光照强度≠黑板温度信号 | 拆解Q-SUN氙灯老化箱的两套控制回路

光照强度≠黑板温度信号 | 拆解Q-SUN氙灯老化箱的两套控制回路

 

在材料耐候性评估中,有些新接触老化测试的工程师有这类疑问:“氙灯老化箱的光照强度与黑板传感器(黑板温度计)的信号数据有关吗?”

湛临仪器首先宣布结论:不是。

在Q-SUN氙灯老化试验箱中,光照强度与黑板温度(BPT/BST)由两套彼此独立的测量与控制回路负责——前者由辐照度传感器闭环控制,后者由黑板温度计闭环控制热环境。

 

 

为什么光和温度要分开”控制”?

 

在加速老化测试中,将“光”和“温度”分开控制更为科学。材料的光化学反应主要由光谱组成与辐照剂量驱动,而热氧化与热老化则取决于温度水平与热史;把两者独立设定与闭环控制,才能更清晰地识别失效机理、避免变量耦合带来的判断偏差。

与此同时,行业与国家标准通常会同时规定光强控制点及黑板温度的类型/设定值,只有按标准分别控制,测试结果才能与历史数据和跨实验室数据保持可比与可追溯。

当然,在黑板温度之外,同步管控舱内空气温度(CAT)与相对湿度(RH),并按需叠加喷水/冷凝等水分程序,有助于把“光-热-湿”三要素稳定在目标窗口内,提升试验过程的稳健性与复现性。

 

两套控制回路:光与温,各司其职

 

首先,光照强度=辐照度闭环(不是黑板信号)

Q-SUN 采用专用辐照度传感器,在目标波段(如 340 nm、420 nm 或 TUV 300–400 nm)实时采样光强,并自动调节灯功率,把光强稳稳锁在设定值(如 0.35 W/m²/nm@340 nm 等)。

也就是说,你在触控界面设置的“光强值”,由光学传感器闭环维持;黑板温度计不参与光强闭环。

其次,黑板温度=表面温度代表值(独立温控回路)

黑板温度计反映样品在强光下趋于最高的表面温度趋势,设备据此调节热平衡以维持 BPT/BST 设定。所以,黑板温度计用于温度控制,而非光强控制;它与辐照度传感器是两种不同的计量装置。

 

BPT vs. BST:黑板的”关键差别”

 

定义与原理方面,BPT/BP属于未绝缘黑板:背面不绝热,易与舱内空气换热;升降温快。而BST/IBP属于绝缘黑板/黑标准:背面加绝热层,更“保温”;更接近样品表面最高温趋势。

在同等条件下,BST 读数通常高于 BPT(工程中常见高出数℃至十多℃,受风速、装载量、光强、舱温影响)。而BPT 对气流/散热更敏感、响应更快;BST 热惯量大、峰值更高。

在常见国际标准中,ASTM路线多用 BPT,ISO路线多用 BST/IBP;所以两者不可直接互比或简单换算。不过一般来说,薄片/高导热/金属基材、背面易散热的样品优先 BPT。而厚片/绝缘/3D 结构、背面不易散热的样品则可以优先 BST/IBP。

 

Q-SUN氙灯试验箱:如何稳住”光/温/湿”

 

1. 光强闭环

Q-SUN 氙灯试验箱在所选控制点(如 340 nm、420 nm 或 TUV 300–400 nm)由辐照度传感器实时采样光强,并自动调节灯功率,使辐照度稳定在设定值。这样可消除灯衰、滤光变化等因素带来的漂移,确保不同批次、不同实验间的光照剂量一致可比。

2. 温度闭环

Q-SUN氙灯试验箱以黑板温度计(BPT 或 BST)的读数作为反馈量,动态调节热平衡以维持目标黑板温度;对于部分方法或循环,还可同时控制舱内空气温度(CAT),在黑板温度之外进一步稳定整体热场,使样品处于更可复现实验条件下。

3. 湿度与水分

按标准或方法要求,可启用相对湿度(RH)控制,并叠加喷水、冷凝等水分程序,在实验室内构建更接近户外的“光-热-湿-水”耦合环境。这有助于揭示材料在真实气候下可能出现的失效模式。

4. 数据追溯

Q-SUN氙灯试验箱的系统可对关键环境量(如光强、黑板温度、CAT、RH 以及时间/循环程序)进行在线记录与导出,便于质量审查、方法复核与跨实验室比对;同时也为异常分析与长期趋势评估提供可追溯的数据基础。

 

Q-SUN氙灯试验箱:设备特点一览

 

· 全光谱太阳模拟:覆盖 UV–可见–近红外,贴近自然日光分布。

· 辐照度闭环:340/420/TUV 控制点可选,自动稳态控制,降低灯衰与滤光变化带来的漂移。

· 双黑板选件:支持BPT未绝缘黑板与 BST/IBP绝缘黑板,顺应ASTM/ISO等不同标准路线。

· 多要素同步:可同步控制黑板温度、舱内空气温度(CAT)与相对湿度(RH),并支持喷水/冷凝等水分程序。

· 追溯与合规:关键参数实时记录,便于质量体系审核与跨实验室对比。

· 多型号覆盖:台式与落地式机型可选,满足研发验证、小批量配方筛选到量产质控的不同场景。

 

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