氙燈老化試驗儀原理

氙燈老化試驗儀原理用途：

  氙燈老化試驗箱采用能摸擬全陽光光譜的氙弧燈來再現(xiàn)不同環(huán)境下存在的破壞性光波:

1.可以為科研、產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制提供相應(yīng)的環(huán)境模擬和加速試驗。

2.可用于新材料的選擇、改進現(xiàn)有材料或評估材料組成變化后耐用性的變化試驗。

3.可以很好的模擬在不同環(huán)境條件下，材料暴露在陽光下所產(chǎn)生的變化。

4.若試驗樣品不大或不多，建議使用臺式氙燈，可以達到同樣的效果。

氙燈耐氣候試驗是科研生產(chǎn)過程中篩選配方優(yōu)化產(chǎn)品組成的重要手段，也是產(chǎn)品質(zhì)量檢驗的一項重要的內(nèi)容應(yīng)用材料如涂料，塑料，鋁塑板，以及汽車安全玻璃等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)均要求做耐候試驗。氙燈耐候試驗箱模擬造成材料老化的主要因素是陽光和潮濕，耐氣候試驗機可以模擬由陽光，雨水和露水造成的害。氙燈耐候試驗箱利用氙燈模擬陽光照射的效果，利用冷凝濕氣模擬雨水和露水，被測材料放置在一定溫度下的光照和潮氣交替的循環(huán)程序中進行測試，用數(shù)天或數(shù)周的時間即可重現(xiàn)戶外數(shù)月乃至數(shù)年出現(xiàn)的危害，人工加速老化試驗數(shù)據(jù)可以幫助選擇新材料，改良現(xiàn)有材料，以及評價配方的變化是如何影響產(chǎn)品的耐久性的。

1.操作注意事項

燈的安裝：安裝或拆卸氙燈前，必須關(guān)閉安全斷路開關(guān)的電源和儀器電源開關(guān)。

冷卻循環(huán)：試驗停止時，本儀器啟動持續(xù)兩分鐘的冷卻循環(huán)，以冷卻氙燈和降低試驗箱濕度。冷卻循環(huán)結(jié)束前，切勿打開試驗箱的門。

灼熱表面！試驗期間，冷凝作用使熱水在試驗箱門內(nèi)側(cè)積聚。試驗結(jié)束后，請小心打開試驗箱的門。

氙燈：切勿赤手操作氙燃燒管或玻璃過濾器。美膚油會沉積在其上，燒進玻璃內(nèi)。手握燈時，必須帶棉或橡膠手套。若玻璃已接觸皮膚，用光學(xué)玻璃清潔劑清潔。

燈引線：引線斷開時，切勿試圖將燈點燃，否則會形成電弧，損壞儀器。

排氣系統(tǒng)：切勿將本老化試驗機直接接到任何現(xiàn)有的排氣系統(tǒng)上。否則，本儀器可能會因吸入壓力或背壓被損壞而導(dǎo)致試驗無效。

油水分離器：為防止污染試樣，只能通過工業(yè)級油水分離器（用戶提供）向本儀器提供壓縮空氣。

2.儀器安裝

儀器安裝程序必須由千實合格的技術(shù)員進行。不合格人員試圖進行安裝可能會導(dǎo)致人員受到嚴(yán)重傷害和儀器損壞。

安裝前，必須綜合考慮占地面積、壓縮空氣、供水/排水和環(huán)境要求。

3.設(shè)施要求

從板條箱中取出本儀器前，請保證設(shè)施的空氣供應(yīng)和供水符合本節(jié)的要求。在符合以下規(guī)格的清潔的環(huán)境中安裝本儀器。

環(huán)境等級和符合性

溫度范圍： 16-29℃（60-85℉）

濕度范圍： 0-85%RH，不凝結(jié)

海拔： 達2000米（6560英尺）

貯藏： 10-43℃（50-110℉），20-80%RH

污染等級：2

安裝類別：2

（注：若符合性大于安裝類別2，用戶必須提供附加過濾，以將交流輸入線路瞬變限制為2.5kV。）

實驗室試驗設(shè)備安全： EN 61010-1、UL61010-1、CSA61010-1

機械指令： EN 60204-1

機械安全： ISO 12100-1、ISO 112100-2

電磁兼容性符合性： EN 61326

4.  CE符合性

實驗室應(yīng)通風(fēng)良好，保證氣流、空氣污染或粉塵盡可能少。切勿將本儀器安裝在腐蝕性或有毒環(huán)境中，或腐蝕試驗設(shè)備的附近。不要將設(shè)備安裝在倉庫、鍋爐房、車庫/工廠區(qū)域、油漆間、或通向外部環(huán)境的門頻繁打開會導(dǎo)致室內(nèi)溫度和濕度變化的地方等位置處。此類位置可能會對儀器運行、壽命和試驗完整性（重復(fù)性）產(chǎn)生不良影響。

廢熱和水蒸汽的產(chǎn)生

老化試驗機運行時通常會產(chǎn)生副產(chǎn)物廢熱和水蒸氣。大部分廢熱和水蒸氣通過排氣管或燈冷卻系統(tǒng)換熱器從儀器排出。確定設(shè)施空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱負(fù)荷時必須考慮剩余的廢熱和水蒸氣。

A約50%的氙燈熱量通過頂部管道排向儀器周圍的空氣中。

B試驗箱內(nèi)的廢熱也通過儀器的頂部排氣管道排出。

C大部分以上熱量可被實驗室的排氣系統(tǒng)捕捉，但切勿將實驗室排氣系統(tǒng)直接接到儀器排氣管道上，否則會因吸入導(dǎo)致故障和試驗無效。

D控制系統(tǒng)和電力變壓器/電抗器的熱量通過框架外面板輻射掉。

E表2-1為排放或輻射到儀器周圍空氣中的總熱量。

水要求

老化試驗機要求為增濕系統(tǒng)、試樣、試樣架噴霧器和燈冷卻系統(tǒng)提供去離子（DI）水。冷卻燈冷卻系統(tǒng)水箱內(nèi)的去離子水要求使用標(biāo)準(zhǔn)自來水。輸送自來水的CS-7換熱器屬于閉合回路的一部分，因此自來水不會接觸DI水或試樣。

DI水

壓力： 124-207kPa（18-30psi）

純度： 小于溶解固體的1ppm。

小于硅石和鐵銹的0.1ppm。

排氣管道

建議客供排氣管道定位在儀器正上方，但不接到儀器上。必須盡可能降低其流量，以保證拆卸儀器排氣口時不會改變試驗箱的空氣流量。

2.2氙燈安裝

安裝或拆卸氙燈前，務(wù)必關(guān)閉安全斷路開關(guān)和儀器電源開關(guān)處的電源。

燈冷卻完畢前，切勿關(guān)閉儀器電源。讓儀器完成約兩分鐘的自動均衡模式。

切勿赤手觸摸氙燃燒器或燈過濾器。美膚油會沉積在其上，燒進玻璃內(nèi)。手握燈時，必須帶棉或橡膠手套。若玻璃已接觸皮膚，用光學(xué)玻璃清潔劑清潔。

每個老化試驗機通常隨配一個校準(zhǔn)好的參考標(biāo)準(zhǔn)燈。切勿拆開校準(zhǔn)好的參考標(biāo)準(zhǔn)燈。工廠已對部件進行了調(diào)整。

校準(zhǔn)燈在相應(yīng)的功率級提供精確的輻照度輸出。工作燈在正常運行使用，配有過濾器殼體以容納可互換的玻璃過濾器。提供各種內(nèi)濾器和外濾器可供選購。

裝配燈前，按試驗方法確定所需的內(nèi)外濾器。將過濾器和部件置于平整、但不會使其滑到地板上的表面上。每個燈部件具有一個確定其定位的銷或孔。仔細(xì)對準(zhǔn)每個銷子和匹配孔。這樣可保證每次更換過濾器時的同軸度。

拆卸其它部件（過濾器殼體和外濾器）前，必須先將氙燃燒器從燈上拆下，否則可能損壞燃燒器。

將裝配好的燈置于試驗箱內(nèi)。將過濾器上部殼體定位在燈具水嘴接頭中。扭動燈，直至定位銷落入適當(dāng)位置，然后順時針轉(zhuǎn)動裝配環(huán)四分之一圈。將燈引線夾滑到電極頭上，然后擰動滾花翼型螺釘，上緊引線夾。此時，燈已安裝完成，運行準(zhǔn)備就緒。

安裝引線夾時，務(wù)必保證方向，引線背向燃燒器底座，這樣可以防止引線產(chǎn)生電弧的任何可能性。

放回工作燈時和放回后，在燈水嘴接頭（支座）中安裝一個新的密封墊片以保證*密封。熱量和燈的安裝/拆卸均會降低墊片的性能。

3.0 部件和控件

3.1 簡介

本節(jié)說明了老化試驗機部件和控件的位置和功能。雖然正常運行過程中可能不會用到每個部件或控件，但在故障排除或維護程序中需要知道其確切位置。

3.2 試驗箱部件

（1）風(fēng)機：風(fēng)機用于使空氣在試驗箱內(nèi)循環(huán)流動。當(dāng)調(diào)節(jié)風(fēng)門打開時，環(huán)境空氣吸入，沿進風(fēng)道向下流動，經(jīng)過增濕器噴嘴，越過空氣加熱器，然后通過地板排氣孔進入試驗箱。空氣向上流動，越過試樣架，然后從試驗箱天花板通過排氣管道排出。調(diào)節(jié)風(fēng)門關(guān)閉時，試驗箱空氣在閉合回路中循環(huán)流動（不排氣），以將保持穩(wěn)定的設(shè)定點溫度。

（2）相對濕度傳感器：該傳感器是固態(tài)電容性器件，安裝在試驗箱頂部，用于監(jiān)測試驗箱的相對濕度。

（3）試驗箱溫度傳感器：又稱“干球”傳感器，為鉑（Pt-100）RTD（電阻式溫度檢測器），安裝在試驗箱內(nèi)。用于監(jiān)測試驗箱內(nèi)空氣的溫度。

（4）排氣管道：調(diào)節(jié)風(fēng)門部分或*打開時，試驗箱空氣通過該管道排出。該空氣通常溫暖潮濕，應(yīng)輸送到不與該排氣管道物理實體連接的設(shè)施排氣系統(tǒng)內(nèi)。

（5）進風(fēng)道：調(diào)節(jié)風(fēng)門部分或*打開時，環(huán)境空氣通過進氣口空氣過濾器和該管道吸入。

（6）調(diào)節(jié)風(fēng)門：該“空氣閥”自動控制，以調(diào)節(jié)試驗箱和周圍環(huán)境之間的換氣。經(jīng)過一段時間的小調(diào)節(jié)之后，調(diào)節(jié)風(fēng)門自行設(shè)定至固定位置，只允許從環(huán)境中吸入少量的冷空氣。接著，空氣加熱器運行，在當(dāng)前循環(huán)期間控制試驗箱設(shè)定點溫度。

（7）燈引線：該絕緣引線將氙燈接至點火器。由于引線以高電壓傳導(dǎo)較高電流，因此牢牢固定在氙燈電極上，以防接觸不良和形成電弧。

（8）燈支座/水嘴接頭：氙燈用機械方式固定在該接頭上，該接頭給燈提供了安裝位置并能將燈連接到燈冷卻系統(tǒng)的供水管道上。

（9）光棒：該光棒由固體石英制成，用不銹鋼外殼包裹。它將氙燈的光傳遞給光敏傳感器。

（10）氙燈：氙燈由不銹鋼的過濾器上部和下部殼體、內(nèi)和外濾器、氙燃燒器構(gòu)成。氙燃燒器的光譜輸出可通過使用不同的內(nèi)外濾器組合進行調(diào)整。為選擇所有過濾器和輻照度范圍選擇氙燈過濾器。

（11）試樣噴霧器：加壓去離子水噴射到試樣正面，以模擬雨水和水的腐蝕作用。為模擬熱沖擊，高溫試樣可用冷試樣噴霧器噴水。試樣噴霧器僅使用冷水。

（12）黑色面板傳感器：黑色面板傳感器（黑色面板或黑色標(biāo)準(zhǔn)）是鉑（Pt-100）電阻式溫度器件，安裝在試樣夾上。黑色面板溫度是試驗箱溫度與氙燈光譜紅外（熱波長）部分發(fā)出的熱之和。試樣架上還可選擇增設(shè)第二個黑色面板傳感器，這樣其中一個面板傳感器可用于控制，另一個可用于監(jiān)測。

（13）試樣架噴霧器：加壓去離子水噴射到試樣的背面，以模擬露珠效應(yīng)，由于受到該噴霧器的急劇冷卻作用，溫暖潮濕的試驗箱空氣在試樣正面凝結(jié)。試樣架噴霧器通常在暗循環(huán)啟動，但也可在自定義程序中修改以在亮循環(huán)運行。

（14）試樣架：試樣架以4rpm繞氙燈轉(zhuǎn)動，以保證安裝在試樣架上的試樣受光均勻。老化試驗機關(guān)閉時，滑動離合器使試樣架能自由轉(zhuǎn)動，而不損壞傳動系統(tǒng)。試樣夾可以任一組合固定在架子上，以提供大的樣本容量。

（15）空氣偏導(dǎo)器：空氣偏導(dǎo)器為不銹鋼圓環(huán)?？諝馔ㄟ^試驗箱地板排氣孔向上流動，越過空氣偏導(dǎo)器，空氣偏導(dǎo)器引導(dǎo)氣流從試樣架上的試樣上流過。

（16）空氣加熱器：空氣加熱器是在環(huán)境空氣流入試驗箱時對其進行加熱的圓形元件?？諝饧訜崞髫?fù)責(zé)在試驗循環(huán)期間調(diào)節(jié)風(fēng)門處于固定位置后保持對穩(wěn)定的試驗箱溫度的控制。

（17）試驗箱排水管：該重力排水管用于將冷凝液和噴水從試驗箱排出。

（18）光敏傳感器：該光敏傳感器用于監(jiān)測氙燈的輻照度輸出。其外殼包括一個或兩個模塊化膠囊，每個小容器帶一個用于縮小檢測到的輻照度的波長范圍的干涉濾光片（340nm、420nm或300-400nm）和一個檢測輻照度的光電二極管。光沿光棒向下傳播，通過干涉濾光片，然后投射到光電二極管上，光電二極管將光能轉(zhuǎn)換成電信號。

（19）增濕噴嘴：增濕器噴嘴利用加壓空氣和水混合物及不銹鋼霧化噴嘴產(chǎn)生濕潤的細(xì)霧。噴嘴頭有個懸吊著的?？諝夂退幕旌衔镫x開噴嘴，撞擊，引發(fā)高頻振動。振動的分裂水分子，即使水分子霧化，形成霧。霧與進氣混合，通過地板排氣孔進入試驗箱。

（20）相對濕度校準(zhǔn)接口：該接口供相對濕度標(biāo)準(zhǔn)傳感器插入以便進行校準(zhǔn)。

（21）試驗箱溫度傳感器校準(zhǔn)接口：該接口在校準(zhǔn)時供RTD標(biāo)準(zhǔn)傳感器插入。

5.0 功能異常之判斷處理：

（若機器遇到故障時，請詳閱本手冊以排除故障原因）