黑板溫度計(jì)與黑標(biāo)溫度計(jì)
? 黑板溫度計(jì)(BPT)
? 黑板溫度計(jì)所指示的溫度是黑板收熱空氣傳遞溫度與受光源輻照的溫升之和。因黑板溫度計(jì)是以近似黑體的金屬板面作為感溫件并與試樣并列放置于試樣架上,而黑體吸熱能力最大,所以黑板溫度計(jì)所指示的溫度一般代表著試樣可能達(dá)到的最高溫度。因而,其使用目的主要在于及時(shí)反映試樣表面近似溫度,控制試驗(yàn)期間試樣溫度的上限。
黑板溫度計(jì)的推廣使用已有幾十年歷史,至今在ASTM、JIS、DIN、ISO等人工氣候試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中仍然繼續(xù)使用。但是由于各種類型的人工氣候箱的改進(jìn)和應(yīng)用,使黑板溫度計(jì)在設(shè)計(jì)上已有了許多發(fā)展與變化。常用的一種黑板溫度計(jì)是由一塊長(zhǎng)約150mm、寬約70mm、厚度約1mm的不銹鋼平板構(gòu)成。該板面向光源的一面用一種黑色平光漆涂覆層至少應(yīng)能吸收90%的2500nm處總?cè)肷淞?。平板的溫度測(cè)定是通過一種位于平板中心并與黑色暴光面牢固連接的并經(jīng)涂黑的桿狀雙金屬盤式傳感器或者測(cè)溫電阻傳感受器來進(jìn)行的。不同類型的人工氣候箱如氙燈箱、碳弧燈箱、熒光紫外燈箱所使用的黑板溫度計(jì)大小尺寸及型號(hào)各有不同,一般都根據(jù)試樣架的尺寸而定。陽(yáng)光模擬
? 黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)(BST)
? 因?yàn)楦叻肿硬牧显谌斯夂蛳渲羞M(jìn)行老化試驗(yàn)時(shí),被暴露試樣表面最高溫度主要依賴于光源輻照強(qiáng)度、輻射熱的吸收、試樣自身的熱傳導(dǎo)、試樣與空氣或試樣架之間的熱傳遞等條件。由于要準(zhǔn)確測(cè)定和監(jiān)控試樣表面溫度存在著許多技術(shù)上的困難,所以幾十年來國(guó)際上大多在人工氣候箱中涂有黑色涂層的金屬板來作為測(cè)定和控制和表面可能達(dá)到的最高溫度的感溫件,從而可以近似地跟蹤監(jiān)測(cè)與控制試樣有可能達(dá)到的溫度,即以黑板溫度計(jì)所指示的溫度來代表試件的表面溫度。但黑板溫度計(jì)和試樣架均為金屬片材所制,散熱快,不便反應(yīng)導(dǎo)熱性差的深色試樣的溫升情況,所以國(guó)際上繼續(xù)發(fā)展一種帶有絕熱性底座的黑板溫度計(jì),命名為黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。這種黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)是由長(zhǎng)70mm、寬40mm、厚1mm的不銹鋼板制成。平板向光源的一面涂上一種耐老化的黑色平光漆成為“黑板”,這種黑板應(yīng)能吸收波長(zhǎng)在2500nm以內(nèi)總?cè)肷涔馔康?5%。用鉑電阻傳感器測(cè)量黑板的溫度,傳感器安裝在背光源的一面,并與板面中心有良好的傳熱接觸。這一個(gè)背光還采用5mm厚并有凹槽的聚偏二氟乙烯(PVDF)底座使之固定。凹槽的空間大小應(yīng)正好與傳感器相應(yīng),但傳感器不與PVDF凹槽面緊貼,留有約1mm間距。整個(gè)PVDF底座的長(zhǎng)度和寬保證足夠大以確保在試樣架上安裝黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)時(shí)金屬板與試樣架之間不存在金屬接觸傳熱,試樣架上金屬框或支架與溫度計(jì)金屬板邊緣至少有4mm的間距。
? 近年最新修訂發(fā)布的ISO4892:1994系列標(biāo)準(zhǔn)《塑料暴露于實(shí)驗(yàn)室光源的試驗(yàn)方法》以及我國(guó)制訂的GB/T16422.1-1996均已提出:為了統(tǒng)一起見,極為推薦使用黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì),但也可以使用黑板溫度計(jì)。并認(rèn)為,黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)更適于顯示導(dǎo)熱性差的深色高分子試樣暴露面的溫度。黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)所顯示的溫度會(huì)高于黑板溫度計(jì)所顯示的溫度,因而更適于監(jiān)控允許的試驗(yàn)溫度的上限。因此黑標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)是近十年來歐美逐漸興起的用以代替黑板溫度計(jì)的一種新型溫度計(jì)。
? ? ??由于歷史原因,有兩種不同類型的黑板溫度計(jì)(BPT)均被使用。一種是歐洲國(guó)家及ISO廣泛采用的安裝于絕緣塑料板上的黑板,它亦被稱為黑色標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)(BST)。另一種是美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)所采用的不絕緣的黑板。因曝曬條件不同,黑色標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)所顯示溫度會(huì)高于黑板溫度計(jì),兩種類型各有利弊。因?yàn)橛泻谏珮?biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)及黑板溫度計(jì)兩種類型,所以測(cè)試報(bào)告應(yīng)注明所用溫度計(jì)的類型。碰撞照明,金屬鹵素光源,紅外光源
試樣表面溫度是除輻射之外最重要的老化因素。直接測(cè)量實(shí)際試樣既昂貴又有一定技術(shù)難度,而且容易出現(xiàn)測(cè)量錯(cuò)誤,所以人們通過測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)金屬板的溫度來得到試樣表面溫度。黑板表示試樣表面可能達(dá)到的最高溫度。