采用紫外线发光二极管的不同紫外线波长进行风化试验制造技术

技术编号:9595407 阅读:189 留言:0更新日期:2014-01-23 01:07
采用紫外线发光二极管的不同紫外线波长进行风化试验。本发明专利技术包含风化室(1),其中设置有紫外线辐射装置(2),并可设置至少一个试样(3),其中紫外线辐射装置(2)包含多个紫外线发光二极管(UV-LEDs)(2.1;21),它们包含具有不同光照带的紫外线发光二极管(2.1;21)。其中可通过这一方式控制紫外线发光二极管(2.1;21),即特定光照带的多个紫外线发光二极管(2.1;21)可独立于另一光照带的紫外线发光二极管(2.1;21)进行共同开启和关闭。在方法中通过特定光照带的至少一个紫外线发光二极管(2.1;21)的辐射对至少一个试样进行辐照,紧接着对试样在辐照作用下的变化进行分析。

【技术实现步骤摘要】
采用紫外线发光二极管的不同紫外线波长进行风化试验
本专利技术涉及一种试样的人工风化或耐光性检验的方法和一种用于进行试样的人工风化或耐光性检验的装置。
技术介绍
在人工风化装置中对试样、尤其是平面的材料试样的在大气环境下的老化状态进行评估,其中对试样进行人工风化。为达到这一目的,上述装置通常包含风化室,其中设置有用于固定进行风化的试样的固定装置以及用于对试样进行辐照、尤其是紫外线辐照的辐射源。在对材料试样进行人工风化或耐光性检验的此类装置中大多必须对材料的使用寿命进行评估,这些材料在使用过程中持续处在自然的天气环境中,并且在气候影响下其状况逐渐变差,上述气候影响包括太阳光、太阳热、潮湿等。为真实模拟自然的气候条件,有利的是,在装置中产生的光线的光谱能量分配尽可能符合自然光照的光谱能量分配,因此在此类设备中一直使用氙气辐射器作为辐射源。此外,在材料的慢速拍摄的老化试验中基本上是对试样进行比自然条件下更密集的辐照,以使试样老化。由此在较短时间后即可就材料试样的长期老化状态做出结论。大部分在人工风化设备中进行试验的材料试样都由聚合材料制成。其中受大气影响的老化基本上是由阳光辐射中的紫外线比例造成的。在此进行的光化学的源过程,也就是照片的吸附和活跃态或自由基的产生,都是不受温度影响的。与此相反,后续的与聚合物或添加剂的反应步骤是受温度影响的,因此,所观察的材料的老化也同样是受温度影响的。在至今已知的风化试验设备中大多使用氙气灯作为辐射源。众所周知,使用氙气灯虽然不能很好地模拟太阳光光谱,但是所发出的辐照在红外光谱范围中却包含比较高的光谱比例,为防止试样升温过大,必须使用过滤器过滤上述红外光谱。此外,市面通用的氙气辐射源的使用寿命只有约1500小时。此外也可使用金属卤素灯作为辐射源,但是具有一个缺点,即它不可调节或非常难调节。具有同样特点的是荧光灯,它同样广泛地在风化检验设备中被使用为辐射源,但是不利的是它的使用寿命较短。上述风化检验设备的常规辐射源的另外一个缺点是其结构和控制方式相对不灵活,无法根据待辐照材料试样的表面的不同条件进行调整。
技术实现思路
因此本专利技术的任务在于,提供一种试样的人工风化或耐光性检验的方法和一种用于进行试样的人工风化或耐光性检验的装置,通过它们可在光谱方面对紫外线辐射的效果进行更好的分析。通过独立的权利要求书中所述的特性解决这一任务。在从属权利要求书中说明了有利设计和进一步方案。本专利技术的基本认识是,在许多待检的材料试样中,在紫外线辐射下的老化状态或耐光性的变化不仅取决于紫外线辐射的强度,还取决于光谱特性。尤其是由有机材料制成的试样大多具有光敏性,而光敏性与紫外线辐射的光子能量之间存在很大的相关性。为更好地进行分析,证明有利的是,在紫外线光谱的一个或数个特定波长或光照带下可进行辐射。下文根据第一方面的试样人工风化或耐光性检验方法,第二方面的用于试样的人工风化或耐光性检验的装置以及第三方面的紫外线辐射装置对本专利技术进行说明。在此指出,仅在三个方面中的一个中说明的所有特性或细节也可使用于其他两个方面。根据第一方面的本专利技术的用于进行试样的人工风化或耐光性检验的方法包含以下步骤:a.装备风化室,它包含紫外线辐射装置,此装置带有具有不同光照带的紫外线发光二极管(UV-LED);b.在风化室中设置至少一个试样,试样与紫外线发光二极管保持距离;c.通过至少一个具有特定光照带的紫外线发光二极管的辐射对试样进行照射;d.对照射产生的变化进行分析。根据本专利技术方法的一实施方式可在一个或数个其他光照带中进行步骤c和d,方法是通过相应的紫外线发光二极管的紫外光对试样进行辐照。根据本专利技术方法的一实施方式,紫外线辐射装置针对每个光照带包含一个等级的多个紫外线发光二极管。可对一个光照带的紫外线发光二极管进行设置和/或控制,以使在至少一个试样的范围内,取决于地点的辐射强度的变化位于规定界限内。因此在紫外线辐射装置内存在一定数量、例如3个或更多等级的、具有不同光照带的紫外线发光二极管。在此可进行设计,使每个等级的紫外线发光二极管的分配具有空间均匀性,并设置在一个平面上。在这个情况下可对紫外线发光二极管进行控制,使它们发射具有相同辐射功率的紫外线辐射。如果试样层距离紫外线发光二极管层足够远,那么相邻紫外线辐射椎体在试样层中的重叠不会使辐射强度沿着试样层出现大的波动。但是也可能是这一情况,即可将至少一个等级的紫外线发光二极管设置在一个平面上,不具有足够的空间均一性。在这一情况下,当通过相同的辐射功率运行一个等级的每个紫外线发光二极管时,在试样层中辐射强度出现过大的、与地点相关的变化。如果这一变化超出规定阈值,可为这一等级的紫外线发光二极管设计控制方式,即它们以不同的辐射功率发射紫外线辐射,以平衡或至少降低试样层中辐射强度的与地点相关的变化,并遵守提及的规定界限或阈值。根据本专利技术方法的一实施方式可改变风化室内的紫外线发光二极管的空间位置。特别地可如此设计,即在对试样的辐射过程中,一个等级的单个或全部紫外线发光二极管相对于试样出现空间变化,例如在横向上与紫外线发光二极管层相平行地、以特定方式来回移动,或进行另一方式的规律运动,比如盘绕运动。其作为上面提及的规律的补充,目的在于在辐射过程中在试样层内创造尽可能具有空间均一性的辐射强度。根据本专利技术方法的一实施方式,紫外线发光二极管发射的紫外线辐射为CW-辐射,也即是具有恒定的辐射功率。根据本专利技术方法的另一实施方式,紫外线发光二极管发射的紫外线辐射具有变化的辐射功率,例如以具有规律脉冲串的脉冲形式。进行上述设计的前提是涉及特定老化效果的分析,且老化效果与辐射功率之间存在非线性联系。在这一情况下重要的是,紫外线发光二极管以尽可能短的脉冲发射尽可能高的最大功率。根据本专利技术方法的一实施方式,将多个试样设置在风化室内的、专为此设计的试样层上,并通过一个等级的紫外线发光二极管的紫外线辐射进行平行辐照。根据本专利技术方法的一实施方式,采用规定的辐射强度对在至少每个不同光照带上的试样进行规定时间的辐照,以进行快动作的风化试验。其中的一般目的在于尽可能准确地模拟自然太阳辐射的影响。但是太阳光光谱在紫外线范围内具有独特的边缘,约为300nm。可实现这一情况,即根据本专利技术规定的紫外线发光二极管光照带的光谱位于紫外线边缘范围内,因此其最大值在波长上,其中在太阳光光谱中通过不同强度代表波长。由此可以考虑这一事实,即根据太阳光光谱中的情况对紫外线发光二极管的辐射功率进行调节或对辐照的持续时间进行相应调节,其中也可能采取上述两种措施。根据第二方面的本专利技术的用于进行试样的人工风化或耐光性检验的装置包含风化室,其中设置有紫外线辐射装置,并可设置至少一个试样。紫外线辐射装置包含多个紫外线发光二极管(紫外线发光二极管),它们包含具有不同光照带的紫外线发光二极管。可通过这一方式控制紫外线发光二极管,即特定光照带的多个紫外线发光二极管可独立于另一光照带的紫外线发光二极管进行共同开启和关闭。根据第三方面的本专利技术的紫外线辐射装置包含多个紫外线发光二极管(紫外线发光二极管),它们包含两个或多个等级的、具有不同光照带的紫外线发光二极管,其中通过这一方式控制紫外线发光二极管,即特定光照带的多个紫外线发光二极管可独立于另一本文档来自技高网
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采用紫外线发光二极管的不同紫外线波长进行风化试验

【技术保护点】
用于进行试样的人工风化或耐光性检验的方法,包含以下步骤:a.装备风化室(10),它包含紫外线辐射装置(2),此装置带有具有不同光照带的紫外线发光二极管(UV?LED)(2.1);b.在风化室(1)中设置至少一个试样,试样与紫外线发光二极管(2.1)保持距离;c.通过至少一个具有特定光照带的紫外线发光二极管(2.1)的辐射对试样进行照射;d.对照射产生的变化进行分析。

【技术特征摘要】
2012.07.05 EP 12175187.91.用于进行试样的人工风化或耐光性检验的方法,包含以下步骤:a.装备风化室(10),它包含紫外线辐射装置(2),此装置带有具有各自多个不同光照带的多个不同种紫外线发光二极管(UV-LED)(2.1),紫外线发光二极管的所有不同的光照带平均分布在太阳光光谱的一特定光谱部分,所述特定光谱部分仅包括随增加的波长稳定增加的光强;b.在风化室(1)中设置至少一个试样,试样与紫外线发光二极管(2.1)保持距离;c.通过一个或多个仅具有多个光照带中一特定光照带的紫外线发光二极管(2.1)的辐射对至少一个试样进行照射;d.对照射产生的变化进行分析;及e.对于四个不同光照带中每一其他光照带单独执行步骤c,d,其中对于所有的光照带使用相同辐射强度中的任一,且对于不同光照带中的照射的每一个,使用不同的照射持续时间,该不同的持续时间对应于太阳光光谱中的光谱轮廓内的光照带的不同强度,或对于所有光照带...

【专利技术属性】
技术研发人员:贝恩德·鲁道夫彼得·马尔希
申请(专利权)人:阿特拉斯材料测试技术公司
类型:发明
国别省市:

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