談談氙燈老化試驗箱的光學過濾器

我們知道，未經濾光的氙弧燈發射過多的短波紫外線，以至于不能很好的模擬地球表面自然暴露，因此，氙燈老化試驗箱使用各種類型的過濾器來減少不必要的短波射線。過濾器的選擇取決于被測試的材料和使用環境。大多數過濾器型號都對光譜的短波部分進行有效地過濾。

平板型氙燈試驗箱（風冷氙燈老化試驗箱）給每一個風冷氙燈配備了一塊或多塊平面玻璃過濾器。水冷旋轉鼓式試驗箱（水冷氙燈老化試驗箱）使用不同的過濾系統包括圍繞氙燈放置的圓柱形內、外過濾器。

目前氙燈老化試驗箱中采用3種不同的過濾器系統。ASTM G155標準中它們分別被命名為日光過濾器、窗玻璃過濾器和延伸紫外線過濾器。ISO標準使用不同的命名法。對于日光光譜、透過窗玻璃的陽光光譜，ISO 11341顏料中分別稱做“方法1”和“方法2”，ISO 4892-2塑料中分別稱做“方法A”和“方法B”。ISO標準中沒有提到延伸紫外線光譜，但有幾個標準則對此有要求。

這些過濾器之間的zui重要的區別是短波紫外線傳輸和光譜截止點。不同數量的短波紫外線可顯著地影響降解的速度和類型。老化試驗箱的制造商經常使用他們自己的命名法來給各類過濾器和過濾器系統命名。

日光過濾器是應用的氙燈過濾器它可產生非常類似夏日正午陽光的光譜（有時稱作陽光zui大值）。平板氙燈試驗箱的制造商把這一類型的過濾器簡稱作“日光過濾器”。可以產生類似的日光過濾作用的過濾器組合稱作“硼硅酸鹽”和“碳酸石灰”。

太陽光、日光過濾器、硼硅酸鹽及碳酸石灰的過濾器光譜能量分布如下圖所示。大部分的過濾器都能很好地匹配太陽光的光譜。

不同的過濾器在超短紫外波長區域有著顯著的差別。雖然平板日光過濾器和旋轉鼓式過濾器都能很好地與陽光吻合，但旋轉鼓式過濾器在280nm處有著不真實的低截止波長（遠比太陽光的295nm截止點更為嚴格）。也就意味著樣品所受的紫外光曝露遠短于實際的使用環境，它可以加速材料的老化，但并不真實并可以導致一些材料的相關性問題。

窗玻璃過濾器模擬透過窗玻璃的太陽光譜，通常用于室內產品的老化測試。用于平板型氙燈試驗箱簡稱“窗玻璃過濾器”。用于旋轉鼓試驗箱的過濾器則稱為“硼硅酸鹽/蘇達石灰”。下圖顯示了一個平板型和旋轉鼓式窗玻璃過濾器的SPD，與通過窗玻璃過濾的陽光進行的比較。兩種類型的窗玻璃過濾器都可很好地與通過窗玻璃的實際陽光吻合。

平板型窗玻璃過濾器在關鍵短波紫外線區域里更為真實一些。這一差異對于一些材料的黃變和物理性能變化是非常重要的。褪色和變色是暴露在室內的材料的zui普遍的問題。由于褪色和變色通常為長波紫外線和可視光降解的結果這一差異會嚴重地影響測試結果。

注：平板型氙燈試驗箱即為國內的風冷氙燈老化試驗箱，水冷旋轉鼓式試驗箱國內稱為水冷氙燈老化試驗箱。平板型與水冷旋轉鼓式是進口設備的叫法。