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(shí)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(duì)較高，而高緯度地區(qū)則較低。為了準(zhǔn)確模擬產(chǎn)品在不同實(shí)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(chǎng)景需求

• 不同的材料在實(shí)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(duì)特定的材料和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行精準(zhǔn)的老化試驗(yàn)。

（二）確保試驗(yàn)準(zhǔn)確性

1. 標(biāo)準(zhǔn)要求

• 許多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)紫外線老化試驗(yàn)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求特定的光照度水平。只有準(zhǔn)確調(diào)節(jié)光照度，才能使試驗(yàn)結(jié)果符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而對(duì)材料的耐候性做出準(zhǔn)確評(píng)估。

2. 對(duì)比性試驗(yàn)

• 在進(jìn)行不同材料或者不同處理方式的對(duì)比性老化試驗(yàn)時(shí)，統(tǒng)一且可調(diào)節(jié)的光照度是保證試驗(yàn)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(huì)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(yàn)需求逐步調(diào)整燈管功率。例如，當(dāng)需要較低光照度時(shí)，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(jì)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(duì)于一個(gè)有 8 組燈管的老化箱，如果只開啟 4 組，光照度將會(huì)降低，這種方式可以提供較為離散的光照度調(diào)節(jié)選項(xiàng)。

（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(gè)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(gè)箱內(nèi)，實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)光照度的精細(xì)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(jìn)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(shí)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)的光照度，并將信號(hào)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(shí)際測(cè)量值之間的差異，自動(dòng)調(diào)節(jié)燈管功率或其他相關(guān)參數(shù)，以實(shí)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(cè)到實(shí)際光照度高于 X，控制系統(tǒng)會(huì)降低燈管功率，直到光照度達(dá)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(shí)間增長(zhǎng)，燈管內(nèi)部的燈絲和熒光粉等部件會(huì)逐漸老化。這會(huì)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(huì)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(shí)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(huì)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(huì)在某些波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外線輻射強(qiáng)度減弱，這對(duì)于需要特定光譜分布的老化試驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)影響光照度調(diào)節(jié)的準(zhǔn)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(huì)影響光照度。較高的溫度可能會(huì)使紫外線燈管的發(fā)光效率提高，但同時(shí)也可能加速燈管老化。另一方面，溫度變化會(huì)影響空氣的密度和折射率，從而對(duì)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(huì)因?yàn)榭諝庹凵渎实淖兓l(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(duì)光照度的影響主要體現(xiàn)在對(duì)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(xué)元件可能會(huì)因?yàn)樗Y(jié)而降低反射效率或透光率，從而影響光照度。例如，當(dāng)反射鏡表面有水汽凝結(jié)時(shí)，其反射的紫外線光線強(qiáng)度會(huì)減弱，進(jìn)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(huì)影響光照度。如果樣品的反射率較高，會(huì)將更多的紫外線光線反射回去，可能會(huì)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(huì)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(huì)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(xiàng)

（一）安全操作

1. 紫外線防護(hù)

• 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(shí)，必須采取充分的紫外線防護(hù)措施。操作人員應(yīng)佩戴紫外線防護(hù)眼鏡、防護(hù)手套等防護(hù)用品，避免紫外線對(duì)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(jìn)行帶電操作。避免因電氣故障導(dǎo)致觸電事故。

（二）校準(zhǔn)與驗(yàn)證

1. 定期校準(zhǔn)

• 為了確保光照度調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，需要定期對(duì)大型紫外線老化箱的光照度進(jìn)行校準(zhǔn)。可以使用專業(yè)的光照度校準(zhǔn)儀器，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備說明書的要求，對(duì)箱內(nèi)不同位置的光照度進(jìn)行測(cè)量和校準(zhǔn)。

2. 驗(yàn)證調(diào)節(jié)效果

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

六、結(jié)論