一、核心原理与技术基础
氙灯辐照老化试验箱的核心在于其采用高压短弧氙灯作为光源。氙灯的光谱能量分布(290-800nm)与太阳光高度相似,尤其在关键的紫外(UV)、可见光和近红外(NIR)波段具有优异的匹配度,远超荧光紫外灯(如UVA-340)的模拟精度。通过滤光系统(如日光滤光器、窗玻璃滤光器),可精确调控光谱,模拟不同环境下的光照条件:
户外暴露:使用硼硅玻璃外罩+石英内罩,模拟直射日光;
透过玻璃的日光:增加窗玻璃滤光片,模拟室内材料老化;
特殊气候:如热带、寒带或高海拔环境,通过软件设定光强、温湿度组合。
二、系统构成与功能模块
1、光源系统
氙灯管:功率通常为1.8kW至6kW,寿命约1500-2000小时。需定期更换以保证辐照稳定性。
滤光系统:由内外双层滤光器组成,精确过滤不需要的波段,确保光谱符合ISO、ASTM、GB等国际标准(如ISO4892-2、ASTMG155)。
辐照度控制系统:氙灯辐照老化试验箱配备高精度紫外或全光谱辐射计,实时监测并自动调节灯管功率,维持设定辐照度(如0.35-1.10W/m2@340nm),确保实验一致性。
2、温控与湿度系统
黑板温度计(BPT)或黑标温度计(BST):模拟材料表面在阳光下的实际温度,控制范围通常为30-100℃。
空气温度控制:独立调控舱内空气温度,避免过热影响非光照区域。
湿度控制系统:通过蒸汽加湿或喷雾系统,实现10%-98%RH的相对湿度调节,并支持冷凝与喷淋功能,模拟昼夜温差结露与雨水冲刷。
3、喷淋与降雨系统
去离子水喷头:均匀布置于箱体顶部或侧面,模拟自然降雨,水压与频率可调。
冷凝功能:通过底部水盘加热,在试样表面形成持续冷凝水膜,加速水解老化过程。
4、样品架与旋转系统
样品架:可倾斜(通常23°或45°)安装,确保优良光照角度。支持平板、弧形、三维等多种试样。
旋转样品架(部分型号):使所有样品均匀接受光照,消除位置差异,提升测试公平性。