氙燈老化試驗(yàn)儀原理

氙燈老化試驗(yàn)儀原理用途：

  氙燈老化試驗(yàn)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(yàn)。

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

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(yàn)樣品不大或不多，建議使用臺(tái)式氙燈，可以達(dá)到同樣的效果。

氙燈耐氣候試驗(yàn)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(yàn)的一項(xiàng)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(yàn)。氙燈耐候試驗(yàn)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(yàn)機(jī)可以模擬由陽光，雨水和露水造成的害。氙燈耐候試驗(yàn)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(cè)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(jìn)行測(cè)試，用數(shù)天或數(shù)周的時(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)可以幫助選擇新材料，改良現(xiàn)有材料，以及評(píng)價(jià)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(xiàng)

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

灼熱表面！試驗(yàn)期間，冷凝作用使熱水在試驗(yàn)箱門內(nèi)側(cè)積聚。試驗(yàn)結(jié)束后，請(qǐng)小心打開試驗(yàn)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(huì)沉積在其上，燒進(jìn)玻璃內(nèi)。手握燈時(shí)，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(shí)，切勿試圖將燈點(diǎn)燃，否則會(huì)形成電弧，損壞儀器。

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

油水分離器：為防止污染試樣，只能通過工業(yè)級(jí)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(shí)合格的技術(shù)員進(jìn)行。不合格人員試圖進(jìn)行安裝可能會(huì)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(qǐng)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(jí)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(dá)2000米（6560英尺）

貯藏： 10-43℃（50-110℉），20-80%RH

污染等級(jí)：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(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)備安全： EN 61010-1、UL61010-1、CSA61010-1

機(jī)械指令： EN 60204-1

機(jī)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(shí)驗(yàn)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(yàn)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(huì)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(huì)對(duì)儀器運(yùn)行、壽命和試驗(yàn)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(yàn)機(jī)運(yùn)行時(shí)通常會(huì)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(shí)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(yàn)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(shí)驗(yàn)室的排氣系統(tǒng)捕捉，但切勿將實(shí)驗(yàn)室排氣系統(tǒng)直接接到儀器排氣管道上，否則會(huì)因吸入導(dǎo)致故障和試驗(yàn)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(yàn)機(jī)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(huì)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(shí)不會(huì)改變?cè)囼?yàn)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(dòng)均衡模式。

切勿赤手觸摸氙燃燒器或燈過濾器。美膚油會(huì)沉積在其上，燒進(jìn)玻璃內(nèi)。手握燈時(shí)，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(gè)老化試驗(yàn)機(jī)通常隨配一個(gè)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(duì)部件進(jìn)行了調(diào)整。

校準(zhǔn)燈在相應(yīng)的功率級(jí)提供精確的輻照度輸出。工作燈在正常運(yùn)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(yàn)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(huì)使其滑到地板上的表面上。每個(gè)燈部件具有一個(gè)確定其定位的銷或孔。仔細(xì)對(duì)準(zhǔn)每個(gè)銷子和匹配孔。這樣可保證每次更換過濾器時(shí)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(yàn)箱內(nèi)。將過濾器上部殼體定位在燈具水嘴接頭中。扭動(dòng)燈，直至定位銷落入適當(dāng)位置，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)裝配環(huán)四分之一圈。將燈引線夾滑到電極頭上，然后擰動(dòng)滾花翼型螺釘，上緊引線夾。此時(shí)，燈已安裝完成，運(yùn)行準(zhǔn)備就緒。

安裝引線夾時(shí)，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(shí)和放回后，在燈水嘴接頭（支座）中安裝一個(gè)新的密封墊片以保證*密封。熱量和燈的安裝/拆卸均會(huì)降低墊片的性能。

3.0 部件和控件

3.1 簡(jiǎn)介

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

3.2 試驗(yàn)箱部件

（1）風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)用于使空氣在試驗(yàn)箱內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。當(dāng)調(diào)節(jié)風(fēng)門打開時(shí)，環(huán)境空氣吸入，沿進(jìn)風(fēng)道向下流動(dòng)，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(jìn)入試驗(yàn)箱。空氣向上流動(dòng)，越過試樣架，然后從試驗(yàn)箱天花板通過排氣管道排出。調(diào)節(jié)風(fēng)門關(guān)閉時(shí)，試驗(yàn)箱空氣在閉合回路中循環(huán)流動(dòng)（不排氣），以將保持穩(wěn)定的設(shè)定點(diǎn)溫度。

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

（3）試驗(yàn)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(cè)器），安裝在試驗(yàn)箱內(nèi)。用于監(jiān)測(cè)試驗(yàn)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(shí)，試驗(yàn)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(shí)體連接的設(shè)施排氣系統(tǒng)內(nèi)。

（5）進(jìn)風(fēng)道：調(diào)節(jié)風(fēng)門部分或*打開時(shí)，環(huán)境空氣通過進(jìn)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(dòng)控制，以調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱和周圍環(huán)境之間的換氣。經(jīng)過一段時(shí)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(yùn)行，在當(dāng)前循環(huán)期間控制試驗(yàn)箱設(shè)定點(diǎn)溫度。

（7）燈引線：該絕緣引線將氙燈接至點(diǎn)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(jī)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(jìn)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(yàn)箱溫度與氙燈光譜紅外（熱波長(zhǎng)）部分發(fā)出的熱之和。試樣架上還可選擇增設(shè)第二個(gè)黑色面板傳感器，這樣其中一個(gè)面板傳感器可用于控制，另一個(gè)可用于監(jiān)測(cè)。

（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(yàn)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(dòng)，但也可在自定義程序中修改以在亮循環(huán)運(yùn)行。

（14）試樣架：試樣架以4rpm繞氙燈轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證安裝在試樣架上的試樣受光均勻。老化試驗(yàn)機(jī)關(guān)閉時(shí)，滑動(dòng)離合器使試樣架能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，而不損壞傳動(dòng)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(yàn)箱地板排氣孔向上流動(dòng)，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(yàn)箱時(shí)對(duì)其進(jìn)行加熱的圓形元件。空氣加熱器負(fù)責(zé)在試驗(yàn)循環(huán)期間調(diào)節(jié)風(fēng)門處于固定位置后保持對(duì)穩(wěn)定的試驗(yàn)箱溫度的控制。

（17）試驗(yàn)箱排水管：該重力排水管用于將冷凝液和噴水從試驗(yàn)箱排出。

（18）光敏傳感器：該光敏傳感器用于監(jiān)測(cè)氙燈的輻照度輸出。其外殼包括一個(gè)或兩個(gè)模塊化膠囊，每個(gè)小容器帶一個(gè)用于縮小檢測(cè)到的輻照度的波長(zhǎng)范圍的干涉濾光片（340nm、420nm或300-400nm）和一個(gè)檢測(cè)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(hào)。

（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(rùn)的細(xì)霧。噴嘴頭有個(gè)懸吊著的。空氣和水的混合物離開噴嘴，撞擊，引發(fā)高頻振動(dòng)。振動(dòng)的分裂水分子，即使水分子霧化，形成霧。霧與進(jìn)氣混合，通過地板排氣孔進(jìn)入試驗(yàn)箱。

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

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

5.0 功能異常之判斷處理：

（若機(jī)器遇到故障時(shí)，請(qǐng)?jiān)旈啽臼謨?cè)以排除故障原因）