紫外(wai)(wai)老(lao)化(hua)試(shi)驗箱通(tong)過(guo)模(mo)擬(ni)太陽(yang)光(guang)中的(de)紫外(wai)(wai)輻(fu)射，對(dui)材料進(jin)行(xing)加速老(lao)化(hua)測(ce)(ce)試(shi)，其輻(fu)照(zhao)度控制精(jing)度直接關系(xi)到(dao)測(ce)(ce)試(shi)結果的(de)再現性和(he)材料篩選的(de)有效性。然而，熒光(guang)紫外(wai)(wai)燈管在(zai)使用過(guo)程中會自然老(lao)化(hua)，輻(fu)照(zhao)強度逐漸衰減，且不同(tong)燈管之間的(de)光(guang)譜功率分布(bu)也(ye)可能存在(zai)差異，若不進(jin)行(xing)有效的(de)補償和(he)更換管理，將導致不同(tong)批(pi)次或不同(tong)時間段(duan)的(de)測(ce)(ce)試(shi)數據(ju)無法進(jin)行(xing)縱向(xiang)對(dui)比(bi)。本(ben)文從輻(fu)照(zhao)度控制原理、燈管老(lao)化(hua)特(te)征及補償策略三個(ge)方面展開論述。

一、輻照(zhao)度閉(bi)環控制原理

目(mu)前主(zhu)流紫外老(lao)化試驗箱采用輻(fu)(fu)照度閉環控(kong)制(zhi)系(xi)統，其核心由紫外輻(fu)(fu)照度傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)燈管功率(lv)調(diao)節(jie)模塊(kuai)組成(cheng)。輻(fu)(fu)照度傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)通(tong)(tong)常安裝在樣品架(jia)平面位置，實(shi)時(shi)(shi)監測340納米(mi)或313納米(mi)波段(duan)的(de)(de)(de)輻(fu)(fu)照強度。當傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)檢測到輻(fu)(fu)照度低于(yu)設定(ding)值(zhi)時(shi)(shi)，控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)會通(tong)(tong)過增大燈管驅動電(dian)流或提高(gao)(gao)電(dian)源(yuan)電(dian)壓來提高(gao)(gao)燈管輸出功率(lv)，直至輻(fu)(fu)照度恢復(fu)至目(mu)標值(zhi)。反之，當輻(fu)(fu)照度偏高(gao)(gao)時(shi)(shi)則(ze)降低輸出。這(zhe)種閉環控(kong)制(zhi)可有效補(bu)償因(yin)燈管老(lao)化、電(dian)網電(dian)壓波動和(he)環境溫度變化引起的(de)(de)(de)輻(fu)(fu)照度漂移，使樣品表面的(de)(de)(de)輻(fu)(fu)照條(tiao)件在長(chang)期(qi)試驗中保持相對穩(wen)定(ding)。閉環控(kong)制(zhi)系(xi)統的(de)(de)(de)精(jing)度很大程度上取決于(yu)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)校準(zhun)狀態，因(yin)此傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)應定(ding)期(qi)使用標準(zhun)輻(fu)(fu)照計進行比對校準(zhun)。

二、燈管老化(hua)特征與輻照度衰減規律

不(bu)同類型燈管(guan)(guan)的老化特征存在差異。UVA-340燈管(guan)(guan)在使(shi)用(yong)(yong)約1000小時(shi)(shi)后(hou)，340納(na)米(mi)處(chu)輻(fu)照度下(xia)降(jiang)約10%至15%，但其光(guang)譜(pu)形(xing)狀(zhuang)基本保持穩定(ding)，通過(guo)閉環控(kong)(kong)制(zhi)增(zeng)加功率后(hou)仍可獲得與初始狀(zhuang)態相近(jin)的光(guang)譜(pu)條(tiao)件。而(er)UVB-313燈管(guan)(guan)在短波波段的衰減(jian)更加明顯，使(shi)用(yong)(yong)1000小時(shi)(shi)后(hou)313納(na)米(mi)處(chu)輻(fu)照度可下(xia)降(jiang)20%至25%，且光(guang)譜(pu)存在輕微藍移現象，即(ji)使(shi)通過(guo)閉環控(kong)(kong)制(zhi)增(zeng)加功率也(ye)無法(fa)補償光(guang)譜(pu)分布的變化。因此，對于(yu)UVB-313燈管(guan)(guan)，除依(yi)靠閉環控(kong)(kong)制(zhi)外，建議在累計(ji)使(shi)用(yong)(yong)1200至1500小時(shi)(shi)后(hou)成組(zu)更換。燈管(guan)(guan)更換時(shi)(shi)須全部同時(shi)(shi)更換，避免新舊燈管(guan)(guan)混用(yong)(yong)導致輻(fu)照不(bu)均勻。

三、燈管老化補償的工程實踐(jian)

在具體操作中(zhong)，建議建立燈(deng)(deng)管(guan)(guan)使用臺賬，記錄(lu)每(mei)支燈(deng)(deng)管(guan)(guan)的(de)啟用日期(qi)和(he)累計(ji)運(yun)行時間。當燈(deng)(deng)管(guan)(guan)累計(ji)使用超過1600小(xiao)(xiao)(xiao)時后(hou)，即使閉(bi)環控(kong)制系統(tong)仍可維持(chi)設(she)定輻(fu)(fu)照(zhao)度(du)，也應考(kao)慮更(geng)換(huan)，因燈(deng)(deng)管(guan)(guan)內(nei)部的(de)電極損耗和(he)管(guan)(guan)壁透射率下(xia)降(jiang)已(yi)不可逆轉。更(geng)換(huan)燈(deng)(deng)管(guan)(guan)后(hou)應重新校準輻(fu)(fu)照(zhao)度(du)傳感(gan)器，并(bing)運(yun)行設(she)備24小(xiao)(xiao)(xiao)時進行穩定化(hua)處(chu)理，再正式(shi)投入使用。對于不具備閉(bi)環控(kong)制的(de)型號(hao)，用戶需每(mei)200小(xiao)(xiao)(xiao)時使用手(shou)持(chi)輻(fu)(fu)照(zhao)計(ji)測量一次樣品架(jia)平(ping)面的(de)輻(fu)(fu)照(zhao)度(du)，通過手(shou)動調(diao)節電壓來(lai)補(bu)償衰減，但該方法無法修正光譜漂移，僅適用于粗略篩選。