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氙灯光源和紫外灯的区别和应用

作者: 时间:2020-07-28 13:45:17浏览6048 次

信息摘要:

光化学反应仪(紫外光化学反应器)广泛应用于光化学实验、环境保护以及生命科学等研究领域。适用各类光分解实验:乙醛、酮、卤素诱导体、硫代化合物、thiol-ene反应,石蜡、杂环化合物、芳香点分子核、共轭二烯烃、聚烯化合物、环氧化合物、ICH 光安定测试、模拟日光紫外老化试验、催化剂制备、化工产品的光化学合成和污染物质的光化学降解研究。因此是化工行业、环保领域和科研院所、高等院校有关专业实验教学的必备仪器。

中/高压紫外灯和低压紫外灯的应用领域及区别:

 中压紫外灯的介绍
 (一)中压紫外灯的特点:
1.单只灯管高功率(400w-10000w/单只)
2.能源效率
3.更加小巧紧凑的尺寸(长度不超过700mm)
4.减少UV灯的数量以及反应器的容积(969吨/小时流量,才4只灯管,体积超小)
5.更宽波长,200–400nm范围内的有效照射幅度(对细菌、病毒、氯胺、氯化物、三氯胺都能有效去除)。
6.紫外光生物效应
(二)中压(MP)紫外灯相比更广为人知的低压(LP)紫外灯有一些重要差异,这些差异是选择中压紫外线系统的主要原因:
1、一些应用程序可能需要中压UV灯的使用是因为他们发出一个较宽的波长范围。这些应用包括:
 在公共游泳池,只有通过发射波长200~400nm的紫外光才能有效消除氯胺(结合氯)及氯的味道。
2、使用中压紫外灯技术的另外两个重要的原因是:
1)为了减少安装的足迹,高功率中压灯大大缩小了UV反应器的尺寸。
2)由于单只中压紫外灯功率更大,因此大大减少UV灯的使用数量。
3)中压紫外灯可以承受更高压力和耐温范围更广,因此适用更高压力和更严格的使用环境(BEST UV可以承压高达16公斤,耐100度高温)。
 
低压(LP)紫外灯的介绍:
 (一)低压(LP)紫外灯特点
 低压(LP)紫外灯相比中压(MP)紫外灯的一些重要差异:
1.单只灯管功率较低(单只灯管功率低于320w)
2.shajun效率,相比中压灯管,shajun时间较长(低压零至几秒内,中压不到一秒时间)
3. 低压(LP)紫外灯随着瓦数的增加,尺寸更长
4.更大容量的紫外线反应器的需要,根据灯管数量和灯管长度来设定反应器的长度。因此稍大功率的低压紫外系统是比较占地方的。
5.低压紫外灯只能发射254nm的波长。
 (二)一些使用低压紫外灯的应用领域,主要是因为:
1. 低处理量,低功率的要求,特别是净水领域。
2.频繁的开启和关闭操作要求,中压紫外一般都是由中央控制器管理,开启和关闭都有延迟保护。因此无法频繁开启关闭。
3.低压紫外灯,灯的转换效率高,高达40%的功率转换为shajun能量,而且对细菌病毒来说254纳米的波长针对性效果更强。
 目前戴思乐引进了中压(MP)紫外灯系统BEST UV和低压(LP)紫外灯供用户选择。

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氙灯光源与紫外光源的区别

1.氙灯光源老化主要是模拟全阳光光谱。
2.氙灯光源老化试验箱亦称氙灯耐候试验箱,其采用能模拟全太阳光光谱的氙弧灯来再现不同环境下存在的破坏性光波,可以为科研、产品开发和质量控制提供相应的环境模拟和加速老化试验。
 氙灯光源老化试验箱可用于新材料的选择、改变现有材料或评估材料组成变化后耐用性的变化试验,可以很好的模拟在不同环境条件下,材料暴露在阳光下所产生的变化。
 通过材料试样暴露在氙弧灯的光照及热辐射下进行老化试验,来评价在高温光源作用下某些材料的耐光、耐气候性能。主要用于汽车、涂料、橡胶、塑胶、颜料、粘合剂、织物等试验。
 紫外线老化模拟的环境

1.紫外线老化主要是模拟太阳光中的紫外光线。
2.紫外线老化试验箱亦称紫外线耐候试验箱和紫外线人工加速耐候箱,其采用荧光紫外灯为光源,通过模拟自然阳光中的紫外辐射和自然环境中的冷凝,对材料进行加速耐候性试验,以获得材料耐气候性的结果。
 紫外老化试验箱用于非金属材料、有机材料(如:涂料、油漆、橡胶、塑胶及其制品),经在阳光、湿度、温度、凝露等气候条件的变化下检验有关产品及材料老化现象程度。在短时间内得到变色,退色等情况。
2氙弧辐射试验
 氙弧辐射试验被认为是zui能模拟全太阳光谱的试验,因为它能产生紫外光、可见光和红外光。正因为如此,在国内外被认为是zui广泛采用的方法。GB/T1865-1997(等同于IS0113411:1994)详细地介绍了这种方法。
 但这种方法也有它的局限性,即氙弧灯光源稳定性及由此带来的试验系统的复杂性。氙弧灯光源必须经过过滤以减少不期望的辐射。为达到不同的辐照度分布可有多种过滤玻璃类型供选择。选用何种玻璃取决于被测试材料类型及其zui终用途。改变过滤玻璃可以改变透过的短波长紫外光类型,从而改变材料遭受破坏的速度和类型。通常运用的过滤有3种类型:日光、窗玻璃和扩展的紫外光类型(国标GB/T1865-1997中提到的方法1和方法2对应于前两种类型)。
 典型的氙弧辐射都配备一个辐照度控制系统。辐照度控制系统在氙弧辐射试验中很重要,因为氙弧灯光源的光谱自身内在稳定性就比荧光紫外灯光的光谱差。国外有人考察了一盏新氙弧灯和一盏用过1000h的旧氙弧灯光谱的区别。结果发现,光谱能量分布不但在光源的长波长范围随灯的使用时间延长变化显著,而且在短波长的范围内也有明显变化。这种变化引起的原因是氙弧灯的老化,是它的自身内在特性。
 对这种变化也可采取多种补救措施。例如提高更换灯管的频度以减轻灯光老化的影响。或者可用传感器控制辐照度。尽管存在因灯老化引起的光谱能量分布变化,氙弧灯仍不失作为耐候性和耐日光照射试验的一种可靠的和反映实际的光源。
 大多数氙弧辐射试验在模拟润湿条件时采用水喷淋和/或温度自动控制系统(国标GB/T1865-1997提出的"表面用水喷淋")。水喷淋方法的局限是当温度相对较低的水喷到温度相对较高的试板上时,试板会冷却下来,这会使材料遭破坏的过程减缓。
 在氙弧辐射试验中,要求使用高纯度的水以防止试板表面形成沉积物。因此运行费用较高。
3紫外光灯照射试验
 紫外光灯照射老化试验利用荧光紫外光灯模拟太阳光对耐久性材料的破坏性作用。这与前面提到的氙弧灯有区别,荧光紫外灯在电学原理上与普通的照明用冷光日光灯相似,但能生成更多的紫外光而非可见光或红外光线。
 对于不同的曝晒应用,有不同类型的具有不同光谱的灯供选择。UVA-340型的灯在主要的短波长紫外光光谱范围能很好地模拟太阳光。UVA-340灯的光谱能量分布(SPD)与从太阳光谱中360nm处分出的光谱图很近似。UV-B型灯也是通常使用的加速人工气候老化试验用灯。它比UV-A型灯对材料的破坏速度更快,但其比360nm更短的波长能量输出对很多材料会造成偏离实际的试验结果。
 辐照度(光强度)控制对于获得准确而有重现性的结果是很有必要的。大多数紫外光老化试验装置都配备了辐照度控制系统。这些的辐照度控制系统使用户做试验时能选择辐照度量。通过反馈控制系统,辐照度能被连续和自动地监控并地得到控制。控制系统通过调节灯管的功率而自动地对因灯管老化或其他原因造成的照度不足进行补偿。
 荧光紫外光灯因自身内在的光谱稳定性使辐照度控制简单化。的灯源随时间老化都会变弱。但荧光灯与其他类型的灯不同,它的光谱能量分布不会随时间变化。这一特点提高了试验结果的重现性,因而也是一大优势。
 有试验表明,一盏使用了2h的灯和一盏使用了5600h的灯在配备了辐照度控制的老化试验系统中的输出功率无明显区别,辐照度控制装置能够维持光强度的恒定。此外,它们的光谱能量的分布也无变化,这同氙弧灯有很大区别。
 使用紫光灯老化试验的一个主要优势在于它能够模拟较为符合实际的室外潮湿环境对材料的破坏作用。材料置于室外时,据统计每天至少有12h频繁地遭受潮湿作用。因为这种潮湿作用大多表现为凝露的形式,因而在加速人工气候老化试验中采用一个特殊的冷凝原理来模仿室外潮湿。
 在这样的冷凝循环过程中,要加热试验箱底部的水槽以产生蒸汽。热蒸汽保持试验箱的环境在高温下有100%相对湿度。试验箱设计时,要使试板实际上构成试验箱的侧壁。这样试板的背面暴露在室温的室内空气下。室内空气的冷却作用使被测的试板表面的温度比蒸汽温度降低几度。这几度的温差可使水在冷凝循环过程中连续不断地降到被测试表面。
 如此产生的冷凝水是性质稳定的、纯净蒸馏水。这种水能提高实验结果的重现性,排除水沉积物污染问题并且简化试验设备安装和操作。
 因为材料在室外受潮的时间一般很长,所以典型的循环冷凝系统zui少要有4h的试验时间。冷凝过程在加温条件下进行(50℃),就会大大地加快潮湿对材料的破坏速度。长时间的、加热条件下进行的冷凝循环比其他诸如水喷淋、浸渍和其他高湿度环境的方法更能有效地再现潮湿环境破坏材料的现象。
4结语
 虽然国标规定且国内目前通行的耐老化试验方法是氙弧辐射,但在国外氙弧辐射和紫外光老化试验都是应用广泛的试验方法。这两种方法是基于完全不同的原理。氙灯照射试验箱仿制全部的太阳光谱,包括紫外光、可见光和红外光,其目的是模拟太阳光。而紫外光老化试验并不企图仿制太阳光线,而只是模仿太阳光的破坏效果。它是基于这样的原理,长期在
 室外暴露的耐久性材料,受短波紫外光照射引起的老化损害zui大.
另外,即便是在自然气候下进行老化试验,还有一种加速的方法,就是将被测试样板装在能随太阳升起降落而转动的样板架,使样板大部分时间保持被阳光直射的状态,以获得加速试验结果。20世纪80年代前采用碳弧灯或直接用紫外灯照射,进行平行试验,也可缩短检验周期,究竟哪种试验方法是zui好的呢?没有简单的答案。选择哪种方法取决于要测试的材料,材料的zui终应用场合,所关心的材料遭破坏的模式和财力等方面的因素。

紫外光反应器的应用领域

PL-DY1600光化学反应仪(紫外光化学反应器)广泛应用于光化学实验、环境保护以及生命科学等研究领域。适用各类光分解实验:乙醛、酮、卤素诱导体、硫代化合物、thiol-ene反应,石蜡、杂环化合物、芳香点分子核、共轭二烯烃、聚烯化合物、环氧化合物、ICH 光安定测试、模拟日光紫外老化试验、催化剂制备、化工产品的光化学合成和污染物质的光化学降解研究。因此是化工行业、环保领域和科研院所、高等院校有关专业实验教学的必备仪器。


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