紫外老化试验箱模拟环境试验的原理

UV老化试验箱模拟环境试验原理

1. 阳光模拟

QUV 使用荧光紫外灯模拟阳光来破坏耐用材料。紫外线灯在电气原理上与一般照明用的灯相似，但主要发射紫外线而不是可见光或红外线。

不同的应用条件需要不同的光谱，进而需要不同类型的灯。 UVA-340管对太阳光短波紫外波段有很好的模拟效果，其光谱能量分布（SPD）与太阳光截止点至360nm左右的太阳光谱吻合良好（如图所示）在图 2）。

UV-B灯管（如图3所示）在QUV中也得到广泛应用。它们比 UV-A 灯导致更快的材料老化，但它们的波长比阳光的截止点更短，可能会对许多材料产生不切实际的结果。

图2所示的UVA-340灯管在现有灯管中对太阳光短波长的模拟效果。图3 UV-B型灯管利用紫外线的短波长达到快速老化的目的，这对于特别耐用材料的验证或质量控制非常有用。

2. 辐照度控制

为了获得准确且可重复的测试结果，需要控制辐照度（光强）。大多数 QUV 型号都配备了日光眼强度控制器。这种精确的光控系统为用户选择辐照度提供了方便。利用日光眼的反馈回路系统，可以连续自动控制和准确保持辐照度。日光眼可以通过调节灯的功率，自动补偿因灯老化等因素引起的光强变化。在短短几天或几周内，QUV 就可以模拟数月甚至数年在户外造成的损害。

QUV内部，由于荧光紫外灯固有的光谱稳定性，发光控制系统相对简单。随着灯的老化，所有光源的输出都会衰减。但是，与大多数其他类型的灯不同，紫外线灯的光谱不会随时间变化，这也提高了测试结果的可重复性。 QUV 也是使用测试的主要优势之一。

图4为QUV使用2小时灯管与5600小时灯管辐照度控制对比。可以看出，新灯和长期使用的灯的光谱差异几乎没有区别。这是因为，一方面利用日光眼照度控制器来维持光强，另一方面，由于紫外线灯固有的光谱稳定性，光谱能量分布几乎保持不变。达到**的太阳眼控制系统易于校准，符合ISO标准的追溯要求。

3. 水分模拟

试验室底部的水箱用于加热和产生蒸汽。在较高温度下，热蒸汽使测试室保持 100% 的相对湿度。在 QUV 中，测试样品实际上形成了测试室的侧壁，而样品的另一侧则暴露在测试室周围的空气中。相对较冷的室内空气使测试样品的表面比测试室内热蒸汽的温度低几度。这种温差产生冷凝循环现象，样品表面的液态水慢慢冷凝（如图5所示）。形成的冷凝水是非常稳定和高纯度的蒸馏水。这种高纯度蒸馏水提高了测试结果的可重复性并简化了 QUV 的安装和操作。

由于材料在户外长时间暴露在湿气侵蚀下，QUV至少需要4h的冷凝循环才能达到同样的效果。此外，冷凝过程在较高的温度（通常为50°C）下进行，大大加速了水分的侵蚀。使用 QUV 的长期热冷凝循环过程来模拟室外湿气侵蚀比其他方法更有效，例如飞溅、浸泡或高湿度。除了标准的冷凝功能外，QUV 还可以喷水以模拟雨水的影响，例如热冲击或机械侵蚀。用户可以操作QUV产生一个湿度循环并伴随着紫外线，这种模拟非常类似于自然老化。