温湿度紫外老化试验箱

温湿度紫外老化试验箱

一、产品概述

紫外老化箱（箱式温湿度测试箱）是一种专业用于模拟材料在紫外线辐射、温度和湿度等环境因素综合作用下老化过程的试验设备。它通过精确控制紫外光照强度、温湿度条件以及时间周期，为众多行业提供了一种可靠的材料耐久性评估手段，帮助企业提前了解产品在实际使用环境中的性能变化，以便优化产品配方和生产工艺，确保产品质量和使用寿命。

二、适用行业与测试标准

适用行业广泛

涂料油墨油漆行业：评估涂层在户外光照、温湿度变化下的褪色、粉化、开裂等老化现象，以开发出更具耐候性的涂料产品，提高建筑外墙、工业设备表面涂层等的耐久性。

树脂与塑料塑胶行业：检测塑料材料在紫外线和温湿度影响下的物理性能变化，如强度下降、变形、变色等，用于汽车零部件、电子产品外壳、塑料管材等塑料制品的质量控制和新材料研发。

印刷包装行业：测试印刷品、包装材料的色彩稳定性、油墨附着力以及纸张或塑料薄膜的老化特性，保障产品包装在储存和运输过程中的外观完整性和保护性能。

粘合剂行业：分析粘合剂在不同环境条件下的粘结强度变化，确保其在长期使用中能够保持良好的粘接效果，适用于建筑、汽车、电子等领域的粘接应用。

汽车摩托车工业：对汽车内饰件、外饰件、摩托车塑料件和涂层进行老化测试，评估其在恶劣气候条件下的性能表现，提高整车的外观质量和使用寿命。

化妆品行业：模拟化妆品包装材料在光照和温湿度环境下的稳定性，防止包装材料的老化导致化妆品变质或泄漏，同时也可研究紫外线对某些化妆品成分的影响。

金属行业：虽然金属本身对紫外线有较高的耐受性，但金属表面的涂层、镀层等在紫外老化箱中可进行老化测试，评估其防护性能和耐久性，如镀锌钢板、镀铬部件等。

电子行业：用于测试电子设备外壳材料、电路板涂层等在紫外光照和温湿度环境下的可靠性，确保电子设备在各种使用环境下的稳定性和安全性。

电镀行业：检测电镀层在模拟自然环境中的老化情况，如镀层的变色、剥落等现象，提高电镀产品的质量和装饰性。

医药行业：主要针对药品包装材料进行测试，确保包装在储存期间能够有效保护药品不受紫外线、温度和湿度的影响，维持药品的质量和药效。

符合国际测试标准

遵循 ASTM D4329、D499、D4587、D5208、G154、G53 等美国材料与试验协会标准。这些标准详细规定了紫外线老化试验的方法、条件和评估指标，涵盖了不同材料和产品的测试要求。例如，ASTM D4587 针对涂层和塑料材料的紫外老化测试提供了具体的操作流程和性能评价方法。

同时符合 ISO 4892 - 3、ISO 11507 等国际标准化组织标准。ISO 4892 - 3 规定了塑料在人工气候老化（包括紫外线辐射）条件下的测试方法，为全球塑料行业的老化测试提供了统一的规范。

三、结构与功能特点

箱体结构

外壳材质：一般采用优质冷轧钢板，经过磷化处理后喷塑，具有良好的防锈、耐腐蚀性能，同时保证了箱体的整体强度和稳定性。

内胆材质：多选用不锈钢板，如 SUS304 不锈钢，其具有优异的耐腐蚀性和易清洁性，能够适应试验过程中可能产生的潮湿环境和化学物质挥发，确保内胆长期使用不生锈、不变形，为试验提供一个稳定可靠的内部空间。

箱门设计：通常为单开门或双开门结构，门与箱体之间采用优质密封胶条密封，确保试验过程中箱内的温湿度和紫外线辐射不会泄漏，保证试验环境的稳定性和准确性。门体上一般配有观察窗，采用防紫外线玻璃制作，方便用户在试验过程中观察样品的状态变化而不影响试验条件。

保温层：采用高密度聚氨酯泡沫保温材料，厚度适中，有效减少箱体内外热量交换，降低能耗，同时有助于维持箱内温湿度的均匀性和稳定性。

光照系统

紫外灯管类型：常见的有 UVA - 340 和 UVB - 313 等型号的荧光紫外灯管。UVA - 340 灯管能够较好地模拟阳光中的紫外线波长范围（315 - 400nm），与自然环境中的紫外辐射较为接近，适用于大多数材料的老化测试；UVB - 313 灯管则侧重于模拟短波长的紫外线（280 - 315nm），其辐射强度相对较高，可加速材料的老化过程，用于对老化速度要求较快或需要进行强化测试的材料。

灯管布局与数量：灯管通常均匀分布在箱体内部的顶部或两侧，数量根据箱体容积和光照均匀性要求而定。合理的布局确保了样品在试验过程中能够均匀地接收到紫外线辐射，避免出现光照死角，从而保证测试结果的准确性和可靠性。

辐照强度调节：部分先进的紫外老化箱配备了辐照强度调节装置，用户可以根据不同的试验标准和材料要求，精确调整紫外灯管的辐照强度。一般通过改变灯管的功率或采用调光器等方式实现，同时配备高精度的紫外线辐照计，实时监测和显示箱内的辐照强度，以便用户进行精确控制和记录。

温湿度控制系统

温度控制

加热系统：采用不锈钢铠装加热丝或加热管作为加热元件，分布在箱体内部的底部或侧面，通过热传导和热对流的方式对箱内空气进行加热。加热系统由温度控制器精确控制，可实现快速升温并将温度稳定在设定范围内。温度控制器一般采用先进的 PID 控制算法，能够根据箱内温度的实时变化自动调整加热功率，确保温度控制的精度和稳定性。常见的温度控制范围为室温至 +80℃或更高，可满足不同材料和试验标准的要求。

制冷系统：对于需要进行低温或高低温循环测试的紫外老化箱，配备了压缩机制冷系统。制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器等部件，通过制冷剂的循环实现箱内的降温功能。制冷系统同样由温度控制器控制，能够在低温环境下保持稳定的温度控制，一般可实现的最-低温度范围为 - 20℃至 - 40℃左右。在高低温循环测试中，加热系统和制冷系统协同工作，根据设定的温度变化曲线自动切换，实现快速、精确的温度变化控制。

湿度控制

加湿系统：常见的加湿方式有蒸汽加湿和超声波加湿。蒸汽加湿是通过将水加热产生蒸汽，然后将蒸汽引入箱内增加湿度，这种方式加湿量较大，湿度控制较为稳定；超声波加湿则是利用超声波换能器将电能转换为机械能，使水雾化成微小颗粒后进入箱内，加湿速度较快，但在高湿度环境下可能会出现结露现象。加湿系统由湿度传感器和湿度控制器组成，湿度传感器实时监测箱内湿度，湿度控制器根据设定的湿度值与实际湿度的差值自动控制加湿系统的启停，确保湿度控制在所需范围内。一般湿度控制范围为 20% - 95% RH。

除湿系统：在湿度较高或需要进行低湿度测试时，除湿系统发挥作用。除湿方式主要有冷凝除湿和分子筛吸附除湿。冷凝除湿是通过制冷系统使箱内空气冷却到露点温度以下，使水蒸气凝结成水滴排出箱外；分子筛吸附除湿则是利用分子筛对水分子的吸附特性，将空气中的水分吸附在分子筛表面，从而降低箱内湿度。除湿系统同样由湿度控制器控制，根据湿度设定值自动调整除湿量，保证箱内湿度的稳定性和准确性。

样品架与样品放置

样品架材质：通常采用铝合金材质制作，铝合金具有质量轻、强度高、耐腐蚀等优点，能够在试验环境中长期使用而不生锈、不变形。

样品架结构与调节：样品架一般设计为多层可调节结构，每层之间的高度可以根据样品的大小和形状进行调整，方便用户放置不同规格的样品。样品架可整体进出箱体，便于样品的安装和拆卸。此外，为了确保样品在试验过程中能够均匀地接受光照、温湿度作用，样品架通常设计成可旋转或可移动的形式，使样品在试验过程中能够不断变换位置，避免因固定位置导致的试验偏差。

控制系统与操作界面

控制系统核心：采用先进的可编程逻辑控制器（PLC）或微电脑控制系统作为核心控制单元，能够对光照系统、温湿度控制系统、时间控制系统等进行集中控制和管理。控制系统具有高度的稳定性和可靠性，能够长时间连续运行而不出现故障，确保试验过程的顺利进行。

操作界面设计：操作界面一般采用液晶触摸屏或按键式操作面板，界面简洁直观，易于操作。用户可以通过操作界面方便地设置试验参数，如紫外光照时间、温湿度设定值、试验周期等。同时，操作界面还能够实时显示箱内的温湿度、辐照强度、试验时间等参数信息，以及设备的运行状态和故障报警信息。用户可以根据显示信息随时了解试验进展情况，并对设备进行必要的调整和维护。

数据记录与存储：控制系统具备数据记录和存储功能，能够自动记录试验过程中的各项参数数据，如温度、湿度、辐照强度随时间的变化曲线等。数据存储时间长，一般可存储数千组数据或更多，方便用户在试验结束后进行数据分析和处理。部分设备还支持数据导出功能，用户可以将存储的数据导出到 U 盘或计算机中，进行进一步的数据分析和报告生成。

安全保护装置

超温保护：当箱内温度超过设定的安全温度上限-时，超温保护装置自动启动，切断加热系统电源，并发出报警信号，防止因温度过高导致设备损坏或引发安全事故。

超湿保护：在湿度控制过程中，如果湿度超过设定的安全湿度上限，超湿保护功能启动，停止加湿系统工作，并进行报警提示，避免因湿度过高对设备内部电气元件造成损坏或影响试验结果。

紫外灯保护：当箱门打开时，紫外灯保护装置立即切断紫外灯管的电源，防止紫外线泄漏对操作人员造成伤害。同时，在紫外灯故障或异常情况下，设备也会自动停止紫外灯工作，并进行故障报警，确保设备的安全运行。

漏电保护与短路保护：设备配备了漏电保护开关和短路保护装置，一旦发生漏电或短路故障，能够迅速切断电源，保护操作人员和设备的安全。

缺水保护：在加湿系统运行过程中，如果水箱缺水，缺水保护装置会及时检测到并停止加湿系统工作，同时发出缺水报警信号，提醒用户及时加水，防止因缺水导致加湿系统损坏。

四、工作原理

紫外老化箱通过模拟自然环境中的紫外线辐射、温度和湿度等因素，加速材料的老化过程。紫外灯管发出特定波长范围的紫外线，照射在样品表面，引发材料内部的光化学反应，如聚合物的降解、化学键的断裂等。同时，温度和湿度的变化会影响材料的物理性能和化学反应速率。高温会加速分子的运动和化学反应，湿度则可能参与某些水解或吸湿反应。在温湿度和紫外线的协同作用下，材料的外观、力学性能、化学性能等逐渐发生变化，经过一定时间的试验后，通过对样品老化前后的性能对比分析，评估材料在实际使用环境中的耐久性和可靠性。

五、设备优势

精准模拟环境：能够精确控制紫外线辐射强度、温湿度条件和时间周期，高度模拟自然环境中的老化因素，为材料测试提供可靠的实验数据，使测试结果更接近实际使用情况。

广泛的适用性：适用于多种行业和各类材料的老化测试，具有很强的通用性，可满足不同用户的多样化测试需求，减少企业在测试设备方面的投资。

高效加速老化：通过强化紫外线辐射强度和优化温湿度变化条件，能够显著缩短材料老化测试周期，提高研发和生产效率，帮助企业更快地推出新产品。

可靠的测试数据：先进的控制系统和高精度的传感器保证了试验过程中各项参数的精确控制和准确测量，从而提供可靠、稳定的测试数据，为企业的质量控制和产品改进提供有力支持。

完善的安全保护：配备多种安全保护装置，从设备运行安全和操作人员人身安全等多方面进行保障，降低设备故障率和事故风险，确保试验过程的安全可靠。

六、设备维护与保养

定期清洁：试验结束后，及时清理箱体内部和样品架上的灰尘、杂物以及试验过程中可能产生的残留物。使用柔软的湿布擦拭内胆和外壳表面，避免使用腐蚀性清洁剂，防止损坏箱体材质。

紫外灯管更换：根据紫外灯管的使用寿命和辐照强度衰减情况，定期更换紫外灯管。一般来说，UVA - 340 灯管的使用寿命约为 1500 - 2000 小时，UVB - 313 灯管的使用寿命约为 800 - 1000 小时。更换灯管时，应注意关闭设备电源，并按照设备说明书的要求进行操作，确保更换过程安全可靠。

温湿度传感器校准：定期对温湿度传感器进行校准，以保证温湿度测量的准确性。校准工作可委托专业的计量机构或使用标准的温湿度校准设备进行，一般建议每年校准一次。

润滑与机械部件检查：对设备的传动部件、铰链、门锁等机械部件进行定期润滑，使用适量的润滑油或润滑脂，确保其动作灵活、顺畅。同时，检查这些部件的磨损情况，如有严重磨损或损坏，应及时更换。

电气系统检查：定期检查设备的电气系统，包括电源线、插头、插座、控制器、继电器等部件。查看是否有松动、破损、短路等异常情况，如有问题及时修复或更换，确保电气系统的安全可靠运行。

水箱与水路系统维护：对于配备加湿系统的紫外老化箱，定期检查水箱的水位和水质，及时补充清洁的水，防止水箱缺水或水质污染导致加湿系统故障。同时，检查水路系统是否有堵塞或漏水现象，如有需要，进行清洗或维修。

总之，紫外老化箱（箱式温湿度测试箱）作为一种重要的材料测试设备，在众多行业中发挥着的作用。通过深入了解其结构、功能特点、工作原理、优势以及维护保养知识，用户能够更好地选择、使用和维护该设备，为企业的产品研发、质量控制和市场竞争力提升提供有力保障。