紫外線加速老化試驗箱如何測試汽車擋風玻璃？

更新時間：2025-09-08

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紫外線加速老化試驗箱工作原理

光源系統(tǒng)

紫外線加速老化試驗箱的核心組件之一是光源系統(tǒng)，其主要采用熒光紫外燈作為紫外線輻射源。常見的燈管類型有 UVA - 340 和 UVB - 313 等。UVA - 340 燈管的發(fā)光光譜能量主要集中在 340nm 的波長處，這一波長范圍與太陽光中能夠到達地球表面的紫外線波長相近，能夠精準模擬戶外環(huán)境中紫外線對材料的影響。而 UVB - 313 燈管的發(fā)光光譜主要集中在 313nm 波長附近，其發(fā)射的紫外線能量相對較高，可用于對材料進行更為嚴苛的老化測試，常用于研究材料在極限紫外線條件下的老化極限。

隨著使用時間的增加，熒光紫外燈的光能量輸出會逐漸衰減。為保證試驗過程中紫外線輻照強度的穩(wěn)定性，試驗箱通常采用特殊的燈管更換策略。例如，在一組燈管中，每隔一定時間（如

1/4 的光燈壽命時），用一支新燈管替換一支舊燈管，使得整個光源系統(tǒng)始終保持相對穩(wěn)定的光能量輸出，確保測試結果的準確性與可重復性。

溫濕度控制系統(tǒng)

溫度和濕度是影響材料老化的重要環(huán)境因素，與紫外線照射協(xié)同作用，會加速材料性能的劣化。試驗箱配備了高精度的溫濕度控制系統(tǒng)。在溫度控制方面，加熱元件一般采用鎳鉻合金加熱絲，當箱內(nèi)溫度低于設定值時，控制系統(tǒng)根據(jù)鉑電阻溫度傳感器反饋的信號，增大流經(jīng)加熱絲的電流，提升加熱功率，促使溫度上升。制冷系統(tǒng)則多采用壓縮機制冷循環(huán)，常見的渦旋式壓縮機通過電機帶動偏心輪旋轉，實現(xiàn)制冷劑的壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)過程，從而降低箱內(nèi)溫度。通過精確控制壓縮機的啟停時間和制冷量，結合溫度傳感器的實時反饋，可將溫度控制精度穩(wěn)定在 ±0.5℃以內(nèi)。

濕度控制通過加濕和除濕兩個子系統(tǒng)實現(xiàn)。加濕系統(tǒng)主要采用蒸汽加濕方式，利用電加熱使水箱中的水轉化為蒸汽，經(jīng)管道均勻輸送至箱內(nèi)提升濕度。當箱內(nèi)濕度低于設定值下，控制器開啟加濕裝置，精準控制蒸汽產(chǎn)生量。除濕系統(tǒng)以冷凝除濕為主，制冷系統(tǒng)工作時，蒸發(fā)器表面溫度降低，箱內(nèi)空氣中的水汽遇冷在蒸發(fā)器表面凝結成水滴，通過排水管道排出箱外，從而降低濕度。當濕度高于設定值上，除濕系統(tǒng)自動啟動，將濕度調(diào)控至目標范圍，濕度控制精度可達 ±2% RH。

冷凝與噴淋系統(tǒng)

冷凝系統(tǒng)模擬自然環(huán)境中夜晚物體表面結露的現(xiàn)象。在試驗過程中，當設定的冷凝階段開始時，關閉紫外燈，通過調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)，使試驗箱內(nèi)的溫度迅速降低，同時保持較高的濕度，促使擋風玻璃表面形成冷凝水。這一過程能夠模擬實際使用中擋風玻璃在夜間或潮濕環(huán)境下表面凝結水汽的情況，與紫外線照射交替作用，加劇材料的老化。

部分高級試驗箱還配備噴淋系統(tǒng)，用于模擬降雨對擋風玻璃的沖刷作用。在噴淋階段，噴頭向擋風玻璃表面噴水，模擬雨水對玻璃的機械沖刷以及干濕交替的環(huán)境。這種模擬能夠綜合考量紫外線照射、濕度、冷凝以及雨水沖刷等多種自然因素對擋風玻璃性能的影響，使測試結果更貼合實際使用情況。

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汽車擋風玻璃測試流程

測試樣品準備

樣品選取：從生產(chǎn)線上隨機抽取不同批次、不同型號的汽車擋風玻璃樣品，確保涵蓋多種玻璃材質(zhì)（如夾層玻璃、鋼化玻璃等）、不同的生產(chǎn)工藝以及不同的光學性能參數(shù)。這些樣品應具有代表性，能夠反映出該品牌或型號擋風玻璃的整體質(zhì)量水平。熒參數(shù)記錄：詳細記錄每個擋風玻璃樣品的各項初始參數(shù)，包括玻璃的厚度、透光率、霧度、抗沖擊強度、表面硬度、周邊密封膠條的材質(zhì)與性能參數(shù)（如拉伸強度、壓縮變形率等），以及玻璃表面的鍍膜類型與特性（若有）。這些參數(shù)將作為后續(xù)測試數(shù)據(jù)分析的基礎，用于評估擋風玻璃在紫外線加速老化后的性能變化。

安裝固定：將擋風玻璃樣品按照實際安裝方式穩(wěn)固地安裝在試驗箱內(nèi)專用的模擬安裝支架上，確保安裝牢固且安裝姿態(tài)與實際使用時一致。同時，在擋風玻璃關鍵部位（如玻璃表面、密封膠條與玻璃的結合處等）布置溫度傳感器和濕度傳感器，與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，實時記錄測試過程中的溫濕度變化。

測試參數(shù)設定

依據(jù)汽車擋風玻璃的實際使用環(huán)境以及相關行業(yè)標準（如 GB 9656《汽車安全玻璃》等），結合紫外線加速老化試驗箱的功能，設定如下測試參數(shù)：

光照階段：選擇 UVA - 340 燈管作為光源，設定輻照強度為 0.76W/m2（該輻照強度接近戶外陽光中紫外線的實際輻照強度），溫度設定為 65℃，模擬炎熱夏日中陽光直射下?lián)躏L玻璃的溫度環(huán)境，此階段持續(xù)時間設定為 8 小時。

冷凝階段：關閉紫外燈，將溫度降低至 40℃，濕度提升至 95% RH，模擬夜晚擋風玻璃表面結露的環(huán)境，持續(xù)時間設定為 4 小時。

噴淋階段（若有）：每隔一定循環(huán)周期（如每 5 個光照 - 冷凝循環(huán)）進行一次噴淋測試，噴淋時間設定為 15 分鐘，噴淋水壓和水量模擬實際降雨強度。整個測試過程設定為進行 500 個光照 - 冷凝循環(huán)（或根據(jù)實際需求確定循環(huán)次數(shù)）。

測試過程

性能檢測：在測試過程中，每隔一定數(shù)量的循環(huán)周期（如 50 個循環(huán)），對擋風玻璃進行一次性能檢測。使用透光率測試儀檢測玻璃的透光率變化，觀察是否因紫外線照射出現(xiàn)黃變或其他影響透光性能的現(xiàn)象；利用霧度儀測量霧度，判斷玻璃表面是否產(chǎn)生霧化、模糊等情況；通過硬度計測試玻璃表面硬度，檢查紫外線照射是否導致玻璃表面磨損或硬度下降。對于密封膠條，使用拉力試驗機測試其拉伸強度和扯斷伸長率，觀察是否出現(xiàn)老化、開裂、脫膠等現(xiàn)象。

外觀檢查：每次性能檢測時，仔細觀察擋風玻璃的外觀變化，包括玻璃表面是否出現(xiàn)裂紋、氣泡、斑點，密封膠條與玻璃的結合處是否出現(xiàn)縫隙、密封失效等情況。使用高清相機拍攝擋風玻璃的外觀照片，記錄下不同測試階段的外觀狀態(tài)，以便后續(xù)對比分析。

數(shù)據(jù)記錄：實時記錄測試過程中的各項數(shù)據(jù)，包括溫濕度傳感器采集的溫濕度數(shù)據(jù)、輻照強度監(jiān)測儀記錄的紫外線輻照強度數(shù)據(jù)、性能檢測設備測量的各項性能參數(shù)數(shù)據(jù)以及外觀檢查的文字和圖片記錄等。確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性，為后續(xù)的測試結果分析提供詳實的依據(jù)。

測試后恢復與評估

完成紫外線加速老化測試后，將擋風玻璃樣品從試驗箱中取出，放置在標準環(huán)境（溫度 25℃、相對濕度 50% RH）下恢復 24 小時。然后再次使用測試設備全面測量擋風玻璃的各項性能參數(shù)，與測試前的初始參數(shù)以及測試過程中的數(shù)據(jù)進行對比，評估擋風玻璃在經(jīng)歷紫外線加速老化后的性能恢復情況。通過對測試數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，繪制出擋風玻璃在不同測試階段的性能變化曲線，如透光率衰減曲線、霧度增長曲線、硬度變化曲線、密封膠條性能變化曲線等。結合外觀檢查結果，綜合評估其耐紫外線老化性能以及性能穩(wěn)定性是否符合相關行業(yè)標準。若測試結果未達標，深入分析原因，可能是玻璃材料本身的耐候性不足、密封膠條與玻璃的兼容性欠佳、生產(chǎn)工藝存在缺陷等，并針對性地提出改進建議，如選用更優(yōu)質(zhì)的耐紫外線玻璃材料、優(yōu)化密封膠條配方、改進生產(chǎn)工藝中的固化或鍍膜環(huán)節(jié)等，以提升汽車擋風玻璃在實際使用中的可靠性和耐久性。

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