控制系統(tǒng)是試驗箱的 “大腦"，操作人員可通過它設置光照強度、溫度、濕度、測試時間、循環(huán)次數等參數。同時，控制系統(tǒng)實時監(jiān)測箱內環(huán)境參數，并根據預設值自動調節(jié)光源、溫濕度設備的運行狀態(tài)。監(jiān)測儀表包括溫度傳感器、濕度傳感器、紫外線強度傳感器等，它們將采集到的數據反饋給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)精準控制。例如，溫度傳感器精度可達 ±0.5℃，濕度傳感器精度可達 ±2% RH，紫外線強度傳感器能精確測量特定波長范圍內的紫外線強度，確保試驗環(huán)境符合測試要求。
測試流程
3.1 測試前準備
首先，對待測樣品進行預處理。確保樣品表面清潔，無油污、灰塵等雜質，以免影響測試結果。對于一些特殊樣品，如涂料樣品，需按照標準制備方法，將涂料均勻涂覆在規(guī)定的基材上，并進行固化處理。根據樣品大小和形狀，選擇合適的樣品承載裝置，將樣品牢固固定，保證測試過程中不會晃動或掉落。同時，檢查試驗箱設備狀態(tài)，確認光源系統(tǒng)、溫濕度控制系統(tǒng)、樣品承載與旋轉裝置、控制系統(tǒng)及監(jiān)測儀表等各部件正常運行，水箱水位、排水管路等也處于正常狀態(tài)。
3.2 參數設置
依據測試標準和樣品特性，在控制系統(tǒng)中設置各項測試參數。光照強度方面，參考自然環(huán)境中不同地區(qū)的紫外線強度數據，以及產品實際使用場景，設置合適的紫外線燈管組合和強度值。例如，模擬赤道地區(qū)強紫外線環(huán)境時，可增強 UVA - 340 燈管強度；模擬室內環(huán)境時，選擇 UVA - 351 燈管并設置相應較低強度。溫度設置根據模擬氣候條件而定，高溫環(huán)境一般設置在 50℃ - 80℃，如模擬夏季高溫可設為 60℃；若需模擬晝夜溫差，設置溫度循環(huán)程序，明確高溫和低溫保持時間及切換速率。濕度參數同樣根據模擬環(huán)境設置，高濕度環(huán)境（如模擬熱帶潮濕氣候）可將濕度設為 80% RH - 95% RH，低濕度環(huán)境（如模擬沙漠氣候）設為 20% RH - 30% RH。測試時間和循環(huán)次數根據產品預期使用壽命和測試目的確定，一般測試時間從幾百小時到數千小時不等，循環(huán)次數也相應調整。
3.3 測試過程
設置好參數后，啟動試驗箱。光源系統(tǒng)開始發(fā)射紫外線，溫濕度控制系統(tǒng)將箱內環(huán)境調節(jié)至設定條件。樣品在這樣的環(huán)境下開始接受老化測試，樣品承載與旋轉裝置按照預設程序旋轉樣品，確保其均勻受光和承受溫濕度變化影響。測試過程中，操作人員需定期通過觀察窗查看樣品狀態(tài)，如是否出現(xiàn)褪色、變色、開裂、粉化、變形等老化現(xiàn)象，并做好記錄。同時，密切關注控制系統(tǒng)顯示的溫濕度、紫外線強度等參數，確保其始終在設定范圍內波動。若出現(xiàn)參數異常波動或設備故障報警，應立即停止試驗，排查原因并解決問題后再繼續(xù)測試。
3.4 測試后處理
測試結束后，待試驗箱內溫度、濕度恢復至常溫常濕狀態(tài)，打開箱門取出樣品。對樣品進行全面檢查和性能測試，包括外觀檢查，使用色差儀測量顏色變化，用光澤度儀檢測光澤度損失；物理性能測試方面，對塑料、橡膠等材料測試拉伸強度、斷裂伸長率等力學性能變化；對于涂料等涂層材料，檢查附著力是否下降。此外，還可借助顯微鏡觀察樣品表面微觀結構變化，如是否出現(xiàn)裂紋、孔隙等。將測試數據整理分析，與測試前樣品性能數據對比，評估產品在紫外線老化環(huán)境下的耐使用性能變化情況。
結果評估
4.1 外觀變化評估
通過直接觀察和使用儀器測量，評估樣品外觀變化。如顏色變化，使用色差儀測量老化前后樣品的 Lab 值（一種國際通用的顏色表示方法），計算色差值 ΔE。一般來說，ΔE 值越大，顏色變化越明顯。例如，對于戶外塑料制品，若色差值超過 5，可能影響產品美觀和市場接受度。光澤度變化通過光澤度儀測量老化前后樣品表面光澤度，以百分比表示光澤度損失率。如建筑外墻涂料，光澤度損失超過 30%，表明涂層老化嚴重，裝飾效果下降。對于出現(xiàn)開裂、粉化、變形等缺陷的樣品，記錄缺陷的位置、大小、數量等信息，根據相關標準或經驗判斷缺陷嚴重程度對產品耐使用性的影響。
4.2 物理性能變化評估
對材料的物理性能變化進行量化評估。以塑料材料為例，拉伸強度是重要性能指標，通過萬能材料試驗機測試老化前后樣品的拉伸強度。若老化后拉伸強度下降超過 20%，說明材料力學性能明顯衰退，可能影響產品在實際使用中的承載能力和安全性。斷裂伸長率同樣反映材料韌性變化，老化后斷裂伸長率降低，表明材料變脆，易發(fā)生斷裂。對于橡膠材料，硬度變化也是關鍵指標，使用邵氏硬度計測量老化前后橡膠硬度，硬度增加可能導致橡膠失去彈性，影響其密封、減震等功能。
4.3 壽命預測與可靠性評估
基于測試結果，結合數學模型和經驗公式，對產品在實際使用環(huán)境中的壽命進行預測。例如，采用 Arrhenius 方程，根據試驗箱內不同溫度下的老化數據，推算產品在自然環(huán)境溫度下的老化速率，進而預測使用壽命。同時，綜合考慮外觀變化、物理性能變化以及壽命預測結果，評估產品的可靠性。若產品在測試過程中各項性能變化均在可接受范圍內，且預測壽命滿足設計要求，則產品可靠性較高；反之，若出現(xiàn)嚴重外觀缺陷、物理性能大幅下降或預測壽命遠低于預期，產品可靠性存在問題，需對產品設計、材料選擇或生產工藝進行改進。
更新時間：2025-07-31 
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