專利名稱：具有密封風(fēng)化室的風(fēng)化加速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種風(fēng)化加速裝置，這種風(fēng)化加速裝置用于使測(cè)試試樣以加速方式遭受在太陽(yáng)輻射和其它風(fēng)化作用，特別是，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的風(fēng)化加速裝置，該風(fēng)化加速裝置提供了密封風(fēng)化室，以便增加測(cè)試試樣的加速風(fēng)化降解速度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，氧氣引入該密封風(fēng)化室內(nèi)，以便增加氧氣向測(cè)試試樣中的擴(kuò)散；且當(dāng)與增加的紫外線水平相結(jié)合時(shí)，將增強(qiáng)光致氧化作用。本發(fā)明的其它實(shí)施例引入其它流體，以便提供合適的風(fēng)化作用。
背景技術(shù)：
外部涂料例如漆和其它涂層的制造商、以及塑料和其它將在受到太陽(yáng)輻射以及其它風(fēng)化作用時(shí)退化的部件的制造商希望知道這些產(chǎn)品在暴露多年后的性能情況。不過(guò)，這些制造商通常需要在很短的時(shí)間內(nèi)獲得該信息，該時(shí)間比這些材料在正常情況下受到風(fēng)化作用將花費(fèi)的時(shí)間短得多。因此開(kāi)發(fā)了風(fēng)化加速裝置，它將在短得多的時(shí)間內(nèi)加速由于暴露在室外而受到的風(fēng)化效果，因此，制造商實(shí)際上并不需要等待五或十年來(lái)確定它們的產(chǎn)品在實(shí)際暴露于室外五年或十年后的保持情況。
風(fēng)化是氣候?qū)Σ牧匣虍a(chǎn)品的不利影響，通常導(dǎo)致產(chǎn)生不希望和過(guò)早的產(chǎn)品失效。消費(fèi)者每年花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元來(lái)維護(hù)將必然受到降解的產(chǎn)品以及更換失效的產(chǎn)品。由于暴露在室外環(huán)境中而導(dǎo)致失效的材料占總成本的很大部分。
風(fēng)化的三個(gè)主要因素是太陽(yáng)輻射(光能)、溫度和水(水汽)。但是不能判斷各個(gè)因素最終使得材料怎樣降解，因?yàn)椴煌愋偷奶?yáng)輻射、不同的水汽相以及溫度循環(huán)對(duì)暴露的材料有明顯影響。這些因素與次要作用例如空氣傳播的污染物、生物現(xiàn)象和酸雨一起作用，從而引起“風(fēng)化”。
在授予Robbins，III的美國(guó)專利No.4807247中公開(kāi)了一種室外自然加速風(fēng)化試驗(yàn)裝置(“ONAWTA”)。
進(jìn)行室外加速風(fēng)化暴露試驗(yàn)的試樣經(jīng)受很高的自然紫外線輻射，并希望能夠加速顯示該測(cè)試試樣將在自然受到紫外線風(fēng)化的作用下怎樣方式降解。光致氧化風(fēng)化反應(yīng)需要氧。測(cè)試試樣材料的表面層從鄰近的周圍空氣中吸收氧。不過(guò)，重要的風(fēng)化反應(yīng)也可以在更厚的測(cè)試試樣材料的體積內(nèi)或“非表面區(qū)域”內(nèi)進(jìn)行。和在自然或非加速風(fēng)化情況下觀察到的一樣，在更低紫外線強(qiáng)度下，在大量光致氧化風(fēng)化反應(yīng)中使用氧的速度可以與氧從周圍空氣向測(cè)試試樣材料的總體積中擴(kuò)散的速度平衡。
不過(guò)，加速風(fēng)化試驗(yàn)裝置可以產(chǎn)生非常高的UV強(qiáng)度。因此，氧從周圍空氣進(jìn)行的擴(kuò)散的速度可能不夠快，以致不足以供給用于光致氧化反應(yīng)所需的氧，且即使UV強(qiáng)度增加幾倍，速度也可能不會(huì)增加，因?yàn)樵隗w積中的氧濃度可能受到擴(kuò)散的限制。
不過(guò)，ONATWA產(chǎn)生非常高的紫外線強(qiáng)度。因此，氧從周圍空氣進(jìn)行的擴(kuò)散的速度可能不夠快，以致不足以供給用于在測(cè)試試樣材料的體積中進(jìn)行光致氧化反應(yīng)所需的氧。因此，即使UV強(qiáng)度增加幾倍，速度也可能不會(huì)增加，因?yàn)樵隗w積中的氧濃度可能受到擴(kuò)散的限制。
在授予Kockott的美國(guó)專利No.3664188中公開(kāi)了一種普通的室外物品加速風(fēng)化試驗(yàn)裝置(“IAAWTA”)，它使測(cè)試試樣暴露在超過(guò)外界環(huán)境壓力的選定氣體中。該裝置包括試驗(yàn)容器，該試驗(yàn)容器可透過(guò)照射，還進(jìn)行密封，以便充滿選定壓力下的合適氣體。Kockott斷言裝測(cè)試試樣的較小試驗(yàn)容器更容易密封。因此，可以更容易控制使試樣暴露于其中的氣體。也可選擇，在Kockott之前的裝置中，包括輻射源和所有試樣載體的整個(gè)試驗(yàn)腔室都進(jìn)行密封，以便能引入特定氣體。
上述室外自然和室內(nèi)物品加速風(fēng)化試驗(yàn)裝置有幾個(gè)缺點(diǎn)。一個(gè)缺點(diǎn)是，例如Robbins的現(xiàn)有技術(shù)ONAWTA沒(méi)有公開(kāi)或指出增加在測(cè)試試樣周圍的、不同于水的氧或其它流體和/或它們的壓力。較早的試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單地使測(cè)試試樣在外界環(huán)境的氧氣條件下暴露于較高紫外線中。因此，氧在外界環(huán)境條件下擴(kuò)散到測(cè)試試樣內(nèi)的擴(kuò)散速度有限。因此，不管怎樣增加紫外線輻射劑量，降解速度都受到氧在該測(cè)試試樣周圍的大氣中的氧濃度情況下擴(kuò)散到材料內(nèi)的擴(kuò)散速度的限制。
而且，IAAWTA并沒(méi)有指出、建議或提供與ONAWTA結(jié)合使用這里所述的本發(fā)明。沒(méi)有這樣指示或建議的一個(gè)原因是該IAAWTA不能復(fù)制該測(cè)試試樣將在每天使用時(shí)受到的自然陽(yáng)光的實(shí)際光譜以及該自然風(fēng)化加速裝置的強(qiáng)度限制。
本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)知道，室外自然陽(yáng)光光源和室內(nèi)人造光源試驗(yàn)裝置彼此不同，并提供不同組的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如，汽車工程師協(xié)會(huì)(“SAE”)公布了使用陽(yáng)光菲涅耳反射裝置來(lái)進(jìn)行汽車外部材料的加速曝光的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法J1961以及使用控制發(fā)光水冷氙弧裝置(室內(nèi)人造光源)來(lái)進(jìn)行汽車外部材料的加速曝光的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法J1960。
INAAWTA的另一缺點(diǎn)是難以復(fù)制ONAWTA的光譜功率分布。IAAWTA的強(qiáng)度可以提供增加功率來(lái)調(diào)節(jié)。不過(guò)，光譜功率分布與太陽(yáng)明顯不同。因此，INAAWTA的波長(zhǎng)通過(guò)增加功率而放大。因此，與該波長(zhǎng)相關(guān)的非自然機(jī)械降解也放大。因此，與物品風(fēng)化加速裝置相比，ONAWTA通常提供更實(shí)際的數(shù)據(jù)結(jié)果，因?yàn)樗c測(cè)試試樣最終使用環(huán)境中的陽(yáng)光光譜功率分布更匹配。
因此，本領(lǐng)域需要一種改進(jìn)的自然風(fēng)化加速裝置，它有密封的風(fēng)化室，用于增加光致氧化速度，并冷卻測(cè)試試樣。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的ONAWTA的透視圖。
圖2是圖1的ONAWTA的一部分的分解圖。
圖3是圖2的ONAWTA沿線I-I的剖視圖。
圖4是與圖1的ONAWTA操作連接的流體源的示意圖。
圖5是與圖1的ONAWTA操作連接的流體源的示意圖。
圖6是與圖1的ONAWTA操作連接的流體源的示意圖。
圖7是與圖1的ONAWTA操作連接的流體源的示意圖。
圖8是圖2的ONAWTA的另一實(shí)施例沿線I-I的剖視圖。
圖9是圖2的ONAWTA的另一實(shí)施例沿線I-I的視圖。
圖10是圖2的ONAWTA的另一實(shí)施例沿線I-I的視圖。
發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明簡(jiǎn)單地說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，用于將太陽(yáng)輻射集中在測(cè)試試樣上的風(fēng)化加速裝置包括框架，該框架支承布置為對(duì)著目標(biāo)板的反射陽(yáng)光集中器。槽道與目標(biāo)板相連，并包括蓋體，以便確定腔室。流體源與該腔室連通，因此，引入該腔室中的流體與測(cè)試試樣反應(yīng)，以便使測(cè)試試樣在暴露于集中的太陽(yáng)輻射中時(shí)加速降解。
在另一實(shí)施例中，用于將太陽(yáng)輻射集中在測(cè)試試樣上的風(fēng)化加速裝置包括框架，該框架支承布置為對(duì)著空氣通道的反射陽(yáng)光集中器，該空氣通道有用于使空氣運(yùn)動(dòng)穿過(guò)其中的風(fēng)扇以及目標(biāo)板。槽道與目標(biāo)板相連，并包括蓋體，以便確定腔室。測(cè)試試樣布置在腔室內(nèi)。一個(gè)裝置與試樣相連，用于使試樣保持在合適溫度。
在另一實(shí)施例中，用于將太陽(yáng)輻射集中在測(cè)試試樣上的風(fēng)化加速裝置包括框架，該框架支承布置為對(duì)著目標(biāo)板的反射陽(yáng)光集中器。槽道與目標(biāo)板相連，并包括蓋體，以便確定腔室。測(cè)試試樣布置在腔室內(nèi)，以便確定一個(gè)空腔，這樣，試樣的第一面暴露于腔室中，試樣的第二面暴露于該空腔中。一個(gè)裝置布置在該空腔內(nèi)，并與試樣相連，用于使試樣保持在合適溫度。
圖1表示了總體以參考標(biāo)號(hào)20表示的、本發(fā)明實(shí)施例的ONAWTA的透視圖。風(fēng)化加速裝置20使太陽(yáng)輻射集中在多個(gè)測(cè)試試樣上，且在試驗(yàn)循環(huán)中使該測(cè)試試樣暴露在來(lái)自流體源的流體中。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，流體可以為液體、氣體或液體和氣體混合的形式?；镜娘L(fēng)化加速裝置20包括與操作部分24相連的支承部件22。操作部分24包括框架26，該框架支承反射陽(yáng)光集中器28，該反射陽(yáng)光集中器28布置成與空氣通道30相對(duì)。
反射陽(yáng)光集中器28設(shè)置為菲涅耳反射裝置，該反射裝置具有一系列十平面鏡，它將自然陽(yáng)光集中在固定于目標(biāo)板(最好如圖2所示)上的一系列測(cè)試試樣上，該目標(biāo)板固定在空氣通道30上，該空氣通道30為大約6英寸寬和55英寸長(zhǎng)。菲涅耳反射陽(yáng)光集中器將太陽(yáng)輻射引導(dǎo)至目標(biāo)板區(qū)域上，且強(qiáng)度為大約8倍陽(yáng)光。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，集中器的強(qiáng)度可以通過(guò)添加或減少鏡子、改變鏡子的反射特征、在鏡子和測(cè)試試樣之間的光通路中插入濾光元件元件其它任意合適方式而進(jìn)行增加或減小。
陽(yáng)光集中器的鏡架和目標(biāo)板都由框架26支承，該框架26可隨著太陽(yáng)的日間運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。對(duì)太陽(yáng)位置敏感的太陽(yáng)追蹤機(jī)構(gòu)32控制電馬達(dá)的操作，該電馬達(dá)用于使試驗(yàn)裝置隨著太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。太陽(yáng)追蹤機(jī)構(gòu)32可以是具有該功能的普通裝置。
已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于操作這里所述類型的室外加速風(fēng)化試驗(yàn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)公布了標(biāo)準(zhǔn)，例如(但不局限于)標(biāo)準(zhǔn)G90，該標(biāo)準(zhǔn)G90涉及用于進(jìn)行該室外加速風(fēng)化試驗(yàn)的試驗(yàn)步驟和操作參數(shù)。由SAE(如上所述)、Ford、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)以及其它涉及加速風(fēng)化試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)組織也開(kāi)發(fā)了其它標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)，并沒(méi)有開(kāi)發(fā)這樣的標(biāo)準(zhǔn)，即它包含結(jié)合ONAWTA試驗(yàn)循環(huán)使用密封風(fēng)化室。
支承部件22可以形成為如圖1所示的雙通道(dual-access)追蹤裝置，或者為如上述Robbins，III所述的單軸追蹤裝置。這兩種追蹤裝置可以采用任何普通太陽(yáng)追蹤單元32，該太陽(yáng)追蹤單元32控制支承部件22和操作部分24的方向和位置，以便使鏡架28保持垂直于陽(yáng)光的入射線。這些支承部件都是本領(lǐng)域公知的，并在ASTM標(biāo)準(zhǔn)G90-94中進(jìn)行了介紹。在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，也可以利用其它合適支承部件來(lái)相對(duì)于太陽(yáng)調(diào)節(jié)該裝置。
框架26垂直于鏡架28向上延伸?？諝馔ǖ?0具有大致矩形截面，并由框架26的上端支承。優(yōu)選是成鼠籠式鼓風(fēng)機(jī)組件形狀的空氣循環(huán)機(jī)構(gòu)34與該空氣通道30的一端連通。應(yīng)當(dāng)知道，適于使空氣運(yùn)動(dòng)的任意裝置都可以代替該鼠籠式鼓風(fēng)機(jī)。優(yōu)選是，該鼠籠式鼓風(fēng)機(jī)組件包括由電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇，以便使外界冷卻空氣流過(guò)該空氣通道30。在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，任意普通控制系統(tǒng)都可以與該空氣循環(huán)機(jī)構(gòu)34相連。例如，控制系統(tǒng)可以包括與傳感器相連的溫度檢測(cè)面板，以便確定在目標(biāo)板上的測(cè)試試樣的溫度，從而能夠選擇控制施加給鼠籠式鼓風(fēng)機(jī)組件內(nèi)的電馬達(dá)或其它任意合適控制系統(tǒng)的電能。
空氣通道30包括導(dǎo)流板(最好如圖2所示)，該導(dǎo)流板延伸至目標(biāo)板的長(zhǎng)度，且在普通用途中，如Robbins，III所述，使外界冷卻空氣沿越過(guò)目標(biāo)板的方向流動(dòng)，以便冷卻測(cè)試試樣。如下所述，在本發(fā)明中，空氣導(dǎo)流板起到不同功能，并主要用作通氣口，以便引導(dǎo)來(lái)自空氣通道的冷卻空氣。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，槽道36與目標(biāo)板相連，并包括蓋體(最好如圖2所示)，以便確定腔室。流體源(如下面詳細(xì)所述)與該腔室連通，因此，流體能夠在試樣暴露在集中的太陽(yáng)輻射中時(shí)以及在暴露時(shí)期之間引入該腔室，以便與試樣反應(yīng)，從而加速試樣降解。槽道36包括基座38和一對(duì)從該基座伸出并相對(duì)布置的細(xì)長(zhǎng)側(cè)壁40。至少一個(gè)第一端口42布置在一個(gè)側(cè)壁40中。第一導(dǎo)管44使各第一端口42與流體源操作連接，這樣，在各第一端口中的第一導(dǎo)管確定了用于使流體從流體源到腔室的第一通道。
優(yōu)選是，除了風(fēng)化加速裝置20的總體操作(即太陽(yáng)追蹤和鏡架調(diào)節(jié))外，控制裝置50還可以程序控制，與第一通道和流體源操作連接的至少一個(gè)調(diào)節(jié)器，用于控制流體從該流體源向腔室的供給的流體源；以及與第二通道操作連接的至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)器54，用于控制從腔室中排出流體的合適速度。至少一個(gè)第一和第二調(diào)節(jié)器中的每一個(gè)都由控制裝置50控制，這樣，來(lái)自控制裝置50的信號(hào)將驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器從第一正常關(guān)閉位置到第二打開(kāi)位置并持續(xù)合適時(shí)間，因此，在試驗(yàn)循環(huán)過(guò)程中，流體可以供給該腔室或從該腔室中排出。在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，該至少一個(gè)第一和第二調(diào)節(jié)器中的每一個(gè)都可以從第一正常關(guān)閉位置打開(kāi)到第二打開(kāi)位置，該第二打開(kāi)位置為完全打開(kāi)位置的合適百分度。應(yīng)當(dāng)知道，優(yōu)選是控制裝置50為電/電子設(shè)計(jì)，它可編程，以便提供上述功能，且機(jī)械設(shè)計(jì)也可以用于提供相同的功能。例如，盡管為了簡(jiǎn)單、可編程、可靠和低成本，優(yōu)選是采用數(shù)字固態(tài)裝置，但是應(yīng)當(dāng)知道，模擬裝置例如基于定時(shí)器的系統(tǒng)也提供相同功能。而且，在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)器的驅(qū)動(dòng)也可以由操作人員人工執(zhí)行。
圖2是本發(fā)明的風(fēng)化加速裝置的一個(gè)實(shí)施例的一部分的分解圖?？諝馔ǖ?0表示為顛倒位置，這樣，清楚表示了該空氣通道的底部以及空氣導(dǎo)流板60。開(kāi)口面62確定于空氣通道30中，且目標(biāo)板70與該開(kāi)口面62相連。多個(gè)支承桿64從空氣通道30的一個(gè)細(xì)長(zhǎng)面越過(guò)開(kāi)口面62伸向另一細(xì)長(zhǎng)面，以便與目標(biāo)板70連接。
優(yōu)選是，目標(biāo)板70通過(guò)螺紋緊固件與支承桿64連接，該螺紋緊固件穿過(guò)在支承桿64和目標(biāo)板70中的孔延伸。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，其它形狀的連接件也可以用于使目標(biāo)板70與空氣通道30相連。例如，直角緊固件、掛鉤和環(huán)緊固件、推入配合的緊固件、粘接劑或其它合適的緊固件裝置都可以用于使目標(biāo)板70與空氣通道30可拆卸地連接。
目標(biāo)板70的寬度尺寸小于開(kāi)口面62的寬度尺寸，以便限定一間隙，由空氣循環(huán)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的氣流通過(guò)該間隙導(dǎo)向空氣導(dǎo)流板60，以便流過(guò)通常安裝在目標(biāo)板70上的試樣。不過(guò)，在本發(fā)明中，槽道36與目標(biāo)板70相連，且測(cè)試試樣安裝在該目標(biāo)板70中。因此，該間隙也提供了用于由空氣循環(huán)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的冷卻空氣的排出口，如后面所述。優(yōu)選是，槽道36通過(guò)螺紋緊固件與目標(biāo)板70相連。不過(guò)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，也可以采用任意合適的緊固件裝置、材料或設(shè)備。
槽道36包括基座38以及一對(duì)從該基座38伸出并相對(duì)布置的細(xì)長(zhǎng)側(cè)壁40。各側(cè)壁40中形成有細(xì)長(zhǎng)接收部66，用于接收蓋體80的邊緣82。墊圈布置在蓋體80和接收部66之間，以便密封該槽道36(如下面詳細(xì)所述)。當(dāng)蓋體80與槽道36操作連接，從而使蓋體邊緣82容納于相對(duì)的細(xì)長(zhǎng)接收部66內(nèi)時(shí)將確定槽道90。
至少一個(gè)第一端口42布置在一個(gè)側(cè)壁40上，用于與第一導(dǎo)管操作連接，以便確定用于使流體從流體源到腔室的第一通路。在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，各至少一個(gè)第一端口42也可以布置在任一端壁41中。各第一端口42優(yōu)選是構(gòu)成為螺紋倒刺裝配件，以便容易裝配，并能與確定于一個(gè)側(cè)壁40中的互補(bǔ)螺紋孔互換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，具有不同結(jié)構(gòu)的端口以及其它合適裝置也可以代替它們。例如，AN裝配件、螺紋管裝配件、壓縮裝配件、推入鎖定裝配件或其它任意合適裝置。不過(guò)，第一端口42可以成一體地形成為側(cè)壁40的一部分。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)第二端口43布置在一個(gè)側(cè)壁40中，并與第二導(dǎo)管操作連接，以便確定用于以合適速度將流體從腔室90中排出的第二通路。優(yōu)選是，各至少一個(gè)第二端口43布置成與連接第一端口42的壁相對(duì)，不管該壁是側(cè)壁40還是端壁41。在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，各第二端口43可以構(gòu)成為與上述各第一端口42相同。
蓋體80具有光透射性，優(yōu)選是包括濾光器元件。在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，蓋體80和濾光器元件可以形成一體或單獨(dú)形成。優(yōu)選是，該蓋體為透明的，而濾光器元件由硼硅酸鹽形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，用于蓋體和濾光器元件的其它結(jié)構(gòu)也可以提供合適功能。例如，蓋體也可以為半透明，由玻璃或任意其它合適材料形成。濾光器元件可以由石英、透明基片、半透明基片、車用窗基片、建筑用窗玻璃、蒸鍍薄膜光學(xué)涂層、干涉濾光器、四分之一波濾光器、特定波長(zhǎng)濾光元件、或者其它任意合適結(jié)構(gòu)。
圖3是圖2沿線I-I的分解剖視圖?？諝馔ǖ?0包括支承桿和空氣導(dǎo)流板60。應(yīng)當(dāng)知道，該剖視圖穿過(guò)支承桿64，以便示意表示該目標(biāo)板70怎樣與空氣通道30連接。間隙63確定于目標(biāo)板70和空氣通道30的、鄰近空氣導(dǎo)流板60的壁之間。該間隙63打開(kāi)，以便允許空氣通過(guò)該間隙排出。如上所述，螺紋緊固件65或其它任意合適裝置使目標(biāo)板70與支承桿64相連。
槽道36通過(guò)上述螺紋緊固件92而與目標(biāo)板相連。該槽道36包括蓋體80，以便確定腔室90，其中，測(cè)試試樣100布置在該腔室90內(nèi)，以便暴露在由較大箭頭102表示的集中陽(yáng)光和紫外線輻射中。該槽道36還包括基座38和一對(duì)從該基座伸出并相對(duì)布置的細(xì)長(zhǎng)側(cè)壁40。優(yōu)選是，各側(cè)壁40中形成有細(xì)長(zhǎng)接收部66，用于接收蓋體80的邊緣82。墊圈84布置在蓋體80和接收部66之間，以便密封該槽道36，這樣，流體保持在該腔室90內(nèi)。接收部66的一部分67布置成遮蔽墊圈84以防止該墊圈84暴露在集中的太陽(yáng)輻射102中。因此，墊圈84的使用壽命明顯增加，同時(shí)明顯提高了降解試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。
在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，并不必須用接收部66來(lái)安裝蓋體80和遮蔽墊圈84。例如，墊圈84可以布置在各側(cè)壁40的頂部，同時(shí)蓋體80布置在該墊圈84上。保持器例如直角元件可以構(gòu)成為與蓋體80和側(cè)壁40嚙合，以便將該蓋體80固定在槽道上，并遮蔽墊圈84以防止該墊圈84暴露在集中的太陽(yáng)輻射102中。也可選擇，當(dāng)不需要接收部或保持器來(lái)安裝蓋體80時(shí)，該蓋體80可以包括不透明元件，該不透明元件遮蔽墊圈84以防止該墊圈84暴露在集中的太陽(yáng)輻射102中。
至少一個(gè)第一端口42布置在一個(gè)側(cè)壁40中，且第一導(dǎo)管44使各至少一個(gè)第一端口42與流體源(如圖4-7所示)操作連接，這樣，第一導(dǎo)管44和各至少一個(gè)第一端口44確定了用于使流體從流體源到腔室90的第一通路。至少一個(gè)調(diào)節(jié)器與該第一通路操作連接，用于控制流體引入腔室90內(nèi)的合適速度和量。
至少一個(gè)第二端口43布置在另一側(cè)壁40中，并與第二導(dǎo)管48操作連接，以便確定用于以合適速度從腔室90中排出流體的第二通路。至少一個(gè)調(diào)節(jié)器與該第二通路操作連接，用于控制從腔室90中排出流體的合適速度。
優(yōu)選是，從腔室90中排出的流體將用于分析試樣100的降解產(chǎn)物。用于確定試樣90的降解產(chǎn)物的分析技術(shù)可以是任意普通方法。例如，可以采用傅里葉變換紅外光譜測(cè)定法、氣體色譜技術(shù)、高壓液體色譜技術(shù)和其它任意合適方法。
試樣100可以安裝在槽道36的基座38上，優(yōu)選是可以通過(guò)支座絕緣子101而偏離基座38合適量。
圖4表示了本發(fā)明的流體源120的一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，流體源120包括儲(chǔ)罐122，該儲(chǔ)罐122裝有流體124；以及調(diào)節(jié)器126，用于控制流體124通過(guò)第一通路從儲(chǔ)罐122流向腔室的流量。流體124可以是用于增強(qiáng)試樣降解的任意合適成分。例如，該流體可以是水、氧氣、氮?dú)?、有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物、臭氧或其它任意合適流體。優(yōu)選是，在本實(shí)施例中，流體124是處于壓力下的氣體，這樣，打開(kāi)調(diào)節(jié)器126將使流體124能夠流向腔室。氣體可以是用于增強(qiáng)試樣降解的任意合適氣體。例如，該氣體可以是氧氣、氮?dú)狻⒀趸颉⒀趸?、氧化氫、臭氧或其它任意合適氣體。
圖5表示了本發(fā)明的流體源120的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，流體源120包括多個(gè)儲(chǔ)罐122，各儲(chǔ)罐122裝有不同的流體124，且各儲(chǔ)罐122與集管128操作連接，以便通過(guò)第一通路與腔室連通。調(diào)節(jié)器126使各儲(chǔ)罐與集管128操作連接，至少一個(gè)調(diào)節(jié)器126由控制系統(tǒng)50來(lái)電驅(qū)動(dòng)。布置在各儲(chǔ)罐122內(nèi)的流體124可以是如上所述用于增強(qiáng)試樣降解的任意合適流體。在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)或所有調(diào)節(jié)器126可以人工驅(qū)動(dòng)。
圖6表示了本發(fā)明的流體源120的還一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，流體源120包括儲(chǔ)罐122，該儲(chǔ)罐122裝有流體124；以及調(diào)節(jié)器126，用于控制流體124通過(guò)第一通路從儲(chǔ)罐122流向腔室的流量。在本實(shí)施例中，流體124優(yōu)選是液體，該液體可以是適于增強(qiáng)試樣降解的任意液體。例如，該液體可以是水、有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、過(guò)氧化物、或其它任意合適液體。在本實(shí)施例中，控制系統(tǒng)50電驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器126，以便控制流體124從儲(chǔ)罐122流向腔室。泵可以與第一通路操作連接，以便能夠使流體124從儲(chǔ)罐122流向腔室。其它方法例如重力供給方法也可以用于提供相同功能。
圖7表示了本發(fā)明的流體源120的還一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，流體源120包括聚集器130，該聚集器130通過(guò)第一通路而與第一儲(chǔ)罐132、第二儲(chǔ)罐136以及腔室連通。第一儲(chǔ)罐132裝有處于壓力下的氣體134，并有調(diào)節(jié)器135，用于控制氣體134從第一儲(chǔ)罐132流向聚集器130的流量。第二儲(chǔ)罐136裝有液體138。它有調(diào)節(jié)器139，用于控制液體138從第二儲(chǔ)罐136流向聚集器130的流量。
液體138通過(guò)調(diào)節(jié)器139而由泵139從第二儲(chǔ)罐136中抽出，該泵使液體通過(guò)導(dǎo)管142泵送至聚集器130內(nèi)。噴嘴144布置在導(dǎo)管142的遠(yuǎn)端，以便使液體霧化和噴射到聚集器130內(nèi)。在第一儲(chǔ)罐132內(nèi)的氣體增壓，這樣，當(dāng)調(diào)節(jié)器135打開(kāi)時(shí)，氣體134流過(guò)導(dǎo)管146，并使聚集器130增壓。在聚集器中的壓力可通過(guò)壓力計(jì)148來(lái)觀察。
聚集器130增壓，這樣，氣體134在噴灑到聚集器130內(nèi)時(shí)將擴(kuò)散到液體中。泵150將該氣體/液體134、138的組合從聚集器130中抽出，并通過(guò)第一通路將它們的組合導(dǎo)向腔室。在本實(shí)施例中，氣體134可以是用于加速試樣降解的任意合適氣體。例如，該氣體可以是氧氣、氮?dú)狻⒀趸?、氧化氮、氧化氫、臭氧或其它任意合適氣體。而且，該液體可以是適于加速試樣降解的任意液體。例如，該液體可以是水、有機(jī)溶劑、無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、過(guò)氧化物、或其它任意合適液體?？刂葡到y(tǒng)50電驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)調(diào)節(jié)器。在本實(shí)施例中，液體調(diào)節(jié)器139通過(guò)控制系統(tǒng)50進(jìn)行電驅(qū)動(dòng)，而氣體調(diào)節(jié)器135人工控制。應(yīng)當(dāng)知道，需要時(shí)，控制系統(tǒng)也可以對(duì)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都進(jìn)行電驅(qū)動(dòng)，以便獲得預(yù)定功能。
圖8表示了本發(fā)明的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，空氣通道30與風(fēng)扇連通，該風(fēng)扇用于使空氣運(yùn)動(dòng)通過(guò)該空氣通道30，以便以后面將詳細(xì)介紹的方式使測(cè)試試樣保持在合適溫度。通過(guò)風(fēng)扇運(yùn)動(dòng)的空氣的體積可通過(guò)在Robbins，III的美國(guó)專利No.4807247(該文獻(xiàn)整個(gè)被本文參引)中所述的控制系統(tǒng)以普通方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者通過(guò)其它任意合適控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
空氣通道30包括支承桿64和空氣導(dǎo)流板60。應(yīng)當(dāng)知道，該剖視圖穿過(guò)支承桿64，以便表示該目標(biāo)板70怎樣與空氣通道30連接，且確定于目標(biāo)板和空氣通道30的、鄰近空氣導(dǎo)流板60的壁之間的間隙63打開(kāi)，以便允許空氣通過(guò)該間隙排出這在本實(shí)施例中特別重要。如上所述，優(yōu)選是螺紋緊固件65用于使目標(biāo)板70與支承桿64相連。
在本實(shí)施例中，目標(biāo)板70的結(jié)構(gòu)大致如上所述，還包括形成于其中的多個(gè)開(kāi)口72，以便于使試樣100保持在合適溫度，如下面詳細(xì)所述。
槽道36通過(guò)上述螺紋緊固件92與目標(biāo)板70相連。該槽道36還包括蓋體80，以便確定腔室90，測(cè)試試樣100布置在該腔室90內(nèi)，以便暴露在反射陽(yáng)光集中器發(fā)出的紫外線輻射中。該槽道36還包括基座38和一對(duì)從該基座伸出并相對(duì)布置的細(xì)長(zhǎng)側(cè)壁40。優(yōu)選是，各側(cè)壁40中形成有細(xì)長(zhǎng)接收部66，用于接收蓋體80的邊緣82。
墊圈84布置在蓋體80和接收部66之間，以便密封該槽道36，這樣，流體保持在該腔室90內(nèi)。由流體施加在蓋體80上的壓力使蓋體80壓靠在墊圈84上，以便提供合適密封。側(cè)壁40的一部分67遮蔽墊圈84以防止該墊圈84暴露在來(lái)自反射陽(yáng)光集中器的集中太陽(yáng)輻射102中。在本發(fā)明的教導(dǎo)范圍內(nèi)，該墊圈可以由任意合適材料形成。例如，該墊圈可以由橡膠、硅酮、氯丁橡膠、尼龍、或者其它任意工程或天然彈性體材料而形成。
裝置160布置成與試樣100的一側(cè)相連，并使該試樣保持合適溫度。該裝置160包括基座162，該基座162與試樣相連；以及至少一個(gè)肋164，該至少一個(gè)肋164從該基座162上伸出，并穿過(guò)槽道36的基座以及目標(biāo)板70的開(kāi)口而伸入空氣通道30中。該至少一個(gè)肋164將熱量從試樣100傳遞和發(fā)散到通過(guò)風(fēng)扇而運(yùn)動(dòng)穿過(guò)空氣通道30的空氣中。然后，該空氣通過(guò)間隙并經(jīng)過(guò)空氣導(dǎo)流板60而排出。在本實(shí)施例中，裝置160優(yōu)選是金屬散熱器。應(yīng)當(dāng)知道，該裝置也可以由具有合適傳熱特性的其它材料構(gòu)成。例如，該裝置可以由任意能夠?qū)岬姆墙^熱材料構(gòu)成。
至少一個(gè)第一端口42布置在一個(gè)側(cè)壁40中，第一導(dǎo)管44使各至少一個(gè)第一端口42與流體源(如圖4-7所示)操作連接，這樣，第一導(dǎo)管44和各至少一個(gè)第一端口44確定了用于使流體從流體源到腔室90的第一通路。各至少一個(gè)第一端口42可以如上述構(gòu)成。至少一個(gè)調(diào)節(jié)器與第一通路操作連接，以便控制流體供給的合適速度。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)第二端口43布置在另一側(cè)壁40中，并與第二導(dǎo)管48操作連接，以便確定用于以合適速度從腔室90中排出流體的第二通路。各至少一個(gè)第二端口可以如上述構(gòu)成。而且，可以提供用于從腔室供給和排出流體的可選實(shí)施例。例如，除了上述實(shí)施例，第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管或第三導(dǎo)管也可以根據(jù)情況而同心布置。至少一個(gè)調(diào)節(jié)器與該第二通路操作連接，用于控制排出流體的合適速度。
從腔室90中排出的流體將用于分析試樣100的降解產(chǎn)物。用于確定試樣90的降解產(chǎn)物的分析技術(shù)可以是任意普通方法。例如，可以采用傅里葉變換紅外光譜測(cè)定法、氣體色譜技術(shù)、高壓液體色譜技術(shù)和其它任意合適方法。
應(yīng)當(dāng)知道，在本實(shí)施例中，第一端口42構(gòu)成為推入配合件或干涉配合件，它不需要螺紋來(lái)與槽道36的側(cè)壁40嚙合。上面已經(jīng)介紹了提供端口的各種結(jié)構(gòu)。第一導(dǎo)管44可以以任意普通方式與端口42相連，例如周向夾緊、軟管倒鉤、軟管壓縮夾持或其它任意合適連接結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的該實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)和功能與上述實(shí)施例相同。
圖9表示了本發(fā)明的另一實(shí)施例的剖視圖。該實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)和功能如上面參考圖3和8所述。不過(guò)，本實(shí)施例的裝置160的結(jié)構(gòu)不同，用于提供相同的功能。在本實(shí)施例中，裝置160包括基座170，該基座170與試樣100相連。至少兩個(gè)間開(kāi)支腳172a、172b從基座170伸入空氣通道30，以便將熱量從試樣100發(fā)散到經(jīng)過(guò)該空氣通道30的空氣中。頂部174與支腳172a、172b相連，并有施加有電壓源180的第一端176和第二端178。優(yōu)選是，該裝置160為熱電裝置，它有由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的支腳，這樣，在第一端176和第二端178之間的電壓差導(dǎo)致熱量從試樣100向運(yùn)動(dòng)穿過(guò)該空氣通道30的空氣發(fā)散。
應(yīng)當(dāng)知道，熱電裝置是固態(tài)熱泵，它通過(guò)珀?duì)栙N效應(yīng)(Peltiereeffect)進(jìn)行工作，它的原理是當(dāng)電流經(jīng)過(guò)兩個(gè)導(dǎo)體時(shí)具有加熱或冷卻的作用。施加給兩個(gè)不同材料的自由端的電壓產(chǎn)生溫度差。通過(guò)該溫度差，珀?duì)栙N冷卻將使熱量從一端向另一端傳送。在本實(shí)施例中，熱電裝置包括一排p-和n-型半導(dǎo)體元件，它們作為兩種不同導(dǎo)體。即，支腳172a為p-型半導(dǎo)體元件，而支腳172b為n-型半導(dǎo)體元件。在使用其它支腳的情況下，如圖所示，將以p-型、n-型、p-型、n-型的順序重復(fù)排列。該排元件釬焊在兩個(gè)陶瓷板之間，并進(jìn)行電串聯(lián)和熱并聯(lián)。當(dāng)DC電流從n-型至p-型經(jīng)過(guò)一對(duì)或多對(duì)元件時(shí)，在基座170處的溫度減小導(dǎo)致從測(cè)試試樣100吸收熱量。該熱量通過(guò)電子輸送而由該熱電裝置傳送，并當(dāng)電子從高能狀態(tài)運(yùn)動(dòng)到低能狀態(tài)時(shí)在頂部174(熱側(cè))釋放熱量。熱電裝置160的熱泵能力與裝置中的電流以及n-型和p-型元件(或?qū)?的對(duì)數(shù)成正比。空氣循環(huán)機(jī)構(gòu)使空氣經(jīng)過(guò)熱電裝置的支腳，從而使熱量從該頂部179傳送給空氣，該空氣再通過(guò)間隙和經(jīng)過(guò)空氣導(dǎo)流板而排出。
本發(fā)明的該實(shí)施例的其余結(jié)構(gòu)和功能與參考圖3和8所述相同。
圖10是本發(fā)明另一實(shí)施例的剖視圖，涉及一種用于將太陽(yáng)輻射集中在測(cè)試試樣100上的風(fēng)化加速裝置。應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明的該實(shí)施例與圖3中所示實(shí)施例類似?？諝馔ǖ?0包括支承桿64和空氣導(dǎo)流板60。不過(guò)，與圖3所示實(shí)施例相同，空氣循環(huán)機(jī)構(gòu)并不是使本實(shí)施例合適作用所必須的。如上所述，目標(biāo)板70通過(guò)如上述的合適緊固件而與支承桿64相連。
槽道36通過(guò)螺紋緊固件92或其它合適緊固件而與目標(biāo)板70相連，如上所述。槽道36包括蓋體80，以便確定腔室90。槽道36還包括基座38以及一對(duì)從該基座38伸出并相對(duì)布置的細(xì)長(zhǎng)側(cè)壁40。各側(cè)壁40中形成有細(xì)長(zhǎng)接收部66，用于接收蓋體80的邊緣82。墊圈84布置在蓋體80和接收部66之間，以便密封該槽道36，從而使流體保持在該腔室90中。優(yōu)選是，在本實(shí)施例中，墊圈84為C形，以便在其中接收蓋體80的邊緣，并與確定接收部66的各表面相符。因此，在本實(shí)施例中，墊圈84并不依靠流體的壓力來(lái)密封該腔室90。
試樣100布置在腔室90內(nèi)，以便確定空腔180，這樣，試樣100的第一面100a暴露于腔室90中，該試樣100的第二面100b暴露于空腔180中。裝置160布置在空腔180中，并與試樣100相連，用于使試樣100保持在合適溫度。
在本實(shí)施例中，裝置160構(gòu)成為柔性壁容器，用于接收冷卻劑，以便使試樣保持在合適溫度。如圖10中所示為固體的柔性壁容器布置在第一工作位置，這時(shí)該柔性壁容器160中沒(méi)有冷卻劑。在第二工作位置時(shí)，如圖10中陰影所示，柔性壁容器160中布置有冷卻劑，因此它膨脹，以便與試樣和空腔壁相符。
柔性壁容器160與進(jìn)口182和出口184操作連接，該進(jìn)口182與冷卻劑源連通，該出口184調(diào)節(jié)成以合適速度從柔性壁容器中排出冷卻劑。在本實(shí)施例中，冷卻劑和柔性壁容器可以由適于從試樣100中吸收熱量的任意非絕熱材料構(gòu)成。例如，冷卻劑可以為冷空氣、乙二醇、氟碳制冷劑、乙醇、制冷劑氣體、用于換熱的流體或其它任意合適材料。柔性壁容器可以可以由任意天然或工程彈性體材料如橡膠，或者其它任意合適材料。
由圖10可知，試樣100相對(duì)松弛地布置在形成于腔室中的槽186內(nèi)。該結(jié)構(gòu)有助于試樣100的排出和更換。不過(guò)，應(yīng)當(dāng)知道，這些試樣100也可以以任意合適方式可拆卸地安裝在槽186或其它安裝結(jié)構(gòu)上，從而提供與這里所述相同的作用。
冷卻劑源可以根據(jù)上面參考圖4-7所述的實(shí)施例構(gòu)成，以便獲得合適的冷卻效果。換句話說(shuō)，冷卻劑源可以有儲(chǔ)罐、多個(gè)儲(chǔ)罐、氣體和液體的組合、以及用于組合氣體和液體的聚集器、電驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器、泵、或者上面參考圖4-7所述的其它任意功能結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的該實(shí)施例還包括至少一個(gè)第一端口42、至少一個(gè)第二端口43、流體源、蓋體、以及上面參考圖3詳細(xì)所述的任意和全部其它結(jié)構(gòu)元件。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是這些說(shuō)明只是用于說(shuō)明目的，并不構(gòu)成對(duì)發(fā)明范圍的限定。在不脫離由附加權(quán)利要求確定的、本發(fā)明的真正精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變化和改變。例如，機(jī)械或光學(xué)控制機(jī)構(gòu)可以代替控制和輸入信號(hào)，也可以使用其它方法來(lái)調(diào)節(jié)溫度，即采用鏡子，而不是吹動(dòng)空氣。例如，用散焦鏡代替改變鼓風(fēng)機(jī)速度，這也可以提供相同的效果。另外，在空氣通道中可以采用節(jié)氣閥或機(jī)械閥來(lái)改變?cè)跍y(cè)試試樣上流動(dòng)的冷卻空氣的量。最后，濾光器(偏振、干涉、可調(diào)等)可以用于進(jìn)行輻射和調(diào)溫。
權(quán)利要求
1.一種用于將太陽(yáng)輻射集中在測(cè)試試樣上的風(fēng)化加速裝置，包括框架，該框架支承一個(gè)對(duì)著目標(biāo)板的反射陽(yáng)光集中器，所述風(fēng)化加速裝置包括槽道，該槽道與目標(biāo)板相連，并包括蓋體，以便確定腔室；以及流體源，該流體源與該腔室連通，因此，引入該腔室中的流體與測(cè)試試樣反應(yīng)，以便使測(cè)試試樣在暴露于集中的太陽(yáng)輻射中時(shí)加速降解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該槽道還包括基座以及一對(duì)從該基座上伸出并相對(duì)布置的細(xì)長(zhǎng)側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中各側(cè)壁中形成有細(xì)長(zhǎng)接收部，用于接收蓋體的邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中一墊圈布置在蓋體和接收部之間，以便密封該槽道，從而使流體保持在該腔室內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中接收部的一部分遮蔽墊圈，以防止該墊圈暴露在集中的太陽(yáng)輻射中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中至少一個(gè)第一端口布置在一個(gè)側(cè)壁中，第一導(dǎo)管使各至少一個(gè)第一端口與流體源操作連接，這樣，第一導(dǎo)管和各至少一個(gè)第一端口確定了用于使流體從流體源到腔室的第一通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中第二端口布置在另一側(cè)壁中，并與第二導(dǎo)管操作連接，該第二導(dǎo)管確定了用于以合適速度將流體從腔室中排出的第二通路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中調(diào)節(jié)器與第二通路操作連接，用于控制排出流體的合適速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中從腔室中排出的流體將用于對(duì)試樣的降解產(chǎn)物進(jìn)行分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中該分析基本從以下分析技術(shù)中選定傅里葉變換紅外光譜測(cè)定法、氣體色譜技術(shù)以及高壓液體色譜技術(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中調(diào)節(jié)器與第一通路和第三導(dǎo)管操作連接，這樣，該調(diào)節(jié)器可以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以便通過(guò)第三導(dǎo)管從腔室中排出流體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中流體基本從以下組中選擇水、氧氣、氮?dú)狻⒂袡C(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物以及臭氧。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中蓋體具有可透光性，并包括濾光器元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中該濾光器元件基本從以下組中選擇硼硅酸鹽、石英、透明基片、半透明基片、車用窗玻璃、建筑用窗玻璃、蒸鍍薄膜光學(xué)涂層、干涉濾光器、四分之一波濾光器以及特定波長(zhǎng)濾光元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中流體源包括儲(chǔ)罐，該儲(chǔ)罐裝有流體；以及調(diào)節(jié)器，用于控制流體從儲(chǔ)罐流向腔室的流量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中該裝置還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)該調(diào)節(jié)器，從而使流體流向腔室。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中該流體基本從以下組中選擇水、氧氣、氮?dú)狻⒂袡C(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物以及臭氧。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中流體源包括多個(gè)儲(chǔ)罐，各儲(chǔ)罐裝有不同的流體，且各儲(chǔ)罐與集管操作連接，用于與腔室連通。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中調(diào)節(jié)器使各儲(chǔ)罐與集管操作連接，該裝置還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)調(diào)節(jié)器。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中該流體基本從以下組中選擇水、氧氣、氮?dú)?、有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物以及臭氧。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中流體源包括聚集器，該聚集器與第一儲(chǔ)罐、第二儲(chǔ)罐以及腔室連通；第一儲(chǔ)罐裝有處于壓力下的氣體，并有調(diào)節(jié)器，用于控制氣體從第一儲(chǔ)罐流向聚集器的流量；第二儲(chǔ)罐裝有液體，它有調(diào)節(jié)器，用于控制液體從第二儲(chǔ)罐流向聚集器的流量；其中，液體通過(guò)噴嘴而噴射到聚集器內(nèi)，氣體使該聚集器增壓，這樣，在流體泵送至腔室中之前，氣體擴(kuò)散到噴射的液體中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中氣體基本從以下組中選擇氧氣、氮?dú)?、氧化硫、氧化氮、氧化氫和臭氧?br> 23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中液體基本從以下組中選擇水、有機(jī)和無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽和過(guò)氧化物。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中該裝置還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)調(diào)節(jié)器。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中墊圈布置在槽道和蓋體之間，從而遮蔽該墊圈以防止集中的太陽(yáng)輻射。
26.一種用于將太陽(yáng)輻射集中在測(cè)試試樣上的風(fēng)化加速裝置，包括框架，該框架支承一個(gè)對(duì)著空氣通道的反射陽(yáng)光集中器，該空氣通道有用于使空氣移動(dòng)穿過(guò)其中的風(fēng)扇以及目標(biāo)板，所述風(fēng)化加速裝置包括槽道，該槽道與目標(biāo)板相連，并包括蓋體，以便確定腔室；測(cè)試試樣，該測(cè)試試樣布置在腔室內(nèi)；以及與試樣鄰接的裝置，用于使試樣保持在合適溫度。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中該與試樣鄰接的裝置包括基座，該基座與試樣鄰接；以及至少一個(gè)肋，該肋從該基座伸入空氣通道中，以便將熱量從試樣發(fā)散到通過(guò)風(fēng)扇而經(jīng)過(guò)空氣通道運(yùn)動(dòng)的空氣中。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中該與試樣鄰接的裝置是金屬散熱器。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中該與試樣鄰接的裝置包括基座，該基座與試樣鄰接；至少兩個(gè)支腳，該至少兩個(gè)支腳從基座伸入空氣通道中，以便將熱量從試樣發(fā)散到經(jīng)過(guò)該空氣通道運(yùn)動(dòng)的空氣中；頂部，該頂部與各支腳相連，并具有第一端和第二端；以及電壓源，該電壓源施加到頂部的第一和第二端。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其中相鄰支腳由不同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，還包括流體源，該流體源與腔室連通，因此，引入腔室內(nèi)的流體與試樣反應(yīng)，以便在試樣暴露在集中的太陽(yáng)輻射中時(shí)加速試樣的降解。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中該槽道還包括基座以及一對(duì)從該基座上伸出并相對(duì)布置的細(xì)長(zhǎng)側(cè)壁。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中各側(cè)壁中形成有細(xì)長(zhǎng)接收部，用于接收蓋體的邊緣。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其中墊圈布置在蓋體和接收部之間，以便密封該腔室，從而使流體保持在該腔室內(nèi)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中接收部的一部分遮蔽墊圈，以防止該墊圈暴露在集中的太陽(yáng)輻射中。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中至少一個(gè)第一端口布置在一個(gè)側(cè)壁中，第一導(dǎo)管使各至少一個(gè)第一端口與流體源操作連接，這樣，第一導(dǎo)管和各至少一個(gè)第一端口確定了用于使流體從流體源到腔室的第一通道。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中第二端口布置在另一側(cè)壁中，并與第二導(dǎo)管操作連接，該第二導(dǎo)管確定了用于以合適速度將流體從腔室中排出的第二通路。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其中調(diào)節(jié)器與第二通路操作連接，用于控制排出流體的合適速度。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置，其中從腔室中排出的流體將用于對(duì)試樣的降解產(chǎn)物進(jìn)行分析。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其中該分析基本從以下分析技術(shù)中選定傅里葉變換紅外光譜測(cè)定法、氣體色譜技術(shù)以及高壓液體色譜技術(shù)。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中調(diào)節(jié)器與第一通路和第三導(dǎo)管操作連接，這樣，該調(diào)節(jié)器可以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以便通過(guò)第三導(dǎo)管從腔室中排出流體。
42.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中流體基本從以下組中選擇水、氧氣、氮?dú)狻⒂袡C(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物以及臭氧。
43.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中蓋體具有可透光性，并包括濾光器元件。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中該濾光器元件基本從以下組中選擇硼硅酸鹽、石英、透明基片、半透明基片、車用窗玻璃、建筑用窗玻璃、蒸鍍薄膜光學(xué)涂層、干涉濾光器、四分之一波濾光器以及特定波長(zhǎng)濾光元件。
45.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中流體源包括儲(chǔ)罐，該儲(chǔ)罐裝有流體；以及調(diào)節(jié)器，用于控制流體從儲(chǔ)罐流向腔室的流量。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其中該裝置還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)該調(diào)節(jié)器，從而使流體流向腔室。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其中該流體基本從以下組中選擇水、氧氣、氮?dú)?、有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物以及臭氧。
48.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中流體源包括多個(gè)儲(chǔ)罐，各儲(chǔ)罐裝有不同的流體，且各儲(chǔ)罐與集管操作連接，用于與腔室連通。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其中調(diào)節(jié)器使各儲(chǔ)罐與集管操作連接，該裝置還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)調(diào)節(jié)器。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其中該流體基本從以下組中選擇水、氧氣、氮?dú)狻⒂袡C(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物以及臭氧。
51.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中流體源包括聚集器，該聚集器與第一儲(chǔ)罐、第二儲(chǔ)罐以及腔室連通；第一儲(chǔ)罐裝有處于壓力下的氣體，并有調(diào)節(jié)器，用于控制氣體從第一儲(chǔ)罐流向聚集器；第二儲(chǔ)罐裝有液體，它有調(diào)節(jié)器，用于控制液體從第二儲(chǔ)罐流向聚集器；其中，液體通過(guò)噴嘴而噴射到聚集器內(nèi)，氣體使該聚集器增壓，這樣，在流體泵送至腔室中之前，氣體擴(kuò)散到噴射的液體中。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中氣體基本從以下組中選擇氧氣、氮?dú)?、氧化硫、氧化氮、氧化氫和臭氧?br> 53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中液體基本從以下組中選擇水、有機(jī)和無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽和過(guò)氧化物。
54.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中該裝置還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)調(diào)節(jié)器。
55.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中墊圈布置在槽道和蓋體之間，從而遮蔽該墊圈以防止集中的太陽(yáng)輻射。
56.一種用于將太陽(yáng)輻射集中在測(cè)試試樣上的風(fēng)化加速裝置，包括框架，該框架支承一個(gè)對(duì)著目標(biāo)板的反射陽(yáng)光集中器，所述風(fēng)化加速裝置包括槽道，該槽道與目標(biāo)板相連，并包括蓋體，以便確定腔室；測(cè)試試樣，該測(cè)試試樣布置在腔室內(nèi)，以便確定一個(gè)空腔，這樣，試樣的第一面暴露于腔室中，試樣的第二面暴露于該空腔中；以及布置在該空腔內(nèi)的裝置，該裝置與試樣鄰接，用于使試樣保持在合適溫度。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中該裝置包括柔性壁容器，該柔性壁容器裝有足以使試樣保持在合適溫度的冷卻劑；且由于冷卻劑布置于該柔性壁容器中，因此該柔性壁容器與試樣和空腔相符。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的裝置，其中該柔性壁容器與進(jìn)口和出口操作連接，該進(jìn)口與冷卻劑源連通，而該出口調(diào)節(jié)成以合適速度從該柔性壁容器中排出冷卻劑。
59.根據(jù)權(quán)利要求57所述的裝置，其中該冷卻劑基本從以下組中選擇冷空氣、乙二醇、氟碳制冷劑、乙醇、制冷劑氣體以及用于換熱的流體。
60.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中該槽道還包括基座以及一對(duì)從該基座上伸出并相對(duì)布置的細(xì)長(zhǎng)側(cè)壁。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的裝置，其中各側(cè)壁中形成有細(xì)長(zhǎng)接收部，用于接收蓋體的邊緣。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的裝置，其中墊圈布置在蓋體和接收部之間，以便密封該腔室，從而使流體保持在該腔室內(nèi)。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的裝置，其中接收部的一部分遮蔽墊圈，以防止該墊圈暴露在集中的太陽(yáng)輻射中。
64.根據(jù)權(quán)利要求60所述的裝置，其中至少一個(gè)第一端口布置在一個(gè)側(cè)壁中，第一導(dǎo)管使各至少一個(gè)第一端口與流體源操作連接，這樣，第一導(dǎo)管和各至少一個(gè)第一端口確定了用于使流體從流體源到腔室的第一通道。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的裝置，其中第二端口布置在另一側(cè)壁中，并與第二導(dǎo)管操作連接，該第二導(dǎo)管確定了用于以合適速度將流體從腔室中排出的第二通路。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的裝置，其中調(diào)節(jié)器與第二通路操作連接，用于控制排出流體的合適速度。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的裝置，其中從腔室中排出的流體將用于對(duì)試樣的降解產(chǎn)物進(jìn)行分析。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的裝置，其中該分析基本從以下分析技術(shù)中選定傅里葉變換紅外光譜測(cè)定法、氣體色譜技術(shù)以及高壓液體色譜技術(shù)。
69.根據(jù)權(quán)利要求64所述的裝置，其中調(diào)節(jié)器與第一通路和第三導(dǎo)管操作連接，這樣，該調(diào)節(jié)器可以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以便通過(guò)第三導(dǎo)管從腔室中排出流體。
70.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中流體基本從以下組中選擇水、氧氣、氮?dú)?、有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物以及臭氧。
71.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中蓋體具有可透光性，并包括濾光器元件。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的裝置，其中該濾光器元件基本從以下組中選擇硼硅酸鹽、石英、透明基片、半透明基片、車用窗玻璃、建筑用窗玻璃、蒸鍍薄膜光學(xué)涂層、干涉濾光器、四分之一波濾光器以及特定波長(zhǎng)濾光元件。
73.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中流體源包括儲(chǔ)罐，該儲(chǔ)罐裝有流體；以及調(diào)節(jié)器，用于控制流體從儲(chǔ)罐流向腔室。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的裝置，其中該裝置還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)該調(diào)節(jié)器，從而使流體流向腔室。
75.根據(jù)權(quán)利要求73所述的裝置，其中該流體基本從以下組中選擇水、氧氣、氮?dú)?、有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物以及臭氧。
76.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中流體源包括多個(gè)儲(chǔ)罐，各儲(chǔ)罐裝有不同的流體，且各儲(chǔ)罐與集管操作連接，用于與腔室連通。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的裝置，其中調(diào)節(jié)器使各儲(chǔ)罐與集管操作連接，該裝置還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)調(diào)節(jié)器。
78.根據(jù)權(quán)利要求76所述的裝置，其中該流體基本從以下組中選擇水、氧氣、氮?dú)?、有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽、氧化硫、氧化氮、氧化氫、過(guò)氧化物以及臭氧。
79.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中流體源包括聚集器，該聚集器與第一儲(chǔ)罐、第二儲(chǔ)罐以及腔室連通；第一儲(chǔ)罐裝有處于壓力下的氣體，并有調(diào)節(jié)器，用于控制氣體從第一儲(chǔ)罐流向聚集器的流量；第二儲(chǔ)罐裝有液體，它有調(diào)節(jié)器，用于控制液體從第二儲(chǔ)罐流向聚集器的流量；其中，液體通過(guò)噴嘴而噴射到聚集器內(nèi)，氣體使該聚集器增壓，這樣，在流體泵送至腔室中之前，氣體擴(kuò)散到噴射的液體中。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的裝置，其中氣體基本從以下組中選擇氧氣、氮?dú)?、氧化硫、氧化氮、氧化氫和臭氧?br> 81.根據(jù)權(quán)利要求79所述的裝置，其中液體基本從以下組中選擇水、有機(jī)和無(wú)機(jī)溶劑、酸、堿、鹽、溶解鹽和過(guò)氧化物。
82.根據(jù)權(quán)利要求79所述的裝置，其中該裝置還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)調(diào)節(jié)器。
83.根據(jù)權(quán)利要求56所述的裝置，其中墊圈布置在槽道和蓋體之間，從而遮蔽該墊圈以防止集中的太陽(yáng)輻射。
全文摘要
用于將太陽(yáng)輻射集中在測(cè)試試樣上的風(fēng)化加速裝置包括框架，該框架支承布置為對(duì)著目標(biāo)板的反射陽(yáng)光集中器。槽道與目標(biāo)板相連，并包括蓋體，以便確定腔室。流體源與該腔室連通，因此，引入該腔室中的流體與測(cè)試試樣反應(yīng)，以便使測(cè)試試樣在暴露于集中的太陽(yáng)輻射中時(shí)加速降解。也可以包括與該測(cè)試試樣相連的冷卻裝置。
文檔編號(hào)G01N3/00GK1501064SQ20031011497
公開(kāi)日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2003年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者亨利·K·哈德卡斯?fàn)柸? 亨利 K 哈德卡斯?fàn)柸?申請(qǐng)人:阿特拉斯材料測(cè)試技術(shù)有限責(zé)任公司