CN205643115U - 一种氙灯耐侯试验箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氙灯耐侯试验箱，包括箱体(1)、加湿系统、加热系统、制冷系统、光照系统及电气系统，箱体(1)前端面上设有箱门(2)，箱体(1)内设置有工作室(4)，工作室(4)内中央位置处安装有样品架(5)，加湿系统为气水喷雾加湿系统，加湿系统、加热系统、制冷系统、光照系统分别由线路连接电气系统，气水喷雾加湿系统包括不锈钢喷头(6)、水泵、时间继电器和加湿器(7)，不锈钢喷头(6)进水口通过水泵连接加湿器(7)，不锈钢喷头(6)进气口连接压缩机，时间继电器输出端与水泵控制端连接；本实用新型雾化时一方面增加了空气的湿度，另一方面产生制冷现象，从而可很好的抵消灯管产生的热量，降低了能耗。

Description

一种氙灯耐侯试验箱

[技术领域]

本实用新型涉及环境试验设备技术领域，具体地说是一种氙灯耐侯试验箱。

[背景技术]

阳光跟人们的生活息息相关，它在普照大地的时候，给万物提供了生机，同时由于阳光中的紫外成份对物件的破坏很严重，且红外光产生的热量，也会对物件产生热老化，所以人们使用的各种工业用品，在大批量生产前，都需要进行光老化试验。在实际实践中，氙灯光源发出的光与太阳光光谱是最接近的，所以目前大多数太阳辐射模拟试验，均采用氙灯试验箱；氙灯试验箱通过滤光片对光源进行过滤，分成专门针对紫外试验、热老化试验、特殊光谱段试验等，总之针对不同行业，需选择不同功能的氙灯试验箱。目前，市场上常规的氙灯试验箱由于其通用性，并不是特别针对某一行业或某一产品而开发的，可能会存在有以下问题：

(1)行业不同，试验的产品及方法均不相同，从而根本满足不了标准上要求的光照试验；

(2)由于氙灯是将电能转化为光能和热能，除了发光之外还会产生大量的热，通过热辐射的方式传递到试验箱的空气中，如果试验还需要求同时做高湿试验时，则根本无法稳定温湿度；

(3)传统的加湿方式，通过锅炉将水烧开，产生蒸汽进行加湿，加湿的过程中本身也会产生热量，从而会增加制冷机组的负荷；

(4)由于加热制冷对抗较厉害，能耗比较厉害，整机功率较大。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种氙灯耐侯试验箱，其雾化时一方面增加了空气的湿度，另一方面产生制冷现象，从而可以很好的抵消灯管产生的热量，同时降低了能耗。

为实现上述目的设计一种氙灯耐侯试验箱，包括箱体1、加湿系统、加热系统、制冷系统、光照系统及电气系统，所述箱体1的前端面上设有箱门2，所述箱门2上设有观察窗3，所述箱体1内设置有工作室4，所述工作室4内中央位置处安装有样品架5，所述加湿系统为气水喷雾加湿系统，所述加湿系统、加热系统、制冷系统、光照系统分别由线路连接电气系统。

所述气水喷雾加湿系统包括不锈钢喷头6、水泵、时间继电器和加湿器7，所述不锈钢喷头6安装在工作室4内底部，所述不锈钢喷头6的进水口通过水泵连接加湿器7，所述不锈钢喷头6的进气口连接压缩空气源，所述时间继电器的输出端与湿度电磁泵的控制端连接。

所述加热系统包括加热器8，所述加热器8为远红外镍铬合金高速加温电加热器，所述加热器8通过不锈钢紧固件安装在箱体1内壁上。

所述制冷系统包括压缩机、冷凝器及蒸发器9，所述压缩机、冷凝器、蒸发器9依次连接，所述蒸发器9设置在工作室4后部，所述蒸发器9采用波纹翅片管式换热器，所述冷凝器采用翅片管式换热器，所述冷凝器下部设置有凝结水接水盘，所述凝结水接水盘通过管道连接至箱体1外部。

所述光照系统包括氙灯灯管10、黑板温度计及光照传感器，所述氙灯灯管10、黑板温度计、光照传感器分别通过PLC模块连接电气系统，所述氙灯灯管10外部沿灯光照射的方向罩设有滤光片，所述滤光片过滤后，能够通过滤光片的光波长为290-800nm。

所述样品架5安装在旋转机构上，所述旋转机构安装在箱体1内下部，所述样品架5随旋转机构的转动而作360°旋转，所述样品架5为圆环形框架，所述样品架5上装有用于固定样品的样品固定架11，所述样品固定架11设置有多个，多个所述样品固定架11沿圆周方向均匀分布。

所述氙灯灯管10安装在样品架5的轴心位置处，所述氙灯灯管10纵向设置，所述样品架5围绕氙灯灯管10旋转，所述黑板温度计、光照传感器均安装在样品架5上。

所述工作室4后方设有风道夹层，所述风道夹层内上部安装有风机12，所述风机12连接在电机13的输出轴，所述电机13固定连接于箱体1内后壁上，所述电机13采用长轴风扇电机，所述风机12采用耐高低温不锈钢多翼式叶轮，所述加热器8、蒸发器9均设于风道夹层内，所述加热器8、蒸发器9安装在风机12下方。

所述箱体1包括外箱和内箱，所述外箱采用表面经喷塑处理的A3钢板制成，所述内箱采用SUS304不锈钢板制成，所述箱体1与箱门2之间设有双层耐高温高张性密封条，所述箱门2内侧设置有胶合片式导电膜，所述观察窗3采用多层中空钢化玻璃，所述箱体1顶端设有排气口14。

所述箱体1一侧设有电控柜15，所述电控柜15的前端面上设有控制面板16，所述电气系统与控制面板16上的按键控制区相连。

本实用新型同现有技术相比，由于试验箱需做55℃±3℃，85±5％RH，同时6KW氙灯全功率点亮，为了减少加湿产生的热量，同时抵消灯管产生的热量，本实用新型采用了喷雾加湿的方式，其不锈钢喷头具有很好的耐腐蚀性，其一端接纯水，一端接压缩空气，通过虹吸的原理，利用压缩空气将吸上的水进行雾化，雾化时一方面增加空气的湿度，另一方面产生制冷现象，从而可以很好的抵消灯管产生的热量，一举两得；此外，喷雾加湿抵消了灯管的热量，对应的制冷系统则就不需要很大的制冷量，蒸发器的除湿量也会变得很少，使得加湿、除湿对抗就那么严重，而制冷系统小了，整机的功率则就可以大大缩小，降低了能耗，使得用户安装现场可以使用更小的电源。

[附图说明]

图1是本实用新型的正面结构示意图；

图2是本实用新型的左侧内部结构示意图；

图3是本实用新型的俯视内部结构示意图；

图中：1、箱体 2、箱门 3、观察窗 4、工作室 5、样品架 6、不锈钢喷头 7、加湿器 8、加热器 9、蒸发器 10、氙灯灯管 11、样品固定架12、风机 13、电机 14、排气口 15、电控柜 16、控制面板 17、喷管 18、进气口。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图所示，本实用新型包括：箱体1、加湿系统、加热系统、制冷系统、光照系统及电气系统，箱体1的前端面上设有箱门2，箱门2上设有观察窗3，箱体1内设置有工作室4，工作室4内中央位置处安装有样品架5，加湿系统为气水喷雾加湿系统，加湿系统、加热系统、制冷系统、光照系统分别由线路连接电气系统；其中，气水喷雾加湿系统包括不锈钢喷头6、水泵、时间继电器和加湿器7，不锈钢喷头6安装在工作室4内底部，不锈钢喷头6的进水口通过水泵连接加湿器7，不锈钢喷头6的进气口连接压缩空气源，进水口连接到水箱，时间继电器的输出端与湿度电磁泵的控制端连接，其喷洒周期可调，通电控制器控制电磁阀的通断控制压缩空气的通断，从而达到自动控制喷雾量的效果。

本实用新型中，加热系统包括加热器8，加热器8为远红外镍铬合金高速加温电加热器，加热器8通过不锈钢紧固件安装在箱体1内壁上，高温、湿度、光照完全独立系统(互不干扰)，温湿度控制输出功率均由微电脑演算，以达高精度及高效率之用电效益；制冷系统包括压缩机、冷凝器及蒸发器9，压缩机、冷凝器、蒸发器9依次连接，蒸发器9设置在工作室4后部，蒸发器9采用波纹翅片管式换热器，冷凝器采用翅片管式换热器，冷凝器下部设置有凝结水接水盘，凝结水接水盘通过管道连接至箱体1外部；光照系统包括氙灯灯管10、黑板温度计及光照传感器，氙灯灯管10、黑板温度计、光照传感器分别通过PLC模块连接电气系统，氙灯灯管10外部沿灯光照射的方向罩设有滤光片，滤光片过滤后，能够通过滤光片的光波长为290-800nm。

其中，样品架5安装在旋转机构上，旋转机构安装在箱体1内下部，样品架5随旋转机构的转动而作360°旋转，样品架5为圆环形框架，样品架5上装有用于固定样品的样品固定架11，样品固定架11设置有多个，多个样品固定架11沿圆周方向均匀分布，氙灯灯管10安装在样品架5的轴心位置处，氙灯灯管10纵向设置，样品架5围绕氙灯灯管10旋转，黑板温度计、光照传感器均安装在样品架5上。

本实用新型中，工作室4后方设有风道夹层，风道夹层内上部安装有风机12，风机12连接在电机13的输出轴，电机13固定连接于箱体1内后壁上，电机13采用长轴风扇电机，风机12采用耐高低温不锈钢多翼式叶轮，加热器8、蒸发器9均设于风道夹层内，加热器8、蒸发器9安装在风机12下方；箱体1包括外箱和内箱，外箱采用t＝1.2mm的表面经喷塑处理的A3钢板制成，更显光洁、美观；内箱采用SUS304不锈钢板制成，箱体1与箱门2之间设有双层耐高温高张性密封条，以确保测试区的密闭；箱门2内侧设置有胶合片式导电膜加热除霜(以清楚观察试验过程)，观察窗3采用多层中空钢化玻璃，箱体1顶端设有排气口14，箱体1一侧设有电控柜15，电控柜15的前端面上设有控制面板16，电气系统与控制面板16上的按键控制区相连。

本实用新型的基本原理为：耐候试验是科研生产过程中筛选配方优化产品组成的重要手段，也是产品质量检验的一项重要内容，应用材料如涂料、塑料、铝塑板、以及汽车安全玻璃等产品标准均要求做耐候性试验。造成材料老化的主要因素是阳光和潮湿，耐候试验箱可以模拟由阳光、雨水和露水造成的危害，利用氙灯模拟阳光照射的效果，利用冷凝湿气模拟雨水和露水，被测材料放置在一定温度下的光照和潮气交替的循环程序中进行测试，用数天或数周的时间即可重现户外数月乃至数年出现的危害，人工加速老化试验数据可以帮助选择新材料，改造现有材料，以及评价配方的变化是如何影响产品的耐久性的。

本实用新型中，温湿度循环系统采用特制空调型低噪音长轴风扇电机，耐高低温不锈钢多翼式叶轮，以达强度对流垂直扩散循环；箱体底部采用高品质可固定式PU活动轮；工作室后面有风道夹层，分布加热器、加湿器、循环风叶等装置，试验箱为单开门，采用耐老化硅橡胶密封，下置式水箱供水，水位自动控制，试验箱温度通风冷却系统由温控仪自动控制；直接测量氙灯辐射强度，并且可以调整氙灯辐射强度，该氙灯冷却采用风冷，降低了设备运行和维护费用；试样架以1r～5r/min的速度围绕光源旋转，在试样架上安装了黑板温度计BPT或黑标准温度计BST；且为了记录每次试验工作时间，本实用新型在控制器上设有定时器，可对设备时间进行控制，定时结束设备即自动关闭。同时，为了使氙弧灯能正常工作，不致损坏，本实用新型除了氙弧灯点燃在电路上采用与水冷却连锁外(即冷却水泵不工作无冷却水时氙弧灯是不能点亮的)，并在运转过程中如果发生冷却水泵故障工作不正常或断水时，氙灯自动熄灭，整机停止工作的保护设施。

本实用新型的控制系统中，显示器采用“台湾威伦”7.0寸彩色触摸屏及“德国西门子”PLC模块控制，全自动式手写设定，直观的操作界面，整体美观大方，操作方便简捷。加湿系统采用喷嘴辅肋加湿，加湿器控制方式为无触点等周期脉冲调宽，SSR(固态继电器)，且具有水位自动补偿、缺水报警系统，其湿度控制均采用P.I.D+S.S.R系统同频道协调控制，加热加湿功率采用远红外不锈钢高速加温镍铬合金电热管。

本实用新型为了保证试验箱对降温速率和最低温度的要求，其制冷系统采用进口压缩机所组成的单机式制冷系统，该制冷系统具有匹配合理、可靠性高、使用维护方便等优点。制冷工作原理为：制冷循环均采用逆卡若循环，该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，其过程如下，制冷剂经压缩机绝热压缩到较高的压力，消耗了功使排气温度升高，之后制冷剂经冷凝器等温地和四周介质进行热交换将热量传给四周介质；后制冷剂经截流阀绝热膨胀做功，这时制冷剂温度降低；最后制冷剂通过蒸发器等温地从温度较高的物体吸热，使被冷却物体温度降，此循环周而复始从而达到降温之目的。该制冷系统的设计应用能量调节技术，一种行之有效的处理方式既能保证在制冷机组正常运行的情况下又能对制冷系统的能耗及制冷量进行有效的调节，使制冷系统的运行费用下降到较为经济的状态。蒸发器采用波纹翅片管式换热器(兼做除湿器)，采用蒸发器盘管露点温度层流接触除湿方式；冷凝器采用翅片管式换热器；制冷方式为单机制冷，冷凝方式为风冷冷却，系统管路均作通气加压48H捡漏测试，加温、降温系统完全独立，并设有蒸发压力调节阀(防止蒸发器结冰)，具有储水箱水位显示，喷水压力在0.12～0.15Mpa之间可调。

本实用新型中辐照度的控制是通过光照传感器检测辐射强度，将该辐射强度转换为电信号传送给PLC模块，PLC模块将检测的信号与设定值进行比较，PID运算，输出光照信号去控制氙灯电源，达到一个闭环实时控制氙灯辐照强度的效果，即仪表上能直接显示辐照设定值及实时的光照强度数值，全自动化控制。采用全电子自动触发器，触发时间﹤2S(二次触发间隔时间﹥10min)，光照波长滤光片为290-800nm，起作用是使290-800nm范围的光透过而290-800nm范围外的光被截止。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种氙灯耐侯试验箱，其特征在于：包括箱体(1)、加湿系统、加热系统、制冷系统、光照系统及电气系统，所述箱体(1)的前端面上设有箱门(2)，所述箱门(2)上设有观察窗(3)，所述箱体(1)内设置有工作室(4)，所述工作室(4)内中央位置处安装有样品架(5)，所述加湿系统为气水喷雾加湿系统，所述加湿系统、加热系统、制冷系统、光照系统分别由线路连接电气系统，所述气水喷雾加湿系统包括不锈钢喷头(6)、水泵、时间继电器和加湿器(7)，所述不锈钢喷头(6)安装在工作室(4)内底部，所述不锈钢喷头(6)的进水口通过水泵连接加湿器(7)，所述不锈钢喷头(6)的进气口连接压缩空气源，所述时间继电器的输出端与湿度电磁泵的控制端连接。

2.如权利要求1所述的氙灯耐侯试验箱，其特征在于：所述加热系统包括加热器(8)，所述加热器(8)为远红外镍铬合金高速加温电加热器，所述加热器(8)通过不锈钢紧固件安装在箱体(1)内壁上。

3.如权利要求2所述的氙灯耐侯试验箱，其特征在于：所述制冷系统包括压缩机、冷凝器及蒸发器(9)，所述压缩机、冷凝器、蒸发器(9)依次连接，所述蒸发器(9)设置在工作室(4)后部，所述蒸发器(9)采用波纹翅片管式换热器，所述冷凝器采用翅片管式换热器，所述冷凝器下部设置有凝结水接水盘，所述凝结水接水盘通过管道连接至箱体(1)外部。

4.如权利要求3所述的氙灯耐侯试验箱，其特征在于：所述光照系统包括氙灯灯管(10)、黑板温度计及光照传感器，所述氙灯灯管(10)、黑板温度计、光照传感器分别通过PLC模块连接电气系统，所述氙灯灯管(10)外部沿灯光照射的方向罩设有滤光片，所述滤光片过滤后，能够通过滤光片的光波长为290-800nm。

5.如权利要求4所述的氙灯耐侯试验箱，其特征在于：所述样品架(5)安装在 旋转机构上，所述旋转机构安装在箱体(1)内下部，所述样品架(5)随旋转机构的转动而作360°旋转，所述样品架(5)为圆环形框架，所述样品架(5)上装有用于固定样品的样品固定架(11)，所述样品固定架(11)设置有多个，多个所述样品固定架(11)沿圆周方向均匀分布。

6.如权利要求5所述的氙灯耐侯试验箱，其特征在于：所述氙灯灯管(10)安装在样品架(5)的轴心位置处，所述氙灯灯管(10)纵向设置，所述样品架(5)围绕氙灯灯管(10)旋转，所述黑板温度计、光照传感器均安装在样品架(5)上。

7.如权利要求6所述的氙灯耐侯试验箱，其特征在于：所述工作室(4)后方设有风道夹层，所述风道夹层内上部安装有风机(12)，所述风机(12)连接在电机(13)的输出轴，所述电机(13)固定连接于箱体(1)内后壁上，所述电机(13)采用长轴风扇电机，所述风机(12)采用耐高低温不锈钢多翼式叶轮，所述加热器(8)、蒸发器(9)均设于风道夹层内，所述加热器(8)、蒸发器(9)安装在风机(12)下方。

8.如权利要求7所述的氙灯耐侯试验箱，其特征在于：所述箱体(1)包括外箱和内箱，所述外箱采用表面经喷塑处理的A3钢板制成，所述内箱采用SUS304不锈钢板制成，所述箱体(1)与箱门(2)之间设有双层耐高温高张性密封条，所述箱门(2)内侧设置有胶合片式导电膜，所述观察窗(3)采用多层中空钢化玻璃，所述箱体(1)顶端设有排气口(14)。

9.如权利要求8所述的氙灯耐侯试验箱，其特征在于：所述箱体(1)一侧设有电控柜(15)，所述电控柜(15)的前端面上设有控制面板(16)，所述电气系统与控制面板(16)上的按键控制区相连。