大型紫外線老化箱光照度的調(diào)節(jié)

一、引言

二、大型紫外線老化箱光照度調(diào)節(jié)的重要性

（一）模擬真實環(huán)境

1. 不同地域光照差異

• 在自然界中，不同的地理位置、氣候帶和季節(jié)，紫外線的光照度存在很大差異。例如，赤道附近地區(qū)的紫外線光照度相對較高，而高緯度地區(qū)則較低。為了準確模擬產(chǎn)品在不同實際環(huán)境下的老化過程，需要能夠調(diào)節(jié)大型紫外線老化箱內(nèi)的光照度。

2. 不同應(yīng)用場景需求

• 不同的材料在實際使用中的光照暴露情況也各不相同。例如，戶外建筑材料和汽車內(nèi)飾材料所面臨的紫外線光照度不同。通過調(diào)節(jié)光照度，可以針對特定的材料和應(yīng)用場景進行精準的老化試驗。

（二）確保試驗準確性

1. 標準要求

• 許多行業(yè)標準和規(guī)范對紫外線老化試驗中的光照度有明確的規(guī)定。例如，某些塑料材料的老化試驗標準要求特定的光照度水平。只有準確調(diào)節(jié)光照度，才能使試驗結(jié)果符合相關(guān)標準，從而對材料的耐候性做出準確評估。

2. 對比性試驗

• 在進行不同材料或者不同處理方式的對比性老化試驗時，統(tǒng)一且可調(diào)節(jié)的光照度是保證試驗公平性和結(jié)果可比性的關(guān)鍵因素。

三、大型紫外線老化箱光照度調(diào)節(jié)的方法

（一）設(shè)備自帶調(diào)節(jié)功能

1. 燈管功率調(diào)節(jié)

• 大型紫外線老化箱通常配備有可調(diào)節(jié)功率的紫外線燈管。通過控制燈管的輸入功率，可以改變其發(fā)出的紫外線光照度。一般來說，設(shè)備的控制面板上會有相應(yīng)的功率調(diào)節(jié)按鈕或者旋鈕，操作人員可以根據(jù)試驗需求逐步調(diào)整燈管功率。例如，當需要較低光照度時，可以降低燈管的輸入功率，反之則提高功率。

2. 燈管數(shù)量控制

• 部分老化箱設(shè)計有多組紫外線燈管。在這種情況下，可以通過選擇開啟的燈管數(shù)量來調(diào)節(jié)光照度。開啟的燈管數(shù)量越多，箱內(nèi)的光照度就越高。例如，對于一個有 8 組燈管的老化箱，如果只開啟 4 組，光照度將會降低，這種方式可以提供較為離散的光照度調(diào)節(jié)選項。

（二）光路系統(tǒng)調(diào)整

1. 反射鏡角度調(diào)節(jié)

• 老化箱的光路系統(tǒng)中包含反射鏡，其作用是將紫外線燈管發(fā)出的光線反射并均勻分布在箱內(nèi)。通過調(diào)節(jié)反射鏡的角度，可以改變光線的反射路徑和分布情況，從而影響光照度。例如，將反射鏡的角度稍微調(diào)整，使光線更集中在某個區(qū)域，可以提高該區(qū)域的光照度，或者通過調(diào)整使光線更均勻地分散在整個箱內(nèi)，實現(xiàn)整體光照度的優(yōu)化。

2. 遮光裝置的使用

• 一些大型紫外線老化箱配備有遮光裝置，如遮光板或遮光簾。這些遮光裝置可以部分遮擋紫外線燈管發(fā)出的光線，從而降低光照度。通過調(diào)整遮光裝置的位置或開度，可以實現(xiàn)對光照度的精細調(diào)節(jié)。例如，將遮光板插入光路中一定的深度，可以按比例減少光照度。

（三）傳感器反饋調(diào)節(jié)

1. 光照度傳感器

• 先進的大型紫外線老化箱內(nèi)置光照度傳感器。該傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測箱內(nèi)的光照度，并將信號反饋給控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的光照度值與實際測量值之間的差異，自動調(diào)節(jié)燈管功率或其他相關(guān)參數(shù)，以實現(xiàn)光照度的精確控制。例如，如果預(yù)設(shè)光照度為 X 勒克斯，而傳感器檢測到實際光照度高于 X，控制系統(tǒng)會降低燈管功率，直到光照度達到預(yù)設(shè)值。

四、影響大型紫外線老化箱光照度調(diào)節(jié)的因素

（一）燈管老化

1. 光輸出衰減

• 隨著紫外線燈管的使用時間增長，燈管內(nèi)部的燈絲和熒光粉等部件會逐漸老化。這會導(dǎo)致燈管的光輸出能力下降，即使在相同的功率設(shè)置下，光照度也會降低。例如，新燈管在額定功率下能夠提供 1000 勒克斯的光照度，使用一段時間后，可能只能提供 800 勒克斯的光照度。

2. 光譜分布變化

• 燈管老化還會引起紫外線光譜分布的變化。除了光照度降低外，老化后的燈管可能會在某些波長范圍內(nèi)的紫外線輻射強度減弱，這對于需要特定光譜分布的老化試驗會產(chǎn)生影響，同時也會影響光照度調(diào)節(jié)的準確性。

（二）箱內(nèi)環(huán)境

1. 溫度影響

• 大型紫外線老化箱內(nèi)的溫度會影響光照度。較高的溫度可能會使紫外線燈管的發(fā)光效率提高，但同時也可能加速燈管老化。另一方面，溫度變化會影響空氣的密度和折射率，從而對光線的傳播和分布產(chǎn)生影響。例如，在高溫環(huán)境下，光線可能會因為空氣折射率的變化而發(fā)生折射，導(dǎo)致光照度在某些區(qū)域的分布不均勻。

2. 濕度影響

• 濕度對光照度的影響主要體現(xiàn)在對光路系統(tǒng)的影響上。高濕度環(huán)境下，光路中的反射鏡和光學元件可能會因為水汽凝結(jié)而降低反射效率或透光率，從而影響光照度。例如，當反射鏡表面有水汽凝結(jié)時，其反射的紫外線光線強度會減弱，進而降低箱內(nèi)的光照度。

（三）樣品特性

1. 反射率和吸收率

• 放置在大型紫外線老化箱內(nèi)的樣品，其自身的反射率和吸收率特性會影響光照度。如果樣品的反射率較高，會將更多的紫外線光線反射回去，可能會增加箱內(nèi)的光照度或者改變光照度的分布。相反，如果樣品的吸收率高，會吸收大量的紫外線光線，導(dǎo)致周圍區(qū)域的光照度降低。例如，白色高反射率的樣品周圍光照度可能會比黑色高吸收率的樣品周圍光照度高。

五、大型紫外線老化箱光照度調(diào)節(jié)的注意事項

（一）安全操作

1. 紫外線防護

• 在調(diào)節(jié)光照度的過程中，尤其是在操作紫外線燈管或光路系統(tǒng)時，必須采取充分的紫外線防護措施。操作人員應(yīng)佩戴紫外線防護眼鏡、防護手套等防護用品，避免紫外線對眼睛和皮膚造成傷害。

2. 電氣安全

• 由于涉及到燈管功率調(diào)節(jié)等電氣操作，要確保設(shè)備接地良好，并且在操作前切斷電源或者按照設(shè)備操作規(guī)程進行帶電操作。避免因電氣故障導(dǎo)致觸電事故。

（二）校準與驗證

1. 定期校準

• 為了確保光照度調(diào)節(jié)的準確性，需要定期對大型紫外線老化箱的光照度進行校準。可以使用專業(yè)的光照度校準儀器，按照相關(guān)標準和設(shè)備說明書的要求，對箱內(nèi)不同位置的光照度進行測量和校準。

2. 驗證調(diào)節(jié)效果

• 在調(diào)節(jié)光照度后，要進行驗證操作。可以通過在箱內(nèi)放置光照度傳感器或者采用標準樣品進行短期老化試驗，檢查光照度是否達到預(yù)設(shè)值，以及是否滿足試驗要求。

六、結(jié)論