臭氧老化試驗(yàn)箱的工作原理基于 “環(huán)境模擬 + 加速老化”
發(fā)布時(shí)間：2025-11-04 點(diǎn)擊次數(shù)：6次
臭氧老化試驗(yàn)箱是一種模擬自然環(huán)境中臭氧對(duì)材料的侵蝕作用，通過(guò)人工制造特定濃度臭氧環(huán)境，加速材料老化過(guò)程，進(jìn)而評(píng)估材料抗臭氧老化性能的專用測(cè)試設(shè)備。在橡膠、塑料、涂料、電纜等行業(yè)，它既是判斷材料使用壽命的 “預(yù)測(cè)儀”，也是優(yōu)化材料配方、改進(jìn)生產(chǎn)工藝的 “檢驗(yàn)儀”，直接關(guān)系到產(chǎn)品在實(shí)際使用中的可靠性與安全性。?
自然環(huán)境中臭氧濃度極低(通常為 0.02-0.05ppm)，但對(duì)含雙鍵結(jié)構(gòu)的高分子材料(如橡膠)具有極強(qiáng)的破壞作用，會(huì)導(dǎo)致材料出現(xiàn)龜裂、變硬、彈性下降等老化現(xiàn)象。臭氧老化試驗(yàn)箱通過(guò)將臭氧濃度提升至 0.1-100ppm，結(jié)合溫度、濕度、拉伸應(yīng)力等附加條件，可在數(shù)天內(nèi)完成自然環(huán)境中數(shù)年的老化過(guò)程，快速獲取材料的抗老化數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制與合規(guī)認(rèn)證提供科學(xué)依據(jù)。?
臭氧老化試驗(yàn)箱的工作原理基于 “環(huán)境模擬 + 加速老化” 的邏輯，通過(guò)四大步驟實(shí)現(xiàn)材料老化測(cè)試：?
臭氧生成：采用臭氧發(fā)生器(常見(jiàn)為無(wú)聲放電式)，利用高壓電場(chǎng)使干燥空氣或氧氣中的氧分子分解為氧原子，氧原子再與氧分子結(jié)合形成臭氧(O?)；?
環(huán)境調(diào)控：將生成的臭氧導(dǎo)入試驗(yàn)箱內(nèi)，通過(guò)臭氧濃度控制系統(tǒng)(含臭氧傳感器與流量調(diào)節(jié)閥)維持箱內(nèi)臭氧濃度穩(wěn)定，同時(shí)配合溫度控制系統(tǒng)(加熱管、制冷機(jī)組)與濕度控制系統(tǒng)(加濕器、除濕器)，模擬不同溫濕度條件下的臭氧環(huán)境；?
應(yīng)力施加(可選)：對(duì)于橡膠等彈性材料，通過(guò)拉伸夾具對(duì)試樣施加恒定拉伸應(yīng)力(通常為 5%-30% 伸長(zhǎng)率)，模擬材料在實(shí)際使用中的受力狀態(tài)，加速臭氧龜裂的產(chǎn)生；?
老化觀察與評(píng)估：試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)觀察窗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試樣外觀變化(如龜裂、變色、變形)，試驗(yàn)結(jié)束后，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 7762、ISO 1431)測(cè)試試樣的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能，評(píng)估材料的抗臭氧老化等級(jí)。
臭氧老化試驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圍繞 “臭氧穩(wěn)定生成、環(huán)境精準(zhǔn)控制、試樣安全測(cè)試” 展開(kāi)，主要包含六大核心組件：?
臭氧發(fā)生系統(tǒng)：由臭氧發(fā)生器、氧氣源(或空氣干燥凈化裝置)組成。無(wú)聲放電式臭氧發(fā)生器通過(guò)石英管或陶瓷管產(chǎn)生高壓電場(chǎng)，氧氣通過(guò)率達(dá) 90% 以上，臭氧產(chǎn)量穩(wěn)定；空氣干燥凈化裝置可去除空氣中的水分、油污與雜質(zhì)，避免影響臭氧生成效率與純度。?
試驗(yàn)箱箱體：采用不銹鋼材質(zhì)(如 304 不銹鋼)焊接而成，內(nèi)壁光滑耐腐蝕，且具備良好的密封性，防止臭氧泄漏(泄漏濃度需≤0.005ppm，符合安全標(biāo)準(zhǔn))；箱門(mén)配備雙層鋼化玻璃觀察窗，便于觀察試樣狀態(tài)，同時(shí)內(nèi)置防霧裝置，避免因箱內(nèi)溫濕度變化導(dǎo)致玻璃起霧。?
溫濕度控制系統(tǒng)：溫度控制范圍通常為 - 20℃-80℃，采用 PID 溫控算法，精度可達(dá) ±0.5℃，通過(guò)加熱管(不銹鋼加熱管)與制冷機(jī)組(壓縮式制冷)實(shí)現(xiàn)升溫和降溫；濕度控制范圍為 30%-95% RH，精度 ±5% RH，通過(guò)超聲波加濕器與冷凝除濕器調(diào)節(jié)箱內(nèi)濕度。?
臭氧濃度控制系統(tǒng)：包含臭氧傳感器(紫外吸收式或電化學(xué)式)、流量調(diào)節(jié)閥與循環(huán)風(fēng)機(jī)。紫外吸收式傳感器精度高(±0.01ppm)，適用于低濃度臭氧測(cè)試；電化學(xué)傳感器響應(yīng)速度快，適用于高濃度場(chǎng)景。循環(huán)風(fēng)機(jī)確保箱內(nèi)臭氧濃度均勻分布(均勻度≤±10%)，避免局部濃度差異影響測(cè)試結(jié)果。?
試樣夾持與應(yīng)力施加系統(tǒng)：針對(duì)橡膠等材料的拉伸老化測(cè)試，配備拉伸夾具與應(yīng)力加載裝置。拉伸夾具采用不銹鋼材質(zhì)，可夾持不同尺寸的試樣(如啞鈴型、片狀)；應(yīng)力加載裝置通過(guò)伺服電機(jī)或砝碼施加恒定拉伸應(yīng)力，伸長(zhǎng)率控制精度可達(dá) ±1%。?
安全與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)：內(nèi)置臭氧泄漏報(bào)警器(當(dāng)箱外臭氧濃度超過(guò) 0.05ppm 時(shí)報(bào)警)、超溫保護(hù)器、過(guò)流保護(hù)器等安全裝置，確保設(shè)備運(yùn)行安全；數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)通過(guò)觸摸屏或計(jì)算機(jī)軟件，實(shí)時(shí)記錄臭氧濃度、溫度、濕度、試驗(yàn)時(shí)間等參數(shù)，并生成測(cè)試報(bào)告，支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出與追溯。
