如何正確使用氙燈老化試驗箱

一、標準操作流程（SOP）

1. 準備工作

   • 檢查試驗箱是否清潔，特別是樣品架和濾光片。

   • 檢查水箱去離子水或蒸餾水是否充足。

   • 檢查氙燈使用時間是否接近壽命（通常為1500小時左右，具體看型號和功率）。

   • 樣品制備：根據標準（如ISO、ASTM、GB等）制備標準尺寸的樣品。清潔樣品表面，避免指紋、油污影響。

   • 設備檢查：

   • 參數確認：根據測試標準或客戶要求，在控制面板上預設好所有參數。

2. 裝載樣品

   • 將樣品牢固地安裝在樣品架上，確保安裝平整，無翹曲。對于不均勻樣品，需使用填充板保證所有樣品表面與燈管距離一致。

   • 注意背板溫度：如果標準要求控制背面溫度，需安裝背溫傳感器并連接好。

   • 樣品之間應留有適當空隙，以確保空氣流通均勻，防止溫度不均。

3. 啟動與運行

   • 關閉箱門，確保密封良好。

   • 啟動設備，先啟動鼓風機、旋轉樣品架等機構，然后點亮氙燈（通常有高壓點亮過程）。

   • 設備將自動運行至設定條件（輻照度、溫度、濕度）。達到穩定狀態通常需要30分鐘到1小時，之后方可開始正式計時。

   • 在控制面板或連接軟件上確認所有參數穩定在設定范圍。

4. 運行監控與記錄

   • 定期（建議至少每天一次）記錄設備的運行參數：輻照度、黑板/黑標溫度、箱內溫度、相對濕度、噴淋狀態等。

   • 觀察設備運行是否正常，有無異響或報警。

   • 嚴禁在運行中長時間打開箱門，以免影響內部環境穩定和造成安全隱患。

5. 取樣與評估

   • 到達預定測試時間或周期后，停止設備。

   • 安全：氙燈和內部部件非常燙，需等待其充分冷卻（通常需30分鐘以上）后再開門取樣。

   • 按預定計劃取出樣品，根據標準（如色差ΔE、光澤度、粉化評級、開裂等級等）進行性能評估和記錄。

二、核心參數設置與理解

這是正確使用的靈魂，必須依據明確的測試標準。

1. 輻照度：最重要的參數。控制紫外線能量的輸出。

   • 常用波段有 340nm（模擬材料內部老化）和 420nm（模擬顏色變化）。

   • 設置值取決于標準（如 ASTM G155 中常用 0.35 或 0.55 W/m²/nm @340nm）。

   • 必須定期使用輻照度計進行校準。

2. 光譜濾光器：用于濾除氙燈全光譜中不需要的部分，以模擬不同環境。

   • 日光濾光器：模擬透過玻璃的太陽光（常用于內飾件、紡織品）。

   • 紫外擴展濾光器：模擬戶外全光譜太陽光（常用于外飾件、涂料）。

   • 石英濾光器：用于極嚴酷的測試。選擇錯誤的濾光器，測試無效。

3. 溫度控制：

   • 黑板溫度（BPT）：黑色金屬板暴露面的溫度，模擬樣品表面高溫度。

   • 黑標溫度（BST）：黑色絕緣板暴露面的溫度，更接近吸熱性樣品的實際溫度。

   • 選擇哪一種取決于測試標準。

4. 相對濕度：控制箱內空氣的濕度，影響材料的水解等老化過程。

5. 噴淋循環：模擬雨水/露水效應。

   • 噴淋：通常使用去離子水，模擬熱沖擊和雨水沖刷。

   • 黑暗凝露：通過控制溫度變化，在樣品表面形成凝露，模擬夜間或潮濕環境。

   • 噴淋/凝露的周期（如噴18分鐘/停102分鐘）需嚴格按標準設置。

三、關鍵注意事項

1. 用水要求：必須使用去離子水或蒸餾水（電阻率≥1 MΩ·cm）。自來水或普通純凈水中的礦物質會污染噴淋系統、堵塞噴嘴，并在樣品和濾光片上形成水垢，嚴重影響測試和光源光譜。

2. 濾光片清潔與更換：定期（建議每500小時）檢查并清潔濾光片。有劃傷、渾濁或達到使用壽命（通常1-2年）必須更換，否則光譜失真。

3. 氙燈壽命：氙燈是耗材，其光譜會隨時間衰減。需記錄累計使用時間，在達到廠家推薦壽命（即使還能點亮）時及時更換，以保證輻照度穩定。

4. 樣品代表性：測試樣品必須能代表實際產品。對于有方向性的材料（如皮革、織物），安裝方向需一致。

5. 安全防護：氙燈發出的紫外線非常強烈，切勿在點亮時直視燈管或讓皮膚暴露。開門前務必確認燈已關閉并冷卻。

四、定期維護與校準

為確保設備始終處于正常狀態，必須執行：

1. 日常/每周：清潔箱體外部，檢查水位，記錄運行數據。

2. 每月/每500小時：清潔內部（樣品架、水箱、濾光片外罩），檢查噴嘴是否堵塞。

3. 每半年/每年：

   • 更換去離子水濾芯。

   • 由專業人員進行全面校準：包括輻照度、溫度（黑板/黑標、箱溫）、濕度傳感器的校準。這是數據可靠性的根本保證。

   • 檢查并清理冷卻系統（如風機、散熱器）。

4. 按需更換：氙燈、濾光片、密封條等耗材。