燈管表面的 “結(jié)垢現(xiàn)象” 會對箱式紫外老化箱的紫外透射率產(chǎn)生多大影響？

來源：廣東皓天檢測儀器有限公司 2025年08月15日 09:34

在箱式紫外老化箱的長期運(yùn)行中，燈管表面的 “結(jié)垢現(xiàn)象” 是影響紫外透射率的隱形殺手。這種由污染物沉積形成的固態(tài)薄膜，看似細(xì)微卻能顯著削弱紫外能量輸出，對材料耐候性測試的精準(zhǔn)度造成多重干擾。

結(jié)垢的成因與設(shè)備運(yùn)行環(huán)境密切相關(guān)。當(dāng)試驗箱進(jìn)行噴淋 - 冷凝循環(huán)測試時，水中的鈣鎂離子、微生物代謝物會隨蒸汽附著在燈管表面，經(jīng)高溫烘烤形成硬垢；若測試樣品含有揮發(fā)性成分（如涂料中的增塑劑、橡膠中的硫化物），其揮發(fā)物遇冷后會凝結(jié)成有機(jī)膜層。某檢測機(jī)構(gòu)的拆解數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)行 1000 小時未清潔的燈管，表面結(jié)垢厚度可達(dá) 3-5μm，且呈現(xiàn) “內(nèi)層無機(jī)鹽 + 外層有機(jī)物” 的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

這種復(fù)合垢層對紫外透射率的衰減作用極為顯著。實(shí)驗室對比測試表明，當(dāng) UVA-340 燈管表面結(jié)垢厚度達(dá)到 2μm 時，340nm 波段的透射率會下降 23%-28%；而 UVB-313 燈管在相同結(jié)垢程度下，313nm 波段透射率衰減更達(dá) 30%-35%。這是因為短波紫外線的光子能量更高，與垢層中顆粒物的散射、吸收作用更強(qiáng)烈。更值得注意的是，結(jié)垢分布往往不均勻，燈管兩端因溫度較高可能形成局部厚垢，導(dǎo)致箱內(nèi)輻照度均勻性從 ±3% 惡化至 ±15%，造成同批次樣品老化程度出現(xiàn)明顯差異。

結(jié)垢引發(fā)的透射率下降還會破壞能量累積的穩(wěn)定性。假設(shè)某測試要求 1000 小時內(nèi)累積輻照度達(dá)到 150kJ/m2，當(dāng)透射率衰減 25% 時，實(shí)際接收能量僅為目標(biāo)值的 75%，相當(dāng)于測試時長被 “隱性縮短”。這種能量虧欠會導(dǎo)致材料老化程度不足 —— 如戶外用聚丙烯材料在標(biāo)準(zhǔn)能量下會出現(xiàn)明顯龜裂，而在低透射率環(huán)境中可能僅表現(xiàn)為輕微變色，直接誤導(dǎo)對材料耐候等級的判斷。

結(jié)垢的長期存在還會形成惡性循環(huán)。透射率下降迫使設(shè)備通過提高燈管功率來補(bǔ)償能量損失，這會加劇燈管發(fā)熱，促使更多揮發(fā)性污染物沉積，同時加速垢層的碳化硬化。某汽車零部件企業(yè)的案例顯示，長期未清理的結(jié)垢燈管在功率補(bǔ)償模式下運(yùn)行，其壽命從 1600 小時縮短至 900 小時，且后期透射率衰減速率是清潔狀態(tài)下的 2.3 倍。

針對這一問題，行業(yè)已形成標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)對方案：每日測試結(jié)束后用無水乙醇擦拭燈管表面，每月采用檸檬酸溶液進(jìn)行超聲清洗，每 500 小時進(jìn)行一次透射率校準(zhǔn)。配備自動清潔模塊的新型設(shè)備，可通過高頻振動與氣流吹掃實(shí)時清除浮塵，使結(jié)垢導(dǎo)致的透射率衰減控制在 5% 以內(nèi)。某光伏材料實(shí)驗室實(shí)施該方案后，組件背板老化測試的數(shù)據(jù)分析精度提升 40%，有效規(guī)避了因結(jié)垢引發(fā)的測試偏差。

因此，定期清除燈管表面結(jié)垢并非簡單的維護(hù)工作，而是保障紫外老化試驗數(shù)據(jù)可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對材料研發(fā)與產(chǎn)品質(zhì)量管控具有不可忽視的技術(shù)價值。

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