答のピーク波長を挟む前後 2 点の半値波長。

2)

受渡当事者間で定めた,放射計の応答波長域の 2 波長(例えば,300nm,400nm)

もし,1)又は 2)による値を得ることができない場合には,式(2)で求めた を I

0

とみなして用いる。

b)

放射計から距離 L (mm)  の位置で放射源を点灯し,放射計の応答 I

D

を求める。

c)

放射計と放射源の間の光路に前記の 3 種類のフィルタを入れて,それぞれの応答 I

P

I

S

及び I

1

を求め

る。このとき,放射計とフィルタとの間は 200mm 以上離す。

d)

これらの結果から,r

P

I

P

/I

D

r

S

I

S

/I

D

及び r

1

I

1

/I

D

を求めると,I

0

及び I

D

は放射計の全(域)応答の

指標として,また,r

P

r

S

及び r

1

はそれぞれ相対分光応答度の指標として用いることができる。もし

複数の放射計を相互に比較する場合は,標準的な分光応答度をもつとみなされる放射計に対するこれ

らの値を規準値として比較を行う。経時的な変化に対しても同様に初期の値を規準値として比較を行

う。

ここで,本体の 6.4.2 及び 6.6 に規定している校正定数(感度定数)を C

0

とすると,これは次の式(4)

表される。

ò

=

2

1

)

(

1

0

0

λ

λ

λ

λ d

E

I

C

 (4)

放射源を特定のものに決めると,

C

0

の代わりに

I

0

又はその逆数を用いてもよい。

なお,この校正に用いるフィルタは経時変化を避けるために,使用しないときは,防湿のできるデシケ

ータなどで保管する。

A.3

放射計の入射角度特性  放射計の入射角度特性(斜め方向からの入射に対する応答)は,放射計の分

光応答と並ぶ放射計の重要な特性であるので,必ず測定しておく必要がある。

この測定の手順は,次のとおりである。

附属図 図 に示すように,放射計と放射源(A.2 に規定する校正用放射源が望ましい。)を対向させ,

受光面の中心を軸として,放射計を水平面で−

90

°から

90

°まで,水平面旋回角(すなわち,入射角

θ

5

°又は

10

°ずつ変えて,入射に対する応答を求める。次に,放射計を光軸の回りの旋回角(すなわち,

方位角

φ

)について

90

°旋回して固定し,この状態で水平面で前と同様に−

90

°から

90

°まで,水平面旋

回角

θ

5

°又は

10

°ずつ変えて,入射に対する応答を求める。

なお,光軸の回りの角

φ

について,更にデータが必要であれば,適切な

φ

について同様の測定を行う。放

射源の発光部の大きさ

D

は,放射源と放射計の距離の

1/10

以下になるように距離を調整するか,適切なア

パーチャで遮光する。また,必要に応じて,放射源と放射計の間に A.2 に規定する

3

種類のフィルタ(ど

れか

1

種類,必要に応じて

2

種類以上)を入れて同じ測定を行う。

このようにして得た入射角

θ

及び方位角

φ

に関する放射計の応答出力を,

θ

0

°

φ

0

°

の値を

1

として規


13

K 7363 : 1999

格化した結果を

I

a

θ

φ

)とすれば,コサイン特性からの外れ

d

a

 (%)

は,次の式(5)で評価できる。

100

cos

cos

)

,

(

×

=

θ

θ

φ

θ

a

a

I

d

 (5)

附属書 図 1  放射計の入射角度特性の測定 

原案作成委員会  構成表

氏名

所属

本委員会

分科会

(委員長)

代  田      忠

代田技術事務所

峰  松  陽  一

芝浦工業大学

高  根  由  充

財団法人日本ウェザリングテストセンター

金  子      剛

財団法人日本電気用品試験所

三  宅  行  美

英弘精機株式会社

中  川  靖  夫

埼玉大学工学部

斉  藤  一  郎

工業技術院電子技術総合研究所

山  本      真

東京都立産業技術研究所

増  田      優

通商産業省基礎産業局

大  嶋  清  治

工業技術院標準部

橋  本  繁  晴

財団法人日本規格協会

渡  辺      寧

物質工学工業技術研究所

相  沢      明

三菱樹脂株式会社

須  賀  茂  雄

スガ試験機株式会社

光  井  正  道

株式会社島津製作所

小  野  瑞  穂

株式会社東洋精機製作所

(相  川  次  男)

小  倉  和  雄

岩崎電気株式会社

尾  崎  晃  男

オカモト株式会社

(鈴  木      環)

角  田  林  一

旭化成工業株式会社

両  角  三  春

旭硝子株式会社

伊  藤      信

旭化成工業株式会社

後  藤      博

日産自動車株式会社

香  山      茂

財団法人高分子素材センター

濱  島  俊  行

濱島技術事務所

樋  口  秀  臣

財団法人高分子素材センター

(事務局)

三  宅  孝  治

日本プラスチック工業連盟

◎印は委員長,分科会主査を示す。

解説文責  峰松  陽一