在农业设施材料性能测试中，太阳模拟器是核心模拟设备之一，其核心价值在于精准复现自然太阳光的光谱、辐照强度和时空分布特性，解决自然环境下光照不稳定导致的测试周期长、数据重复性差等问题，从而对农业设施材料的关键性能进行高效、可控、标准化的评估。

BOS-X-350G 太阳模拟器

核心应用场景：覆盖农业设施全链条材料

太阳模拟器的应用贯穿农业设施材料的“研发-选型-质检-老化评估”全生命周期，涉及的核心材料包括：

- 覆盖材料：温室/大棚用薄膜、玻璃、PC板；

- 功能材料：光转换膜、遮阳网、反光膜、保温被；

- 结构辅助材料：光伏农业一体化中的光伏板（评估其对下方作物光照的影响）、防虫网（兼顾透光与防虫性能）。

核心测试项目及技术原理

太阳模拟器通过调节其光谱匹配度（与AM1.5G标准太阳光谱的吻合度，AM1.5G为地面平均太阳光谱）、辐照不均匀度（≤±5%）、时间不稳定性（≤±2%）三个关键指标，模拟不同地域、不同季节的光照环境，进而开展以下性能测试：

光学性能测试：评估材料对作物光需求的匹配度

农业设施材料的光学性能直接决定作物光合作用的效率，是测试的核心维度，主要包括：

- 透光率测试（关键指标）

- 原理：太阳模拟器发出标准AM1.5G光谱，通过分光光度计或积分球，分别测量“入射光强度”与“材料透过光强度”，计算透光率（透过光强度/入射光强度×100%）。

- 细分测试：

- 全光谱透光率：评估材料对280-2500nm全波段太阳光的透过能力（覆盖紫外、可见、近红外区）；

- 光合有效辐射（PAR）透光率：聚焦400-700nm波段（作物光合作用核心吸收波段），是衡量材料是否满足作物生长的“黄金指标”；

- 紫外（UV）透光率：部分作物需适量UV光促进果实着色和维生素合成，需测试材料对280-400nm UV光的透过控制能力。

- 光散射/雾度测试

- 原理：通过太阳模拟器的平行光照射材料，利用探测器区分“直射透过光”与“散射透过光”，计算雾度（散射光占总透过光的比例）。

- 意义：雾度过高会导致光照均匀性下降，作物叶片受光不均；雾度过低则可能产生强光直射，灼伤作物幼苗，需根据作物类型优化材料雾度。

- 光转换性能测试（针对功能膜）

- 原理：太阳模拟器提供含紫外/红外的广谱光，通过光谱分析仪检测材料透过光的光谱偏移——如“紫外转红光膜”需将280-400nm UV光转换为620-660nm红光，“红外转蓝光膜”需将700-1100nm红外光转换为450-490nm蓝光。

- 关键指标：光转换效率（转换后目标波段光能量/入射激发光能量×100%），优质光转换膜的转换效率需≥30%，且无额外有害光谱产生。

耐候老化性能测试：评估材料长期服役稳定性

农业设施材料需在户外暴露数月至数年，面临光照、高温、湿度的协同老化作用，太阳模拟器可通过“加速老化测试”快速预测其寿命：

- 光氧老化测试

- 原理：太阳模拟器采用氙灯光源（最接近自然太阳光的连续光谱，可模拟UV-B、UV-A的老化作用），配合控温（30-60℃）、控湿（40%-80%RH）环境，对材料进行数千小时的连续照射（1000h氙灯老化≈户外1年暴露）。

- 测试指标：

- 老化后透光率衰减率：如PE膜经1000h老化后，PAR透光率衰减应≤10%（否则会导致后期作物光照不足）；

- 外观变化：观察材料是否出现黄变、脆化、开裂；

- 力学性能保留率：通过拉伸试验测试老化后材料的断裂伸长率、拉伸强度，如PC板老化后拉伸强度保留率需≥80%，避免因老化导致结构破损。

- 湿热老化协同测试

- 原理：在太阳模拟器光照基础上，加入周期性喷淋（模拟降雨），形成“光照-高温-潮湿”的循环环境。   

- 意义：针对高湿度地区，材料易发生“水解老化”，协同测试可更精准评估其在实际工况下的寿命。

热光学性能测试：评估材料的温度调控能力

农业设施的温度环境直接影响作物生长，材料的“光-热”转换与阻隔性能至关重要：

- 红外阻隔/保温性能测试

- 原理：太阳模拟器提供含近红外（NIR，700-2500nm）的光谱，通过热流计测量材料对NIR光的阻隔率——NIR是太阳光中主要的热贡献波段（占总能量的50%以上），阻隔率越高，夏季大棚内升温越慢；同时，通过模拟夜间“地面长波辐射”（5-25μm），测试材料对室内热量的保留能力（保温率）。

- 关键指标：

- 夏季：NIR阻隔率≥70%；

- 冬季：红外保温率≥85%。

- 光热转换性能测试（针对加热型材料）

- 原理：对光伏农业大棚的“光热转换膜”，太阳模拟器照射后，通过热电偶测量材料表面温度及传导至土壤的温度，计算光热转换效率（土壤升温能量/入射光能量×100%），确保在低温季节能为作物提供稳定的辅助热源。

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