紫外线灯监测仪

窗外寒风呼啸时，窝在室内总是格外温暖，但这也给新冠病毒等空气传播的病原体提供了可乘之机。长期以来，紫外线消毒灯是室内空气消毒的高效选择，然而其也可能将空气中的化合物转化为潜在的有害物质。如今，研究人员针对紫外线消毒灯的影响进行建模，发现其在消毒作用和产生空气污染物间存在利弊权衡。研究发现，波长在222纳米的紫外线灯更适合用于室内消毒，因为这种波长的光对人类更安全。相关论文12月2日发表于《环境科学与技术通讯》。通常的紫外消毒灯波长约为254纳米，属于UVC波段，消毒能力强。然而，这一波段的紫外线光可能灼伤眼睛或皮肤，增加眼部疾病和皮肤癌的风险。此外，UVC波段的光可能引发空气质量问题，如分解空气中的分子，由此形成氢氧自由基和臭氧等强氧化剂。这些氧化剂可把空气中的挥发性有机化合物转化为过氧化物和醛酮化合物，而紫外线灯可进一步将其分解为有机自由基。这些强氧化剂和有机自由基会发生二次反应，进而产生更多的挥发性有机化合物和颗粒物，其中有些可能对人体健康造成负面影响。研究人员借助计算机模型，评估了不同类型的紫外线光在典型室内条件下的影响。研究发现，与单独通风相比，两种紫外线波长都将显著降低新冠病毒的感染风险。模型预测，这些紫外线光将与室内空气中的挥发性有机化合物二次反应。尽管只会产生少量挥发性有机化合物、臭氧和颗粒物，但数量不容忽视。基于这些结果，研究小组建议在空气传播病原体的高风险环境中使用紫外线消毒灯。在这种情况下，消毒的好处可抵消新增空气污染物的风险。研究人员指出，这项研究的结果仅限于计算机模型所选择的条件，在现实世界中可能有所不同。

近日，日本石卷专修大学科学家shinji nakagomi带领团队成功研制出一种能够在数毫秒内检测出紫外线是否存在的新型光电二级管。相关研究成果日前发表于《应用物理快报》。 　　据了解，紫外线具有高能量，能够破坏、分解dna，所以是人们的防范对象。虽然在通常境况下，受臭氧层保护，太阳发出的紫外线并不能到达地球表面，但是，由于臭氧层存在空洞，部分紫外线还是会&ldquo 泄漏&rdquo 进来。因此，监测不同地区紫外线的强度可以获知当地臭氧层的状况。 　　老式的紫外线监测装置的主要部件为真空管。这种设备虽然价格低，但寿命短、体积大，为此，已经逐步被光电二极管所替代。光电二级管的工作原理为，其内部有一个名为pn结的结构。这种结构由两块相同的半导体组成，其中一块半导体带有正电荷，另一块带有负电荷。当高能量的光，例如紫外线照射在pn结上时，电流即在两块半导体中产生，进而反映出这种光的存在。 　　普通光电二极管主要由氮化铝或金刚石构成，只能监测到特定频率的紫外线。最新的研究发现，氧化镓材料对所有频率的紫外线均有较强敏感性，这意味其理论上可以监测所有频率的紫外线。同时，氧化镓材料还对自然光不敏感，使其在监测紫外线时，能够摆脱自然光的干扰。 　　然而，问题是，研制出带有正电荷的氧化镓，也就是p型氧化镓半导体存在很大困难。 　　为此，shinji nakagomi和同事研究出一种与pn结不同的结构&mdash &mdash 异质结。这种结构由两块不同半导体组成&mdash &mdash 氧化镓材料作为n型半导体，碳化硅材料作为p型半导体，有效避开了上述难题。 　　实验发现，这种新型二极管继承了氧化镓材料的优点，具有覆盖所有种类紫外线和对自然光不敏感双重特性。 　　&ldquo 我们研究最大的成功在于，这种光电二级管由氧化镓和碳化硅两种材料组成，并且其结构为异质结。&rdquo shinji nakagomi表示，新型光电二极管还有一个优势&mdash &mdash 其对紫外线特别敏感，反应时间只需数毫秒。

氙灯老化试验箱测试塑料在阳光、紫外线和温度变化下的耐用性方法一、前言：氙灯老化试验箱，作为一种能够模拟自然环境中多种因素对材料进行加速老化试验的设备， 从阳光中的紫外线、可见光，到温度的变化、湿度的影响，再到雨水的冲刷，自然环境对材料的侵蚀是一个复杂且长期的过程。在实际的使用场景中，材料需要经受数年甚至数十年的考验，才能确定其是否具有足够的耐久性和稳定性。然而，这样的测试周期显然过长，对于企业的产品研发和生产来说是不切实际的。氙灯老化试验箱的出现，它能够在相对较短的时间内，模拟出自然环境中各种因素对材料的作用，加速材料的老化过程，从而帮助我们快速评估材料的耐候性和使用寿命。二、试验前准备：样品选择：选取具有代表性的塑料样品，确保样品的尺寸、形状、厚度等参数符合试验要求，并且样品表面应清洁、无损伤、无油污等，以免影响试验结果。参数设定：根据塑料材料的实际使用环境和预期寿命，确定试验的参数，如辐照强度、温度、湿度、试验时间等。一般来说，辐照强度应尽可能接近自然阳光中的紫外线强度，温度和湿度则应根据塑料材料可能面临的实际环境条件进行设定。三、试验过程控制：辐照控制：选择合适的滤光片：氙灯老化试验箱通常配备不同类型的滤光片，如日光滤光器、窗玻璃滤光器和紫外延展滤光器等。根据塑料材料的使用场景，选择合适的滤光片来模拟不同的光照条件。例如，如果塑料材料主要用于户外，应选择日光滤光器；如果用于室内靠近窗户的位置，则可选择窗玻璃滤光器；如果需要进行更严酷的测试，可以选择紫外延展滤光器。监控辐照强度：使用专业的辐照强度监测设备，实时监测氙灯的辐照强度，确保其在试验过程中保持稳定。如果辐照强度发生波动，可能会影响试验结果的准确性，因此需要及时调整氙灯的功率或更换灯管。温度控制：设置合适的温度：温度是影响塑料老化的重要因素之一。根据塑料材料的使用环境和性能要求，设置合适的试验温度。一般来说，温度越高，塑料的老化速度越快，但过高的温度可能会导致塑料材料发生变形、熔化等现象，因此需要在保证试验效果的前提下，选择合适的温度。保持温度均匀性：确保试验箱内的温度均匀分布，避免出现温度差异过大的情况。可以通过合理设计试验箱的结构、优化通风系统等方式，提高温度的均匀性。湿度控制：控制湿度水平：根据塑料材料的使用环境，设置合适的湿度水平。例如，如果塑料材料在潮湿的环境中使用，应提高试验箱内的湿度；如果在干燥的环境中使用，则可降低湿度。同时，需要注意湿度的变化速度，避免过快或过慢的湿度变化对塑料材料造成影响。防止结露现象：在试验过程中，由于温度和湿度的变化，可能会在塑料样品表面产生结露现象。结露会影响塑料材料的老化过程，因此需要采取措施防止结露的产生，如增加通风、控制湿度变化速度等。喷水控制（如果有此功能）：对于一些需要模拟雨水或露水影响的塑料材料，可以使用试验箱的喷水功能。合理设置喷水的时间、频率和水量，确保喷水的均匀性，以模拟自然环境中的雨水或露水对塑料材料的侵蚀作用。四、试验后评估：外观检查：试验结束后，对塑料样品的外观进行检查，观察是否出现褪色、变色、裂纹、起泡、粉化等现象，并记录这些现象的严重程度和分布情况。性能测试：对塑料样品的性能进行测试，如拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、硬度等，与试验前的性能数据进行对比，评估塑料材料在阳光、紫外线和温度变化下的性能变化情况。微观分析：使用显微镜、电子显微镜等设备，对塑料样品的微观结构进行分析，观察是否出现分子结构的变化、结晶度的改变、相分离等现象，以深入了解塑料材料的老化机理。五、数据处理与分析：数据记录：在试验过程中，详细记录试验的参数、时间、样品的状态等数据，确保数据的准确性和完整性。数据分析：对试验数据进行分析，找出塑料材料在阳光、紫外线和温度变化下的老化规律和影响因素。可以使用统计学方法、图表分析等手段，对数据进行处理和解读，为塑料材料的改进和优化提供依据。结果评估：根据试验结果，评估塑料材料的耐用性是否符合要求。如果不符合要求，需要进一步分析原因，提出改进措施，如调整塑料的配方、改进生产工艺、添加抗老化剂等。试验编号塑料样品信息试验条件不同时间段的外观变化不同时间段的性能变化数据1样品名称：PP塑料材质：聚丙烯厚度：5mm辐照强度：550W/m² 温度：60℃湿度：70%试验时间：500小时0小时：颜色洁白，表面光滑100小时：颜色轻微变黄，表面无明显变化200小时：颜色变黄程度加深，表面出现极细微裂纹300小时：颜色明显变黄，裂纹增多但不明显400小时：颜色黄变严重，裂纹长度和宽度略有增加500小时：颜色深黄，裂纹较为明显拉伸强度（MPa）：0小时：35100小时：33200小时：30300小时：27400小时：24500小时：20弯曲强度（MPa）：0小时：40100小时：38200小时：35300小时：32400小时：28500小时：24冲击强度（kJ/m² ）：0小时：8100小时：7200小时：6300小时：5400小时：4500小时：32样品名称：PE塑料材质：聚乙烯厚度：3mm辐照强度：600W/m² 温度：70℃湿度：65%试验时间：400小时0小时：半透明，表面无瑕疵100小时：透明度略有下降，表面无变化200小时：透明度下降明显，表面出现少量细微划痕300小时：透明度进一步降低，划痕增多400小时：几乎不透明，划痕较深拉伸强度（MPa）：0小时：28100小时：26200小时：24300小时：22400小时：20弯曲强度（MPa）：0小时：32100小时：30200小时：28300小时：25400小时：22冲击强度（kJ/m² ）：0小时：6100小时：5200小时：4300小时：3400小时：23样品名称：PVC塑料材质：聚氯乙烯厚度：4mm辐照强度：500W/m² 温度：55℃湿度：75%试验时间：600小时0小时：白色，表面平整100小时：颜色开始发灰，表面无变化200小时：颜色灰变明显，表面出现极细微凹坑300小时：颜色深灰，凹坑增多400小时：颜色接近灰色，凹坑加深500小时：颜色暗灰，凹坑较深且分布广泛600小时：颜色黑灰，凹坑明显且有连片趋势拉伸强度（MPa）：0小时：45100小时：42200小时：38300小时：35400小时：32500小时：28600小时：24弯曲强度（MPa）：0小时：50100小时：46200小时：42300小时：38400小时：34500小时30600小时：26