FY3000+ 水冷式日晒气候老化仪研发侧记
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温州方圆仪器有限公司 朱克传
【摘要】主要介绍水冷式日晒气候老化仪的研制过程。另外，介绍水冷式日晒气候老化仪和风冷式日晒气候老化仪在主要技术指标上的比对差距以及水冷式日晒气候老化仪在产品测试上的突出优势。
【关键词】水冷式长弧氙灯 风冷式长弧氙灯 光辐照度 水处理系统
前言
在自然界中，由于日晒气候等环境因素造成的财产损失每年高达数亿万美元。如何才能保证企业生产的产品更加耐自然界的日晒雨淋呢？那必须通过人工方法模拟自然环境试验，加快产品的测试。这样不但可以检验与研究环境对材料及产品的影响程度、影响机理，还可以对其影响提出防护措施，以便在研发新材料，新产品时对其生产运输过程进行质量控制。通过仪器设备的加速试验，在短短的几天或几周内，就能重现户外数月乃至数年的自然损坏，根据试验数据或试样被破坏后的形态变化(如褪色、变色、失去光泽、粉化、脆化、硬化、开裂、起泡、强度下降、氧化等等)，研究人员便可以有针对性地选择新材料，提高产品的耐气候性。
氙灯曝晒试验是非金属材料的人工气候老化试验中最主要也是最广泛的方法，它能最全面地模拟自然气候条件的综合影响，这些条件包括：太阳光、温度、湿度、雨淋、黑夜白昼交替等。其中最主要的因素是光，而人造长弧氙灯的光谱—能量曲线与地表阳光光谱曲线的符合程度是举世公认的。所以全光谱日晒气候老化仪都不约而同地采用长弧氙灯。
国产风冷式日晒气候牢度仪的发展过程
对于纺织品、服装等的耐光、耐气候色牢度性能的关注是近十年才被广大印染、服装企业逐渐重视起来。其实早在上世纪八十年代，我国就已出现了YG611型日晒气候色牢度仪，该机从外形到技术水平几乎完全照抄日本须贺公司(SUGA)XFL-1型氙灯式耐日晒牢度仪。该机采用1.5KW长弧氙灯，气泵加湿。受当时电子技术水平限制，该机操作烦琐，温、湿度等常规指标的精度低、范围窄，光辐照度无法测控，每次测试必须有标准参照物陪晒，所以时至今日已基本退出市场。
直至2000年左右，国内才出现YG611-Ⅱ型日晒气候色牢度仪。该机采用数码显示，超声波加湿，但由于仍使用同样的1.5KW的交流氙灯，灯管老化后的发光效率降低，致使光谱向长波偏移，黑板温度急剧偏高；光辐照度无法测控，氙灯发热所导致的仓内温度居高不下等深层次技术问题依然存在，致使每次测试必须得以标准参考物(即蓝色羊毛标准)一起陪晒作对比依据，同时，光学系统长时间受氙灯高温加热，寿命极短，以上诸多缺陷造成用户维护、使用成本过高，许多用户即使购入了该设备，也因使用成本太高而宁愿委托第三方检验。
2003年12月10日，温州方圆仪器有限公司率先在上海国际纺织工业展览会上，推出YG611S型恒能量日晒气候色牢度仪，该机采用3000W直流长孤氙灯，采用“恒能量技术”(自主研发并已获国家专利技术)，对光辐照度进行闭环控制，并配置了大功率制冷系统，有效地解决了灯管长时间使用后的发光效率降低及仓内温度过高等根本性技术难题，真正取消蓝标，从而大大降低使用成本，实现了国产日晒牢度仪近二十年来的第一次真正的大步跨越，使该产品相对国外仪器的差距缩小了十几年。该机及随后推出的YG611M型等系列仪器一经推出就深受广大印染、服装企业、大专院校、研究所、质检机构的青睐。
FY3000+水冷式日晒气候老化仪的研发过程：
以上提到的YG611、YG611-Ⅱ、YG611S、YG611M等型号日晒色牢度仪中，都是通过对氙灯吹空气的方法以达到冷却灯管的目的(俗称风冷式)。由于空气的交换效率太低，致使该型的仪器无法进一步提高氙灯功率，更无法在大功率状态下长时间无间断运行。诸如汽车内饰件、橡胶、电工产品、油漆、涂料等行业所要求的大强度快速老化试验在该种机型上就根本无法完成。
为了加速人工试验，测试仪器必须能最大范围内控制以下指标：光辐照度、温度、湿度等。当然提高氙灯功率，光辐照度会提高，但发热量也在加大，为此空气冷却方式因其效率太低或无法满足加速试验。同时，由于滤光器长时间受高热量辐射，寿命较低。2004年新年伊始，方圆仪器联合国内多家质检机构、研究所、大专院校等众多专家，结合本公司在该领域内的成熟经验，开始了FY3000+水冷式日晒气候牢度仪的可行性研究，并于2006年初完成样机试制，该机具有如下特点：
Ⅰ 水冷式长弧氙灯
该器件是整个项目的核心部件，要求其耐频繁瞬间高压，电极长期稳定不挥发，内装氙气纯度高，滤光玻璃透过率高，耐高温水密封。为此方圆公司远访德、美等国，历时近一年时间成功研制出中国第一台大功率水冷式长孤氙灯
Ⅱ 氙灯电源
整机采用多组高频交流电源。该电源具有高低压保护、瞬间启动保护、延时保护、过流保护等多种保护功能
Ⅲ 光辐照度的控制
该项技术为方圆公司合法拥有的国家专利项目，已广泛应用于YG611S、YG611M等系列仪器中
Ⅳ 独特的制冷去湿系统
大辐度降低仪器对外部使用环境温、湿度条件的要求。
Ⅴ 温、湿度的控制
独家采用动态热湿平衡原理，使温、湿度的控制精度达到国际先进水平
Ⅵ 水处理系统
流经氙灯表面，带走热量并对光谱进行修正
Ⅶ 热交换系统
多种方案，任由用户根据自身情况选用
目前该机在国内具有全面的技术领先优势，在测试技术指标上与国际接轨，同时，满足国家和国际上大部分纺织产品和轻工产品的测试方法标准要求。具有广阔的市场前景，引起了瓯海区、温州市两级政府的高度重视，并先后被确认为“瓯海区重大科技项目（编号：Y20060128）”、“温州市重点科技项目（编号：G20060043）”。
2006年10月17日至21日，温州方圆仪器有限公司成为唯一家在北京“第十届中国国际纺织机械展览会”（展位号：8B131）展出实物的国内仪器生产商，这也是历届国际纺机展上的第一次，从此结束了进口同类仪器对国内市场的长期垄断。
