专利名称：用于风化设备的插入式辐射源模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于风化设备的插入式辐射源模块及相应构造的风化设备。在这样的一种风化设备中，通过将试件暴露于人工风化作用，对试件——尤其是片状试件——由于风化而引起的老化反应进行评估。这样的设备通常为了此目的而形成有一个风化腔，其中设置了用于安装待风化试件的装置、及一个用于辐射试件的辐射源，特别是通过紫外线来进行辐射的辐射源。
背景技术：
风化设备主要用于估计材料的寿命，所述材料在使用时持续地暴露在气候的作用之下，从而在诸如太阳的光和热、湿气等的气候影响的作用下性能变劣。为了良好地模拟气候条件，有利地，设备产生的光的光谱能量分布尽可能好地与自然的太阳辐射相对应，这就是在该等设备中常常把氙灯辐射器用作辐射源的原因。此外，可以通过对试件施以与自然条件相比强得多的辐射而对材料进行加速老化测试，从而在相对较短的时间内获得材料试件的长期老化反应。
在该等风化设备中试验的材料试件大多数由聚合材料制成，其中由于风化而导致的损伤基本上是由太阳辐射的紫外成分引起的。光化学初始步骤——即光子吸收和激发态或所涉及的自由基的形成——与温度无关，而与聚合物或添加剂的随后的反应步骤可随着温度变化，导致所观察到的材料老化同时也是温度的函数。
在迄今所知的风化设备中，通常使用一个或多个的紫外辐射源——例如氙灯辐射器，已知这些辐射源可以很好地模拟太阳光谱。然而，同样地，也可以使用卤素灯以及溴钨灯、荧光灯或者还有紫外发光二极管。
在任意风化设备中，需要不时地更换辐射源中的一个或另一个。在传统的风化设备中，这种更换相对而言是复杂而麻烦的，因为辐射源需要安装在风化腔内部的指定位置处并电接触。当辐射源是由填充有氙气的长玻璃管壳形成的氙灯辐射器时，这是尤其麻烦的。为了安装或更换辐射源，需要打开风化腔，且不得不在较狭窄的条件下拆除要更换的辐射源，然后更换以新的、需导电接触的辐射源，所有的这些操作都需要具有一定的经验。在更换辐射滤光片时也遇到了相同的麻烦，所述的辐射滤光片需要位于辐射源之前的合适的支撑设备内。这些也需要人工地直接插入到风化腔内。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种设备，风化设备的辐射源可通过所述设备而方便地安装及拆卸。
通过权利要求1所述的特征而实现了此目的。从属权利要求给出了其它的有利实施方式及方面。
本发明提供了一种插入式的辐射源模块，用于安装和定位风化设备的辐射源。插入式模块的构造使得其可以简单地从外面插入到一个设置在风化设备中的腔内。
插入式模块被插入到设置在风化设备中的开口内，并被推进至其插入位置处，其中，安装在插入式模块中的辐射源如需地相对于将受辐射的试件取向，从而使得可在以后直接地接通风化设备。
现在，由于可以独立于风化设备而单独地操作插入式模块，所以极大地简化了辐射源的插入及更换过程。为此，仅需要从风化设备拔出插入式模块，然后，在任意可以设想及选择的环境或光照条件下，把辐射源插入到插入式模块中并使之导电地接触，或者把辐射源从插入式模块移除且更换以另一个辐射源。
本发明的插入式辐射源模块优选地包括一个罩壳，辐射源固定在此罩壳内且导电地插入，为此，在罩壳的一端设置两个电气接触端点。当插入式模块完全地插入时，这些电气接触端点与设置在风化设备中、并与电源相连接的接触端点电性接触。从而，简单地插入该插入式模块形成了导电接触，用于为接触于插入式模块内的辐射源提供电源。
在此设置中，设置在插入式模块罩壳上的电气接触端点优选地设置成插针或插头，其从罩壳的后端沿插入式模块插入的方向延伸。在风化设备内，在腔的后部设置有两个插座触点，在插入式模块插入时，插头接点插入到该插座内。在插入时，适当地导引插入式模块，从而使得插入式模块的插头接点插入到风化设备的插座触点中。在插入位置中，插入式模块完全地插入到风化设备的开口中，而插头接点相应地插入插座触点中。可选地，两端的接头也可由终端垫片形成。
优选地，在擦入式模块的前端设置一个把手，用于把插入式模块插入风化设备及从风化设备中拔出。在拔出状态，可将把手与罩壳的前端一起移除，用于沿插入式模块纵向地抽出和更换的辐射源，以及在需要时抽出和更换辐射反射器。
另外，辐射反射器可集成在插入式模块中。此辐射反射器可例如由铝片制造，并优选地设计成沿试件方向反射由辐射源所发出的辐射，所述的试件设置于风化设备内。
辐射源可由一个氙气灯、一个(溴钨)卤素灯、一个荧光灯或者一个或多个紫外发光二极管形成。
特别地，插入式模块的罩壳构造成盒形，其从而包括一底板并设置有侧壁和端壁，其中辐射反射器可以弯曲金属壳的形式固定在罩盒上，而辐射源可位于辐射反射器的对称面内。辐射源可以例如是一个填充有氙气的长玻璃管壳形式的氙气灯。在本例中，罩壳基本上是长形的，辐射反射器设置在所述罩壳中，而氙灯辐射器位于辐射反射器的对称轴线上。
有利地，还可以在罩壳的一部分中插入一个辐射滤光片。例如，在罩盒的两个相对的侧壁上，可形成用于安装辐射滤光片的导槽，辐射滤光片可在其内从一端插入。这些辐射滤光片的导槽可进一步构造成同时用于导引插入风化设备开口内的插入式模块。这些导槽可例如由在罩壳两个相对侧上的外凸金属片形成，辐射滤光片可插在导槽内侧上，而导槽的外轮廓形成导轨，所述的导轨由位于风化设备腔内的导引元件导引。
由于风化设备中的大多数辐射源会产生热量，所以通常引入冷却空气以排出来自于辐射源的热量。为此，罩壳的底板包括至少一个用于进气的孔口以及一个用于出气的孔口，用于冷却空气的通过。进气口设置在底板的一端，而出气口设置在底板的另一端。对于一个长形的辐射源，冷却空气从而可在辐射源的一端导入，并沿辐射源导引至其另一端，在该处通过一个排气口排出。还可以在底板中设置两个进气口，从而使得冷却空气直接地沿辐射源流动并流向出气口，而通过另一个进气口流入的冷却空气流入到辐射反射器和罩壁之间的间隙中，并沿辐射反射器流向出气口。
本发明还涉及一种风化设备，其中至少插入了一个上述类型的插入式辐射源模块。为此，风化设备优选地包括一个腔，所述腔的尺寸可以容纳位于适当位置上的插入式模块，且固定所述的插入式模块以基本上充满所提供的空间。所述腔朝外部开口，从而使得插入式模块可以插入到其中。
优选地，在风化设备腔的与插入口相对的一端的壁上设置有两个风化设备的电气端子，所述电气端子进一步优选地设计成插座触点，插入式模块突出的插头接点可以插入到所述的插座触点中。
此外，风化设备优选地包括一个空气冷却系统，冷却空气通过该系统从一端导入到腔中从而导入到插在腔内的插入式模块中，并在腔的另一端从插在腔内的插入式模块中排出。
现在将参照附图，通过一个示例的实施方式，详细地描述本发明的插入式模块以及风化设备，其中图1a为本发明插入式模块的俯视图；图1b为沿图1a中A-A线的剖视图，其示出了本发明的插入式模块；图1c为本发明插入式模块的从下方观察的立体图，用于解释如何移除把手；图1d为本发明插入式模块的从下方观察的立体图，其示出了把手被移除了的状态；图1e为本发明插入式模块的从下方观察的立体图，用于解释如何插入两个辐射滤光片；以及图2示出了本发明风化设备的一个实施例，其具有一个用于本发明插入式模块的腔。
具体实施例方式
应该认识到，与本发明插入式模块相关的术语“上”和“下”与插入式模块插入到如图2所示风化设备中的状态相对应。
在图1a至1e中，用相同的标号来指代本发明插入式模块的相同构件。
现在参考图1b，其示出了插入式模块10的盒形罩壳，其包括一个底板1.1以及侧壁1.2和1.3。底板1.1位于顶部，从而在如图1a所示的俯视图中其被完整地示出。在其前端，所述底板包括两个进气口1.10和1.11，冷却空气通过这两个进气口而导入到插入式模块10的内部或插入式模块的罩壳内。现在参考图2，其示出了冷却空气如何地通过一个风化设备20的空气冷却系统(未示)而被导入在腔21的前端，从而被导入插入式模块10的两个进气口1.10和1.11。通过进气口1.10，冷却空气直接地供应至辐射源3，在图1a中，通过进气口1.10，仅可以看到辐射源3的前部；而通过进气口1.11，冷却空气直接地被导向辐射反射器2，与图1a中类似，也可以通过进气口1.11仅看到辐射反射器2的一部分。在底板1.1的后端形成有一个出气口1.12，冷却空气经此出气口由风化设备的空气冷却系统吹出或排出，如图2中所示。这导致了由进气口1.10和1.11导入的冷却空气沿辐射源3和辐射反射器2流动，直至出气口1.12，从而确保了辐射源3和辐射反射器2的有效冷却。
在所示的示例中，辐射源3由一个氙气灯形成，所述的氙气灯设置成一个填充有氙气的长玻璃管壳。辐射源3在辐射反射器2的对称面内延伸，此对称面同样地沿辐射源3的纵向延伸。现在参考图1b所示的剖视图，辐射源3可例如位于 处，如图所示， 位于辐射反射器2的顶端。辐射源3的前端和后端由紧固在罩壳侧壁1.2上的塑料(聚四氟乙烯(PTFE))底座支撑，在图1b的剖视图中仅示出了所述底座中的后底座。在此，可以明显看到一个紧固在塑料底座4上的弹簧片5，辐射源3通过弹簧片5而夹紧在底座4末端的狭窄部分上。
一个把手6紧固在罩壳的前端壁1.4上，插入式模块可通过该把手插入风化设备20的腔21中而直至其插入位置，以及从该处移除。现在参考图1c，其示出了把手6如何一道与前端壁1.4和下壁部分14形成一个把手部分13，其中下臂部分垂直地连接到前端壁，所述的把手部分13可释放地拧到插入式模块的其余部分上。现在参考图1d，其示出了把手部分13处于被释放了的状态，其中辐射滤光片和/或氙气灯可如下文所述地安装或更换。
在插入式模块的与把手6及前端壁1.4相对的端部，电气插头接点7a和7b设置在罩壳端1.5上，所述的电气插头接点从罩壳端1.5延伸，延伸的方向与插入式模块插入到风化设备中的方向相同。设置这些插头接点7a和7b，用于插入到如图2所示的风化设备20的腔21内的设置在后端的插座触点27中。插头接点7a和7b在插入式模块10内连接到位于氙灯辐射器3前端和后端处的终端触点。
现在参考图1b，其示出了形成于侧壁1.2及1.3下端的导槽1.20以及1.30，辐射滤光片8和9可以插入到这些导槽中。这些滤光片是常规的辐射滤光片，由辐射源3所发出的紫外线辐射分量被所述滤光片进行了频谱上的改变或被过滤。辐射滤光片可由改进后的窗玻璃制造，然而，也可以由石英玻璃或某些其它的标准化滤光镜制造。理论上，也可以插入一红外滤光镜，然而，在实践中，红外滤光镜通常位于风化设备的一个特别合适的位置处。现在参考图1e，其示出了两个辐射滤光片8和9如何部分地插入导槽1.20以及1.30中。槽道的末端由塑料(聚四氟乙烯)止挡11和12限定，插入辐射滤光片8和9直至所述的止挡11和12。然后，在前端重装配把手部分13且拧紧在位，下壁部分14插入导槽1.20以及1.30以在前端限定辐射滤光片8和9。
为了更换氙灯辐射器3或辐射滤光片8和9，插入式模块10从风化设备20中抽出，拧开把手部分13，其后，可以通过与电气插头分离及致动弹簧片5而释放氙灯辐射器3，从而将其从插入式模块10的前端移除且更换以新的氙灯辐射器3。辐射滤光片8和9可同样地从导槽1.20以及1.30内抽出并更换新的。最后，将把手部分13拧紧在位，插入式模块10可重新插入到风化设备20中。
如此地形成导槽1.20及1.30，使得它们同时用作导轨，用于导引插入式模块10插入到风化设备20的腔21内。为此，可在腔21的下侧边上设置适当的导引元件22，所述的导引元件22例如由塑料(聚四氟乙烯)底座形成，导槽1.20及1.30行进于所述底座上。
现在参考图2，其示出了风化设备20如何地包括三个相应构造的腔，本发明的插入式模块10可插入到每个腔中，使得风化设备20可配备有多达三个的氙灯辐射器，用于辐射材料试件。这三个的氙灯辐射器在环绕每个氙灯辐射器的辐射反射器的辅助下向下进行辐射，从而使得位于风化设备20下底板上的材料试件在空间上均匀地受辐射。
权利要求
1.一种插入式辐射源模块(10)，其用于安装和定位一个风化设备(20)的辐射源(3)，所述的插入式模块(10)配置为可从外部插入到一个设置在风化设备(20)中的腔(21)内。
2.如权利要求1所述的插入式模块(10)，其特征在于所述插入式模块(10)包括一个罩壳，所述的辐射源(3)可固定在所述的罩壳内并电接触，两个终端触点(7a，7b)设置在所述罩壳的一端上。
3.如权利要求2所述的插入式模块(10)，其特征在于所述的终端触点(7a，7b)由插头接点(7a，7b)形成，该插头接点从所述罩壳的后端沿与所述插入式模块(10)的插入方向相同的方向延伸。
4.如上述权利要求中任一项所述的插入式模块(10)，其特征在于一个把手(6)设置在所述插入式模块(10)的前端，用于把所述插入式模块(10)插入所述风化设备(20)内/从所述风化设备(20)拔出。
5.如上述权利要求中任一项所述的插入式模块(10)，其特征在于一个辐射反射器(2)集成于所述插入式模块(10)内。
6.如权利要求2所述的插入式模块(10)，其特征在于所述的罩壳是盒形的。
7.如上述权利要求中任一项所述的插入式模块(10)，其特征在于所述的辐射反射器(2)以一个弯曲金属片的形式固定在罩盒内，而所述的辐射源(3)位于所述辐射反射器(2)的对称面内。
8.如权利要求2所述的插入式模块(10)，其特征在于所述罩壳的一部分适于安装辐射滤光片(8，9)。
9.如权利要求2或8所述的插入式模块(10)，其特征在于在所述罩壳的两个相对的侧壁(1.2，1.3)上形成有导槽(1.20，1.30)，用于安装所述的辐射滤光片(8，9)。
10.如权利要求9所述的插入式模块(10)，其特征在于所述的导槽(1.20，1.30)构造成可在所述插入式模块(10)插到所述风化设备(20)的腔(21)时同时地导引所述的插入式模块(10)。
11.如权利要求6所述的插入式模块(10)，其特征在于所述罩盒包括一个底板(1.1)，所述底板包括至少一个进气口(1.10，1.11)以及一个出气口(1.12)，用于冷却空气的通过。
12.一种风化设备(20)，可在其中插入至少一个如上述权利要求中任一项所述的插入式辐射源模块(10)。
13.如权利要求12所述的风化设备(20)，其包括一个开口或一个腔(21)，设计所述开口或腔的尺寸而使得其基本上恰好地容纳所述的插入式模块(10)。
14.如权利要求12或13所述的风化设备(20)，其包括两个终端触点(27)，特别地为插座触点或插孔，用于接触所述插入式模块(10)的终端触点(7a，7b)，特别是通过把所述的终端触点(7a，7b)插入到所述的终端触点(27)内。
15.如上述权利要求12至14中任一项所述的风化设备(20)，其包括一个空气冷却系统，其配置为冷却空气可以从插入了的插入式模块(10)的进气口(1.10，1.11)的区域导入，且用过的冷却空气可从所述插入了的插入式模块(10)的出气口(1.12)的区域排出或由冷却空气系统排出。
全文摘要
本发明涉及一种插入式的辐射源模块(10)，其用于安装和定位一个风化设备(20)的辐射源(3)，所述的插入式模块(10)构造成可从外部插入到一个设置在风化设备(20)中的腔(21)内。
文档编号H01R33/05GK1776401SQ20051012324
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月15日 优先权日2004年11月17日
发明者彼得·马尔希, 伯恩哈德·伯尔纳 申请人:阿特莱斯材料检测技术有限公司