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紫外老化試驗箱的工作原理

 更新時間:2025-04-27 點擊量:156

  紫外老化試驗箱主要通過模擬自然環境中的紫外線輻射、溫度、濕度等因素,加速材料的老化過程,以評估材料在長期使用過程中的耐老化性能。其工作原理涉及以下多個方面:

一、紫外線輻射

(一)光源選擇

  試驗箱通常采用UVA、UVB等紫外線燈管作為光源。這些燈管能發射出特定波長的紫外線,如UVA波長在315 - 400nm,UVB波長在280 - 315nm。不同波長的紫外線對材料的作用不同,UVA能深入材料內部,引發光氧化反應,導致材料顏色變化、機械性能下降等;UVB能量較高,主要作用于材料表面,使材料表面產生裂紋、粉化等現象。

(二)輻射強度控制

  通過調節燈管的功率、數量以及與樣品的距離等方式,精確控制紫外線的輻射強度。一般試驗箱會配備輻照計,實時監測紫外線的輻照強度,并反饋給控制系統,以便自動調整,確保試驗過程中輻射強度的穩定性和準確性。

二、溫度控制

(一)加熱系統

  試驗箱內設有加熱裝置,如加熱絲或加熱板等。當箱內溫度低于設定值時,加熱系統啟動,通過熱傳遞使空氣升溫,進而加熱試驗樣品。溫度的升高會加速材料內部的分子運動,使材料的化學反應速率加快,與紫外線的作用相互協同,加速材料老化。

(二)溫度均勻性

  為保證箱內各部位溫度均勻,通常會設置循環風扇,使熱空氣在箱內均勻流通。同時,溫度控制系統會根據多個測溫點的反饋信息,精確調節加熱功率,確保整個試驗區域的溫度差異在允許范圍內。

三、濕度調節

(一)加濕系統

  一般采用超聲波加濕器或蒸汽加濕器等設備。當箱內濕度低于設定值時,加濕器工作,將水分轉化為水蒸氣釋放到箱內空氣中,增加空氣濕度。高濕度環境會促進材料表面的水解反應和腐蝕過程,與紫外線共同作用,加速材料老化。

(二)除濕系統

  當濕度高于設定值時,除濕系統啟動。常見的除濕方式有冷凝除濕和吸附除濕等。冷凝除濕通過降低空氣溫度,使水蒸氣凝結成水滴排出;吸附除濕則利用吸附劑吸附空氣中的水分,達到降低濕度的目的。

四、空氣循環

(一)促進均勻性

  空氣循環系統通過風扇使箱內空氣不斷流動,確保紫外線、溫度和濕度在箱內均勻分布,讓試驗樣品各個部位都能受到一致的老化作用。

(二)排除揮發物

  材料在老化過程中可能會產生一些揮發性氣體,這些氣體若積聚在箱內,可能會影響試驗結果。空氣循環系統能及時將這些揮發物排出箱外,保持箱內環境的穩定性。

五、控制系統

(一)綜合調控

  控制系統是試驗箱的核心,它集成了對紫外線輻射強度、溫度、濕度等多個參數的控制功能。操作人員可通過控制面板設定各項參數,控制系統根據設定值和實際監測值進行自動調節,確保試驗在預定的條件下準確、穩定地進行。

(二)數據記錄與分析

  控制系統還具備數據記錄功能,能實時記錄試驗過程中的各項參數,如紫外線輻照強度、溫度、濕度隨時間的變化等。這些數據可用于分析材料的老化規律,評估材料的耐老化性能,為材料的研發、生產和應用提供重要依據。


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