臭氧老化試驗箱的工作原理基于 “環境模擬 + 加速老化”
發布時間：2025-11-04 點擊次數：3次
臭氧老化試驗箱是一種模擬自然環境中臭氧對材料的侵蝕作用，通過人工制造特定濃度臭氧環境，加速材料老化過程，進而評估材料抗臭氧老化性能的專用測試設備。在橡膠、塑料、涂料、電纜等行業，它既是判斷材料使用壽命的 “預測儀”，也是優化材料配方、改進生產工藝的 “檢驗儀”，直接關系到產品在實際使用中的可靠性與安全性。?
自然環境中臭氧濃度極低(通常為 0.02-0.05ppm)，但對含雙鍵結構的高分子材料(如橡膠)具有極強的破壞作用，會導致材料出現龜裂、變硬、彈性下降等老化現象。臭氧老化試驗箱通過將臭氧濃度提升至 0.1-100ppm，結合溫度、濕度、拉伸應力等附加條件，可在數天內完成自然環境中數年的老化過程，快速獲取材料的抗老化數據，為產品設計、質量控制與合規認證提供科學依據。?
臭氧老化試驗箱的工作原理基于 “環境模擬 + 加速老化” 的邏輯，通過四大步驟實現材料老化測試：?
臭氧生成：采用臭氧發生器(常見為無聲放電式)，利用高壓電場使干燥空氣或氧氣中的氧分子分解為氧原子，氧原子再與氧分子結合形成臭氧(O?)；?
環境調控：將生成的臭氧導入試驗箱內，通過臭氧濃度控制系統(含臭氧傳感器與流量調節閥)維持箱內臭氧濃度穩定，同時配合溫度控制系統(加熱管、制冷機組)與濕度控制系統(加濕器、除濕器)，模擬不同溫濕度條件下的臭氧環境；?
應力施加(可選)：對于橡膠等彈性材料，通過拉伸夾具對試樣施加恒定拉伸應力(通常為 5%-30% 伸長率)，模擬材料在實際使用中的受力狀態，加速臭氧龜裂的產生；?
老化觀察與評估：試驗過程中，通過觀察窗實時監測試樣外觀變化(如龜裂、變色、變形)，試驗結束后，依據標準(如 GB/T 7762、ISO 1431)測試試樣的拉伸強度、斷裂伸長率等力學性能，評估材料的抗臭氧老化等級。
臭氧老化試驗箱的結構設計圍繞 “臭氧穩定生成、環境精準控制、試樣安全測試” 展開，主要包含六大核心組件：?
臭氧發生系統：由臭氧發生器、氧氣源(或空氣干燥凈化裝置)組成。無聲放電式臭氧發生器通過石英管或陶瓷管產生高壓電場，氧氣通過率達 90% 以上，臭氧產量穩定；空氣干燥凈化裝置可去除空氣中的水分、油污與雜質，避免影響臭氧生成效率與純度。?
試驗箱箱體：采用不銹鋼材質(如 304 不銹鋼)焊接而成，內壁光滑耐腐蝕，且具備良好的密封性，防止臭氧泄漏(泄漏濃度需≤0.005ppm，符合安全標準)；箱門配備雙層鋼化玻璃觀察窗，便于觀察試樣狀態，同時內置防霧裝置，避免因箱內溫濕度變化導致玻璃起霧。?
溫濕度控制系統：溫度控制范圍通常為 - 20℃-80℃，采用 PID 溫控算法，精度可達 ±0.5℃，通過加熱管(不銹鋼加熱管)與制冷機組(壓縮式制冷)實現升溫和降溫；濕度控制范圍為 30%-95% RH，精度 ±5% RH，通過超聲波加濕器與冷凝除濕器調節箱內濕度。?
臭氧濃度控制系統：包含臭氧傳感器(紫外吸收式或電化學式)、流量調節閥與循環風機。紫外吸收式傳感器精度高(±0.01ppm)，適用于低濃度臭氧測試；電化學傳感器響應速度快，適用于高濃度場景。循環風機確保箱內臭氧濃度均勻分布(均勻度≤±10%)，避免局部濃度差異影響測試結果。?
試樣夾持與應力施加系統：針對橡膠等材料的拉伸老化測試，配備拉伸夾具與應力加載裝置。拉伸夾具采用不銹鋼材質，可夾持不同尺寸的試樣(如啞鈴型、片狀)；應力加載裝置通過伺服電機或砝碼施加恒定拉伸應力，伸長率控制精度可達 ±1%。?
安全與數據記錄系統：內置臭氧泄漏報警器(當箱外臭氧濃度超過 0.05ppm 時報警)、超溫保護器、過流保護器等安全裝置，確保設備運行安全；數據記錄系統通過觸摸屏或計算機軟件，實時記錄臭氧濃度、溫度、濕度、試驗時間等參數，并生成測試報告，支持數據導出與追溯。
