耐候紫外光老化試驗(yàn)設(shè)備

 自然界的陽(yáng)光和濕氣對(duì)材料的破壞，每年造成難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失，紫外光加速耐候試驗(yàn)機(jī)可以再現(xiàn)陽(yáng)光、雨水和露水所產(chǎn)生的破壞。設(shè)備通過將待測(cè)材料曝曬放在經(jīng)過控制的陽(yáng)光和濕氣的交互循環(huán)中，同時(shí)提高溫度的方式來進(jìn)行試驗(yàn)。設(shè)備采用紫外線熒光燈模擬陽(yáng)光，同時(shí)還可以通過冷凝或噴淋的方式模擬濕氣影響。

   只需要幾天或幾周時(shí)間，設(shè)備可以再現(xiàn)戶外需要數(shù)月或數(shù)年所產(chǎn)生的破壞。所造成的損害主要包括退色、變色、亮度下降、粉化、龜裂、變模糊、脆化、強(qiáng)度下降及氧化。設(shè)備提供的測(cè)試數(shù)據(jù)在對(duì)新材料的選擇、對(duì)現(xiàn)有材料的改進(jìn)或評(píng)估影響產(chǎn)品耐用性的組成變化等方面有極大的幫助。設(shè)備可以地預(yù)測(cè)產(chǎn)品將在戶外遭遇的變化。

  紫外線（UV）與陽(yáng)光的模擬

  盡管紫外光（UV）只占陽(yáng)光的5％，但是它卻是造成戶外產(chǎn)品耐用性下降的主要光照因素。這是因?yàn)殛?yáng)光的光化學(xué)反應(yīng)影響隨著波長(zhǎng)的減少而增加。因此在模擬陽(yáng)光對(duì)材料物理性質(zhì)的破壞影響時(shí)，不需要再現(xiàn)整個(gè)陽(yáng)光光譜。在大多數(shù)情況下，只需要模擬短波的UV光即可。紫外光加速耐候試驗(yàn)機(jī)之所以采用UV燈的原因在于它們比其他的燈管更為穩(wěn)定，并且能更好的再現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果。采用熒光UV燈模擬陽(yáng)光對(duì)物理性質(zhì)的影響，例如亮度下降、龜裂、剝落等方面，是方法。有幾種不同的UV燈可供選擇。大多數(shù)的這些UV燈主要產(chǎn)生紫外光，而不是可見光和紅外光。燈的主要差別體現(xiàn)在它們?cè)诟髯圆ㄩL(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生的UV總能量上的不同。不同的燈會(huì)產(chǎn)生不同的測(cè)試結(jié)果。實(shí)際的曝曬應(yīng)用環(huán)境可以提示應(yīng)選用哪種類型的UV燈。

   熒光燈的優(yōu)點(diǎn)在于：快速獲得試驗(yàn)結(jié)果；簡(jiǎn)化的光照度控制；穩(wěn)定的光譜；只需很少的維護(hù)；價(jià)格便宜，運(yùn)行費(fèi)用合理。

UVA-340，模擬陽(yáng)光紫外線的，可地模擬臨界短波波長(zhǎng)范圍的陽(yáng)光光譜，即波長(zhǎng)范圍為295-360nm的光譜，UVA-      340只產(chǎn)生在陽(yáng)光中能找到的UV波長(zhǎng)的光譜。

   UVB-313，用于的加速試驗(yàn)，可以很快地提供試驗(yàn)結(jié)果。它們所采用的短波長(zhǎng)UV比目前地球上通常找到的UV光波更為強(qiáng)烈。盡管這些比自然波長(zhǎng)短許多的UV光能夠地加速試驗(yàn)，但它同時(shí)也會(huì)對(duì)某些材料造成不符和實(shí)際的退化破壞。

標(biāo)準(zhǔn)定義發(fā)射300nm以下的光能低于總輸出光能2％的一種熒光紫外燈，通常稱為UV-A燈；發(fā)射300nm以下的光能大于總輸出光能10％的一種熒光紫外燈，通常稱為UV-B燈；

   紫外區(qū)分UV-A波長(zhǎng)范圍為315-400nm；UV-B波長(zhǎng)范圍為280-315nm；

   模擬雨水和露水的影響

   耐候紫外光老化試驗(yàn)設(shè)備在戶外的材料與濕氣接觸的時(shí)間，每天可以長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)，研究結(jié)果表明造成這種戶外潮濕的主要原因是露水，而不是雨水。紫外光加速耐候試驗(yàn)機(jī)通過一系列的冷凝原理來模擬戶外的濕氣影響。在設(shè)備的冷凝循環(huán)圈中，在箱體的底部有一蓄水箱，并對(duì)其進(jìn)行加熱來產(chǎn)生水汽。熱蒸汽使試驗(yàn)箱內(nèi)的相對(duì)濕度維持在100％，并且保持一個(gè)相對(duì)高溫。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)確保測(cè)試試件實(shí)際上構(gòu)成試驗(yàn)箱的側(cè)壁，從而試件的背面則暴露在室內(nèi)環(huán)境空氣中。室內(nèi)空氣的冷卻效用導(dǎo)致試件表面溫度下降到低于蒸汽溫度幾度的水平。這一溫差的出現(xiàn)導(dǎo)致試件在整個(gè)冷凝循環(huán)過程中，其表面始終有冷凝生成的液態(tài)水。這種冷凝產(chǎn)物是很穩(wěn)定的純凈蒸餾水。這種純凈水提高了試驗(yàn)的再現(xiàn)率，而同時(shí)避免了水漬問題。

   由于戶外曝曬接觸潮濕的時(shí)間每天可以長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)，因此紫外光加速耐候試驗(yàn)機(jī)的潮濕周期一般持續(xù)幾小時(shí)。我們建議每一冷凝周期至少持續(xù)4小時(shí)。注意到設(shè)備中的UV曝曬和冷凝曝曬是分別進(jìn)行的，與實(shí)際氣候條件是一致的。

    對(duì)于某些應(yīng)用過程而言，水噴淋能更好的模擬最終使用的環(huán)境條件。水噴淋在模擬由于溫度劇變和由于雨水沖刷所造成的機(jī)械侵蝕是極其有用的。屋面、汽車材料和在金屬建筑或結(jié)構(gòu)上使用的涂料經(jīng)常會(huì)遭遇到突然的溫度劇變。例如在炎熱的夏季中，當(dāng)熱量堆積后突然由于暴雨而消散。這種溫度劇變的后果對(duì)于許多材料而言是一種挑戰(zhàn)。紫外光加速耐候試驗(yàn)機(jī)/噴淋型就是為再現(xiàn)這種條件而專門設(shè)計(jì)的。

   由于經(jīng)常遭到來自雨水的沖刷，木材的涂料層，包括油漆和著色劑，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的侵蝕現(xiàn)象。近期研究結(jié)構(gòu)表明，這種雨水沖刷動(dòng)作可以將材料表面有防降解作用的涂料層沖刷掉，從而將材料本身直接曝曬在UV和水分的破壞性影響之下。這一過程可以重復(fù)多次，從而導(dǎo)致一種材料退化現(xiàn)象，而單靠冷凝方式是無法再現(xiàn)的。

參 照 標(biāo) 準(zhǔn)

   耐候紫外光老化試驗(yàn)設(shè)備機(jī)適用于多種工業(yè)產(chǎn)品的性能可靠性試驗(yàn)，參照GB/T14522-93《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)--機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料—人工氣候加速試驗(yàn)方法》GB/T16585-1996（GB/T3511-2008）《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)—硫化橡膠人工氣候老化（熒光紫外燈）試驗(yàn)方法》及GB/T16422.3-1997《塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法》等相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)條款設(shè)計(jì)制造；

    符合國(guó)際測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D4329、D499、D4587、D5208、G154、G53；ISO 4892-3、ISO 11507；EN 534；prEN 1062-4、  BS 2782；JIS D0205；SAE J2020等紫外線老化試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

采 用 光 源

    光源采用8只額定功率為40W的進(jìn)口紫外熒光燈作發(fā)光源。紫外線熒光燈管，分布在機(jī)器的兩側(cè)，每側(cè)各4只。有UVA-340和UVB-313光源供用戶選擇配置；

    UV-A波長(zhǎng)范圍為315-400nm，燈管的發(fā)光光譜能量主要集中在340 nm的波長(zhǎng)處；

    UV-B波長(zhǎng)范圍為280-315nm，燈管的發(fā)光光譜能量主要集中在313 nm的波長(zhǎng)處；

    由于紫外燈光能量輸出會(huì)隨時(shí)間而逐步衰減，為了減小因光能量衰減造成試驗(yàn)影響，所以本試驗(yàn)箱在八支燈管中每隔1/4的熒光燈壽命時(shí)（燈管使用壽命為：1600H），由一支新燈管替換一支舊燈管，其位置變換如下圖，這樣，紫外光源始終由新燈和舊燈組成，從而得到一個(gè)輸出恒定的光能量；

二、設(shè)備主要技術(shù)規(guī)格及參數(shù)

1.  工作室尺寸： 350×1150×410㎜；

2.  外形尺寸：580×1280×1450㎜；

3.  溫度范圍：RT＋10℃～90℃；

4.  濕度范圍：90～98%R?H；

5.  濕度均勻度： ±2%；

6.  溫度均勻度：±2℃；

7.  溫度波動(dòng)度：±0.5℃；

8.  濕度波動(dòng)度：±2%；

9.  控溫方式：PID自整定控溫方式；

10. 燈中心距離：70㎜；

11. 樣品與燈中心距離：50㎜；

12. 進(jìn)口美國(guó)燈管；

13. 標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸：75×150㎜或75×300㎜（特殊規(guī)格需在合同中說明）；

14. 水槽水深要求：25㎜，自動(dòng)控制；

15. 有效輻照區(qū)域：900×210㎜；

16. 紫外線波長(zhǎng)：UV-A波長(zhǎng)范圍為315-400nm；UV-B波長(zhǎng)范圍為280-315nm；

17. 試驗(yàn)時(shí)間：0～9999H、M、S  可調(diào)；

18. 黑板溫度：40℃～75℃  可調(diào)；

19. 紫外光、凝露時(shí)間交替可調(diào)；

20. 噴淋時(shí)間可調(diào)；

三、 試驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)

1.  內(nèi)膽材料：SUS304不銹鋼板；

2.  箱蓋材料：SUS304不銹鋼板噴塑處理；

3.  在工作室的兩邊共安裝8支UV－A或UV－B的紫外燈管；

4.  加熱方式為內(nèi)膽水槽式加熱，升溫快，溫度分布均勻；

5.  箱蓋為雙向翻蓋式 ，開閉輕松自如；

6.  內(nèi)膽水位自動(dòng)補(bǔ)水，防止加熱管空燒損壞；

7.  試樣架由不銹鋼或鋁合金制成；

8.  試驗(yàn)箱底部采用高品質(zhì)可固定式PU活動(dòng)輪；

9.  排水系統(tǒng)使用回渦型及U型積沉裝置排水；

10. 試樣表面與紫外燈平面相平行；

11. 噴淋型設(shè)備內(nèi)部安裝有自動(dòng)噴頭，水壓可調(diào)；

12. 如果燈管在亮?xí)r，箱體的門一旦被打開，機(jī)器將自動(dòng)切斷燈管供電，并自動(dòng)進(jìn)入平衡狀態(tài)冷卻，以免人體受到傷害；

13. 箱內(nèi)超溫保護(hù)，箱內(nèi)溫度過高時(shí)機(jī)器將自動(dòng)切斷電源，并進(jìn)入平衡狀態(tài)冷卻。

14. 箱體外殼材料：SUS304不銹鋼板噴塑處理；

四、控制和保護(hù)系統(tǒng)

1.  智能型韓國(guó)“三元"溫控儀，控制精度±0.1℃；

2.  薄膜式 KEY BOARD按鍵；

3.  溫度控制均采用P . I . D ＋S . S . R，系統(tǒng)同頻道協(xié)調(diào)控制，可提高控制元件與界面使用之穩(wěn)定性及壽命；

4.  觸控式設(shè)定、數(shù)位及直接顯示；

5.  具有P . I . D 自動(dòng)演算之功能，可減少人為設(shè)定時(shí)帶來之不便；

6.  光照和冷凝可獨(dú)立控制也可以交替循環(huán)控制；

7.  光照和冷凝的獨(dú)立控制時(shí)間和交替循環(huán)控制的時(shí)間可在一千小時(shí)內(nèi)任意設(shè)置；

8.  在運(yùn)轉(zhuǎn)或設(shè)定中，如發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)提供警示迅號(hào)；

9.  法國(guó)“施耐德"電氣元器件；

溫 度 控 制  

   UV循環(huán)

    一級(jí)的光化學(xué)反應(yīng)對(duì)溫度變化并不敏感。然而，隨之而來的二級(jí)反應(yīng)的速度則和溫度變化緊密相關(guān)。一般來說，隨著溫度升高，反應(yīng)速度會(huì)加快。因此，在UV曝曬試驗(yàn)過程中，溫度控制就顯得很重要，更重要的是要將加速試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)溫度與材料在實(shí)際應(yīng)用中遭遇的最高溫度相匹配。在設(shè)備中UV的溫度設(shè)置可以是從50℃到90℃中的任何一點(diǎn)，具體取決于光照度水平和室內(nèi)環(huán)境氣溫。設(shè)備的溫度調(diào)節(jié)是通過具有微電腦演算功能的控制器來指揮設(shè)備內(nèi)諸如空氣加熱器、水加熱器、等一系列系統(tǒng)來完成。

  濕氣循環(huán)

  隨著溫度的提高，潮濕對(duì)材料的破壞力會(huì)急劇增加。因此在潮濕曝曬過程中，溫度控制是最基本的要求。更進(jìn)一步說，要產(chǎn)生加速效果，就要求在潮濕曝曬過程中保持高溫環(huán)境。在設(shè)備中冷凝過程溫度設(shè)置可以是從40℃到80℃中的任何一點(diǎn)。

加 熱 系 統(tǒng)

l  采用U型鈦合金高速加溫電熱管；

l  溫度控制與光照*獨(dú)立系統(tǒng)；

l  溫度控制輸出功率均由微電腦演算，以達(dá)高精度及高效率之用電效益；

l  具有加熱系統(tǒng)的防超溫功能；

    黑色鋁板溫度采用智能型“三元"系列韓國(guó)溫控儀控制加熱，輸出功率均由微電腦演算，PID自整定。監(jiān)控采用標(biāo)準(zhǔn)的Pt—100黑板溫度傳感器；

    水槽溫度同樣為韓國(guó)“三元"溫控儀控制加熱，水槽位于箱體下部，內(nèi)置電加熱水器。在循環(huán)測(cè)試過程中，有一個(gè)測(cè)試段是黑暗凝露過程，它需要箱體內(nèi)能產(chǎn)生較高溫度的飽和水蒸氣，當(dāng)水蒸氣遇到相對(duì)較冷的樣板表面時(shí)，會(huì)在樣板表面凝結(jié)露水。

五、保 護(hù) 系 統(tǒng)

1.  無熔絲保護(hù)開關(guān)；

2.  超溫；

3.  低水位；過載；

4.  漏電；開門保護(hù)；

5.  全護(hù)套式接線端子；

6.  自動(dòng)關(guān)機(jī)等保護(hù)；

六、設(shè)備使用條件

1.  環(huán)境溫度：5℃～＋32℃；

2.  環(huán)境濕度：≤85%；