专利名称：具有浸泡环节的改进的加速的气候老化测试装置的制作方法
技术领域：
本发明通常是关于一种用于将测试样品暴露在阳光辐射下及其它以加速为基础的气候老化效果类型的加速的气候老化测试装置，更特殊地说，是关于一种提供了一种不受每天时间限制的自动浸泡循环的改进的加速的气候老化测试装置。
背景技术：
诸如油漆、涂料以及塑料和其它会因暴露在阳光辐射和其它气候老化效果下而变质的室外覆料的制造商们经常想知道这些产品历经数年受曝后会成什么样。但是，这些制造商都典型地要求在比将这些材料在一般条件下置于气候老化效果中所需的短得多的时间内获得这些信息。因此，加速的气候老化测试装置得到改进，以在短得多的时间内加速因室外暴露产生的效果或气候老化情况，使制造商不必真正等上五或十年来确定他们的产品在室外真正暴露五至十年后能保持什么样。
一种常规室外的加速的气候老化测试装置已在由Robins，III的美国专利No.4,807,247中进行了描述，如
图1所示。上述测试装置包括一个具有架32的菲氏阳光反射集中器，以及一系列的十个平面镜34，36，它们将自然阳光汇聚到固定在一个尺寸大约为6英尺宽、55英尺长的目标台上的一系列测试样品上。菲氏阳光反射集中器以大约八个太阳的强度将阳光辐射反射到目标台区域上。支撑阳光集中器的镜子34，36的床32与目标台，同由一个可以跟随太阳每天移动的架子支撑。一个与太阳位置相应的太阳跟踪装置，控制着用于将测试装置旋转，以电动马达的运作跟随太阳移动。
测试机器的旋转轴为南北朝向，北面高度具有随太阳在一年中不同时间的高度不同而进行高度调节的能力。这种已知测试装置还在目标台上装有一个空气道44。一个空气变流装置使从空气道外泄的空气在放于目标台上的测试样品上循环，以防止测试样品因暴露在集中的阳光辐射下而过度加热。一个鼠笼鼓风机48与空气道44连接，用于向那里吹进环境冷却的空气。可采用装置及机械控制鼓风机，以使目标测试样品的温度在白天完全保持不变，尽管白天环境空气的温度是多样的，以及阳光辐射强度也是多样的。此外，喷水嘴60装在距目标台最近的位置，用于以周期性的间隔将测试样品打湿，以模拟潮湿、露水，雨水等气候老化结果。
操作上述类型的室外加速的气候老化测试装置的标准测试方法已经产生。美国测试与材料协会(ASTM)公布了一些标准，诸如，但并不限于，标准G90，它专注于测试程序和操作用于执行这种室外加速的气候老化测试的参数。其它标准出自自动工程协会(SAF)，福特的国际标准组织(ISO)，美国国家标准协会(ANSI)，日本工业标准(JIS)和其它专注于加速的气候老化测试的标准组织。然而，就将一个浸泡环节加入室外的、自然光下的加速的气候老化测试循环的标准尚未提出。标准D5722用于加速的涂料损坏，包括工厂包装用的压花硬纸板的薄膜损坏，诸如脆裂，起皮和剥落等。这个标准通过将测试样品置于集中的自然阳光下(可选地周期性地于白天在表面喷水)加上一个遥控浸泡-冻结-解冻循环来加速长久的气候老化效果。该标准的程序需要将目标台和上面的测试样品从测试装置上卸下，并将目标台浸泡在消除离子的水浸泡箱中以21℃+/-3℃(70°F+/-5°F)保持一个小时。浸泡之后，目标台与上面的测试样品被放入冷藏机，以-18℃+/-3℃(0°F+/-5°F)保持12个小时。第二天早晨，允许将测试样品在试验室环境条件下解冻至少一个小时。然后将目标台与上面的测试样品以与之前操作相同的方式重装到暴露装置上。
通过独立研究已注意到，浸泡环节对于评价加速的气候老化测试中的材料损耗是显著且重要的变量。发明者已就加速的气候老化测试领域进行了大量实验，证明并确认了浸泡周期是这种测试中的显著且重要的变量。这些实验的结果在所准备的由发明者发表并刊登的题为“Emmaqua实验阶乘方法”及“Emmaqua气候老化实验中Taguchi设计的应用”的技术文章中进行了讨论。两篇文章记录了关于对用于加速的气候老化测试的不同方法的背景研究结果，并得出浸泡在气候老化损耗中起到重要作用的结论。
除上述类型的室外加速的气候老化测试装置外，其它测试装置也使用了人造辐射源及水浸泡将测试样品暴露的方法。这种测试装置的例子由格拉保斯基等申请的美国专利No.3,116,977，克里波特等申请的3,224,266，阿诺德等申请的3,266,306，杨III申请的3,685,969；鲍威尔申请的3,936,273，克里波特申请的4,012,954；皮尔斯申请的4,282,181；泰勒等申请的4,698,507以及其它常规测试方法中揭示。
美国专利No.3,116,977揭示了一种装置，它能通过将金属测试样品浸泡在加热的、溶有抑制剂的水中，将金属样品取出并加热，然后继续周期性浸泡并取出一段时间，来屏蔽侵蚀抑制剂。
美国专利No.3,224,266申请了一种装置，它用于在诸如潮湿、雨水或完全浸泡在液体、热和空气循环以及光与黑暗变化受到控制的光和黑暗时期等条件下测试样品。它提出除用照明源加热外，用加热器作为热空气源来加热。这种先有装置没有提出阳光辐射下的暴露或者由阳光辐射下的暴露紧接的快速的浸泡先后的顺序。
美国专利No.3,266,306描述了一种装置，它通过将材料暴露在一个腔中的蒸汽压力中来测试材料对潮湿的耐力。在这项先有技术专利中，没有实行阳光辐射下的暴露或其它光源下的暴露。
美国专利No.3,685,969揭示了一种装置，它用于测试样品在侵蚀性条件下的强度。处于压力下的样品用流向且流出装有样品的固定水箱的侵蚀性流体的重力流间歇性地浸泡。阳光辐射或其它光源下的暴露未被提及。
美国专利No.3,936,273揭示了一种装置，它用于确定一种流体的侵蚀保护性能。这种装置将盛放在经过流体的臂上的样品进行旋转，然后可以于实验前将这种样品浸在流体中并保持一段时间，以达到侵蚀度。这种先有技术专利并非用于阳光辐射或其它光源下的暴露。
美国专利No.4,012,954申请了一种装置，它用于通过使用一面镜子反射红外线和经过的紫外线辐射以及一个照明光源发出的可见光，并用第二面镜子反射可见的和紫外线光，同时传送红外线部分来测试材料的光和气候抵抗性。平行支撑物上的样品可泡在水中，脱水或水冷却，可也空气冷却。在这个先有技术专利中，没有阳光辐射下的暴露。
美国专利No.4,282,181描述了一种装置，它用于零件的加速侵蚀测试，其中零件以预置的重复周期先被向下浸入侵蚀性介质中，然后升高到干燥区。未提及进行了阳光辐射或其它光源下的暴露。
美国专利No.4,698,507描述了一种装置，它用于测试光暴露下防浸泡膨胀、干燥收缩、热胀热缩。测试样品放在旋转臂上的座上，旋转臂可将样品浸泡在水中，将其加热和干燥，以及在将其再次浸入水中冷却前将其暴露在光下。围绕旋转臂的防侵蚀腔由一个低水箱基座和一个与萤光灯及红外线加热条匹配的盖子、一个热电偶和一个观察口组成。测试液体通过使用一个热电偶和一个控制器使流体流经一个热交换器来保持恒温。在这种先有技术专利中，没有阳光辐射下的暴露。
尽管这些测试装置具有可以精确控制辐射强度、温度和湿度的优点，但这些装置不能复制测试的样品在每天的使用中处于其中的自然阳光的真实光谱。人们已承认并注意到室外(自然)光源与室内光源测试装置互不相同并提供了不同系列的试验数据。例如，ASTM已公布标准G26，且SAE已公布标准测试方法J1960，以用来操作用于暴露有水及无水的非金属材料的一种人造曝光装置(Xenon-Arc型)。
根据美国专利No.4,807,247的上述类型的室外加速的气候老化测试装置(图1)，具有使用自然阳光的优点，所以测试的样品暴露在阳光的真实光谱之下。然而，也发现了室外加速的气候老化测试装置的一个缺点，即不能在测试方法中加入自动浸泡环节。
加入浸泡环节的常规测试方法的缺点在于它们需要大量时间与人力。因此，在某个时期内只能以必要的可信度完成非常有限的暴露与浸泡环节。用于常规测试方法的程序包括按照ASTM G90或其它可接受的标准操作程序将样品暴露在集中的阳光下。通常，浸泡测试环节程序包括(1)将样品装在支架上；(2)将装置旋转至反向位置以露出目标台区；(3)将装有样品的支架在目标台上居中；(4)用螺丝或其它类似固定装置将支架固定在目标台上；(5)启动装置的冷却空气鼓风机；(6)启动装置的阳光跟踪系统；(7)将装置旋转并对焦，以使阳光照射在样品上；(8)在整个白天跟踪太阳；(9)在夜晚停止鼓风机和跟踪系统；(10)将装置旋转至反向位置以露出目标台区；(11)从支架上取下固定装置；(12)从装置上取下支架和样品；(13)将支架运到具有浸泡箱的实验室中；(14)将箱中注入消除离子的水；(15)在箱中浸入加热元件；(16)启动加热器元件以暖化水；(17)在水插入与用于控制加热器元件和水温的加热器控制器连接的温度计；(18)将水温控制器设在预设点；(19)将样品浸入盛放在浸泡箱中的水中；(20)将样品在浸泡箱中浸泡预置的时间(通常过夜)；(21)在浸泡了预置的时间后，将样品从浸泡箱中取出；(22)将样品从实验室的浸泡箱运到外面的装置；(23)将支架上的样品用螺丝或其它类似固定装置重装到装置的目标台上。这个照射样品，取下样品，浸泡样品，重新照射的环节以预置数量的循环继续。
这种常规浸泡环节测试方法具有几个缺点。一个缺点是技术员必须在浸泡步骤前将支架和测试样品从目标台取下。在一个暴露测试中这需要几百次(几百个循环)。安装-重装步骤需要大量人力，昂贵且低效。进一步而言，技术员必须在浸泡步骤后将支架和测试样品装到目标台上。另外，一个暴露测试需要几百次，并且需要大量人力，昂贵且低效。另一个缺点是人工卸下和重装需要很长时间。进一步而言，人工卸下和重装会出诸如将测试样品放在与冷却空气、照射或正确机器不适合的位置等错误，所有这些在测试循环中导致大小相当的失误，并使这种昂贵测试的结果产生偏差。另一个缺点是卸下及重装样品所需的时间使在24小时内进行多个浸泡循环变得没有实验和测试应有的吸引力。在先有技术中，在阳光照射(白天)周期内，当测试样品装在目标台上时，只使用喷水来湿润样品表面。而另一个缺点在于常规浸泡方法要求将样品从装置的目标台运到位置较远的浸泡箱(目前位于实验室内)。因而，增加了因搬运而损坏样品的可能性，从而导致测试结果失误和精确度的偏差。
先有的室外加速的气候老化测试装置在阳光照射期间只向测试样品喷水。然而，浸泡阶段被认为对材料的损坏而言是重要且显著的。在常规的照射环节测试方法中加入浸泡阶段需要大量人力，昂贵且低效。常规浸泡环节测试方法导致实验进程中出现大量失误，使暴露测试结果产生偏差，阻碍对测试结果进行可信解释。因经，需要在浸泡环节中加入一种改进的加速的气候老化测试装置及方法。
附图概述图1是一个先有技术的加速的气候老化测试装置的透视图。
图2是一个根据本发明的一个实施例的加速的气候老化测试装置在第一个操作位置的侧视图。
图3是图2中的加速的气候老化测试装置的一个端视图。
图4是图2中的加速的气候老化测试装置在第二个操作位置的透视图。
图5是图2中的加速的气候老化测试装置细节的截面图。
图6A是图4中的加速的气候老化测试装置细节的截面图。
图6B是有样品浸泡在一种液体中的图4中的加速的气候老化测试装置细节的截面图。
图6C是在其槽中具有液体和液气流体溶液的图4中的加速的气候老化测试装置细节的截面图。
优选实施例的详细说明简单而言，在一个实施例中，用于阳光集中照射其上且浸泡有至少一种测试样品的加速的气候老化测试装置包括至少一个支撑组件和一个可操作地与至少一个支撑组件连接的操作部分。操作部分包括一个镜床，至少一个支架，和一个槽。操作部分可相对于至少一个支撑组件从第一个操作位置移动到第二个操作位置。槽上装有一个目标台，用于在操作部分处于第一个操作位置时安放暴露的用于集中的阳光辐射的至少一种样品，在操作部分处于第二个操作位置时将其浸泡在一种液体中。
在一个实施例中，用于阳光集中照射其上且浸泡有至少一种测试样品的加速的气候老化测试装置包括至少一个支撑组件和一个可操作地与至少一个支撑组件连接的操作部分，它包括一个一个镜床，至少一个支架，一个槽，和一个与槽连接的空气循环装置，操作部分可相对于至少一个支撑组件从第一个操作位置移动到第二个操作位置，并包括一个目标台，一个供给系统和一个控制装置。目标台用于当操作部分处于第一个操作位置时盛放用于暴露在集中的阳光辐射下的、当操作分部处于第二个操作位置时浸泡在一种液体中的至少一种样品。供给系统包括一个第一阀和至少一个可操作地与槽连接的用于将流体导入槽的流体通道。控制装置控制第一阀，将流体导入槽，以使至少一种样品在操作部分处于第二个操作位置时浸泡在流体中。
应注意的是，控制装置可设置成任何适合的形式，这也在本发明的领域之内。例如，控制装置可以设置成一种元件、机械零件，如柄、定时器和控制杆等的电子和电力系统元件，用于由操作员进行操作或任何其它设置。因此，应进一步注意测试循环的值和每个步骤可由一种电子和电力系统或由机械零件人工控制。
在一个实施例中，一种用于加速的气候老化测试的方法包括提供一种加速的气候老化测试装置，它包括至少一个支撑组件和一个可操作地与至少一个支撑组件连接的操作部分，操作部分又包括一个镜床，至少一个支架，一个内有暴露的目标台的槽，一个与槽连接的空气循环装置，一个包括可操作地与槽连接、用于将流体导入槽中的第一阀和一个用于控制第一级的控制装置。下一步包括将至少一种样品装在目标台上。下一步包括为控制装置设计执行包括以下步骤的测试循环(1)启动空气循环装置；(2)启动用于第一个预置时间段内的阳光跟踪系统；(3)第一个预置时间段结束后停止阳光跟踪系统；(4)将操作部分从第一个操作位置转到第二个操作位置；(5)停止空气循环装置；(6)在第二个预置时间启动第一阀，以在通常在第一个操作位置关闭的第二个操作位置打开第一阀，使流体流经流体通道和第一阀进入槽；(7)当第二个预置时间结束时停止第一阀从第一个操作位置向第二个操作位置的移动，以使槽中的流体达到所希望的水平；(8)在第三个预置时间段将至少一种样品暴露，导出槽中的流体；(9)以所希望的测试循环数量重复上述步骤。
图2展示了根据本发明的一个实施例的加速的气候老化测试装置，通常由参考数字100表示。加速的气候老化测试装置100受到集中的阳光辐射并在测试循环中将至少一种测试样品浸泡在其中，它包括至少一个支撑组件120和一个可操作地与至少一个支撑组件120连接的操作部分130。操作部分130包括一个镜床140，至少一个支架150和一个槽160。操作部分130可以相对于至少一个支撑组件120从第一个操作位置，如图2，3和5所示，移动到第二个操作位置，如图4和6A-C所示。
支撑组件120可以制成如图1所示的单轴跟踪装置，或如图2-4所示的双轴跟踪装置。两种跟踪装置可用于任何常规太阳能电池跟踪系统(未示出)，它控制支撑组件120与操作部分130的方向和位置，以使镜床140与相关的太阳光线保持垂直。图1所示的单轴支撑结构在技术上广为人知，它包括一对装有用于将测试装置固定在地面所需位置的锚26，28的A型架组件22，24。高度调节架30将A型架支撑在一个所需的可调节的高度，以符合日光充沛的中午太阳高度的周期性变化。装置的轴朝向北/南方向，北极的高度可按太阳在天空上的高度的季节变化来进行调节。
图2-4中所示的双轴装置具有相同的功能，但使用了不同的与A型架组件122，124相似的结构，它具有一个用于控制加速的气候老化测试装置100的方位角旋转及倾斜上升的调整装置126。这两种支撑组件在技术上都为已知并在ASTM Standard G 90-94中已有描述。其它可用于调整与太阳有关的装置的适合的支撑组件均在本发明领域之内。
支架150从与镜床140垂直的位置向上伸出。槽160具有一个通常为矩形的截面，并由支架150的上端支撑。空气循环装置162包括一个与槽160的一端相连的鼠笼鼓风机装置164。鼠笼鼓风机装置164包括一个由电动马达驱动、用于循环环境的冷空气使其通过槽160的风扇。任何与空气循环装置162有关的常规的控制系统均在本发明的领域之内。例如，控制系统可以包括与传感器相连、用于确定目标台上的测试样品温度的温度传感面板，以有选择地控制加在鼠笼鼓风机装置164内的电动马达、或任何其它适合的控制系统上的电力。槽160包括一个长度与目标台相等的导流装置164，使环境的冷空气循环穿过目标台以冷却测试样品，也如图6A-C中所示。
供给系统170可操作地与槽160接连，用于向槽160提供流体，以当操作部分130如图4所示位于第二个操作位置时，浸泡至少一种测试样品。供给系统170包括一个可操作地与槽160连接、用于给槽160提供流体的第一阀172，以及与第一阀相连、用于提供流体的至少一个流体通道174。其它可用于阀的传动装置均在本发明的领域之内。例如，任何能从关闭状态传动到开启状态的适合装置都可发挥阀的作用。也应注意的是，流体通道174可以由任何适合的方式制成。例如，流体通道可以是软金属管或者橡胶管，硬导管，管与导管组合或任何其它适合的通道结构。可以液态，气态或包括液体与气混合溶液状态放置在槽中用于浸泡测试样品的流体进一步而言也在本发明的领域之内。例如，流体可以是加热后能产生雾或蒸汽的水基溶液或任何其它适合的液体，气体或液/气混合物。
操作装置180可按程序进行操作，在其它与装置总操作相关的事物中，来控制第一阀172用于将流体导入槽160以使当操作部分130如图4所示处于第二个操作位置时至少一种测试样品浸泡在流体中。控制装置180通过第一信号线178与第一阀172连通，用于启动第一阀172，该阀通常在第一个操作位置时关闭，在第二个操作位置时开启，可在预置时间内将流体从流体通道174导入槽160，以浸泡测试样品。控制装置180还通过第二信号线179与第二阀176连接，用于启动与另一条流体通道174连接的第二阀176，该阀通常在第二个操作位置时关闭，在第一个操作位置时开启，可将流体从至少一个流体通道174导出槽160。应注意的是，控制装置180优选地为电子/电力设计，也可使用能够提供同样功能的机械设计。例如，当从简易、可编程、可靠性和成本考虑优选地使用数字式固体装置时，应注意模拟装置，诸如基于定时器的装置可以提供相同功能。进一步而言，阀的启动也可由操作员手动操作，这也在本发明的领域之内。
喷嘴装置132可用于当控制部分130处于第一个操作位置，以常规的已知方式模拟露水和雨水等时周期性地向测试样品喷射水。
添加剂系统220可以包括一个流体通道222和一个第三阀224，它可操作地与供给系统170连接，用于操作部分130如图4所示处于第二个操作位置时将添加剂加入流体，这一点下文将作说明。控制部分180通过第三信号线与第三阀224连接，用于启动第三阀224，该阀通常在第一个操作位置时关闭，在第二个操作位置时开启，可将添加剂导入流体通道174的流体中。应注意的是，添加剂系统可设成任何适合的方式，其构成与上述有关阀和流体通道相似。添加剂可包括，且不限于，污染物，腐蚀性介质(如盐)，溶剂，解物，有机或无机固体，液体，气体或任何其它适合的添加剂组合。
图3展示加速的气候老化测试装置100的一个侧面图。镜床140支撑着多个与140端面成角度的平面镜142，以将射到这些平面镜142上的辐射阳光直接反射到目标台上(图5)。控制装置180装在A型架组件122上的箱182中，信号线从箱182的一侧伸出。
图4展示处于第二个操作位置的加速的气候老化测试装置100的透视图，控制部分130已相对于支撑组件120发生移动，以使镜床140和槽160从它们如图2，3和5所示的第一个操作位置的初始位置发生改变。处于如图4所示的第二个操作位置的支架150向下伸出，从镜床140与槽160垂直。测试样品110被支撑在装在槽160内的目标台112上，以使样品110当操作部分130处于第一个操作位置(见图5)时暴露于集中的阳光辐射中，并当操作部分130处于第二个操作位置(见图6A-C)时浸泡在流体之中。应注意的是，可以用任何适合的方式将测试样品110固定在目标台112上，以及将目标台112固定在槽160上。例如，测试样品110或目标台112可以用线扣，钩孔扣，双片扣，粘合剂或任何其它适合的方式固定。本发明的测试循环可由操作部分在第一和第二个操作位置之间的来回移动，同时将测试样品100支撑在目标台112上来确定，以使测试样品110在每个测试循环中暴露于阳光照射之下并浸泡在流体之中。
图5展示处于第一个操作位置的加速的气候老化测试装置100的控制部分130细节的截面图。多个平面镜140被支撑在且以多种角度相对于镜床140上，以使由虚线表示的阳光辐射集中到装在目标台112上的测试样品110上。通常，已知的包括传感器和传动装置的跟踪装置跟踪太阳相对于加速的气候老化测试装置移动，并如上所述重新定位加速的气候老化测试装置，以使所希望数量的阳光辐射集中到测试样品110上。应该注意的是，处于第一个操作位置的加速的气候老化测试装置的操作可以任何适合的方式进行。
图6A展示位于第二个操作位置的操作部分的槽160细节的截面图。装在槽160内的目标台112支撑住测试样品110。第一阀172与槽160连接，用于连接槽160和流体通道174，以向槽160导入流体。信号线178将控制装置与第一阀172连接在一起，以使控制装置能以任何上述适合的方式启动第一阀172。第二阀176与槽160连接，用于连接槽和流体通道174，以通过流体通道174从槽160导出流体。信号线179将控制装置与第二阀176连接在一起，以使控制装置能从通常对第二个操作位置关闭的第一个操作位置启动第二阀176，使其开启，从而流体可以从槽160中导出。可用其它设置从槽160中导出流体，这在本发明的领域之内。例如，可以通过槽里的排水孔，或通过将操作部分移动到第一个操作位置或以任何其它适合方式将流体从槽160中导出。
包括一个温度调节元件202和一个温度传感器204的温度控制系统200可以装在槽160中，用于控制流体的温度。信号线206，208分别连接在温度调节元件202和温度传感器204上，用来控制可设有一个温度设定点或一系列温度设定点的装置。应注意的是，温度调节元件202和温度传感器204可以设置成任何与控制装置相对应的适合方式。例如，温度调节元件可设置成耐热元件或具有任何其它适合的设置，温度传感器可以设置成热电偶或具有任何其它适合的设置。进一步而言，应注意的是温度控制系统可以用于自动或手动地控制一个设定点，一系列设定点，以及操作和操作方式。如图6A所示，操作部分已移动到第二个操作位置。然而，第一阀172并未由控制装置启动，仍保持在其正常关闭的第一个操作位置。因此，没有流体能通过流体通道174进入槽160。
图6B是展示操作部分的槽160细节的的截面图，其中第一阀174在预置时间内处于打开状态，以将样品110浸泡在液体L中。虚线F表示本实施例中槽160所装液体L。测试样品110处于虚线F以下。本实施例中的流体呈液体状态。应注意的是，流体也可呈气体状态或液体与气体的混合物，这一点也在本发明的领域之内。特别地，图6C是展示操作部分的槽160细节的截面图，其中装在槽160中的液体L处于虚线F位置，以使测试样品110处于虚线F以上。应注意的是，在超过上述时间的预置时间后，控制装置使第一阀172停止。因此，虚线F更低。控制装置可操作地与温度调节元件202和温度传感器204连接，用于控制本发明中的液体L的温度，以使流体将测试样品110浸在气体G中。通常，气体G由将流体加热到预置温度而形成，即气体G由液体L产生。然而，其它让液体产生气体的方法可以是蒸发，扩散，挥发等，这也在本发明的领域内。例如，可以将液体冷却使之产生气体，或任何其它适合的方法。
控制装置可操作地由信号线179与第二阀176连接，以使控制装置能将第二阀176从通常在第二个位置关闭状态，在第一个操作位置启动，将其打开，以使槽160中所装液体L(见图6B和6C)可以通过流体通道174从槽160中导出。在预置时间之后，图6B和6C中的流体将以此方式被导出。
在操作中，控制装置可按程序控制加速的气候老化测试装置，使其能(1)使控制部分在预置时间内于第一个和第二个操作位置之间往复运动，形成一个测试循环；(2)当操作部分处于第一个操作位置时跟踪太阳，以将太阳光集中到测试样品上；(3)操作空气循环装置；(4)使第一阀在预置时间内在第一个和第二个操作位置之间往复运动，以使流体流经流体通道和第一阀，将槽填充至所希望的填充线，并且将至少一种测试样品在预置的时间内浸泡在流体中；(5)控制温度控制系统，以使流体的温度在预置的时间内保持在所希望的指定温度点；以及(6)使第二阀在预置的时间内在第一个操作位置和第二个操作位置之间往复运动，以使流体流经第二阀，以排空槽。
在操作中，加速的气候老化测试装置用于加速的气候老化测试。加速的气候老化测试装置包括至少一个支撑组件，一个可操作地与至少一个支撑组件连接、包括一个镜床，至少一个支架，至少一个槽的操作部分，槽具有一个装在其内的目标台，一个与槽连接的空气循环装置，一个包括一个可操作地与槽连接、用于将流体导入槽的第一阀的供给系统，以及一个用于控制加速的气候老化测试装置和第一阀的控制装置。首先，至少一种测试样品放置在目标台上。其次，控制装置设计成用于执行包括以下步骤的测试循环(1)启动空气循环装置；(2)在第一个预置时间中启动阳光跟踪系统；(3)当第一个预置时间结束时停止阳光跟踪系统；(4)将操作部分从第一个操作位置旋转到第二个操作位置；(5)停止空气循环装置；(6)在第二个预置时间中将第一阀从通常对第二个操作位置关闭的第一个操作位置启动，将其开启，使流体经流体通道和第一阀进入槽；(7)当第二个预置时间结束时，将第一阀从第一个操作位置停止在第二个操作位置，以使槽中的流体达到所希望的填充线；(8)将至少一种测试样品在第三个预置时间中暴露；(9)从槽中导出流体；(10)以所希望的测试循环数量重复步骤(1)至(9)。
在另一个实施例中，加速的气候老化测试装置可进一步包括一个温度控制系统，它包括装在槽中用于控制流体温度的一个温度调节元件和一个温度传感器。测试循环在本实施例中可修改为进一步包括以下步骤(1)在第三个预置时间中，在第四个预置时间启动温度调节元件；(2)通过温度传感器监视流体温度；(3)将流体温度保持在设定点或一系列设定点；以及(4)当第四个预置时间结束时停止温度调节元件工作。
在另一个实施例中，供给系统进一步包括一个用于将添加剂加入流体的添加剂系统。测试循环在本实施例中可修改为进一步包括以下步骤(1)在第二个预置时间中，在第五个预置时间启动添加剂系统；(2)将添加剂加入导入槽的流体中；以及(3)当第五个预置时间结束时停止添加剂系统。
在另一个实施例中，供给系统可进一步包括一个用于从槽中导出流体的第二阀。测试循环在本实施例中可修改为进一步包括以下步骤(1)当第三个预置时间结束时，在第六个预置时间中从通常对第二个操作位置关闭的第一个操作位置启动第二阀；以及(2)当第六个预置时间结束时，将第二阀停止，从第二个操作位置停止在第一个操作位置，以将流体从槽中导出。
应该了解当本发明已根据以上详细说明进行说明时，所进行的说明仅作说明用，并不限制本发明的范围。例如，所说明的关于本发明的任何操作，启动或驱动可在本发明的教导内由操作员人工操完成。其它实施方式均在以下权利要求范围中。
权利要求
1.一种用于使阳光集中照射其上且浸泡有至少一种测试样品的加速的气候老化测试装置，包括至少一个支撑组件；一个可操作地与至少一个支撑组件连接的操作部分，它包括一个镜床，至少一个支架和一个槽；该操作部分可相对于至少一个支撑组件从第一个操作位置移动到第二个操作位置；以及，一个位于槽内的目标台，用于在操作部分处于第一个操作位置时盛放用于暴露在集中的阳光辐射下的、当操作分部处于第二个操作位置时浸泡在一种液体中的至少一种样品。
2.如权利要求1中的装置，其中的流体呈液态。
3.如权利要求1中的装置，其中包括一个温度调节元件和一个温度传感元件的一个温度控制系统装在槽中，用于控制流体的温度。
4.如权利要求1中的装置，其中操作部分在第一和第二个操作位置之间往复运动，同时至少一种测试样品放在目标台上，从而形成一个测试循环，其中在每个测试循环中测试样品均暴露在阳光照射下和浸泡在流体中。
5.如权利要求1中的装置，其中一个供给系统可操作地与槽连接，用于当操作部分处于第二个操作位置时将流体导入槽来浸泡至少一种测试样品。
6.如权利要求5中的装置，其中一个添加剂系统可操作地与供给系统连接，以当操作部分处于第二个操作位置时将添加剂加入流体。
7.一种用于使阳光集中照射其上且浸泡有至少一种测试样品的加速的气候老化测试装置，包括至少一个支撑组件和一个可操作地与至少一个支撑组件连接的操作部分，该操作部分包括一个镜床，至少一个支架，一个槽，和一个与槽连接的空气循环装置，操作部分可相对于至少一个支撑组件从第一个操作位置移动到第二个操作位置，该装置包括一个装在槽内的目标台，用于在操作部分处于第一个操作位置时盛放用于暴露在集中的阳光辐射下的、当操作分部处于第二个操作位置时浸泡在一种液体中的至少一种样品；一个包括一个第一阀和至少一个可操作地与槽连接、用于将流体导入槽的流体通道的供给系统；以及一个用于控制第一阀将流体导入槽，以使至少一种样品在操作部分处于第二个操作位置时浸泡在流体中的控制装置。
8.如权利要求7中的装置，其中至少一种测试样品用线扣固定在目标台上。
9.如权利要求7中的装置，其中控制装置将第一阀从通常关闭的第一个操作位置启动到打开的第二个操作位置，以在预定的时间中通过至少一个流体通道将流体导入槽中，以浸泡至少一种测试样品。
10.如权利要求7中的装置，其中控制装置控制一个第二阀并将第二阀从通常关闭的第一个操作位置启动到打开的第二个操作位置，以从槽中导出流体。
11.如权利要求7中的装置，其中包括一个温度调节元件和一个温度传感元件的温度控制系统装在槽内，用于控制流体的温度。
12.如权利要求11中的装置，其中控制装置可操作地与温度调节元件和温度传感元件连接，用于将流体温度控制在至少一个温度设定点上。
13.如权利要求7中的装置，其中控制装置可按程序控制加速的气候老化测试装置，以进行(1)使操作部分在预置的时间中在第一和第二个操作位置之间往复运动，以形成一个测试循环；(2)当操作部分处于第一个操作位置时跟踪太阳，以将太阳光集中照射到至少一种测试样品上；(3)操作空气循环装置；(4)在预置时间中使第一阀在预置时间内在第一个和第二个操作位置之间往复运动；(5)使流体流经流体通道和第一阀，将槽填充至所希望的填充线，并且将至少一种测试样品在预置的时间内浸泡在流体中；(6)控制温度控制系统，以使流体的温度在与每个至少一个温度设定点相应的预置时间内保持在至少一个温度设定点；以及(7)使第二阀在预置的时间内于第一个操作位置和第二个操作位置之间往复运动，以使流体流经第二阀，以排空槽。
14.中一种用于加速的气候老化测试的方法，包括(a)提供一种包括至少一个支撑组件和一个可操作地与至少一个支撑组件连接的操作部分的加速的气候老化测试装置，操作部分包括一个镜床，至少一个支架，一个内装有目标台的槽，一个与槽连接的空气循环装置，一个包括一个可操作地与槽连接、用于将流体导入槽的供给系统的第一阀和一个用于控制加速的气候老化测试装置与第一阀的控制装置；(b)将至少一种测试样品安放在目标台上；(c)使控制装置按程序执行包括以下步骤的测试循环(1)启动空气循环装置；(2)在第一个预置时间中启动阳光跟踪系统；(3)当第一个预置时间结束时停止阳光跟踪系统；(4)将操作部分从第一个操作位置旋转到第二个操作位置；(5)停止空气循环装置；(6)在第二个预置时间中将第一阀从通常关闭的第一个操作位置启动到打开的第二个操作位置，使流体经流体通道和一级阀进入槽；(7)当第二个预置时间结束时，将第一阀从第一个操作位置停止在第二个操作位置，以使槽中的流体达到所希望的填充线；(8)将至少一种测试样品在第三个预置时间中暴露；(9)从槽中导出流体；(10)以所希望的测试循环数量重复步骤(1)至(9)。
15.如权利要求14中的方法，其中加速的气候老化测试装置进一步包括一个包括装在槽内、用于控制流体温度的一个温度调节元件和一个温度传感器的温度控制系统。
16.如权利要求15中的方法，其中测试循环进一步包括以下步骤(a)在第三个预置时间中，在第四个预置时间启动温度调节元件；(b)通过温度传感器监视流体温度；(c)将流体温度保持在至少一个温度设定点，(d)当第四个预置时间结束时停止温度调节元件；以及(e)在每个至少一个温度设定点上重复步骤(a)至(d)。
17.如权利要求14中的方法，其中供给系统进一步包括一个用于将添加剂加入流体的添加剂系统。
18.如权利要求17中的方法，其中测试循环进一步包括以下步骤(a)在第二个预置时间中，在第五个预置时间启动添加剂系统；(b)将添加剂加入导入槽的流体中；以及(c)当第五个预置时间结束时停止添加剂系统。
19.如权利要求14中的方法，其中供给系统进一步包括一个用于从槽中导出流体的第二阀。
20.如权利要求19中的方法，其中测试循环进一步包括以下步骤(a)当第三个预置时间结束时，第二阀在第六个预置时间中从通常关闭的第一个操作位置启动到打开的第二个操作位置；以及(b)当第六个预置时间结束时，将第二阀停止从第二个操作位置停止在第一个操作位置。
全文摘要
一种用于阳光集中照射其上且浸泡有至少一种测试样品的加速的气候老化测试装置，它包括至少一个支撑组件和一个可操作地与至少一个支撑组件连接的操作部分。操作部分包括一个镜床，至少一个支架和一个槽。操作部分可相对于至少一个支撑组件从第一个操作位置移动到第二个操作位置。一个目标台装在槽内，用于当操作部分处于第一个操作位置时安放用于暴露在集中的阳光辐射下的、当操作分部处于第二个操作位置时浸泡在一种液体中的至少一种样品。
文档编号G01N17/00GK1417569SQ02147068
公开日2003年5月14日 申请日期2002年10月29日 优先权日2001年10月30日
发明者亨利·K·哈德卡斯三世 申请人:阿特拉斯材料测试技术有限责任公司