溫濕度紫外老化試驗箱

一、產品概述

紫外老化箱（箱式溫濕度測試箱）是一種專業用于模擬材料在紫外線輻射、溫度和濕度等環境因素綜合作用下老化過程的試驗設備。它通過精確控制紫外光照強度、溫濕度條件以及時間周期，為眾多行業提供了一種可靠的材料耐久性評估手段，幫助企業提前了解產品在實際使用環境中的性能變化，以便優化產品配方和生產工藝，確保產品質量和使用壽命。

二、適用行業與測試標準

適用行業廣泛

涂料油墨油漆行業：評估涂層在戶外光照、溫濕度變化下的褪色、粉化、開裂等老化現象，以開發出更具耐候性的涂料產品，提高建筑外墻、工業設備表面涂層等的耐久性。

樹脂與塑料塑膠行業：檢測塑料材料在紫外線和溫濕度影響下的物理性能變化，如強度下降、變形、變色等，用于汽車零部件、電子產品外殼、塑料管材等塑料制品的質量控制和新材料研發。

印刷包裝行業：測試印刷品、包裝材料的色彩穩定性、油墨附著力以及紙張或塑料薄膜的老化特性，保障產品包裝在儲存和運輸過程中的外觀完整性和保護性能。

粘合劑行業：分析粘合劑在不同環境條件下的粘結強度變化，確保其在長期使用中能夠保持良好的粘接效果，適用于建筑、汽車、電子等領域的粘接應用。

汽車摩托車工業：對汽車內飾件、外飾件、摩托車塑料件和涂層進行老化測試，評估其在惡劣氣候條件下的性能表現，提高整車的外觀質量和使用壽命。

化妝品行業：模擬化妝品包裝材料在光照和溫濕度環境下的穩定性，防止包裝材料的老化導致化妝品變質或泄漏，同時也可研究紫外線對某些化妝品成分的影響。

金屬行業：雖然金屬本身對紫外線有較高的耐受性，但金屬表面的涂層、鍍層等在紫外老化箱中可進行老化測試，評估其防護性能和耐久性，如鍍鋅鋼板、鍍鉻部件等。

電子行業：用于測試電子設備外殼材料、電路板涂層等在紫外光照和溫濕度環境下的可靠性，確保電子設備在各種使用環境下的穩定性和安全性。

電鍍行業：檢測電鍍層在模擬自然環境中的老化情況，如鍍層的變色、剝落等現象，提高電鍍產品的質量和裝飾性。

醫藥行業：主要針對藥品包裝材料進行測試，確保包裝在儲存期間能夠有效保護藥品不受紫外線、溫度和濕度的影響，維持藥品的質量和藥效。

符合國際測試標準

遵循 ASTM D4329、D499、D4587、D5208、G154、G53 等美國材料與試驗協會標準。這些標準詳細規定了紫外線老化試驗的方法、條件和評估指標，涵蓋了不同材料和產品的測試要求。例如，ASTM D4587 針對涂層和塑料材料的紫外老化測試提供了具體的操作流程和性能評價方法。

同時符合 ISO 4892 - 3、ISO 11507 等國際標準化組織標準。ISO 4892 - 3 規定了塑料在人工氣候老化（包括紫外線輻射）條件下的測試方法，為全球塑料行業的老化測試提供了統一的規范。

三、結構與功能特點

箱體結構

外殼材質：一般采用優質冷軋鋼板，經過磷化處理后噴塑，具有良好的防銹、耐腐蝕性能，同時保證了箱體的整體強度和穩定性。

內膽材質：多選用不銹鋼板，如 SUS304 不銹鋼，其具有優異的耐腐蝕性和易清潔性，能夠適應試驗過程中可能產生的潮濕環境和化學物質揮發，確保內膽長期使用不生銹、不變形，為試驗提供一個穩定可靠的內部空間。

箱門設計：通常為單開門或雙開門結構，門與箱體之間采用優質密封膠條密封，確保試驗過程中箱內的溫濕度和紫外線輻射不會泄漏，保證試驗環境的穩定性和準確性。門體上一般配有觀察窗，采用防紫外線玻璃制作，方便用戶在試驗過程中觀察樣品的狀態變化而不影響試驗條件。

保溫層：采用高密度聚氨酯泡沫保溫材料，厚度適中，有效減少箱體內外熱量交換，降低能耗，同時有助于維持箱內溫濕度的均勻性和穩定性。

光照系統

紫外燈管類型：常見的有 UVA - 340 和 UVB - 313 等型號的熒光紫外燈管。UVA - 340 燈管能夠較好地模擬陽光中的紫外線波長范圍（315 - 400nm），與自然環境中的紫外輻射較為接近，適用于大多數材料的老化測試；UVB - 313 燈管則側重于模擬短波長的紫外線（280 - 315nm），其輻射強度相對較高，可加速材料的老化過程，用于對老化速度要求較快或需要進行強化測試的材料。

燈管布局與數量：燈管通常均勻分布在箱體內部的頂部或兩側，數量根據箱體容積和光照均勻性要求而定。合理的布局確保了樣品在試驗過程中能夠均勻地接收到紫外線輻射，避免出現光照死角，從而保證測試結果的準確性和可靠性。

輻照強度調節：部分先進的紫外老化箱配備了輻照強度調節裝置，用戶可以根據不同的試驗標準和材料要求，精確調整紫外燈管的輻照強度。一般通過改變燈管的功率或采用調光器等方式實現，同時配備高精度的紫外線輻照計，實時監測和顯示箱內的輻照強度，以便用戶進行精確控制和記錄。

溫濕度控制系統

溫度控制

加熱系統：采用不銹鋼鎧裝加熱絲或加熱管作為加熱元件，分布在箱體內部的底部或側面，通過熱傳導和熱對流的方式對箱內空氣進行加熱。加熱系統由溫度控制器精確控制，可實現快速升溫并將溫度穩定在設定范圍內。溫度控制器一般采用先進的 PID 控制算法，能夠根據箱內溫度的實時變化自動調整加熱功率，確保溫度控制的精度和穩定性。常見的溫度控制范圍為室溫至 +80℃或更高，可滿足不同材料和試驗標準的要求。

制冷系統：對于需要進行低溫或高低溫循環測試的紫外老化箱，配備了壓縮機制冷系統。制冷系統包括壓縮機、冷凝器、蒸發器等部件，通過制冷劑的循環實現箱內的降溫功能。制冷系統同樣由溫度控制器控制，能夠在低溫環境下保持穩定的溫度控制，一般可實現的最-低溫度范圍為 - 20℃至 - 40℃左右。在高低溫循環測試中，加熱系統和制冷系統協同工作，根據設定的溫度變化曲線自動切換，實現快速、精確的溫度變化控制。

濕度控制

加濕系統：常見的加濕方式有蒸汽加濕和超聲波加濕。蒸汽加濕是通過將水加熱產生蒸汽，然后將蒸汽引入箱內增加濕度，這種方式加濕量較大，濕度控制較為穩定；超聲波加濕則是利用超聲波換能器將電能轉換為機械能，使水霧化成微小顆粒后進入箱內，加濕速度較快，但在高濕度環境下可能會出現結露現象。加濕系統由濕度傳感器和濕度控制器組成，濕度傳感器實時監測箱內濕度，濕度控制器根據設定的濕度值與實際濕度的差值自動控制加濕系統的啟停，確保濕度控制在所需范圍內。一般濕度控制范圍為 20% - 95% RH。

除濕系統：在濕度較高或需要進行低濕度測試時，除濕系統發揮作用。除濕方式主要有冷凝除濕和分子篩吸附除濕。冷凝除濕是通過制冷系統使箱內空氣冷卻到露點溫度以下，使水蒸氣凝結成水滴排出箱外；分子篩吸附除濕則是利用分子篩對水分子的吸附特性，將空氣中的水分吸附在分子篩表面，從而降低箱內濕度。除濕系統同樣由濕度控制器控制，根據濕度設定值自動調整除濕量，保證箱內濕度的穩定性和準確性。

樣品架與樣品放置

樣品架材質：通常采用鋁合金材質制作，鋁合金具有質量輕、強度高、耐腐蝕等優點，能夠在試驗環境中長期使用而不生銹、不變形。

樣品架結構與調節：樣品架一般設計為多層可調節結構，每層之間的高度可以根據樣品的大小和形狀進行調整，方便用戶放置不同規格的樣品。樣品架可整體進出箱體，便于樣品的安裝和拆卸。此外，為了確保樣品在試驗過程中能夠均勻地接受光照、溫濕度作用，樣品架通常設計成可旋轉或可移動的形式，使樣品在試驗過程中能夠不斷變換位置，避免因固定位置導致的試驗偏差。

控制系統與操作界面

控制系統核心：采用先進的可編程邏輯控制器（PLC）或微電腦控制系統作為核心控制單元，能夠對光照系統、溫濕度控制系統、時間控制系統等進行集中控制和管理。控制系統具有高度的穩定性和可靠性，能夠長時間連續運行而不出現故障，確保試驗過程的順利進行。

操作界面設計：操作界面一般采用液晶觸摸屏或按鍵式操作面板，界面簡潔直觀，易于操作。用戶可以通過操作界面方便地設置試驗參數，如紫外光照時間、溫濕度設定值、試驗周期等。同時，操作界面還能夠實時顯示箱內的溫濕度、輻照強度、試驗時間等參數信息，以及設備的運行狀態和故障報警信息。用戶可以根據顯示信息隨時了解試驗進展情況，并對設備進行必要的調整和維護。

數據記錄與存儲：控制系統具備數據記錄和存儲功能，能夠自動記錄試驗過程中的各項參數數據，如溫度、濕度、輻照強度隨時間的變化曲線等。數據存儲時間長，一般可存儲數千組數據或更多，方便用戶在試驗結束后進行數據分析和處理。部分設備還支持數據導出功能，用戶可以將存儲的數據導出到 U 盤或計算機中，進行進一步的數據分析和報告生成。

安全保護裝置

超溫保護：當箱內溫度超過設定的安全溫度上限-時，超溫保護裝置自動啟動，切斷加熱系統電源，并發出報警信號，防止因溫度過高導致設備損壞或引發安全事故。

超濕保護：在濕度控制過程中，如果濕度超過設定的安全濕度上限，超濕保護功能啟動，停止加濕系統工作，并進行報警提示，避免因濕度過高對設備內部電氣元件造成損壞或影響試驗結果。

紫外燈保護：當箱門打開時，紫外燈保護裝置立即切斷紫外燈管的電源，防止紫外線泄漏對操作人員造成傷害。同時，在紫外燈故障或異常情況下，設備也會自動停止紫外燈工作，并進行故障報警，確保設備的安全運行。

漏電保護與短路保護：設備配備了漏電保護開關和短路保護裝置，一旦發生漏電或短路故障，能夠迅速切斷電源，保護操作人員和設備的安全。

缺水保護：在加濕系統運行過程中，如果水箱缺水，缺水保護裝置會及時檢測到并停止加濕系統工作，同時發出缺水報警信號，提醒用戶及時加水，防止因缺水導致加濕系統損壞。

四、工作原理

紫外老化箱通過模擬自然環境中的紫外線輻射、溫度和濕度等因素，加速材料的老化過程。紫外燈管發出特定波長范圍的紫外線，照射在樣品表面，引發材料內部的光化學反應，如聚合物的降解、化學鍵的斷裂等。同時，溫度和濕度的變化會影響材料的物理性能和化學反應速率。高溫會加速分子的運動和化學反應，濕度則可能參與某些水解或吸濕反應。在溫濕度和紫外線的協同作用下，材料的外觀、力學性能、化學性能等逐漸發生變化，經過一定時間的試驗后，通過對樣品老化前后的性能對比分析，評估材料在實際使用環境中的耐久性和可靠性。

五、設備優勢

精準模擬環境：能夠精確控制紫外線輻射強度、溫濕度條件和時間周期，高度模擬自然環境中的老化因素，為材料測試提供可靠的實驗數據，使測試結果更接近實際使用情況。

廣泛的適用性：適用于多種行業和各類材料的老化測試，具有很強的通用性，可滿足不同用戶的多樣化測試需求，減少企業在測試設備方面的投資。

高效加速老化：通過強化紫外線輻射強度和優化溫濕度變化條件，能夠顯著縮短材料老化測試周期，提高研發和生產效率，幫助企業更快地推出新產品。

可靠的測試數據：先進的控制系統和高精度的傳感器保證了試驗過程中各項參數的精確控制和準確測量，從而提供可靠、穩定的測試數據，為企業的質量控制和產品改進提供有力支持。

完善的安全保護：配備多種安全保護裝置，從設備運行安全和操作人員人身安全等多方面進行保障，降低設備故障率和事故風險，確保試驗過程的安全可靠。

六、設備維護與保養

定期清潔：試驗結束后，及時清理箱體內部和樣品架上的灰塵、雜物以及試驗過程中可能產生的殘留物。使用柔軟的濕布擦拭內膽和外殼表面，避免使用腐蝕性清潔劑，防止損壞箱體材質。

紫外燈管更換：根據紫外燈管的使用壽命和輻照強度衰減情況，定期更換紫外燈管。一般來說，UVA - 340 燈管的使用壽命約為 1500 - 2000 小時，UVB - 313 燈管的使用壽命約為 800 - 1000 小時。更換燈管時，應注意關閉設備電源，并按照設備說明書的要求進行操作，確保更換過程安全可靠。

溫濕度傳感器校準：定期對溫濕度傳感器進行校準，以保證溫濕度測量的準確性。校準工作可委托專業的計量機構或使用標準的溫濕度校準設備進行，一般建議每年校準一次。

潤滑與機械部件檢查：對設備的傳動部件、鉸鏈、門鎖等機械部件進行定期潤滑，使用適量的潤滑油或潤滑脂，確保其動作靈活、順暢。同時，檢查這些部件的磨損情況，如有嚴重磨損或損壞，應及時更換。

電氣系統檢查：定期檢查設備的電氣系統，包括電源線、插頭、插座、控制器、繼電器等部件。查看是否有松動、破損、短路等異常情況，如有問題及時修復或更換，確保電氣系統的安全可靠運行。

水箱與水路系統維護：對于配備加濕系統的紫外老化箱，定期檢查水箱的水位和水質，及時補充清潔的水，防止水箱缺水或水質污染導致加濕系統故障。同時，檢查水路系統是否有堵塞或漏水現象，如有需要，進行清洗或維修。

總之，紫外老化箱（箱式溫濕度測試箱）作為一種重要的材料測試設備，在眾多行業中發揮著的作用。通過深入了解其結構、功能特點、工作原理、優勢以及維護保養知識，用戶能夠更好地選擇、使用和維護該設備，為企業的產品研發、質量控制和市場競爭力提升提供有力保障。