控制系统是试验箱的 “大脑",操作人员可通过它设置光照强度、温度、湿度、测试时间、循环次数等参数。同时,控制系统实时监测箱内环境参数,并根据预设值自动调节光源、温湿度设备的运行状态。监测仪表包括温度传感器、湿度传感器、紫外线强度传感器等,它们将采集到的数据反馈给控制系统,实现精准控制。例如,温度传感器精度可达 ±0.5℃,湿度传感器精度可达 ±2% RH,紫外线强度传感器能精确测量特定波长范围内的紫外线强度,确保试验环境符合测试要求。

测试流程
3.1 测试前准备
首先,对待测样品进行预处理。确保样品表面清洁,无油污、灰尘等杂质,以免影响测试结果。对于一些特殊样品,如涂料样品,需按照标准制备方法,将涂料均匀涂覆在规定的基材上,并进行固化处理。根据样品大小和形状,选择合适的样品承载装置,将样品牢固固定,保证测试过程中不会晃动或掉落。同时,检查试验箱设备状态,确认光源系统、温湿度控制系统、样品承载与旋转装置、控制系统及监测仪表等各部件正常运行,水箱水位、排水管路等也处于正常状态。
3.2 参数设置
依据测试标准和样品特性,在控制系统中设置各项测试参数。光照强度方面,参考自然环境中不同地区的紫外线强度数据,以及产物实际使用场景,设置合适的紫外线灯管组合和强度值。例如,模拟赤道地区强紫外线环境时,可增强 UVA - 340 灯管强度;模拟室内环境时,选择 UVA - 351 灯管并设置相应较低强度。温度设置根据模拟气候条件而定,高温环境一般设置在 50℃ - 80℃,如模拟夏季高温可设为 60℃;若需模拟昼夜温差,设置温度循环程序,明确高温和低温保持时间及切换速率。湿度参数同样根据模拟环境设置,高湿度环境(如模拟热带潮湿气候)可将湿度设为 80% RH - 95% RH,低湿度环境(如模拟沙漠气候)设为 20% RH - 30% RH。测试时间和循环次数根据产物预期使用寿命和测试目的确定,一般测试时间从几百小时到数千小时不等,循环次数也相应调整。
3.3 测试过程
设置好参数后,启动试验箱。光源系统开始发射紫外线,温湿度控制系统将箱内环境调节至设定条件。样品在这样的环境下开始接受老化测试,样品承载与旋转装置按照预设程序旋转样品,确保其均匀受光和承受温湿度变化影响。测试过程中,操作人员需定期通过观察窗查看样品状态,如是否出现褪色、变色、开裂、粉化、变形等老化现象,并做好记录。同时,密切关注控制系统显示的温湿度、紫外线强度等参数,确保其始终在设定范围内波动。若出现参数异常波动或设备故障报警,应立即停止试验,排查原因并解决问题后再继续测试。
3.4 测试后处理
测试结束后,待试验箱内温度、湿度恢复至常温常湿状态,打开箱门取出样品。对样品进行全面检查和性能测试,包括外观检查,使用色差仪测量颜色变化,用光泽度仪检测光泽度损失;物理性能测试方面,对塑料、橡胶等材料测试拉伸强度、断裂伸长率等力学性能变化;对于涂料等涂层材料,检查附着力是否下降。此外,还可借助显微镜观察样品表面微观结构变化,如是否出现裂纹、孔隙等。将测试数据整理分析,与测试前样品性能数据对比,评估产物在紫外线老化环境下的耐使用性能变化情况。

结果评估
4.1 外观变化评估
通过直接观察和使用仪器测量,评估样品外观变化。如颜色变化,使用色差仪测量老化前后样品的 Lab 值(一种国际通用的颜色表示方法),计算色差值 ΔE。一般来说,ΔE 值越大,颜色变化越明显。例如,对于户外塑料制品,若色差值超过 5,可能影响产物美观和市场接受度。光泽度变化通过光泽度仪测量老化前后样品表面光泽度,以百分比表示光泽度损失率。如建筑外墙涂料,光泽度损失超过 30%,表明涂层老化严重,装饰效果下降。对于出现开裂、粉化、变形等缺陷的样品,记录缺陷的位置、大小、数量等信息,根据相关标准或经验判断缺陷严重程度对产物耐使用性的影响。
4.2 物理性能变化评估
对材料的物理性能变化进行量化评估。以塑料材料为例,拉伸强度是重要性能指标,通过万能材料试验机测试老化前后样品的拉伸强度。若老化后拉伸强度下降超过 20%,说明材料力学性能明显衰退,可能影响产物在实际使用中的承载能力和安全性。断裂伸长率同样反映材料韧性变化,老化后断裂伸长率降低,表明材料变脆,易发生断裂。对于橡胶材料,硬度变化也是关键指标,使用邵氏硬度计测量老化前后橡胶硬度,硬度增加可能导致橡胶失去弹性,影响其密封、减震等功能。
4.3 寿命预测与可靠性评估
基于测试结果,结合数学模型和经验公式,对产物在实际使用环境中的寿命进行预测。例如,采用 Arrhenius 方程,根据试验箱内不同温度下的老化数据,推算产物在自然环境温度下的老化速率,进而预测使用寿命。同时,综合考虑外观变化、物理性能变化以及寿命预测结果,评估产物的可靠性。若产物在测试过程中各项性能变化均在可接受范围内,且预测寿命满足设计要求,则产物可靠性较高;反之",若出现严重外观缺陷、物理性能大幅下降或预测寿命远低于预期,产物可靠性存在问题,需对产物设计、材料选择或生产工艺进行改进。