用於加速風化試驗設備的抬高的黑面板的製作方法
2023-11-03 01:04:17 2
專利名稱：用於加速風化試驗設備的抬高的黑面板的製作方法
技術領域：
本發明涉及加速風化試驗設備，並且更具體地說涉及一種用於加速風化試驗設備的抬高的黑面板。
背景技術：
外塗層、例如塗料和罩面漆以及容易在暴露於太陽輻射和其它風化作用的情況下退化的塑料和其它組分的製造商往往想知道這些產品如何承受多年曝露。但是，這些製造商通常需要在比在正常條件下使這些材料暴露於風化作用下所需的時間短得多的時間內獲取這些信息。因此，已經開發出加速風化測試設備，這些設備在短得多的時間內加速由於露天暴露而導致的風化作用，從而製造商不必為了確定其產品在實際露天暴露五年或十年之後情況怎樣而實際等待五或十年。
風化試驗設備可以分類成利用太陽輻射來進行測試的室外設備和產生人工輻射來進行測試的室內設備。室內測試設備通常包括測試腔室，在其中可以使測試試樣暴露於加速風化條件。這些測試腔室通常包括一個或多個人工輻射源，例如高強度等離子燈，這些人工輻射源能夠將高強度輻射射向安放在測試腔室中的測試試樣。另外，室內加速風化測試設備包括靠近測試試樣設置在測試腔室中的黑面板溫度探頭。該黑面板溫度探頭通常包括塗黑金屬面板，該塗黑金屬面板具有安裝在其上的溫度探頭。從黑面板溫度探頭感測到的溫度通常代表在加速風化試驗期間測試試樣可能經受的最高溫度。
通常使用的室內加速風化試驗設備包括測試腔室，其中，測試試樣水平布置在試樣盤的靜態陣列上。這些風化試驗設備包括大體上為矩形的測試腔室，它具有頂板、地板和一對側壁。一個或多個高強度等離子燈、例如氙燈通常位於天花板中並且構成為將輻射射向測試腔室的地板。試樣盤安放在測試腔室的地板附近，從而每個試樣的暴露表面接收來自這些燈的輻射。但是，測試試樣的底側不暴露於可能存在於測試腔室中的任何氣流。黑面板溫度探頭設置在測試試樣盤的一個中，並且同樣地，其底側不暴露於在測試腔室中的任何氣流。
涉及用於使非金屬材料暴露在使用實驗室光源的加速試驗設備中的標準實踐的ASTM6151(American Society for Testing andMaterial，designation 6151)建議，黑面板的背面「應該向暴露腔室內的大氣敞開」。但是，在上述室內加速風化試驗設備中，黑面板的背面不向暴露腔室內的大氣敞開。因此，黑面板會經受靜態和動態溫度，這些溫度與測試試樣所受到的實際溫度相比不真實。
因此，在現有技術中存在這樣的需要即，能夠將黑面板安放在上述類型的室內加速風化試驗設備中，而使黑面板的背面向在該設備的暴露腔室內的大氣敞開。
發明內容
根據本發明的一個主要方面，提供一種用在具有試樣臺的加速風化試驗設備中的黑面板組件，該組件包括設置在試樣臺上的平臺，該平臺包括安裝表面和多個支座，其中，多個支座使安裝表面相對於試樣臺抬高。黑面板組件另外包括具有暴露側和安裝側的黑面板，其中，黑面板從安裝側安裝在平臺上。黑面板組件還包括與黑面板的暴露側連接的溫度傳感器。
根據本發明的另一個主要方面，提供一種加速風化試驗設備，它具有包括試樣臺的測試腔室和至少一個燈組件，所述至少一個燈組件設置在測試腔室中並且構成為將輻照射向試樣臺，所述加速風化試驗設備包括設置在試樣臺上的平臺，該平臺包括安裝表面和多個支座，其中，多個支座使安裝表面相對於試樣臺抬高。該加速風化試驗設備另外包括具有暴露側和安裝側的黑面板，其中，黑面板從安裝側安裝在平臺上，並且包括與黑面板的暴露側連接的溫度傳感器。
根據本發明的另一個主要方面，提供一種用在加速風化試驗設備的測試腔室中的黑面板組件，所述加速風化試驗設備具有至少一個將輻照射向試樣臺的燈，所述黑面板組件包括設置在試樣臺上的平臺，該平臺包括平的安裝表面和多個支座，其中，多個支座使安裝表面相對於試樣臺抬高，從而在安裝表面的底部和試樣臺之間形成間隙，並且其中，將所述支座構成為使得空氣能夠流動穿過該間隙。該黑面板組件還包括具有暴露側和安裝側的黑面板，該黑面板構成為從安裝側安裝在平臺上，黑面板的暴露側的取向設定為接收來自所述至少一個燈的輻照。黑面板組件另外包括與黑面板的暴露側連接的溫度傳感器。
在附圖中顯示出某些實施方案。但是，要理解的是，當前的公開內容不限於在附圖中所示的布置和手段，其中圖1顯示出加速風化試驗設備的透視圖；圖2顯示出圖1的加速風化試驗設備的測試腔室的示意圖；圖3顯示出用在圖2的測試腔室中的試樣盤陣列的透視圖；圖4顯示出用在圖2的測試腔室中的黑面板的透視圖；圖5顯示出根據本發明的教導構造出的黑面板組件的透視圖；圖6顯示出圖5的黑面板組件的分解圖；圖7顯示出圖2的測試腔室的示意圖，在其中具有根據當前公開內容的教導構造出的黑面板組件。
具體實施例方式
為了促進對在這裡所披露的原理的理解，現在參照在這些附圖中所示的優選實施方案，並且將採用特定語言來描述這些優選實施方案。然而需要理解的是，並不因此而對本發明的範圍進行任何限制。如本發明所屬領域中的普通技術人員通常所考慮的那樣，在所示的裝置中的這些替換和進一步變型、以及這些進一步的應用為在這裡舉例說明所披露的原理。
參照圖1，該圖大體上顯示出現有技術的加速風化試驗設備20。該設備20包括柜子22、其中容納有用來操作該設備20的部件。該設備20包括前表面24，從該前表面可以接近測試腔室門26和控制面板28。腔室門26提供了通向測試腔室30的通道。控制面板28允許該設備20的操作人員控制該設備20的各項功能。控制面板28可以包括多個控制按鈕和至少一個顯示器。在所披露的實施例中，控制面板28為觸控螢幕顯示器。
參照圖2，該圖顯示出設備20的測試腔室30的詳細視圖。測試腔室30大體上為矩形並且包括多個可以置於測試腔室30的頂板上的燈32。每個燈32包括有反射器34，它與燈32組合用來將輻照射向測試腔室30的底部。在測試腔室30的任一個壁上，可以設有一個或多個傳感器36，它們可以感測測試腔室30的各種環境條件，例如輻照度、溼度和/或溫度。在測試腔室30的地板附近設有試樣臺38，它可以沿著支撐軌道40滑進和滑出測試腔室30。因此，操作人員可以打開測試腔室門26並且將試樣臺38拖出，以獲得通向試樣臺38的通道。支撐軌道40由安裝在測試腔室30的相互對向的壁上的支撐託架42支撐。
試樣臺38包括安裝表面44，在其上可以安放一個或多個測試試樣46，以便在測試腔室30中進行風化試驗。黑面板48也安放在試樣臺38上以提供參考溫度，該參考溫度反映出測試試樣46在測試腔室30中進行測試期間所經受的最高溫度。
參照圖3，該圖顯示出現有技術的試樣盤50的陣列。該試樣盤50的陣列的尺寸可以設定為佔據試樣臺38的一部分或全部。在所披露的實施例中，如圖3所示，試樣盤50的陣列包括三十四個單獨的試樣盤52和一個單一的黑面板盤54。每個單獨的試樣盤52大體上為矩形並且構成為保持相應尺寸的測試試樣46。黑面板盤52的尺寸也設定為保持黑面板48。
參照圖4，該圖顯示出現有技術的黑面板48。該黑面板48包括暴露側60，該暴露層60由黑色層覆蓋；以及安裝層(未示出)，從所述安裝側可以將黑面板48安裝或安放在試樣臺38上。該黑色層可以包括任何具有良好耐老化性的塗層，並且所述塗層可以吸收到達該塗層的大部分輻射。該黑面板48包括溫度傳感器外殼62，該溫度傳感器外殼62通過託架64安裝在暴露側60上。溫度傳感器外殼62和託架64也可以塗有與黑面板48一樣的黑色層。託架64由緊固件66固定到暴露側60。溫度傳感器外殼62容納有溫度傳感器探頭(未示出)，所述溫度傳感器探頭能夠感測出黑面板48的暴露側60的溫度。溫度傳感器探頭提供通過溫度傳感器導線68輸送給設備20的信號。該熱感應元件可以為塗黑的杆式雙金屬刻度盤傳感器或電阻傳感器。
返回過來參照圖2和3，黑面板48可以安裝在黑面板盤54中，或者簡單地安裝在試樣臺38上。因此，黑面板48的安裝側可以與黑面板盤54的底部接觸或者與試樣臺38的安裝表面44接觸。因此，黑面板48的安裝側不會暴露於在測試腔室30中的任何氣流。
黑面板48的暴露側60暴露於由燈30提供的輻射。黑面板48通常由耐腐蝕金屬構成。因此，因為黑面板48的暴露側60具有黑塗層並且由金屬構成，所以在風化試驗期間黑面板48的溫度通常會高於測試試樣46的溫度。另外，因為黑面板48安裝在試樣臺38的安裝表面44上，所以在黑面板48和試樣臺38之間會存在熱傳導，這可能會影響黑面板48的溫度的靜態和動態響應。因此，在測試腔室30中進行試驗期間，對溫度的靜態和動態響應的這種影響會影響試驗或者針對測試試樣46收集的數據。
因此，黑面板48提供了任何測試試樣46在測試腔室30中進行風化試驗期間可能經受到的最高溫度。黑面板48的溫度通過導線68輸送給設備20，從而操作人員可以用控制面板28監控黑面板48的溫度並且因此調節燈30的輻射率。輻射率的條件也可以根據來自黑面板48的溫度信號自動地完成。
參照圖5，該圖顯示出根據當前公開內容的教導構成的黑面板組件70。該黑面板組件70包括與黑面板48類似的部件。因此，類似的部件在這裡用類似的參考標號表示。黑面板組件70包括與圖4的黑面板48類似或不同的黑面板48。在所披露的實施例中，黑面板48與圖4的黑面板48類似，因此在這裡用相同的參考標號表示。黑面板組件70還包括平臺72，黑面板48由黑面板緊固件74安裝在其上。平臺72包括多個支座76，它們使黑面板48相對於其上安裝或安放著這些支座76的表面抬高。
參照圖6，該圖顯示出黑面板組件70的分解圖。與圖4的黑面板48類似，該黑面板組件70的黑面板48包括暴露側60和安裝側61。溫度傳感器外殼62通過一對託架64安裝在暴露側60上。溫度傳感器外殼62和託架64也可以塗有與黑面板48相同的黑色層。溫度傳感器外殼62容納有溫度傳感器，該溫度傳感器檢測出黑面板48的溫度並且通過導線68利用信號將溫度輸送給設備20。
黑面板48由黑面板緊固件74安裝在平臺72上。託架64由緊固件66固定在黑面板48的暴露側60上。如圖6所示，平臺72包括開口80，所述開口80在將黑面板48安裝在平臺72上時使黑面板48的安裝側61暴露給間隙82。開口80可以為使黑面板48的安裝側61的大部分或多個部分暴露給間隙82所需的任何尺寸。因為支座76使黑面板48上升到其上安放或安裝有支座76的表面的上方，所以氣體可以流動穿過間隙82。因此，黑面板48的安裝側61也將暴露給在間隙82中的氣流。
參照圖7，該圖顯示出在測試腔室30中安裝在試樣臺38上的黑面板組件70。支座68使黑面板48上升到試樣臺38的安裝表面44之上。因此，氣體可以流進間隙82，這能夠允許主要通過對流而不是傳導向黑面板48的安裝側61進行熱傳遞。通過用平臺72使黑面板48抬高，本發明的黑面板48的背面暴露給測試腔室30的大氣，這與ASTM 6151(American Society for Testing and Material，designation6151)標準一致。
另外，因為圖7的黑面板48相對於試樣臺38的安裝表面44抬高，所以熱量不能在黑面板48和試樣臺38之間傳導。因此，黑面板48的溫度的靜態和動態響應不會因為來自試樣臺38的熱傳導而受到影響。
另外，雖然已經顯示並且描述了這些具體優選實施方案，但是對於本領域普通技術人員顯而易見的是，在不脫離該公開內容的教導的情況下可以作出許多變化和改進。在前面說明書和附圖中所給出的事情只是以舉例說明的方式給出，而不是進行限制。應當在現有技術的基礎上通過對以下權利要求進行適當的理解而限定本公開內容的實際範圍。
權利要求
1.一種用在具有試樣臺的加速風化試驗設備中的黑面板組件，該黑面板組件包括設置在試樣臺上的平臺，該平臺包括安裝表面和多個支座，其中，多個支座使安裝表面相對於試樣臺抬高；黑面板，它具有暴露側和安裝側，其中，黑面板從安裝側安裝在平臺上；以及溫度傳感器，它與黑面板的暴露側連接。
2.如權利要求1所述的黑面板組件，其中，平臺的安裝表面包括至少一個開口，用來使黑面板的安裝側的一部分暴露給在安裝表面和試樣臺之間的間隙。
3.如權利要求1所述的黑面板組件，其中，溫度傳感器嵌裝在黑面板的暴露表面上。
4.如權利要求1所述的黑面板組件，其中，所述溫度傳感器包括可拆卸地連接在黑面板的暴露表面上的外殼。
5.一種加速風化試驗設備，包括測試腔室，它具有試樣臺；至少一個燈組件，所述至少一個燈組件設置在測試腔室中並且構成為將輻照射向試樣臺；設置在試樣臺上的平臺，該平臺包括安裝表面和多個支座，其中，多個支座使安裝表面相對於試樣臺抬高；黑面板，它具有暴露側和安裝側，其中，黑面板從安裝側安裝在平臺上；以及溫度傳感器，它與黑面板的暴露側連接。
6.如權利要求5所述的設備，其中，所述試樣臺為平面並且以基本上水平的取向設置在測試腔室中。
7.如權利要求5所述的設備，還包括設置在試樣臺上的試樣盤陣列，每個試樣盤構造成用於保持試驗試樣，其中，所述平臺構成為佔據試樣盤中的一個。
8.如權利要求5所述的設備，其中，平臺的安裝表面包括至少一個開口，用來使黑面板的安裝側的一部分暴露給在安裝表面和試樣臺之間的間隙。
9.如權利要求5所述的設備，其中，所述溫度傳感器嵌裝在黑面板的暴露表面上。
10.如權利要求5所述的設備，其中，所述溫度傳感器包括可拆卸地連接在黑面板的暴露表面上的外殼。
11.一種用在加速風化試驗設備的測試腔室中的黑面板組件，該加速風化試驗設備具有至少一個將輻照射向試樣臺的燈，該黑面板組件包括設置在試樣臺上的平臺，該平臺包括平坦的安裝表面和多個支座，其中，多個支座使安裝表面相對於試樣臺升起，從而在安裝表面的底部和試樣臺之間形成間隙，並且其中，所述支座構成為允許空氣流動穿過所述間隙；黑面板，它具有暴露側和安裝側，黑面板構成為從安裝側安裝在平臺上，該黑面板的暴露側的取向設定為接收來自至少一個燈的輻照；以及溫度傳感器，它與黑面板的暴露側連接。
12.如權利要求11所述的黑面板組件，其中，平臺的安裝表面包括至少一個開口，用來使黑面板的安裝側的一部分暴露給所述間隙。
13.如權利要求11所述的黑面板組件，其中，溫度傳感器嵌裝在黑面板的暴露表面上。
14.如權利要求11所述的黑面板組件，其中，所述溫度傳感器包括可拆卸地連接在黑面板的暴露表面上的外殼。
全文摘要
一種用在具有試樣臺的加速風化試驗設備中的黑面板組件，該組件包括設置在試樣臺上的平臺，該平臺包括多個支座和安裝表面，其中多個支座使安裝表面相對於試樣臺升起。該黑面板組件還包括具有暴露側和安裝側的黑面板，其中，該黑面板從安裝側安裝在平臺上。黑面板組件還包括與黑面板的暴露側連接的溫度傳感器。
文檔編號G01N17/00GK1834617SQ20061000444
公開日2006年9月20日 申請日期2006年2月14日 優先權日2005年3月17日
發明者C·瓦斯, R·舒爾茨, M·羅赫連科 申請人:阿特拉斯材料測試技術有限責任公司