一种加速老化测试设备，包括可操作地连接到反射装置的靶板。所述靶板被配置成支承至少一个用于暴露到集中的太阳辐射的测试样本。所述反射装置被配置成将太阳辐射反射和集中到所述至少一个测试样本上。所述反射装置包括平台和多面镜子。每面镜子在所述平台上布置在第一操作位置和第二操作位置中的一个上，在第一操作位置太阳辐射被反射到所述至少一个测试样本上，在第二操作位置没有太阳辐射被反射到所述至少一个测试样本上。从所述反射装置入射到所述至少一个测试样本上的辐照度和所述至少一个测试样本的温度中的一个可响应输入由选择的镜子从第一操作位置移动到第二操作位置进行调节，以便控制所述至少一个测试样本的温度和辐照度中的一个。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及用于将太阳辐射集中到测试样本上的加速老化测试设备，尤其涉及集中在测试样本上的太阳辐射易变受控的加速老化测试设备。
技术介绍
诸如涂料或油漆这样的外涂层以及塑料和在暴露于太阳辐射和其它老化作用下倾向于降解的其它部件的厂商常常想要知道在数年的暴露之后这样的产品表现如何。然而，这些厂商典型地需要在比正常条件下将所述材料暴露于老化作用所需时间大为缩短的时间内知道所述信息。因此，开发出了加速老化测试设备，其由于暴露于室外的时间大为缩短而加速老化效果，从而厂商不需要真正等待五或十年以便确定他们的产品在实际暴露于室外五或十年之后将表现如何。一个已知的加速老化测试设备在授予Caryl等人的美国专利No.2,945,417中被公开。前述的测试设备包括具有一系列的十个平面镜的菲涅耳反射阳光集中器，所述阳光集中器将自然日光聚集到一系列测试样本上，所述测试样本固定到大约五(5)英寸宽和五十五(55)英寸长的靶板上。菲涅耳反射阳光集中器以大约八个太阳的强度将太阳辐射引导到靶板区域上。支承所述阳光集中器的镜子的平台和靶板两者都由支架支承，所述支架可以旋转以每日跟随太阳的运动。响应太阳位置的太阳跟踪机构控制电动机的操作，所述电动机用于旋转测试设备以跟随太阳的运动。测试机的旋转轴线朝南北方向定向，并且北方高度具有高度调节能够以解决在一年中的不同时间太阳高度的变化问题。这样的已知装置也带有安装在靶板上的风洞。空气偏导器导致空气从风洞逸出的空气通过安装到靶板的测试样本循环以防止测试样本由于暴露于集中的太阳辐射而过热。空气量受到偏导器和样本之间的间隙的尺寸控制。鼠笼式鼓风机与风洞连通以用于吹送周围冷空气通过那里。另外，靠近靶板提供水喷嘴以用于在周期性的间期湿润测试样本以模仿湿度、露水、雨水等的老化作用。另一已知的加速老化测试设备在授予Robins的美国专利No.4,807,247中被公开。前述测试设备包括之前关于‘417专利所述的所有结构，并且进一步包括在白天尽管周围空气温度变化和太阳辐射强度变化但保持一致的、恒定的测试样本温度的系统。所述系统包括安装到靶板的温度传感器，所述温度传感器用于暴露到集中的太阳辐射并且用于产生指示安装到靶板的测试样本的温度的电信号。所述系统进一步包括控制机构，所述控制机构电连接到所述温度传感器并且响应由此产生的所述电信号以用于选择地控制电力应用到包含在空气循环系统中的电动机。这样，所述控制机构用于改变电动机的速度并且由此控制通过靶板循环的周围冷空气的流率，从而测试样本的温度在理想的设定点保持恒定。当测试样本的检测温度增加时，控制机构增加鼓风机电动机的速度以通过靶板循环更多的周围冷空气以便将测试样本的温度降低到所述理想的设定点。类似地，如果目标样本的检测温度下降到理想的额定温度之下，控制机构减小鼓风机的速度以允许测试样本加热恢复到所述理想的设定点。温度控制机构也包括用户可操作的调节机构，该调节机构作为控制旋钮的形式以用于允许用户设置静态的、理想的目标样本温度。也提供了旁路开关以用于允许用户以上述的受控温度模式，或者以鼓风机电动机以恒定速度工作的不受控模式操作所述测试设备。已经开发出了用于操作上述类型的加速老化测试设备的标准测试方法。美国测试和材料协会(ASTM)已经发布了涵盖所述测试程序的标准G90、E838、D4141、D3105、D3841、D5105、E1596和D4364以及用于指导这样的室外加速老化测试的工作参数。其它标准和评价也被汽车工程师协会(SAE)、福特汽车公司、国际标准化组织(ISO)、美国国家标准协会(ANSI)、日本工业标准(JIS)开发和规定，即SAE J576、SAE J1961、Ford EJB-M1J14-A、Ford EST-M5P11-A、ISO 877、ANSI/NSF 54、JIS Z2381和MIL-T-22085D。除了上述类型的室外加速老化测试设备之外，利用人造辐射源来暴露测试样本的其它测试设备也是已知的。这样的测试设备的一个例子在授予Kockott的美国专利No.3,664,188中被公开。尽管这样的装置具有允许对辐射强度、温度和湿度进行精确控制的优点，但是这样的装置常常不能复制测试样本将在日常使用中实际暴露的自然日光的真实光谱。本领域的技术人员已经承认和认可自然日光和人造日光测试设备彼此截然不同并且产生不同的经验数据设置。关于美国专利Nos.2,945,417和4,807,247在上面描述的类型的室外加速老化测试设备具有使用自然日光的优点，因此测试样本暴露于日光的真实光谱。然而，已发现室外加速老化测试设备的缺点。一个这样的缺点是每个平面镜集中在测试样本上的太阳辐射量不能受到控制，因为平面镜可能固定连接到镜支承平台。因此，当镜支承平台跟随太阳高度时，镜平台上的所有平面镜将太阳辐射集中到测试样本上。所以，当太阳辐射的强度随着太阳、天空透明度、阴霾、雾、云、湿度或大气压的变化而增加和减小时，测试样本的温度和施加在测试样本上的辐照度将因此变化。太阳高度每日变化并且随着季节变化。以一天为基础，每天太阳辐射的强度在中午左右最高。以季度为基础，太阳辐射的强度在夏季最高。所以，在这些高强度期间，即使在样本进行空气冷却的情况下样本的温度也可能超过理想水平。另外，若不控制由每个平面镜集中在测试样本上的太阳辐射，可能难以将样本的温度保持在理想的测试温度或基于测试温度曲线或周期改变测试样本的温度。所以，在本领域中需要一种用于在室外加速老化测试设备中控制测试样本的温度、温度波动、辐照度和辐照度波动而不管太阳辐射强度每天的、季节性的变化和其它变化的装置和方法。
技术实现思路
为了阐述和理解在此公开的原理，现在参考在图中示出的优选实施例，并且将使用特定语言来描述所述实施例。然而应当理解这样做的意图不是限制范围。在所例举的实施例中的这样的改变和进一步改进以及这样的进一步应用是在此例举的实施例所公开的原理，该公开所属领域的技术人员将正常预见所述原理。根据本公开的一个原理方面，一种加速老化测试设备包括可操作地连接到反射装置的靶板。所述靶板被配置成支承至少一个用于暴露到集中的太阳辐射的测试样本。所述反射装置被配置成将太阳辐射反射和集中到所述至少一个测试样本上。所述反射装置包括平台和多面镜子。每面镜子在所述平台上布置在第一操作位置和第二操作位置中的一个上，在第一操作位置太阳辐射被反射到所述至少一个测试样本上，在第二操作位置没有太阳辐射被反射到所述至少一个测试样本上。入射到所述至少一个测试样本上的辐照度和所述至少一个测试样本的温度中的一个可响应输入由选择的镜子从第一操作位置移动到第二操作位置进行调节，以便控制所述至少一个测试样本的温度水平和辐照度水平中的一个。根据本公开的另一原理方面，用于在加速老化测试设备中调节入射到至少一个测试样本上的辐照度和所述至少一个测试样本的温度中的一个的方法包括以下步骤(a)将可操作地连接到反射装置的靶板装配到所述装置，其中所述靶板被配置成支承所述至少一个测试样本，所述反射装置被配置成将太阳辐射反射和集中到所述至少一个测试样本上，并且所述反射装置包括带有多面镜子的平台；(b)可操作地将每面镜子连接到所述平台使得每面镜子在所述平台上独立地布置在第一操作位置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将太阳辐射集中到至少一个测试样本上的加速老化测试设备，所述设备包括：可操作地连接到反射装置的靶板；所述靶板被配置成支承至少一个用于暴露到集中的太阳辐射的测试样本；所述反射装置被配置成将太阳辐射反射和集中到所述至少一个测试样本上；并且所述反射装置包括平台和多面镜子，每面镜子在所述平台上布置在第一操作位置和第二操作位置中的一个上，在第一操作位置太阳辐射被反射到所述至少一个测试样本上，在第二操作位置没有太阳辐射被反射到所述至少一个测试样本上，从而从所述反射装置入射到所述至少一个测试样本上的辐照度可响应输入由选择的镜子从第一操作位置移动到第二操作位置进行调节，以便控制所述至少一个测试样本的温度和辐照度中的一个。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：HK哈德卡斯尔三世，
申请(专利权)人：阿特拉斯材料测试技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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