溫州方圓儀器有限公司 朱克傳

【摘要】主要介紹水冷式日曬氣候老化儀的研制過程。另外，介紹水冷式日曬氣候老化儀和風冷式日曬氣候老化儀在主要技術指標上的比對差距以及水冷式日曬氣候老化儀在產品測試上的優勢。

【關鍵詞】水冷式長弧氙燈 風冷式長弧氙燈 光輻照度 水處理系統

前言

在自然界中，由于日曬氣候等環境因素造成的財產損失較大。如何才能保證企業生產的產品更加耐自然界的風吹日曬呢？可以通過人工方法模擬自然環境試驗，加快產品的老化。不但可以檢驗與研究環境對材料及產品的影響程度、影響機理，并對其影響提出防護措施，以便在研發新材料，新產品時對其生產運輸過程進行質量控制。通過儀器設備的加速試驗，在短短的幾天或幾周內，就能重現戶外數月乃至數年的自然損壞，根據試驗數據或試樣被破壞后的形態變化(如褪色、變色、失去光澤、粉化、脆化、硬化、開裂、起泡、強度下降、氧化等等)，有助于選擇新材料，提高產品的耐氣候性。

氙燈曝曬試驗是非金屬材料的人工氣候老化試驗主要方法，它能模擬自然氣候條件的綜合影響，這些條件包括：太陽光、溫度、濕度、雨淋、黑夜白晝交替等。其中主要的因素是光，而人造長弧氙燈的光譜—能量曲線與地表陽光光譜曲線的符合程度較好。所以日曬儀大多數采用長弧氙燈作為曝曬光源。

國產風冷式日曬(shai)氣(qi)候牢度(du)儀的(de)發展過程：

對于紡織品、服裝等的耐光、耐氣候色牢度的關注是近十年才被廣大印染、服裝企業逐漸重視起來。其實早在上世紀八十年代，我國就已出現了YG611型日曬氣候色牢度儀，該機從外形到技術水平主要借鑒日本須賀公司(SUGA)XFL-1型氙燈式耐日曬牢度儀。該機采用1.5KW長弧氙燈，氣泵加濕。受當時電子技術水平限制，該機操作較為煩瑣，溫、濕度等常規指標范圍低，光輻照度無法測控。

直至2000年左右，國內才出現YG611-Ⅱ型日曬氣候色牢度儀。該機采用數碼顯示，超聲波加濕，但由于使用同樣的1.5KW的交流氙燈，燈管老化后的發光效率降低，使光譜向長波偏移，黑板溫度偏高；光輻照度無法測控，氙燈發熱所導致的倉內溫度偏高等深層次技術問題依然存在，每次測試必須以標準參考物(即藍色羊毛標準)一起陪曬作對比依據，同時，光學系統長時間受氙燈高溫加熱，壽命短，諸多缺陷造成用戶維護、使用成本過高，許多用戶即使購入了該設備，也因使用成本而寧愿委托第三方檢驗。

2003年12月10日，上海國際紡織工業展覽會上，溫州方圓儀器有限公司推出YG611S型恒能量日曬氣候色牢度儀，該機采用3000W直流長孤氙燈，采用“恒能量技術對光輻照度進行閉環控制，并配置了大功率制冷系統，較好的解決了燈管發光效率降低及倉內溫度過高等技術難題。

FY3000+水冷式日曬氣候老化儀的研發過程：

以上提到的YG611、YG611-Ⅱ、YG611S、YG611M等型號日曬色牢度儀，都是通過對氙燈吹空氣的方法達到冷卻燈管的目的(俗稱風冷式)。由于空氣的交換效率低，使該類型的儀器無法進一步提高氙燈功率，更無法在大功率狀態下長時間無間斷運行。諸如汽車內飾件、橡膠、電工產品、油漆、涂料等行業所要求的大強度快速老化試驗在該種機型上就無法完成。

為了加速人工試驗，測試儀器必須能較大范圍內控制以下指標：光輻照度、溫度、濕度等。當然提高氙燈功率，光輻照度會提高，但發熱量也在加大，為此老式的空氣冷卻方式因其效率太低無法滿足加速試驗。同時，由于濾光器長時間受高熱量輻射，壽命較低。2004年新年伊始，方圓儀器開始了水冷式日曬氣候牢度儀的可行性研究，并于2006年初完成樣機試制，該機具有如下特點：

Ⅰ 水冷式長弧氙燈

該器件是整個項目的核心部件，要求其耐頻繁瞬間高壓，電極長期穩定不揮發，內裝氙氣純度高，濾光玻璃透過率高，耐高溫水密封。

Ⅱ 氙燈電源

整機采用多組高頻交流電源，該電源具有高低壓保護、瞬間啟動保護、延時保護、過流保護等多種保護功能。

Ⅲ 光輻照度的控制

該項技術已應用于YG611S、YG611M等系列儀器中。

Ⅳ 溫、濕度的控制

采用動態熱濕平衡原理。

Ⅴ 水處理系統

流經氙燈表面，帶走熱量并對光譜進行修正。

Ⅵ 熱交換系統

多種方案，由用戶根據自身情況選用。

目前該機滿足國家和國際上大部分紡織產品和輕工產品的測試方法標準要求。具有廣闊的市場前景，先后被確認為“甌海區重大科技項目”、“溫州市重點科技項目”。