日曬氣候試驗(yàn)儀故障分析與解決措施

文/馮燁 韓佳諭 陳勇 吳愷力

1 引言

在紡織品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，產(chǎn)品所用染料的耐光疲勞度是一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。為此，常用日曬氣候試驗(yàn)儀快速測(cè)定染料的日曬和氣候牢度[1]。當(dāng)前日曬氣候試驗(yàn)儀按其冷卻氙燈的方式分為風(fēng)冷和水冷兩種形式。風(fēng)冷方式由于空氣的交換效率太低，致使儀器普遍只能采用功率不高于1500W的氙燈，無(wú)法進(jìn)一步提高氙燈功率，更無(wú)法在大功率狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行[2]。因此，在需要對(duì)樣品進(jìn)行大強(qiáng)度快速老化試驗(yàn)時(shí)，該類型設(shè)備無(wú)法滿足試驗(yàn)要求，同時(shí)風(fēng)冷方式還存在燈管老化致使光譜向長(zhǎng)波偏移、光輻照度無(wú)法測(cè)控、試驗(yàn)倉(cāng)溫度居高不下等深層次技術(shù)問(wèn)題。因而，水冷型設(shè)備成為國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)儀器設(shè)備生產(chǎn)廠家爭(zhēng)相發(fā)展的技術(shù)趨勢(shì)，其中美國(guó)亞特拉斯公司生產(chǎn)的Ci水冷系列產(chǎn)品在紡織行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。本文將就其在實(shí)際使用中產(chǎn)生的一些常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，總結(jié)解決措施。

2 工作原理

日曬氣候試驗(yàn)儀其工作原理為在試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)通過(guò)人工手段模擬出所需的溫度、濕度、雨淋等自然環(huán)境，以長(zhǎng)氙弧燈光源透過(guò)特定的濾光片和濾熱片來(lái)模擬和強(qiáng)化自然條件下的太陽(yáng)光源，使試樣在試驗(yàn)倉(cāng)經(jīng)過(guò)幾十小時(shí)試驗(yàn)效果相當(dāng)于戶外數(shù)月的自然損壞程度。測(cè)試過(guò)程中將被測(cè)物與藍(lán)色羊毛標(biāo)準(zhǔn)一起測(cè)試，然后將試樣與藍(lán)色羊毛標(biāo)準(zhǔn)的變色進(jìn)行對(duì)比，評(píng)定試樣的耐光（耐氣候）色牢度。

為保證試驗(yàn)人員和儀器自身安全運(yùn)行，日曬氣候試驗(yàn)儀在其控制系統(tǒng)中加入了安全鏈路，如圖1所示為試驗(yàn)儀安全鏈路，即由冷卻回路流量傳感器、冷卻回路水溫傳感器、試驗(yàn)倉(cāng)溫度傳感器、試驗(yàn)倉(cāng)倉(cāng)門傳感器工作狀態(tài)串聯(lián)在一起形成控制安全繼電器的線圈，任何一個(gè)觸發(fā)均會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)儀停止工作[3]。

圖1 日曬氣候試驗(yàn)儀安全鏈路

3 常見(jiàn)故障現(xiàn)象及解決措施

3.1 氙燈冷卻水溫過(guò)高

在試驗(yàn)儀進(jìn)行樣品試驗(yàn)時(shí)，突然出現(xiàn)機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)，隨后在其人機(jī)界面中出現(xiàn)錯(cuò)誤提示：氙燈冷卻水溫度過(guò)高。在確定冷卻水供應(yīng)正常的情況下，大部分情況下該故障是由于氙燈冷卻水溫度超過(guò)65℃后觸發(fā)儀器安全鏈中水溫傳感器所致[4]。

解決措施：試驗(yàn)儀為保護(hù)氙燈因?yàn)闇囟冗^(guò)高導(dǎo)致?lián)p壞，在其冷卻水循環(huán)回路的熱交換器部分，加入了溫度傳感器，當(dāng)其被觸發(fā)后需要手動(dòng)復(fù)位。因此，可以用手指輕壓溫度傳感器尾部的復(fù)位開(kāi)關(guān)，手動(dòng)復(fù)位后該故障會(huì)自動(dòng)消失。

圖2 冷卻水溫度傳感器

3.2 水流開(kāi)關(guān)與水泵狀態(tài)不一致

日曬氣候試驗(yàn)儀使用時(shí)間接近4000小時(shí)后，有較大概率出現(xiàn)該故障，即當(dāng)試驗(yàn)人員按設(shè)備操作規(guī)程開(kāi)啟機(jī)器后，并未看見(jiàn)氙燈被點(diǎn)亮，反而在其人機(jī)界面出現(xiàn)一條內(nèi)容為：水流開(kāi)關(guān)與水泵狀態(tài)不一致的錯(cuò)誤提示，隨后機(jī)器自動(dòng)停止運(yùn)行。導(dǎo)致該故障出現(xiàn)的原因?yàn)椋涸陔療衾鋮s水返回到水箱的回路中，安裝有流量傳感器，用于檢測(cè)整個(gè)冷卻循環(huán)水路水流流量大小，以保證氙燈發(fā)熱能被及時(shí)帶走，對(duì)于Ci3000系列的設(shè)備水流量大小不能小于0.12L/min。當(dāng)冷卻水泵處于正常工作，而流量傳感器未檢測(cè)到的流量小于上述數(shù)值時(shí)，就會(huì)觸發(fā)該故障。

解決措施：首先，確定冷卻水供給正常，水泵是否正常轉(zhuǎn)動(dòng)；如果上述兩項(xiàng)均處于正常狀態(tài)，則需要將水箱附近的過(guò)濾器的濾芯拆下，查看濾芯狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)存在材質(zhì)變黃、發(fā)黑的情況，基本可以確定是由于濾芯工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的上述故障。更換濾芯后重新開(kāi)機(jī)一般故障均會(huì)自動(dòng)消失。

圖3 試驗(yàn)機(jī)過(guò)濾器

3.3 溫度示值為零，濕度示值為99%

日曬氣候試驗(yàn)儀正常啟動(dòng)，在試驗(yàn)儀監(jiān)控界面顯示：黑板溫度為0℃、相對(duì)濕度為99%的儀器運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以判定環(huán)境技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)重偏離實(shí)際檢驗(yàn)檢測(cè)需要的技術(shù)要求范圍，此時(shí)試驗(yàn)儀不會(huì)自動(dòng)停機(jī)，必須由試驗(yàn)人員手動(dòng)終止試驗(yàn)過(guò)程，避免試驗(yàn)完成后數(shù)據(jù)不可用的嚴(yán)重后果。

解決措施：手動(dòng)終止試驗(yàn)儀運(yùn)行，待試驗(yàn)倉(cāng)溫度下降到安全范圍后。利用數(shù)字萬(wàn)用電表的蜂鳴檔測(cè)試溫濕度傳感器導(dǎo)線的通斷情況，如若是導(dǎo)線連接松動(dòng)導(dǎo)致接觸不良，重新連接后故障消失。如若導(dǎo)線連接沒(méi)有問(wèn)題則要考慮是否是溫濕度傳感器自身故障，如果是則需更換溫濕度傳感器。

3.4 未檢測(cè)到輻照度傳感器

日曬氣候試驗(yàn)儀正常啟動(dòng)，在試驗(yàn)儀監(jiān)控界面出現(xiàn)：未檢測(cè)到輻照度傳感器的報(bào)警提示，導(dǎo)致機(jī)器無(wú)法開(kāi)機(jī)使用。Ci系列儀器安裝了兩只輻照度傳感器，使用不同的濾光片分別用于檢測(cè)（300～400）nm和420nm的光照。

解決措施：同溫濕度傳感器一樣利用數(shù)字萬(wàn)用電表的蜂鳴檔測(cè)試輻照度傳感器導(dǎo)線的通斷情況，如若是導(dǎo)線連接松動(dòng)導(dǎo)致接觸不良，重新連接后故障消失；如若導(dǎo)線連接沒(méi)有問(wèn)題則要考慮是否是溫濕度傳感器自身故障，則需更換溫濕度傳感器。

4 使用建議

為保障日曬氣候試驗(yàn)儀長(zhǎng)期正常工作，在日常使用過(guò)程中建議做到以下幾個(gè)方面：

（1）氙燈冷卻水質(zhì)，氙燈冷卻水電阻率小或者未達(dá)到要求時(shí)，由于水流在高溫下工作將導(dǎo)致燈管形成水垢，影響輻照度。因此，建議燈管冷卻水使用純水機(jī)制出的純水。

（2）輻照度校準(zhǔn)，為確保試驗(yàn)儀輻照度準(zhǔn)確，當(dāng)監(jiān)控界面提示需要重新校準(zhǔn)輻照度時(shí)，應(yīng)按照使用說(shuō)明書中規(guī)定的操作步驟執(zhí)行校準(zhǔn)程序。

（3）易耗件更換，為保障試驗(yàn)儀正常工作建議定期更換濾芯、氙燈燈管等易耗件，可以選用亞特拉斯公司提供的4000小時(shí)服務(wù)包。

日曬氣候試驗(yàn)儀是一臺(tái)典型的機(jī)電液綜合試驗(yàn)設(shè)備，其故障許多時(shí)候是多種原因造成，這就要求設(shè)備維修人員熟悉試驗(yàn)儀構(gòu)造，平時(shí)注意多積累檢修經(jīng)驗(yàn)，以便快速識(shí)別故障原因，確保試驗(yàn)儀正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧力生.對(duì)JJG（紡織）062-95日曬氣候試驗(yàn)儀檢定規(guī)程的探討[J].福建輕紡,2009,7(7)：38-40.

[2]朱克傳.FY3000+水冷式日曬氣候老化儀的研發(fā)[J].針織工業(yè),2006(11)：56-57.

[3]ATALAS.Xenon Arc Fade-ometer Instrction Manual[Z].Doc.No.20600400 Rev.3.0 12/14.

[4] ATALAS.Xenon Arc Fade-ometer Schematic Package[Z].Doc.PN.20427300 Rev.5.0 04/12.