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氙燈光源和紫外燈的區(qū)別和應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2020-07-28 13:45:17瀏覽5898 次

信息摘要:

光化學(xué)反應(yīng)儀(紫外光化學(xué)反應(yīng)器)廣泛應(yīng)用于光化學(xué)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)以及生命科學(xué)等研究領(lǐng)域。適用各類光分解實(shí)驗(yàn):乙醛、酮、鹵素誘導(dǎo)體、硫代化合物、thiol-ene反應(yīng),石蠟、雜環(huán)化合物、芳香點(diǎn)分子核、共軛二烯烴、聚烯化合物、環(huán)氧化合物、ICH 光安定測(cè)試、模擬日光紫外老化試驗(yàn)、催化劑制備、化工產(chǎn)品的光化學(xué)合成和污染物質(zhì)的光化學(xué)降解研究。因此是化工行業(yè)、環(huán)保領(lǐng)域和科研院所、高等院校有關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必備儀器。

中/高壓紫外燈和低壓紫外燈的應(yīng)用領(lǐng)域及區(qū)別:

 中壓紫外燈的介紹
 (一)中壓紫外燈的特點(diǎn):
1.單只燈管高功率(400w-10000w/單只)
2.能源效率
3.更加小巧緊湊的尺寸(長(zhǎng)度不超過700mm)
4.減少UV燈的數(shù)量以及反應(yīng)器的容積(969噸/小時(shí)流量,才4只燈管,體積超?。?br/>5.更寬波長(zhǎng),200–400nm范圍內(nèi)的有效照射幅度(對(duì)細(xì)菌、病毒、氯胺、氯化物、三氯胺都能有效去除)。
6.紫外光生物效應(yīng)
(二)中壓(MP)紫外燈相比更廣為人知的低壓(LP)紫外燈有一些重要差異,這些差異是選擇中壓紫外線系統(tǒng)的主要原因:
1、一些應(yīng)用程序可能需要中壓UV燈的使用是因?yàn)樗麄儼l(fā)出一個(gè)較寬的波長(zhǎng)范圍。這些應(yīng)用包括:
 在公共游泳池,只有通過發(fā)射波長(zhǎng)200~400nm的紫外光才能有效消除氯胺(結(jié)合氯)及氯的味道。
2、使用中壓紫外燈技術(shù)的另外兩個(gè)重要的原因是:
1)為了減少安裝的足跡,高功率中壓燈大大縮小了UV反應(yīng)器的尺寸。
2)由于單只中壓紫外燈功率更大,因此大大減少UV燈的使用數(shù)量。
3)中壓紫外燈可以承受更高壓力和耐溫范圍更廣,因此適用更高壓力和更嚴(yán)格的使用環(huán)境(BEST UV可以承壓高達(dá)16公斤,耐100度高溫)。
 
低壓(LP)紫外燈的介紹:
 (一)低壓(LP)紫外燈特點(diǎn)
 低壓(LP)紫外燈相比中壓(MP)紫外燈的一些重要差異:
1.單只燈管功率較低(單只燈管功率低于320w)
2.shajun效率,相比中壓燈管,shajun時(shí)間較長(zhǎng)(低壓零至幾秒內(nèi),中壓不到一秒時(shí)間)
3. 低壓(LP)紫外燈隨著瓦數(shù)的增加,尺寸更長(zhǎng)
4.更大容量的紫外線反應(yīng)器的需要,根據(jù)燈管數(shù)量和燈管長(zhǎng)度來設(shè)定反應(yīng)器的長(zhǎng)度。因此稍大功率的低壓紫外系統(tǒng)是比較占地方的。
5.低壓紫外燈只能發(fā)射254nm的波長(zhǎng)。
 (二)一些使用低壓紫外燈的應(yīng)用領(lǐng)域,主要是因?yàn)椋?br/>1. 低處理量,低功率的要求,特別是凈水領(lǐng)域。
2.頻繁的開啟和關(guān)閉操作要求,中壓紫外一般都是由中央控制器管理,開啟和關(guān)閉都有延遲保護(hù)。因此無法頻繁開啟關(guān)閉。
3.低壓紫外燈,燈的轉(zhuǎn)換效率高,高達(dá)40%的功率轉(zhuǎn)換為shajun能量,而且對(duì)細(xì)菌病毒來說254納米的波長(zhǎng)針對(duì)性效果更強(qiáng)。
 目前戴思樂引進(jìn)了中壓(MP)紫外燈系統(tǒng)BEST UV和低壓(LP)紫外燈供用戶選擇。

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氙燈光源與紫外光源的區(qū)別

1.氙燈光源老化主要是模擬全陽光光譜。
2.氙燈光源老化試驗(yàn)箱亦稱氙燈耐候試驗(yàn)箱,其采用能模擬全太陽光光譜的氙弧燈來再現(xiàn)不同環(huán)境下存在的破壞性光波,可以為科研、產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制提供相應(yīng)的環(huán)境模擬和加速老化試驗(yàn)。
 氙燈光源老化試驗(yàn)箱可用于新材料的選擇、改變現(xiàn)有材料或評(píng)估材料組成變化后耐用性的變化試驗(yàn),可以很好的模擬在不同環(huán)境條件下,材料暴露在陽光下所產(chǎn)生的變化。
 通過材料試樣暴露在氙弧燈的光照及熱輻射下進(jìn)行老化試驗(yàn),來評(píng)價(jià)在高溫光源作用下某些材料的耐光、耐氣候性能。主要用于汽車、涂料、橡膠、塑膠、顏料、粘合劑、織物等試驗(yàn)。
 紫外線老化模擬的環(huán)境

1.紫外線老化主要是模擬太陽光中的紫外光線。
2.紫外線老化試驗(yàn)箱亦稱紫外線耐候試驗(yàn)箱和紫外線人工加速耐候箱,其采用熒光紫外燈為光源,通過模擬自然陽光中的紫外輻射和自然環(huán)境中的冷凝,對(duì)材料進(jìn)行加速耐候性試驗(yàn),以獲得材料耐氣候性的結(jié)果。
 紫外老化試驗(yàn)箱用于非金屬材料、有機(jī)材料(如:涂料、油漆、橡膠、塑膠及其制品),經(jīng)在陽光、濕度、溫度、凝露等氣候條件的變化下檢驗(yàn)有關(guān)產(chǎn)品及材料老化現(xiàn)象程度。在短時(shí)間內(nèi)得到變色,退色等情況。
2氙弧輻射試驗(yàn)
 氙弧輻射試驗(yàn)被認(rèn)為是zui能模擬全太陽光譜的試驗(yàn),因?yàn)樗墚a(chǎn)生紫外光、可見光和紅外光。正因?yàn)槿绱耍趪?guó)內(nèi)外被認(rèn)為是zui廣泛采用的方法。GB/T1865-1997(等同于IS0113411:1994)詳細(xì)地介紹了這種方法。
 但這種方法也有它的局限性,即氙弧燈光源穩(wěn)定性及由此帶來的試驗(yàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性。氙弧燈光源必須經(jīng)過過濾以減少不期望的輻射。為達(dá)到不同的輻照度分布可有多種過濾玻璃類型供選擇。選用何種玻璃取決于被測(cè)試材料類型及其zui終用途。改變過濾玻璃可以改變透過的短波長(zhǎng)紫外光類型,從而改變材料遭受破壞的速度和類型。通常運(yùn)用的過濾有3種類型:日光、窗玻璃和擴(kuò)展的紫外光類型(國(guó)標(biāo)GB/T1865-1997中提到的方法1和方法2對(duì)應(yīng)于前兩種類型)。
 典型的氙弧輻射都配備一個(gè)輻照度控制系統(tǒng)。輻照度控制系統(tǒng)在氙弧輻射試驗(yàn)中很重要,因?yàn)殡艄庠吹墓庾V自身內(nèi)在穩(wěn)定性就比熒光紫外燈光的光譜差。國(guó)外有人考察了一盞新氙弧燈和一盞用過1000h的舊氙弧燈光譜的區(qū)別。結(jié)果發(fā)現(xiàn),光譜能量分布不但在光源的長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍隨燈的使用時(shí)間延長(zhǎng)變化顯著,而且在短波長(zhǎng)的范圍內(nèi)也有明顯變化。這種變化引起的原因是氙弧燈的老化,是它的自身內(nèi)在特性。
 對(duì)這種變化也可采取多種補(bǔ)救措施。例如提高更換燈管的頻度以減輕燈光老化的影響。或者可用傳感器控制輻照度。盡管存在因燈老化引起的光譜能量分布變化,氙弧燈仍不失作為耐候性和耐日光照射試驗(yàn)的一種可靠的和反映實(shí)際的光源。
 大多數(shù)氙弧輻射試驗(yàn)在模擬潤(rùn)濕條件時(shí)采用水噴淋和/或溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)(國(guó)標(biāo)GB/T1865-1997提出的"表面用水噴淋")。水噴淋方法的局限是當(dāng)溫度相對(duì)較低的水噴到溫度相對(duì)較高的試板上時(shí),試板會(huì)冷卻下來,這會(huì)使材料遭破壞的過程減緩。
 在氙弧輻射試驗(yàn)中,要求使用高純度的水以防止試板表面形成沉積物。因此運(yùn)行費(fèi)用較高。
3紫外光燈照射試驗(yàn)
 紫外光燈照射老化試驗(yàn)利用熒光紫外光燈模擬太陽光對(duì)耐久性材料的破壞性作用。這與前面提到的氙弧燈有區(qū)別,熒光紫外燈在電學(xué)原理上與普通的照明用冷光日光燈相似,但能生成更多的紫外光而非可見光或紅外光線。
 對(duì)于不同的曝曬應(yīng)用,有不同類型的具有不同光譜的燈供選擇。UVA-340型的燈在主要的短波長(zhǎng)紫外光光譜范圍能很好地模擬太陽光。UVA-340燈的光譜能量分布(SPD)與從太陽光譜中360nm處分出的光譜圖很近似。UV-B型燈也是通常使用的加速人工氣候老化試驗(yàn)用燈。它比UV-A型燈對(duì)材料的破壞速度更快,但其比360nm更短的波長(zhǎng)能量輸出對(duì)很多材料會(huì)造成偏離實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果。
 輻照度(光強(qiáng)度)控制對(duì)于獲得準(zhǔn)確而有重現(xiàn)性的結(jié)果是很有必要的。大多數(shù)紫外光老化試驗(yàn)裝置都配備了輻照度控制系統(tǒng)。這些的輻照度控制系統(tǒng)使用戶做試驗(yàn)時(shí)能選擇輻照度量。通過反饋控制系統(tǒng),輻照度能被連續(xù)和自動(dòng)地監(jiān)控并地得到控制??刂葡到y(tǒng)通過調(diào)節(jié)燈管的功率而自動(dòng)地對(duì)因燈管老化或其他原因造成的照度不足進(jìn)行補(bǔ)償。
 熒光紫外光燈因自身內(nèi)在的光譜穩(wěn)定性使輻照度控制簡(jiǎn)單化。的燈源隨時(shí)間老化都會(huì)變?nèi)?。但熒光燈與其他類型的燈不同,它的光譜能量分布不會(huì)隨時(shí)間變化。這一特點(diǎn)提高了試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性,因而也是一大優(yōu)勢(shì)。
 有試驗(yàn)表明,一盞使用了2h的燈和一盞使用了5600h的燈在配備了輻照度控制的老化試驗(yàn)系統(tǒng)中的輸出功率無明顯區(qū)別,輻照度控制裝置能夠維持光強(qiáng)度的恒定。此外,它們的光譜能量的分布也無變化,這同氙弧燈有很大區(qū)別。
 使用紫光燈老化試驗(yàn)的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)在于它能夠模擬較為符合實(shí)際的室外潮濕環(huán)境對(duì)材料的破壞作用。材料置于室外時(shí),據(jù)統(tǒng)計(jì)每天至少有12h頻繁地遭受潮濕作用。因?yàn)檫@種潮濕作用大多表現(xiàn)為凝露的形式,因而在加速人工氣候老化試驗(yàn)中采用一個(gè)特殊的冷凝原理來模仿室外潮濕。
 在這樣的冷凝循環(huán)過程中,要加熱試驗(yàn)箱底部的水槽以產(chǎn)生蒸汽。熱蒸汽保持試驗(yàn)箱的環(huán)境在高溫下有100%相對(duì)濕度。試驗(yàn)箱設(shè)計(jì)時(shí),要使試板實(shí)際上構(gòu)成試驗(yàn)箱的側(cè)壁。這樣試板的背面暴露在室溫的室內(nèi)空氣下。室內(nèi)空氣的冷卻作用使被測(cè)的試板表面的溫度比蒸汽溫度降低幾度。這幾度的溫差可使水在冷凝循環(huán)過程中連續(xù)不斷地降到被測(cè)試表面。
 如此產(chǎn)生的冷凝水是性質(zhì)穩(wěn)定的、純凈蒸餾水。這種水能提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性,排除水沉積物污染問題并且簡(jiǎn)化試驗(yàn)設(shè)備安裝和操作。
 因?yàn)椴牧显谑彝馐艹钡臅r(shí)間一般很長(zhǎng),所以典型的循環(huán)冷凝系統(tǒng)zui少要有4h的試驗(yàn)時(shí)間。冷凝過程在加溫條件下進(jìn)行(50℃),就會(huì)大大地加快潮濕對(duì)材料的破壞速度。長(zhǎng)時(shí)間的、加熱條件下進(jìn)行的冷凝循環(huán)比其他諸如水噴淋、浸漬和其他高濕度環(huán)境的方法更能有效地再現(xiàn)潮濕環(huán)境破壞材料的現(xiàn)象。
4結(jié)語
 雖然國(guó)標(biāo)規(guī)定且國(guó)內(nèi)目前通行的耐老化試驗(yàn)方法是氙弧輻射,但在國(guó)外氙弧輻射和紫外光老化試驗(yàn)都是應(yīng)用廣泛的試驗(yàn)方法。這兩種方法是基于完全不同的原理。氙燈照射試驗(yàn)箱仿制全部的太陽光譜,包括紫外光、可見光和紅外光,其目的是模擬太陽光。而紫外光老化試驗(yàn)并不企圖仿制太陽光線,而只是模仿太陽光的破壞效果。它是基于這樣的原理,長(zhǎng)期在
 室外暴露的耐久性材料,受短波紫外光照射引起的老化損害zui大.
另外,即便是在自然氣候下進(jìn)行老化試驗(yàn),還有一種加速的方法,就是將被測(cè)試樣板裝在能隨太陽升起降落而轉(zhuǎn)動(dòng)的樣板架,使樣板大部分時(shí)間保持被陽光直射的狀態(tài),以獲得加速試驗(yàn)結(jié)果。20世紀(jì)80年代前采用碳弧燈或直接用紫外燈照射,進(jìn)行平行試驗(yàn),也可縮短檢驗(yàn)周期,究竟哪種試驗(yàn)方法是zui好的呢?沒有簡(jiǎn)單的答案。選擇哪種方法取決于要測(cè)試的材料,材料的zui終應(yīng)用場(chǎng)合,所關(guān)心的材料遭破壞的模式和財(cái)力等方面的因素。

紫外光反應(yīng)器的應(yīng)用領(lǐng)域

PL-DY1600光化學(xué)反應(yīng)儀(紫外光化學(xué)反應(yīng)器)廣泛應(yīng)用于光化學(xué)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)以及生命科學(xué)等研究領(lǐng)域。適用各類光分解實(shí)驗(yàn):乙醛、酮、鹵素誘導(dǎo)體、硫代化合物、thiol-ene反應(yīng),石蠟、雜環(huán)化合物、芳香點(diǎn)分子核、共軛二烯烴、聚烯化合物、環(huán)氧化合物、ICH 光安定測(cè)試、模擬日光紫外老化試驗(yàn)、催化劑制備、化工產(chǎn)品的光化學(xué)合成和污染物質(zhì)的光化學(xué)降解研究。因此是化工行業(yè)、環(huán)保領(lǐng)域和科研院所、高等院校有關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必備儀器。


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