燈管表面的 “結垢現象” 會對箱式紫外老化箱的紫外透射率產生多大影響？

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行中，燈管表面的 “結垢現象” 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薄膜，看似細微卻能顯著削弱紫外能量輸出，對材料耐候性測試的精準度造成多重干擾。

結垢的成因與設備運行環境密切相關。當試驗箱進行噴淋 - 冷凝循環測試時，水中的鈣鎂離子、微生物代謝物會隨蒸汽附著在燈管表面，經高溫烘烤形成硬垢；若測試樣品含有揮發性成分（如涂料中的增塑劑、橡膠中的硫化物），其揮發物遇冷后會凝結成有機膜層。某檢測機構的拆解數據顯示，運行 1000 小時未清潔的燈管，表面結垢厚度可達 3-5μm，且呈現 “內層無機鹽 + 外層有機物” 的復合結構。

這種復合垢層對紫外透射率的衰減作用極為顯著。實驗室對比測試表明，當 UVA-340 燈管表面結垢厚度達到 2μm 時，340nm 波段的透射率會下降 23%-28%；而 UVB-313 燈管在相同結垢程度下，313nm 波段透射率衰減更達 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、吸收作用更強烈。更值得注意的是，結垢分布往往不均勻，燈管兩端因溫度較高可能形成局部厚垢，導致箱內輻照度均勻性從 ±3% 惡化至 ±15%，造成同批次樣品老化程度出現明顯差異。

結垢引發的透射率下降還會破壞能量累積的穩定性。假設某測試要求 1000 小時內累積輻照度達到 150kJ/m2，當透射率衰減 25% 時，實際接收能量僅為目標值的 75%，相當于測試時長被 “隱性縮短”。這種能量虧欠會導致材料老化程度不足 —— 如戶外用聚丙烯材料在標準能量下會出現明顯龜裂，而在低透射率環境中可能僅表現為輕微變色，直接誤導對材料耐候等級的判斷。

結垢的長期存在還會形成惡性循環。透射率下降迫使設備通過提高燈管功率來補償能量損失，這會加劇燈管發熱，促使更多揮發性污染物沉積，同時加速垢層的碳化硬化。某汽車零部件企業的案例顯示，長期未清理的結垢燈管在功率補償模式下運行，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下的 2.3 倍。

針對這一問題，行業已形成標準化應對方案：每日測試結束后用無水乙醇擦拭燈管表面，每月采用檸檬酸溶液進行超聲清洗，每 500 小時進行一次透射率校準。配備自動清潔模塊的新型設備，可通過高頻振動與氣流吹掃實時清除浮塵，使結垢導致的透射率衰減控制在 5% 以內。某光伏材料實驗室實施該方案后，組件背板老化測試的數據分析精度提升 40%，有效規避了因結垢引發的測試偏差。

因此，定期清除燈管表面結垢并非簡單的維護工作，而是保障紫外老化試驗數據可靠性的關鍵環節，對材料研發與產品質量管控具有不可忽視的技術價值。

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