谈谈氙灯老化试验箱的光学过滤器

我们知道，未经滤光的氙弧灯发射过多的短波紫外线，以至于不能很好的模拟地球表面自然暴露，因此，氙灯老化试验箱使用各种类型的过滤器来减少不必要的短波射线。过滤器的选择取决于被测试的材料和使用环境。大多数过滤器型号都对光谱的短波部分进行有效地过滤。

平板型氙灯试验箱（风冷氙灯老化试验箱）给每一个风冷氙灯配备了一块或多块平面玻璃过滤器。水冷旋转鼓式试验箱（水冷氙灯老化试验箱）使用不同的过滤系统包括围绕氙灯放置的圆柱形内、外过滤器。

目前氙灯老化试验箱中采用3种不同的过滤器系统。ASTM G155标准中它们分别被命名为日光过滤器、窗玻璃过滤器和延伸紫外线过滤器。ISO标准使用不同的命名法。对于日光光谱、透过窗玻璃的阳光光谱，ISO 11341颜料中分别称做“方法1”和“方法2”，ISO 4892-2塑料中分别称做“方法A”和“方法B”。ISO标准中没有提到延伸紫外线光谱，但有几个标准则对此有要求。

这些过滤器之间的zui重要的区别是短波紫外线传输和光谱截止点。不同数量的短波紫外线可显著地影响降解的速度和类型。老化试验箱的制造商经常使用他们自己的命名法来给各类过滤器和过滤器系统命名。

日光过滤器是应用的氙灯过滤器它可产生非常类似夏日正午阳光的光谱（有时称作阳光zui大值）。平板氙灯试验箱的制造商把这一类型的过滤器简称作“日光过滤器”。可以产生类似的日光过滤作用的过滤器组合称作“硼硅酸盐”和“碳酸石灰”。

太阳光、日光过滤器、硼硅酸盐及碳酸石灰的过滤器光谱能量分布如下图所示。大部分的过滤器都能很好地匹配太阳光的光谱。

不同的过滤器在超短紫外波长区域有着显著的差别。虽然平板日光过滤器和旋转鼓式过滤器都能很好地与阳光吻合，但旋转鼓式过滤器在280nm处有着不真实的低截止波长（远比太阳光的295nm截止点更为严格）。也就意味着样品所受的紫外光曝露远短于实际的使用环境，它可以加速材料的老化，但并不真实并可以导致一些材料的相关性问题。

窗玻璃过滤器模拟透过窗玻璃的太阳光谱，通常用于室内产品的老化测试。用于平板型氙灯试验箱简称“窗玻璃过滤器”。用于旋转鼓试验箱的过滤器则称为“硼硅酸盐/苏达石灰”。下图显示了一个平板型和旋转鼓式窗玻璃过滤器的SPD，与通过窗玻璃过滤的阳光进行的比较。两种类型的窗玻璃过滤器都可很好地与通过窗玻璃的实际阳光吻合。

平板型窗玻璃过滤器在关键短波紫外线区域里更为真实一些。这一差异对于一些材料的黄变和物理性能变化是非常重要的。褪色和变色是暴露在室内的材料的zui普遍的问题。由于褪色和变色通常为长波紫外线和可视光降解的结果这一差异会严重地影响测试结果。

注：平板型氙灯试验箱即为国内的风冷氙灯老化试验箱，水冷旋转鼓式试验箱国内称为水冷氙灯老化试验箱。平板型与水冷旋转鼓式是进口设备的叫法。