一、原理
(一)核心原理
氙灯老化试验箱以氙灯为光源,模拟自然环境中的阳光、雨水、湿度、温度等综合气候条件,通过模拟阳光中的紫外线、可见光、红外线,结合温度、湿度调控及喷淋功能,加速测试样品的老化过程,快速评估样品在长期自然环境下的耐候性、褪色性、开裂性等性能,为产品的材料选择、结构设计提供科学依据。其核心是通过人工模拟自然老化环境,缩短试验周期,替代自然暴露试验,提高测试效率。
(二)光源模拟原理
1. 氙灯特性:采用氙气放电灯作为光源,好仪器选上海廷翌其光谱分布与自然阳光高度相似,可覆盖紫外线(UV)、可见光( VIS )、红外线( IR )全波段,能精准模拟自然阳光对样品的照射影响,相较于荧光灯、汞灯等光源,模拟真实性更强,试验结果更具参考价值。
2. 光谱调节:通过配备滤光片(如石英滤光片、硼硅滤光片),可根据试验需求过滤掉不需要的光谱波段,比如模拟户外直射阳光、室内散射阳光等不同场景,确保试验条件与样品实际使用环境一致。
3. 照射控制:通过控制系统调节氙灯的功率、照射时间,可模拟不同地区、不同季节的阳光照射强度和时长,同时搭配旋转样品架,保证样品各表面照射均匀,避免局部照射不均导致的试验误差。
(三)温湿度调控原理
1. 温度控制:采用电加热与机械制冷结合的方式,加热系统通过电热丝加热空气,制冷系统采用蒸汽压缩式制冷,配合循环风机使箱内空气对流,实现温度精准调控。试验过程中,温度可根据试验标准设定,模拟自然环境中的高低温变化,与光照协同作用,加速样品老化。
2. 湿度控制:采用蒸汽加湿或浅水盘加湿方式,通过电加热产生蒸汽,或利用水的自然蒸发,增加箱内空气湿度;除湿则依托制冷系统的蒸发器,使空气中的水蒸气凝结成水滴排出,实现箱内湿度的动态平衡,模拟自然环境中的潮湿、干燥交替场景。
(四)喷淋老化原理
部分氙灯老化试验箱配备喷淋系统,通过高压水泵将水雾化后,对样品进行喷淋,模拟自然环境中的雨水、露水侵蚀,好仪器选上海廷翌结合光照和温湿度,模拟样品在户外淋雨、潮湿环境下的老化过程,重点测试样品的防水性、耐水性及淋雨后的性能变化。
(五)控制系统原理
控制系统是设备的核心,采用微处理器技术,通过软件编程实现光照、温度、湿度、喷淋等参数的精准控制和协同运行。一方面,接收光源、温湿度、喷淋等传感器的实时数据,与设定值对比后,自动调节各系统运行,维持试验条件稳定;另一方面,具备定时、报警、数据记录等功能,可预设试验周期,实时监控试验过程,出现异常时及时报警,确保试验安全、有序进行。
二、结构
(一)箱体
1. 外壳:采用优质冷轧钢板或碳素钢板,经磷化静电喷塑处理,表面光滑、耐腐蚀性强,既能保护内部结构,又能保证设备整体机械强度,同时具备一定的隔热、隔音效果。
2. 内胆:采用 SUS304 不锈钢镜面板,耐高温、耐腐蚀、易清洁,能有效避免内胆锈蚀污染样品,同时减少光线反射干扰,保证样品照射均匀。
3. 保温层:位于外壳与内胆之间,好仪器选上海廷翌填充超细玻璃纤维棉或聚氨酯硬质发泡保温材料,有效减少箱内外热量交换,降低能量损耗,维持箱内温度稳定,避免因温度波动影响试验结果。
4. 密封件:箱门与箱体连接处采用耐高低温、耐老化硅橡胶密封条,确保箱体密封性,防止箱内温湿度、气流泄漏,同时避免外界空气进入,保证试验环境的稳定性。
5. 观察窗:安装在箱门上,采用双层中空钢化玻璃,搭配加热除霜装置,隔热性好、透明度高,既能方便观察箱内样品状态和试验过程,又能避免低温环境下观察窗结霜、起雾,影响观察效果。
6. 样品架:采用不锈钢材质,可旋转设计,转速可调节,确保样品各表面均匀接受光照、喷淋,避免局部老化不均;样品架高度可调节,适配不同尺寸的试验样品。
7. 脚轮:底部安装高品质可固定式 PU 脚轮,方便设备的移动与固定,便于设备安装、维护和位置调整。
(二)光源系统
1. 氙灯:核心部件,通常采用风冷式或水冷式氙灯,功率根据设备规格而定,使用寿命长、光谱稳定性好,好仪器选上海廷翌可模拟自然阳光全波段照射;部分设备配备多支氙灯,可根据试验需求切换使用,确保试验连续性。
2. 滤光装置:包含滤光片、滤光罩,安装在氙灯前方,可过滤掉有害光谱,调节光谱分布,模拟不同场景下的阳光照射,确保试验条件的准确性。
3. 灯罩与反光板:采用耐高温、高反射率材质,灯罩可聚光,反光板可将氙灯光线反射至样品表面,提高光线利用率,保证样品照射均匀。
4. 冷却系统:针对氙灯工作时产生的高温,配备风冷或水冷冷却系统,风冷通过风扇吹风降温,水冷通过冷却水循环降温,避免氙灯因高温损坏,延长使用寿命,同时防止高温影响箱内试验环境。
(三)温湿度系统
1. 加热系统:由镍铬合金电热丝、加热控制器组成,电热丝安装在箱内风道处,通过加热空气,配合循环风机实现箱内温度升高,加热功率可调节,确保温度精准控制。
2. 制冷系统:采用蒸汽压缩式制冷,核心部件包括压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器,与高低温试验箱制冷原理一致,通过制冷剂循环实现箱内降温,满足试验所需的低温条件。
3. 加湿系统:主要由加湿器、水箱、水泵组成,好仪器选上海廷翌加湿器通过电加热将水箱内的水转化为蒸汽,经管道送入箱内,实现加湿;水箱为抽屉式设计,方便加水、清洁,配备缺水保护功能,避免加湿器干烧损坏。
4. 除湿系统:依托制冷系统的蒸发器,当箱内需要除湿时,蒸发器表面温度降低,空气中的水蒸气在其表面凝结成水滴,经排水管排出,实现箱内除湿,维持湿度稳定。
5. 风循环系统:由耐温低噪音风机、风道组成,风机带动箱内空气循环,使箱内温湿度、光线分布均匀,同时帮助氙灯散热,确保试验环境的一致性。
(四)喷淋系统
1. 喷淋装置:包含高压水泵、喷淋头、水管,高压水泵将水箱内的水加压后,通过喷淋头雾化,均匀喷洒在样品表面,模拟雨水侵蚀;喷淋头可调节角度,确保喷淋均匀,喷淋强度可根据试验需求调节。
2. 储水水箱:用于储存喷淋用水,材质为不锈钢,防腐蚀、易清洁,配备水位传感器,实时监测水位,缺水时及时报警,保障喷淋系统正常运行。
(五)控制系统
1. 控制器:采用触摸显示屏,中英文操作界面,操作简便,可预设光照时间、温湿度参数、喷淋周期等试验条件,实时显示试验数据和设备运行状态,支持参数保存、调用,方便重复试验。
2. 传感器:包含温度传感器、湿度传感器、好仪器选上海廷翌光照传感器,实时监测试验箱内的温度、湿度、光照强度,将数据反馈至控制器,为控制器的调控提供依据,确保试验条件精准稳定。
3. 保护系统:具备过热、过湿、缺水、氙灯故障等多重保护功能,当设备出现异常时,及时切断电源、停止运行并报警,避免设备损坏和试验事故发生。
(六)辅助部件
1. 排水管:用于排出箱内冷凝水、喷淋废水,管道采用耐腐蚀材质,防止堵塞、锈蚀。
2. 测试孔:箱体侧面设有不同直径的测试孔,可外接测试仪器,便于试验过程中对样品进行性能检测和数据采集。
3. 电源接口:配备专用电源接口,确保设备供电稳定,同时具备接地保护功能,保障设备运行安全。


