灯管表面的 “结垢现象” 会对箱式紫外老化箱的紫外透射率产生多大影响？

来源：广东皓天检测仪器有限公司 2025年08月15日 09:34

在箱式紫外老化箱的长期运行中，灯管表面的 “结垢现象” 是影响紫外透射率的隐形杀手。这种由污染物沉积形成的固态薄膜，看似细微却能显著削弱紫外能量输出，对材料耐候性测试的精准度造成多重干扰。

结垢的成因与设备运行环境密切相关。当试验箱进行喷淋 - 冷凝循环测试时，水中的钙镁离子、微生物代谢物会随蒸汽附着在灯管表面，经高温烘烤形成硬垢；若测试样品含有挥发性成分（如涂料中的增塑剂、橡胶中的硫化物），其挥发物遇冷后会凝结成有机膜层。某检测机构的拆解数据显示，运行 1000 小时未清洁的灯管，表面结垢厚度可达 3-5μm，且呈现 “内层无机盐 + 外层有机物” 的复合结构。

这种复合垢层对紫外透射率的衰减作用极为显著。实验室对比测试表明，当 UVA-340 灯管表面结垢厚度达到 2μm 时，340nm 波段的透射率会下降 23%-28%；而 UVB-313 灯管在相同结垢程度下，313nm 波段透射率衰减更达 30%-35%。这是因为短波紫外线的光子能量更高，与垢层中颗粒物的散射、吸收作用更强烈。更值得注意的是，结垢分布往往不均匀，灯管两端因温度较高可能形成局部厚垢，导致箱内辐照度均匀性从 ±3% 恶化至 ±15%，造成同批次样品老化程度出现明显差异。

结垢引发的透射率下降还会破坏能量累积的稳定性。假设某测试要求 1000 小时内累积辐照度达到 150kJ/m²，当透射率衰减 25% 时，实际接收能量仅为目标值的 75%，相当于测试时长被 “隐性缩短”。这种能量亏欠会导致材料老化程度不足 —— 如户外用聚丙烯材料在标准能量下会出现明显龟裂，而在低透射率环境中可能仅表现为轻微变色，直接误导对材料耐候等级的判断。

结垢的长期存在还会形成恶性循环。透射率下降迫使设备通过提高灯管功率来补偿能量损失，这会加剧灯管发热，促使更多挥发性污染物沉积，同时加速垢层的碳化硬化。某汽车零部件企业的案例显示，长期未清理的结垢灯管在功率补偿模式下运行，其寿命从 1600 小时缩短至 900 小时，且后期透射率衰减速率是清洁状态下的 2.3 倍。

针对这一问题，行业已形成标准化应对方案：每日测试结束后用无水乙醇擦拭灯管表面，每月采用柠檬酸溶液进行超声清洗，每 500 小时进行一次透射率校准。配备自动清洁模块的新型设备，可通过高频振动与气流吹扫实时清除浮尘，使结垢导致的透射率衰减控制在 5% 以内。某光伏材料实验室实施该方案后，组件背板老化测试的数据分析精度提升 40%，有效规避了因结垢引发的测试偏差。

因此，定期清除灯管表面结垢并非简单的维护工作，而是保障紫外老化试验数据可靠性的关键环节，对材料研发与产品质量管控具有不可忽视的技术价值。

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