(57)【要約】  促進耐候性試験装置は、試験チャンバ、ランプ（１６）、ディスペンサ（１８、２０）、及び試験片支持部（１４）を含む。ランプはＵＶ放射を発生させて、該放射を試験片支持部に向けることができる。ディスペンサは、水又は酸の何れか、あるいはその両方を供給するために関連する液体源に接続される。試験片支持部は、試験チャンバ内でランプ及びディスペンサの下に配置される。
2007506969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片を濡らし、乾燥させるための装置であって、
試験チャンバと、
前記試験チャンバ内においてＵＶ放射を生成することができるランプと、
前記試験チャンバに配置され、水以外の関連する溶液源に接続される第１のディスペンサと、
前記第１のディスペンサを制御するために該ディスペンサと通信するコントローラと、
前記試験チャンバ内に配置され、少なくとも実質的に水平な配向で関連する試験片を支持する試験片支持部と、
を備え、前記試験片支持部は、前記ランプから放出された放射が該試験片支持部によって支持されている関連する試験片に当たるように前記ランプに対して配置され、前記試験片支持部は、前記第１のディスペンサから供給された液体が該試験片支持部によって支持されている関連する試験片に接触して試験片の上に水滴を形成するように前記第１のディスペンサに対して配置され、前記試験片支持部は、過剰な液体が関連する試験片から流出して関連する試験片が関連する溶液に浸漬されない形状にされた、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ランプと電気的に通信して前記ランプを昼間又は夜間をシミュレートするように周期的に変化させることができるタイマーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記試験チャンバに流体的に連通する加湿器、前記試験チャンバ内又はそれに隣接する湿度センサ、前記湿度センサ及び前記加湿器と通信する加湿器コントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ランプと電気的に通信して前記ランプを昼間又は夜間をシミュレートするように周期的に変化させることができるタイマーをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ランプがキセノンランプを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記試験片支持部が水平面から１０°より小さい角度で関連する試験片を支持するように適合されたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ランプと電気的に通信して前記ランプの放射照度を制御する調光器と、前記試験チャンバ内に配置され前記調光器と電気的に通信する放射照度センサをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記試験チャンバ内又はそれに隣接して配置される温度センサ、前記試験チャンバに連通する加熱器、前記試験チャンバに流体連通する送風機システム、前記温度センサ、前記加熱器及び前記送風機システムと通信する温度コントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記温度センサが空気温度センサ及びブラックパネルセンサのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記送風機システムが送風機及びダンパーを含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記送風機システムが２つの送風機を含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記コントローラが前記２つの送風機のうちの１つと通信して前記ブラックパネルセンサから受信したデータに応じて送風機を制御し、前記コントローラが前記２つの送風機のうちのもう一方と通信して前記空気温度センサから受信したデータに応じてもう一方の送風機を制御することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記コントローラが前記空気温度センサから受信したデータに応じて加熱器と通信することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記温度コントローラが、温度サイクルを可能にするために前記送風機システム及び前記加熱器を制御するようにされたことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
関連する水源に接続される第２のディスペンサをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１のディスペンサが関連する試験片にスプレーするためのノズルを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記ランプと電気的に通信して前記ランプを昼間又は夜間をシミュレートするように周期的に変化させることができるタイマーをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記試験チャンバ内又はそれに隣接して配置される温度センサ、前記試験チャンバに連通する加熱器、前記試験チャンバに流体連通する送風機システム、前記温度センサ、前記加熱器及び前記送風機システムと通信する温度コントローラをさらに備え、前記温度コントローラが温度サイクルを可能にするために前記送風機システム及び前記加熱器を制御するようにされたことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
試験チャンバ、前記試験チャンバ内に配置される試験片支持部、前記試験チャンバ内に放射を射出するランプ、前記ランプと電気的に通信するタイマー、前記試験チャンバ内又はそれに隣接して配置された温度センサ、前記試験チャンバ及び流体ディスペンサに連通する空気加熱器を有する促進耐候性装置において、試験片に対する腐食性溶液の影響を生じさせるための方法であって、
前記試験片支持部上に少なくとも実質的に水平に前記試験片を位置決めし、
水滴が前記試験片の表面上に形成されるように腐食性溶液で前記試験片を濡らし、
前記試験片に向けてランプから選択的に放射を射出し、
前記試験片に対して制御された乾燥を行わせる、
ことを含む方法。
【請求項２０】
前記濡らすステップが、腐食性溶液を前記試験片にスプレーすることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記試験片を水で濡らすことをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
制御された乾燥を行わせる前記ステップが、前記試験チャンバ内の空気温度を制御することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
制御された乾燥を行わせる前記ステップが、少なくとも２つの温度の間で前記試験チャンバ内の空気温度を周期的に変化させることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
制御された乾燥を行わせる前記ステップが、前記試験チャンバ内のブラックパネル温度を制御することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
制御された乾燥を行わせる前記ステップが、少なくとも２つの温度の間でブラックパネル温度を周期的に変化させることをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
制御された乾燥を行わせる前記ステップが、多数の送風機システムを用いて前記試験チャンバ内の空気温度及びブラックパネル温度を制御することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
制御された乾燥を行わせる前記ステップが、送風機及びダンパーシステムを用いて前記試験チャンバ内の空気温度及びブラックパネル温度を制御することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
制御された乾燥を行わせる前記ステップが、前記試験チャンバ内部の相対湿度を制御することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２９】
前記選択的に放射を放出するステップが、ＵＶ放射を放出することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３０】
前記選択的に放射を放出するステップが、前記ランプを夜及び昼サイクルで周期的に変化させることをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記試験片を濡らすステップが、酸性雨をシミュレートする溶液で前記試験片を濡らすことを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３２】
試験チャンバ、前記試験チャンバ内に配置された試験片支持部、バラスト制御された電源によって電力を供給されるランプ、前記試験チャンバ内に又はそれに隣接して配置された空気温度センサ、前記試験チャンバ内に配置されたブラックパネル温度センサ、前記試験チャンバに連通する空気加熱器、前記試験チャンバに流体連通する加湿器、前記試験チャンバに連通する送風機システムを有する促進耐候性装置において、試験片の促進耐候性試験をするための方法であって、
前記試験チャンバ内に試験片を位置決めし、
前記試験チャンバ内の前記試験片を濡らし、
所望のチャンバ空気温度を選択し、
所望のブラックパネル温度を選択し、
所望のチャンバ相対湿度を選択し、
前記ブラックパネル温度を感知し、
前記チャンバ空気温度を感知し、
前記チャンバ相対湿度を感知し、
前記感知されたブラックパネル温度を所望のブラックパネル温度と比較し、
前記感知されたチャンバ空気温度を所望のチャンバ空気温度と比較し、
前記比較するステップに応答して、前記送風機システムを調整する、
ことを含む方法。
【請求項３３】
前記位置決めするステップが、水平面から約１５°より小さい角度をなすように試験片を位置決めすることを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
感知されたチャンバ相対湿度を所望の相対湿度と比較し、それに応じて加湿器を調整することをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
天候が製品に損傷を与えることがある。損傷には、いくつかの例を挙げると、退色、黄変、変色、強度損失、脆化、酸化、光沢損失、亀裂、ぼやけ及びチョーキングがある。単に日光が製品に損傷を引き起こすだけでなく、酸性雨を含む雨もまた製品に損傷を与えることがある。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどの自動車は、塗装された下地の上に、金属又はプラスチックであるクリアコーティングを含む。自動車のコーティングへの損傷は酸性雨から発生することがある。酸性雨が発生し温度が高かった場合に起こる酸触媒加水分解から、「ウォータースポット」の腐食が形成されることがある。腐食は、材料がそのコーティングの表面から失われる場合に形成される。十分な量の結合が壊されたときに、ポリマ分子又はその一部片が残りのコーティングから離され、洗い流される。
【０００３】
自動車のクリアコートの腐食耐性を予測するための検査技術を開発する試みがなされてきた。コーティングされた下地に対する天候の影響を予測するために、促進耐候性試験装置が開発されてきた。このような促進耐候性試験装置は、試験片が配置される試験チャンバを有する。周知の促進耐候性試験装置は、コーティングされた下地に対する酸性雨及び日光の影響を正確にシミュレートしない。従って、このような耐候性試験装置ならびにこのような装置における試験片の性能を試験するための方法を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
促進耐候性試験装置が、酸性雨の存在下でのコーティングの腐食耐性に関連して説明されるが、以下で説明される装置は、酸性雨の作用に関して試験片を試験することのみに制限されない。この装置は、木材、屋根ふき材、織物、インク、接着剤、シーラント、パッケージング、プラスチック、金属などを含むいくつかの製品に対する光及び／又は腐食性溶液の影響を検査するのに用いることができる。以下で説明される耐候性試験装置は、他の用途にも同様に適用でき、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。
【０００５】
促進耐候性試験装置は、試験チャンバ、ランプ、ディスペンサ、及び試験片支持部を含む。ランプはＵＶ放射を生成し、該放射を試験片支持部に向けることができる。ディスペンサは、水又は酸性溶液の何れかあるいはその両方を供給するために関連する液体源に接続される。試験片支持部は、試験チャンバ内でランプ及びディスペンサの下に配置される。試験片支持部は少なくとも実質的に水平な配向に試験片を支持するように構成される。
【０００６】
促進耐候性装置における試験片に対する腐食性溶液の影響を生成するための方法もまた提供される。この方法は、試験片支持部の上に少なくとも実質的に水平に試験片を位置決めすることを含む。この方法は、さらに試験片を濡らすことを含む。この方法は、放射が試験片に当たるようにランプからの放射を選択的に放出することをさらに含む。この方法はまた試験片の制御された乾燥を含む。
【０００７】
促進耐候性装置における試験片の風化を促進するための方法が提供される。この方法は、試験チャンバ内に試験片を位置決めし、所望の放射照度を選択し、所望のチャンバ空気温度を選択し、所望のブラックパネル温度を選択し、所望のチャンバ相対湿度を選択し、ブラックパネル温度を感知し、チャンバ空気温度を感知し、チャンバ相対湿度を感知することを含む。この方法はさらに、感知したブラックパネル温度を所望のブラックパネル温度と比較することを含む。この方法はまた、感知したチャンバ空気温度を所望のチャンバの空気温度と比較することを含む。この方法はまた、前述した比較ステップに応答して送風機システムを調整することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
促進耐候性装置１０は、いくつかの異なる構成要素及びシステムを含む又はそれらと連通することができる試験チャンバ１２を含み、以下でより詳細に説明される。促進耐候性装置１０は、チャンバ１２に配置される試験片支持部１４、該試験片支持部１４に光を向けるランプ１６、流体を試験片支持部１４に供給する流体ディスペンサ１８及び２０を含む。
【０００９】
試験チャンバ１２は複数の試験サンプルを保持するのに十分なだけ大きい。試験チャンバ１２はまた、ランプ１６ならびに流体ディスペンサ１８及び２０につながる配管を保持するのに十分なだけ大きくすることができる。試験チャンバはまた、ランプ１６と試験片との間に適切なスペースをあけ、流体ディスペンサ１８及び２０と該試験片との間に適切なスペースをあけるのに十分なだけ大きくすることができる。適切なスペースは、放射及び液体を試験片上により均一に分配することを可能にする。
【００１０】
試験片支持部１４は、ランプ１６ならびに流体ディスペンサ１８及び２０の下に位置している。試験片支持部は、複数の試験片を保持するのに十分なだけ大きいラック又はトレイとすることができる。試験片支持部は、サンプルの液体の流出の流れを妨げうる上方向に延びる側壁を含まないことが好ましい。代替的に、試験片支持部は、過剰な液体を試験片から自由に流出させる排水孔を含み、それにより試験片は液体が除去されるので液体に浸らない。試験片支持部は、実質的に水平な配向に試験片を支持するように設計される。このような実質的に水平な配向は、水平面から１５度より小さいことが好ましく、水平面から１０度より小さいことがより好ましい。このような水平な配向は、自動車のボンネット、トップ又はトランクの配向をシミュレートするという利点がある。水平な配向は、試験片上の水滴の形成を促進し、雨がこれらの実質的に平坦な水平面から容易には流出しないので、水滴が一定の位置で乾燥するという点で、自動車のボンネット、トップ又はトランクをより正確にシミュレートする。試験片支持部は固定してもよく、あるいは、例えば回転するなど、動いてもよい。
【００１１】
キセノンランプ又は他の適切なランプとすることができるランプ１６は、反射器２２及び赤外線（ＩＲ）ミラー２４の近くに取り付けられる。さらに、日光によって放出されたスペクトルをシミュレートするために、フィルタ２６を用いてランプ１６にフィルタをかけることができる。このようなフィルタ及びフィルタリングシステムは、当該技術分野では周知である。１つのランプが図２に概略的に示される。複数のランプ１６を用いることもできる。
【００１２】
放射照度コントローラ２８がランプ１６の出力を調整する。放射照度コントローラ２８は出力を調整するためにランプ１６に供給される電力の量を制御する調光器を含むことができる。放射照度コントローラ２８は、ランプ１６及びランプ３０の放射照度センサと通信し、試験チャンバ１２の光の量を測定し、この情報を放射照度コントローラ２８に提供する。放射照度コントローラ２８は入力制御パネル（図示せず）を介してユーザによって設定された値に従ってランプの出力を調整することができる。放射照度コントローラ及び入力制御パネルの実施例を含む促進耐候性装置が例えば米国特許第５，２０６，５１８号に示され、引用によりここに組み込まれる。
【００１３】
バラスト３２がランプ１６に供給された電力を制御する。バラスト３２は電力が該ランプ１６にどれくらいの時間、供給されるかを制御するためにスイッチ及びタイマー機構３４を通してランプ１６と通信することができる。バラスト３２はまたユーザの入力に応じてランプに供給される電力を制御するために放射照度コントローラ２８と通信する。スイッチ及びタイマー機構３４を用いることによって、昼間又は夜間の状態をシミュレートするようにランプ１６をサイクルさせる、すなわち、電源を切ったり入れたりすることができる。スイッチ及びタイマー機構３４が入力パネル（図示せず）からの入力を受信することができ、ユーザは特定のサイクル時間を設定することができる。
【００１４】
試験片を放射に曝すことに加えて、試験片もまた腐食性溶液に曝すことができる。２つのディスペンサ１８及び２０が示され、説明されるが、しかしながら、１つのディスペンサ又は複数のディスペンサを設けることもできる。試験片に液体をスプレーする装置を参照して試験片を濡らすことが説明されるが、しかしながら、試験片は如何なる従来の様式ででも濡らすことができる。例えば、試験片は溶液に浸漬することができる。試験片を浸漬するために、側壁を有するトレイに試験片を配置することができ、該トレイに試験片を浸漬するための溶液を入れることができる。
【００１５】
図７を参照すると、第１のディスペンサ１８は、腐食性溶液源と流体連通しており、酸性雨をシミュレートするための酸性溶液、ならびに塩基性溶液、塩、有機体、他の化学物質を含むほかの腐食性溶液を収容することができる。第２のディスペンサ２０は、脱イオンした市の水道水、ならびに、典型的な水道水、蒸留水などを含むことができる「清潔な」水源と流体連通する。第１のディスペンサは、その自由端に取り付けられたスプレーノズル３６を備えたスプレーバー組立体を有する。同様に、第２のディスペンサは、その自由端に取り付けられたスプレーノズル３８を備えたスプレーバー組立体を有する。ノズル３６及び３８は、該ノズルを通る液体の流量を調節するために、バルブ（図示せず）などを含むことができる。１つの実施形態において、ノズル３６及び３８が霧をスプレーする。霧を、所望の直径の水滴が試験片上に形成されるようにするのに十分なだけ長い時間、試験片上にスプレーすることができる。代替の実施形態において、ノズル３６及び３８は、暴風雨での水滴のサイズと同様の、試験片上に落ちる大きい水滴を噴出するように適合される。ノズルはまた、霧と大きい水滴との間のサイズで液体を供給し、あるいは、蛇口と同様の水流を提供するように構成することができる。タイマー４０は、各ディスペンサが液体を供給する時間の長さ及びディスペンサ間の時間間隔を制御するために、ディスペンサ１８及び２０の各々と通信する。タイマー４０は、入力パネル（図示せず）と通信することができ、それにより、ユーザは、各ディスペンサが液体を供給する時間の量及びディスペンサ間の時間間隔を入力することができる。また各ノズルのバルブ（図示せず）は、該ノズルから供給される水滴のサイズを制御するために、入力パネルと通信することができる。
【００１６】
腐食性溶液の流れを説明すると、貯蔵容器４２が腐食性溶液を収容する。貯蔵容器４２は、パイプ４６を通してポンプ組立体４４と連通する。ポンプ組立体４４はパイプ４８を通してチェックバルブ５０及び第１のディスペンサ１８へ腐食性溶液をポンプで送り込む。第１のディスペンサ１８は、試験チャンバ１２に配置されるノズル３６を含む。腐食性溶液の流路におけるパイプ及び構成要素は、それらを通って流れる腐食性溶液の存在下で劣化しないような好適な材料から構成される。
【００１７】
水源（図示せず）からの水の流れを説明すると、水は、パイプ５２を通過して水の入口バルブ５６を通ってウォーター・フィルタ５４と連通する。水は、ウォーター・フィルタ５４でろ過され、次に、パイプ５８を通る。パイプ５８はティー６２に接続され、該ティー６２の一方の出口にパイプ６４が接続され、該ティーの他方の出口にフロースイッチ６６が接続される。フロースイッチ６６は、該フロースイッチを通過する水の量を制御して、ティー６２を介するパイプ６４を通して如何なる過剰な水をも送る。パイプ６４はパイプ７２を介して給水組立体６８に接続される。フロースイッチ６６は流量計７４と連通する。流量計７４は第２のディスペンサ２０に供給された水の量を測定する。流量計７４はパイプ７８を介してソレノイドバルブ７６と連通する。ソレノイドバルブ７６は第２のディスペンサ２０に供給される水の量を制御する。ソレノイドバルブ７６はパイプ８４を介して圧力調整器８２と連通する。圧力調整器８２を通過する水の圧力を測定するために、圧力ゲージ８６が設けられる。圧力調整器８２は第２のディスペンサ２０に供給される水の圧力を調整する。圧力調整器８２はチェックバルブ９２を介して第２のディスペンサ２０と連通するパイプ８８と連通する。第２のディスペンサ２０は試験チャンバ１２に配置されるノズル３８を含む。
【００１８】
チャンバ１２は該チャンバから液体を除去するための排水管９４を含む。排水管９４はパイプ９６に接続される。パイプ９６は継手１０２を通して排水パイプ９８と連通する。排水パイプ９８はティー１０４に接続され、該ティー１０４は、第１の出口を介して出口パイプ１０６と、及び第２の出口を介して給水組立体６８と連通する。給水組立体はパイプ１０８を介して、以下により詳細に説明されるように、水を加湿器に供給する。
【００１９】
試験チャンバ１２での試験片の乾燥を制御するために、試験チャンバの空調を制御するための調節システムが設けられる。試験チャンバ１２と連通する多数の送風機を含む、調節システムの１つの実施形態が示される。しかし、他の調節システム、例えば、単一の送風機及びダンパーを有する調節システムを、試験チャンバ１２内部の空調を制御するのに用いることもできる。
【００２０】
図２を参照すると、促進耐候性装置１０は、外気入口１１４を通して室内空気又は外気を空気混合ダクト１１６に引き込む外気送風機１１２を有する。外気は、空気混合ダクト１１６を通って移動し、そこで、湿度コントローラ１２０によって制御される加湿器１１８が、必要に応じて空気に付加的な湿度を加える。空気加熱器１２２は、空気がチャンバの入口ダクト１２４に流入する前に、必要に応じて空気の温度を上げる。図２にある複数の矢印は、促進耐候性装置全体にわたる空気の流れのパターンを例示するためのものである。
【００２１】
任意に、第１空気温度センサ１２６が、その動作は以下でより十分に説明されるが、試験チャンバ１２に入る前の空気温度を測定する。空気が、試験チャンバに及び試験片支持部１４に配置された１つ又はそれ以上のサンプル１３２上に流入する。ブラックパネル温度センサ１３６が試験片支持部１４に取り付けられることが好ましい。
【００２２】
空気は、試験片支持部１４の周りを通った後に、試験チャンバ１２から流出し、排気ダクト１４０に流入し、第２のチャンバ空気温度センサ１４２及びチャンバ湿度センサ１４４が、排気空気温度及び相対湿度か又は湿球温度の何れかを測定する。この地点で、再循環空気送風機１４６が、任意に一部の空気を排気ダクトから引き戻し、再循環空気入口１４８を通して空気混合ダクト１１６に引き込み、システムを通る再循環のために外気送風機１１２によって引き込まれた外気と混合する。再循環空気送風機１４６を通してシステムに引き戻されなかった空気が、排気管１５０を通してシステムから流出する。以下でより十分に説明されるように、チャンバ空気とブラックパネル温度の両方を制御するために送風機コントローラ１５２が外気送風機１１２及び再循環空気送風機１４６の速度を制御する。図２は、２つの空気送風機を含む実施形態を例示しているが、耐候性装置は、他の多数の送風機システム、又は上述したような単一の送風機及びダンパーを含むことができると理解される。
【００２３】
耐候性装置１０において試験を実行するより前に、オペレータが適用可能な試験パラメータを指定又は設定する。所望の放射照度（ＩＲＲSP）及び以下、すなわち、（ｉ）所望のブラックパネル温度（ＢＰＴSP）、（ｉｉ）所望のチャンバ空気温度（ＣＡＴSP）のうちの少なくとも１つが設定されることが好ましい。さらに、所望の相対湿度（ＲＨSP）を、実行される試験がそのように要求する場合にはオペレータが選択することができる。ＣＡＴ及びＢＰＴのうちの一方のみが指定される場合には、式によってか又はルックアップテーブルを通してかの何れかによって他方が推定されると理解される。
【００２４】
技術者は、ランプ１６からの放射の加熱効果のために、実際のチャンバ空気温度（ＣＡＴ）を試験チャンバ１２では直接測定できないことを理解するであろう。それゆえに、チャンバ空気温度は、典型的には第２のチャンバ空気温度センサ１４２を用いてチャンバ出口で測定される。代替的に、実際のチャンバ空気温度又は乾球温度が、試験チャンバ入口に配置される第１のチャンバ空気センサ１２６からの温度の読取値及び該チャンバ出口に配置される第２のチャンバ空気温度センサ１４２からの温度の読取値の平均を用いて測定される。第１及び第２のチャンバ空気温度センサからの温度の加重あるいは単純平均の何れかを使用できることが理解される。
【００２５】
１つの実施形態において、ブラックパネル温度センサ１３６は、実際のブラックパネル温度（ＢＰＴ）を測定する非絶縁ブラックパネルセンサを含む。代替的に、ブラックパネル温度センサ１３６は、実際のブラック標準温度（ＢＳＴ）を測定する絶縁ブラックパネルセンサを含む。以下に説明される制御方法においては、実行される耐候性試験の要求に応じて、ＢＰＴ及びＢＳＴを交互に用いることができると理解される。１つの実施形態において、チャンバ湿度センサ１４４は従来の相対湿度センサを含む。代替の実施形態において、乾球温度を提供するチャンバ空気温度センサ１２６、１４２の１つ又は両方からの温度の読取値に従って、相対湿度が湿球温度センサからの測定値に基づいて計算され、あるいは、検査される。
【００２６】
図３を参照し、かつ同じ参照番号が同じ要素を示す図２を引き続き参照すると、送風機コントローラ１５２は、ＢＰＴSP及びＣＡＴSPといった所望の温度パラメータを受信し、格納する設定値（Set Point）手段１７０を含む。比較プロセッサ１７４が、第１及び第２のＣＡＴセンサ１２６、１４２及びＢＰＴセンサ１３６からのＣＡＴ読取値及びＢＰＴ読取値と共に、設定値手段１７０からの所望の試験パラメータを受信する。以下により十分に説明されるように、比較プロセッサ１７４が所望の試験パラメータと測定されたパラメータを比較して、モータコントローラの信号を一対のモータコントローラ１７６、１７８に送信し、外気送風機１１２及び再循環空気送風機１４６のファンの速度を順に制御する。
【００２７】
図４を参照すると、一旦、耐候性装置が作動すると、放射照度が設定され２００、従来の様式でランプバラスト３２（図１）によってＩＲＲSPに制御される。バラスト３２はランプ１６に供給される電力を制御して、スイッチ及びタイマー機構３４と通信することができる。従って、昼間又は夜間のサイクルをシミュレートするために、ランプ１６がオンになっている時間ならびに該ランプの放射照度を周期的に変化させることができる。
【００２８】
図４を参照すると、図２に例示される２つの送風機の実施形態が送風機コントローラ１５２によって制御される。ブラックパネル温度（ＢＰＴ）とチャンバ空気温度（ＣＡＴ）の両方が、所定の試験のために設定される２１０、２２０。空気がシステム全体にわたって循環するので、ＢＰＴが測定され２３０、該ＢＰＴが設定値ＢＰＴSPより上にあるかどうかを判断するために設定値と比較される２５０。ＢＰＴが設定値より上にある場合には、温度の上昇を補償するために外気送風機の速度が増加する２７０。すなわち、より多くの外気が外気送風機によって外気の入口を通して空気混合ダクトに引き込まれる。
【００２９】
同時に、チャンバの空気温度（ＣＡＴ）が測定されて２４０、ＣＡＴ設定値、ＣＡＴSPと比較される２６０、２８０。より具体的には、ＣＡＴが設定値より上の場合には、再循環送風機の速度が減少する２９０。さらに、ＣＡＴが設定値より下の場合には２８０、空気加熱器が使用可能になる２９５。この実施形態において２つの送風機が２つの自動の閉ループシステムとして送風機コントローラによって制御されることが理解される。すなわち、外気送風機（ＳF）の速度が、ＢＰＴによって制御され、判断され、一方再循環空気送風機（ＳR）の速度が、ＣＡＴによって制御され、判断される。代替的に、送風機コントローラは、２つの自動の閉ループシステムとして２つの送風機を制御し、ＳFがＣＡＴによって制御され、判断され、一方ＳRがＢＰＴによって制御され、判断される。この実施形態において、測定された温度が上昇すると、それぞれの送風機は速度が増加する。この実施形態において、空気加熱器を、ＣＡＴの付加的な範囲を提供するために外気送風機と組み合わせて用いることができる。
【００３０】
図５を参照すると、代替の実施形態において、送風機コントローラが、２つの送風機の速度を制御するために２つの出力を用いて、１つの自動の閉ループシステムとして２つの送風機を制御する。この実施形態において、全送風機速度（ＳTOTAL＝ＳF＋ＳR）が、ブラックパネル温度（ＢＰＴ）によって制御され、判断され、一方外気の割合（ＲFRESH＝ＳF／ＳTOTAL）又は同様の加重比が、チャンバ空気温度ＣＡＴによって制御され、判断される。
【００３１】
最初に、所望の放射照度が設定される３００。さらに、所望のＢＰＴ及びＣＡＴが設定される３１０、３２０。測定されたＢＰＴ３３０は設定されたＢＰＴと比較される３４０。さらに、ＣＡＴが測定され３５０、ＣＡＴ設定値と比較される３６０。この実施形態において、ＢＰＴが設定値であってＣＡＴが設定値より低い場合には、外気の割合ＲFRESHが減少し３７０、一方で全送風機速度ＳTOTALが一定に維持される。言い換えると、外気送風機の速度が減少し、一方で再循環空気送風機の速度は増加する。ＢＰＴが設定値より低く、一方ＣＡＴが設定値又はそれより高い場合には、外気の割合は一定のままであり、一方全送風機速度は減少する３８０。言い換えると、外気送風機の速度と再循環空気送風機の速度の両方が減少する。この実施形態において、達成できる温度の範囲を増加させるために、空気加熱器を用いることができる。
【００３２】
図６を参照すると、代替の実施形態において、全送風機速度ＳTOTALは、ＢＰＴによって制御され、判断され、一方送風機の速度比（ＲFRESH＝ＳF／ＳTOTAL）又は同様の加重比は、ＣＡＴによって制御され、判断される。
【００３３】
放射輝度が所望の値に設定される４００。さらに、ＢＰＴ及びＣＡＴは、両方ともそれぞれの所望の値に設定される４１０、４２０。ＢＰＴ及びＣＡＴの両方が測定され４３０、４５０、それぞれの設定値と比較される４４０、４６０。この実施形態において、ＢＰＴが設定値であるが、しかし、ＣＡＴが設定値より低い場合には、ＳTOTALが一定に維持され、一方送風機の速度比ＲSPEEDが減少する４７０。言い換えると、外気送風機の速度ＳFが減少し、一方再循環空気送風機の速度ＳRが増加する。代替的に、ＢＰＴが設定値より低く、一方ＣＡＴが設定値か又はそれより高い場合には、送風機の速度比ＲSPEEDが一定のままで、一方全送風機速度ＳTOTALが減少する、すなわち、ＳFとＳRの両方が減少する。この実施形態において、達成できる温度の範囲を増加するために、空気加熱器を用いることができる。
【００３４】
代替の実施形態において、送風機コントローラが２つの開ループシステムとして外気送風機及び再循環空気送風機を制御する。この実施形態において、外気送風機の速度及び再循環空気送風機の速度が、例えば、モータ速度コントローラに取り付けられた電位差計を用いて、手動で各々別個に制御される。２つの送風機速度を調整することによって、幾分相互依存的ではあるが、システムのＢＰＴ及びＣＡＴが特定の範囲内にあるように各々調整される。所望であれば、１つ又はそれ以上の空気加熱器がより大きい範囲のチャンバ温度を提供するために外気及び／又は再循環空気送風機と併せて使用される。
【００３５】
上で特定された多数の送風機温度制御方法の何れかにおいて、送風機の各々の動作に応じて、送風機の速度を固定最大値及び最小値内及び／又は浮動最大値及び最小値内に保持できることが理解される。浮動の制限は、１つの送風機の最小の速度が間違った通路を通る他の送風機からの流れを妨げるのに必要となるので有用である。例えば、１００％の外気がある試験に要求される場合には、外気送風機が必要とされる気流を提供する速度で回転する。しかしながら、再循環空気送風機が停止する場合には、大量の外気が再循環空気送風機を通って逆流し、機械から排気される。これを防ぐために、再循環空気送風機がより遅い「阻止」速度で作動され、それによってこの漏れを止めて試験チャンバに外気送風機のフル出力を提供する。
【００３６】
さらに、所望であれば、一旦送風機の速度が確立されると、外気送風機の速度を、例えば１０％の公称量だけ増加することができ、再循環空気送風機を同等の全流量をもたらすように調整することができる。この実施形態において、空気加熱器は空気温度を微調整してより安定した温度をもたらす。
【００３７】
再び、図２を参照すると、試験チャンバ１２内の相対湿度が、手動で、半自動で又は自動で動作する湿度コントローラ１２０を用いて制御される。半自動制御の実施形態は、直接相対湿度を感知する、あるいは、感知された湿球温度を用いてそれを計算することを要求する。湿度コントローラ１２０内のフィードバック機構は、測定された相対湿度が特定の相対湿度ＲＨSPより低いように、あるいは、ＲＨがＲＨSPを超える場合にはそれより低いように、加湿器１１８により多い湿度を放出するように指示する。加湿器１１８は直接の水スプレー、空気噴霧水スプレー、機械的に生成した水の霧、超音波の霧生成、すなわち、噴霧器又は湯沸器のうちの少なくとも１つの形態を取る。さらに、相対湿度が空気温度に対して「相対的」であるので、湿度コントローラは２つの空気送風機の動作に影響を及ぼすことができる。それゆえに、特定の試験が温度制御を明確に要求しない場合でさえ、空気温度の制御は相対湿度を制御することが重要である。例えば、ＲＨが設定値より低い場合には、再循環空気送風機が、相対湿度を保持し増加するためにより高いパーセンテージの空気を再循環する。対照的に、相対湿度がＲＨ設定値より高い場合には、外気送風機が付加的な「乾燥した」室内空気を混合空気ダクトに引き込み、一方再循環送風機がより少なく再循環させ、それゆえに試験チャンバからの「湿った」空気をより多く排気する。
【００３８】
上述の装置は、試験片に対して耐候性試験を行う際にユーザに高い柔軟性を提供する。この試験は、試験片に酸性雨をシミュレートする溶液が与えられるとして実施することができる。例えば、溶液の試験片への供給は、水滴が１ｃｍから２４ｃｍの範囲に及ぶ試験片上に形成されるように供給されるように制御することができる。試験片が実質的に水平に置かれるので、溶液が溜まることができ、それが、自動車のトランク、トップ、ボンネットの状態をより正確にシミュレートする。ランプを昼間及び夜間をシミュレートするように周期的に変化させることができ、相対湿度を戸外の状態をシミュレートするように制御することができ、チャンバの温度を戸外の状態をまたシミュレートするように制御することができるという点で、乾燥時間及び状態を制御するために制御が与えられる。これらのパラメータを制御することによって、乾燥時間及び状態は、試験片が最終的に達する環境をより正確にシミュレートすることができる。さらに、酸性溶液が約１分から約１週間で試験片のどこででも十分に乾燥するように、乾燥時間を制御することができる。それにより、酸性雨といった腐食性溶液に対する下地の耐性を判断することができる。
【００３９】
好ましい実施形態を参照しながら装置及び方法を説明してきた。これまでの詳細な説明を読み、理解すれば、修正及び変更が想到されるであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限りにおいて、このような全ての変更物及び代替物を含むように解釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】促進耐候性装置の概略図である。
【図２】相対湿度制御及び明確にするために除去された幾つかの構成要素を有する図１の促進耐候性装置の概略図である。
【図３】図１の促進耐候性装置に用いられる送風機コントローラの概略図である。
【図４】図１の促進耐候性装置に用いられる多数の送風機システムを制御する方法を例示するフローチャートである。
【図５】図１の促進耐候性装置に用いられる多数の送風機システムを制御する別の方法を例示するフローチャートである。
【図６】図１の促進耐候性装置に用いられる多数の送風機システムを制御する別の実施形態を例示するフローチャートである。
【図７】図１の促進耐候性装置に用いられる配管の系統図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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