(57)【要約】【課題】  試料の退色、組成、構造の劣化を促進する集中光源である放電ランプを有し、制御、較正構造及び動作方法の改良された耐候性試料促進装置の提供。【解決手段】  改良された位置から耐候試験過程をモニターする試験モジュールで、試料が照射に曝される方法で照射を検知する。試験モジュールは、試験チャンバ内の過酷な環境に精密な機械であるモジュールが曝されることないように、試験チャンバのドア内に形成されたポケットに取付けられている。【選択図】  図２
2008185600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンクロージャー内に設けられている試験チャンバへのアクセスのためのドアを少なくとも一つ有しているエンクロージャーと、
試験チャンバ内に設けられている試料ホルダーを支持するための試料取付け部と、
試験チャンバ内で光を発生させる試験チャンバ内に設置されている光源列と、
光源列に給電するための電源と、
光源列の出力を連続して制御する複数の自動調整可能な制御チャンネルを備え、
各制御チャンネルは少なくとも一つの光源の出力を制御し、複数の制御チャンネルは、ドアに形成されたポケット内に取り外し可能に設置され、試料取付け部の異なる空間を検知するように構成されている複数の試験モジュールを有していることを特徴とする促進耐候性装置。
【請求項２】
各制御チャンネルは、少なくとも一つの光源が受ける電源からの電力量を制御する、少なくとも一つの光源に接続されているバラストと、
試験モジュールとバラストに接続されており、バラスト制御信号を送信することによりバラストの動作を制御するコントローラーと、
各試験モジュールに含まれている試験センサーと、
試験モジュール内に配置され、試験センサーとコントローラーに接続されており、所望の設定値に照射信号を維持するためにコントローラーがバラスト制御信号を調整するように、照射信号をコントローラーに送信する送信部を備え、
前記試験センサーは、ポケットに形成された孔に挿入され、少なくとも一つの光源の対応位置に位置し、少なくとも一つの光源からの試験チャンバ内の照射を検知し、検知照射を表す照射信号を生成する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第一及び第二の試料サポート壁を有し、各列が四つのランプを有する第一及び第二の光源列を有する請求項１に記載の装置。
【請求項４】
複数の試験モジュールは、各試験モジュールが隣接する二つのランプからの照射を実質的に選択するようにポケット内に配置された四つの試験モジュールを有している請求項１に記載の装置。
【請求項５】
複数の制御チャンネルは、四つの別個に調整可能な制御チャンネルを有する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
較正モジュールは、さらに、試験チャンバ内の照射を検知し、検知照射を示す基準値を生成する基準センサーと、基準センサーに接続され、光源列の出力を調整するために制御チャンネルに入力された基準値を表示する基準値ディスプレーを有する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
試験チャンバの内の温度をモニターし、温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の照射に維持するためにバラスト制御信号を調整するコントローラーに温度信号を送信する、コントローラーに接続している温度センサーをさらに有している請求項２に記載の装置。
【請求項８】
試験チャンバの内の温度をモニターし、温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の温度に維持するためにヒーター制御信号を調整するコントローラーに温度信号を送信する、コントローラーに接続している温度センサーをさらに有している請求項２に記載の装置。
【請求項９】
複数の試験モジュールは、周波数ノイズを減少させるために照射信号を増幅する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
周波数ノイズの減少は、利得とともに、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換することにより達成される請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
コントローラーは、処理ユニットとプログラム処理を記憶しているメモリーを有しており、プログラムは処理ユニットに読まれると、コントローラーに、所望の照射信号の設定値入力を受けとらせ、試験手順を開始させるようになっており、この手順は、
バラスト制御信号を設定値に基づいてバラストに出力するステップと、
試験モジュールから照射信号入力を受け取るステップと、
設定値と照射信号との間の利得に基づいてバラスト制御信号を調整するステップと、
調整されたバラスト制御信号を出力するステップと、
所望の期間、試験手順ステップを繰り返すステップを有している請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
コントローラーは、さらに、プログラム命令を有しており、処理ユニットに読まれると、コントローラーに、較正のための複数の制御チャンネルの一つを選択させ、較正手順を開始させるようになっており、この手順は、
選択制御チャンネルに関連する試験モジュールとの接続を切断するステップと、
基準センサーを有する較正モジュールを選択制御チャンネルに接続させるステップと、
基準値を生成するために、概ね選択制御チャンネルに関連する光源からの照射によって試験チャンバ内に現存する照射を基準センサーを用いて検知するステップと、
較正モジュールに含まれているディスプレーに基準値を表示するステップと、
上記ステップを各制御チャンネル毎に繰り返すステップと、
基準値をコントローラーに入力するステップと、
各制御チャンネルに関連する基準値と設定値を比較するステップと、
各制御チャンネルに関連する光源の出力を較正するために、各制御チャンネルの利得を調整するステップを有している請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
較正ステップは、さらに、較正モジュールを用いて、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃの範囲での紫外線を発生するランプ群を検知するステップと、
検知したランプを自動的にコントローラーに通信させるステップを有している請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
エンクロージャー内に設けられている試験チャンバへのアクセスのためのドアを少なくとも一つ有しているエンクロージャーと、
試験チャンバ内で光を発生させる試験チャンバ内に設置されている光源と、
光源に給電するための電源と、光源及び電源に接続されており、光源が受ける電源からの電力量を制御するバラストと、
試験モジュールとバラストとに接続されており、バラスト制御信号を送信することによりバラストの動作を制御するコントローラーを備え、
前記バラストは、点火前に光源を暖めるために所望の期間、光源に低圧を加えるように光源の起動を制御する回路を有しており、これにより、光源への衝撃が最小限になり、光源の寿命が延びるとともに、
前記コントローラーは、試験チャンバ内の所望の照射を維持するために、試験モジュールから受け取った照射信号に対応してバラスト制御信号を調整することを特徴とする促進耐候性装置。
【請求項１５】
操作電圧になるまで低電圧が光源に徐々に加えられる請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
試験チャンバの内の温度をモニターし、温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の照射に維持するためにバラスト制御信号を調整するコントローラーに温度信号を送信する、コントローラーに接続している温度センサーを、さらに有している請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
試験チャンバ内の温度をモニターし、温度信号を生成し、試験チャンバ内を所望の温度に維持するためにヒーター制御信号を調整するコントローラーに温度信号を送信する、コントローラーに接続している温度センサーをさらに有している請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
コントローラーは、試験チャンバ内を所望の照射に維持するために、照射信号をモニターし、それに応じてバラスト制御信号調整する請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
所望の期間は、少なくとも略１．５秒である請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
低電圧は、略２〜５ボルトである請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
試験チャンバと、試料取付け部と、バラストにより制御される電源によって給電される光源と、
各制御チャンネルが、少なくとも一つの光源の出力を制御し、試験チャンバ内の照射を検知する試験センサーを含む試験モジュールを有している、光源出力を連続制御する自動調整可能な制御チャンネルを複数備える試験装置での、促進試料耐候性試験方法であって、
照射信号を生成するために、試験センサーの一つを用いて、概ね制御チャンネルに関連する光源からの照射による試験チャンバ内に現存する照射を検知するステップと、
試験センサーによって検知された照射信号を制御チャンネルのコントローラーに送信するステップと、
照射信号と設定値とが等しいかを判断するために比較するステップと、
光源の出力が調整されるように、制御チャンネルに関連するバラストに対するバラスト制御信号を調整するステップと、
各制御チャンネルに関連するバラスト制御信号が調整されるまで上記ステップを繰り返し、一サイクルとするステップと、
上記ステップを所望のサイクル回数繰り返すステップと、
較正のための制御チャンネルのうち一つを選択するステップと、
選択制御チャンネルに関連した試験モジュールの接続を切断するステップと、
基準センサーを有する較正モジュールを、選択制御チャンネルに接続するステップと、
基準値を生成するために、基準センサーを用いて、概ね選択制御チャンネルに関連する光源からの照射による試験チャンバ内に現存する照射を検知するステップと、
較正モジュールに含まれているディスプレーに基準値を表示するステップと、
すぐ上記に記載したこれらの切断、接続、検知、表示のステップを制御チャンネルごとに繰り返すステップと、
基準値をコントローラーに入力するステップと、
設定値と基準値を比較するステップと、
各制御チャンネルに関連した光源の出力を較正するために、各制御チャンネルを再度調整するステップを有することを特徴とする促進試料耐候性試験方法。
【請求項２２】
各制御チャンネルは、さらに、試験チャンバ内の温度をモニターする、コントローラーに接続された温度センサーを有しており、方法は、さらに、温度信号を生成するステップと、試験チャンバ内の所望の照射を維持するために、バラスト制御信号を調整するコントローラーに、温度信号を送信するステップを有している請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
各制御チャンネルは、さらに、試験チャンバ内の温度をモニターする、コントローラーに接続された温度センサーを有しており、方法は、さらに、温度信号を生成するステップと、試験チャンバ内の所望の照射を維持するために、ヒーター制御信号を調整するコントローラーに、温度信号を送信するステップを有している請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
方法は、さらに、バラストの現在のドロー（Draw）をモニターするステップと、試験チャンバ内の所望の照射を維持するために、バラスト制御信号を調整するステップを有する請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
試験チャンバと、試料取付け部と、バラストにより制御される電源によって給電される光源と、
各制御チャンネルが、少なくとも一つの光源の出力を制御し、試験チャンバ内の照射を検知する試験センサーを含む試験モジュールを有している、光源出力を連続制御する自動調整可能な制御チャンネルを複数備える試験装置での、促進試料耐候性試験方法であって、
光源への衝撃を最小限にすると共に、光源の寿命を延ばすために、点火前に光源を暖めるために所望の時間、光源に低電圧を加えるバラスト内の回路によって、光源の起動を制御するステップと、
照射信号を生成するために、試験センサーの一つを用いて、概ね制御チャンネルに関連する光源からの照射による試験チャンバ内に現存している照射を検知するステップと、
試験センサーによって検知された照射信号を制御チャンネルのコントローラーに送信するステップと、
照射信号と設定値とが等しいかを判断するために比較するステップと、
光源の出力が調整されるように、設定値と照射信号との間の利得に基づいて、制御チャンネルに関連するバラストに対するバラスト制御信号を調整するステップと、
各制御チャンネルに関連するバラスト制御信号が調整されるまで上記ステップを繰り返し、一サイクルとするステップと、上記ステップを所望のサイクル回数繰り返すステップと、
較正のための制御チャンネルのうち一つを選択するステップと、
選択制御チャンネルに関連した試験モジュールの接続を切断するステップと、
基準センサーを有する較正モジュールを、選択制御チャンネルに接続するステップと、
基準値を生成するために、基準センサーを用いて、概ね選択制御チャンネルに関連する光源からの照射による試験チャンバ内に現存している照射を検知するステップと、
較正モジュールに含まれているディスプレーに基準値を表示するステップと、
すぐ上記に記載したこれらの切断、接続、検知、表示のステップを制御チャンネルごとに繰り返すステップと、
基準値をコントローラーに入力するステップと、
設定値と基準値を比較するステップと、
各制御チャンネルに関連した光源の出力を較正するために、各制御チャンネルを再度調整するステップを有することを特徴とする促進試料耐候性試験方法。
【請求項２６】
前記所望の時間は少なくとも１．５秒である請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記低電圧は、略２〜５ボルトの範囲である請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の耐候効果を促進する装置に関するものであり、より詳細には、試料の退色、組成、構造の劣化を促進する集中光源とされる放電ランプを有し、制御、較正構造、操作方法の改良を施したものに関する。本発明に係る好適な実施例においては、紫外線のスペクトル点で、概ね自然太陽光に近似する紫外線蛍光ランプが光源として用いられ、これにより劣化が生じるものであり、特にこれに関連して説明する。しかし、他の放電ランプ、代表例としてキセノンランプ等を光源として用いてもよいことは理解されるだろう。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、放電ランプを用いた従来の試験装置は、試験チャンバ１２内に設けられ断面において下方に左右対称に広がる８つの紫外線ランプ１０を有している。試験される試料１４は、内面がランプの方向を向いて、それからの照射をうけるために、試験装置のハウジングの二つの対向する試料サポート壁に取付けられている。図示の装置においては、上部と下部の二つの試料があるが、一つの試料のみであっても、試料が二つ以上あってもよい。試料１４の裏面は装置外部の大気に曝される。外気はチャンバ１２の温度を調整するために、熱せられ、チャンバ１２内部に吹き込まれる。湿気供給タンク１６の水分は、常套の手段によって熱せられ、チャンバ１２に湿気を供給するために蒸発される。
【０００３】
上記の試験装置においては、動作の一例として照射光を試料１４に、６０℃の温度で１６時間照射を行い、その後、ランプ１０を消灯し、チャンバ１２の内部を、湿気を生じさせるために、５０℃に８時間保つ。これら二つのステップ（これらは、劣化試験動作の一サイクルを構成する）が連続して繰り返される。ランプの消灯中はチャンバ１２の湿度は高く、試料の裏面は低温の外気に曝される。それによって、試料の表面は、液化により湿る。こうして、試料の加湿、紫外線の照射、乾燥が繰り返され、試料の劣化が促進される。上記の説明は、この種の装置のためのサイクルの単なる一例であることが理解されよう。
【０００４】
しかしながら、図１に示す装置においては問題が存在する。まず、劣化率を探知したり、照射出力を制御するために、蛍光ランプ１０の出力を感知するものが存在しない。この種の装置において、ランプからの出力を均一なものとするために通常とられるやり方としては、所定の時間間隔、所定手順でランプの位置を回転させることがある。ランプの実際の出力を検知する試験はなされずに、出力見込みの仮定がなされ、この仮定を考慮して回転手順がつくられる。
【０００５】
この種の装置の他の欠点は、起動及び作動中ランプの調整のためのものが存在しない点である。したがって、ランプの寿命は短くなり、試験の正確さに歪みが生じる。さらに、ランプからの照射を較正する機能も有していない。
【０００６】
図１に示した従来の試験装置の上記欠点を改善するために様々な試みがなされてきた。これらには、アトラス・エレクトリック・ディバイセス・カンパニー社の装置Atlas Ci35 FADE-OMETER(登録商標)、ヘラエウスの装置XENOTEST（登録商標）1200CPS、１９８５年１０月１日発行のスガの米国特許第４５４４９９５号、１９７１年４月２７日発行のココット等の米国特許第４５４４９９５号、１９９３年４月２７日発行のフェドー等の米国特許第５２０６５１８号などがある。
【０００７】
アトラス社の装置はキセノン・アークランプを用いて使用されるようになっており、主要な光の制御システムとして、閉ループの照射モニターを有している。モニターは、ライトパイプ、干渉フィルター、固体電子装置に給電する感光ダイオードを用いて、所定の照射レベルを維持し、インテグレーターを通じて試料が受けたエネルギーを合計する。この装置はさらに、定期的にシステムを較正するための、手動式の照射制御部をも備えている。
【０００８】
ヘラエウスの装置もまた、キセノン・アークランプを用いて使用されるようになっている。この装置は、三つの別個のキセノン・アークランプの出力を検知する三つの光検知部を有している。
【０００９】
上記で述べたこれら二つの装置の要素を含んでいる従来の装置は、放電ランプを有している。これは、キセノンタイプで、垂直に設置されているものである。放電ランプの周囲のフィルターは、所望の波長の光のみを通過させるために設けられている。センサーは、垂直に配置された放電ランプの出力を感知するために設けられ、回転試料保持ラックは、放電ランプを取り囲むように配置されている。各々検知部は、それぞれの放電ランプからの照射を一定時間を超えて検知するように構成されている。回転試料保持ラックは、試料保持ラックに置かれた試料を回転させる。センサーは、放電ランプの出力を探知するようになっており、回転試料保持ラックは、全体平均として均等の照射量を各試料に提供するように試みられている。内壁は、放電ランプの反射光を外の試料に向けるために用いられる。
【００１０】
図１の類似の構成で紫外線ランプを有する他の装置が、単一のセンサーを有していることが知られている。しかし、そのような構成においては、設置に先立って、ランプの特性を適合させることが必要である。これが必要なのは、センサーは設置位置に最も近いランプしか感知しないからである。こうして、センサーは、センサーから離隔配置されているランプは、実際に感知しているランプと同一の動作をしているものと仮定するのである。
【００１１】
スガ特許は図１の放電ランプ１０の配置を非対称のものに調整することによって、図１に示した装置に改良を試みようとしたものであった。放電ランプ１０は相互に直下には配置されず、むしろ、これらは、特別に配置された構成になっている。これはスガ特許において、試料１４により均一な照射がなされる意図で行われているものである。
【００１２】
ココット等の特許は長尺状の照射光源を円筒形のキャリヤ表面内に用いる装置としている。ココット等の特許は、試料に均一の照射を提供するための三つの方法を開示している。まず、使用可能な光を反射させる鏡を設置する。次に、端部での光度を増加するように光源を設計する。最後に、光源からの照射の発散を抑えるために照射ディスクを用いる。
【００１３】
フェドー等の特許は、図１に示されている装置と構造において類似しているものであり、改良された光出力コントローラーと光線発生部を試験チャンバに有している。フェドー等の特許では、試験チャンバを有するハウジングとチャンバ内に設けられた試料サポート壁を有する装置が開示されている。光源は試験チャンバ内に設けられている。バラストは光源に接続されており、電源から光源が受ける電力量を制御する。コントローラーはバラストに接続されており、所望の目標値に従ったバラストの動作を制御するためのバラスト制御信号を生成する。光源検出器は、試験チャンバ内の現存する照射を検出するために、試料サポート壁内に配置されている。こうして、光源検出器は照射信号を生成することができ、この信号はコントローラーに入力される。所望の目標値を維持するために、バラスト制御信号を調整し、そのためにコントローラーは、照射信号を用いる。較正部は、光源検出器に隣接した試料サポート壁に挿入された基準検出器を有しており、これは、試験チャンバ内の照射を検出し、基準照射信号を生成するようになっている。基準照射信号は較正メーターに送られ、そこで較正信号が生成される。較正信号は、装置の較正のためにコントローラーに送られる。
【００１４】
フェドーの装置はさらに、試験チャンバ内に隔壁を有している。隔壁は、光源列からの光線を選択的に遮断したり、方向を変更するように構成されている。光線の遮断や方向変更は、試料サポート壁に対する光線がより均一になるようなパターンで行われる。
【００１５】
フェドーの装置は、さらに、個々の光源の出力を制御するための同時動作する複数の自動調整制御チャンネルを有している。複数のチャンネルは少なくとも一つの光源の出力を制御する。
【００１６】
上記のものは前述の従来装置を改良したものであるが、依然として欠点が存在する。アトラスとヘラエウスの装置についてみると、両者とも試料回転ラック部材を用いている。このラックが必要とされるのはまさに、基本的な理由からである。アトラスの装置は、システム全体の一定時間を超える予め設定した総照射出力レベルを維持するために、キセノン・アークランプの総出力をモニターするモニターシステムを有している。ヘラエウスの装置は、一定時間を超えた三つの異なるランプの出力を制御するための三つのセンサーを用いている。これらのセンサー部材は一定時間を超える一定の照射を生じさせるために用いられる。しかし、これらの装置のいずれも空間的に持続的に照射を生じさせるセンサー部材を用いてはいない。
【００１７】
これらの装置は、いずれも空間的な均一性を達成しようとして回転試料ラックを用いている。それゆえ、空間的な均一性は、回転ラック内の試料を、ランプの周囲で回転させることによって達成されるので、各試料が受ける有意な光量は、試料面の周囲の各地点での異なる照射の平均を示している。ラックの回転により均一性は高まるが、モーターや関連の駆動機構が必要となり、装置の構成がより複雑になってしまう。
【００１８】
しかるに、これらの装置は照射を感知する機能を有してはいるものの、これらの機能は、時間的な一定の出力のためだけを意図したもので、空間的なものを意図したものではない。装置の構造に起因して、試料の周囲の地点ごとに照射は異なる。それゆえ、放電ランプの正面に位置している領域は、高い照射領域となるのに対して、放電ランプから離れた地点にある試料はより低い照射しか受けない。ラックの回転は試料にあたる照射を全体として均一にすることを意図しているものである。
【００１９】
単一のセンサーを用いた公知の紫外線システムは、ランプをシステムに適合させる必要があるという欠点がある。これによると、使用の前にランプの広範囲の試験が必要となる。さらなる欠点としては、そのようなシステムでは、センサー位置から離れて配置されているランプが焼きついたり、機能が低下したときには、ランプの出力の低下が感知されないことになる。このことは、直近のランプのみが実際に感知されていることからすると正しいものといえ、残りのランプも同様に機能しているものと仮定されるのである。
【００２０】
スガ特許は、試料の頂部から底部までの光の均一性を増加させるために、中央の二つのランプを試料から離すことにより、試料にあたる光の均一性の向上を試みている。この構成の欠点は、スガ特許の改良点を得るための、現存の耐候性装置の改造は容易ではないという点にある。
【００２１】
ココット等の特許の欠点はそれが単一のランプシステムを想定している点である。他のココット特許の欠点は、装置の複雑性とコストが増大する点にある。
【００２２】
上記の従来の試験装置に関するさらなる欠点は、その較正機能にある。これらの装置は操作者による手動操作が必要となる。このことは逆にいうと、操作者が適切な較正をするために決定的に重要な判断を行う必要があることを意味する。操作者は装置の手動による再較正しながら判断する責任があるので、較正の正確性は操作者の技能に依存することになってしまう。さらに、較正は手動により行われるので、このような較正の間に停止時間が生じてしまい、操作者のミスによる不正確さがかなりの確率で存在する。
【００２３】
フェドー特許は、試験装置の制御及び較正手順を自動化するようにしている。同時制御により、試料サポート壁内に配置された複数のセンサーをモニターし、それぞれ別個のチャンネルを制御する。個別のセンサーを較正するために、操作者はドアを開け、基準センサーを試験チャンバ内の試料サポート壁の内部に、個別のセンサーに直近して取り付ける。較正作業は、残念ながら操作者のミスを多く生じさせる。操作者はランプの種類とそれぞれの較正位置を手動で選択しなければならない。この較正手順の問題点は、操作者は安全システムを無視しなければならず、このことが更に基準センサーの読み取りでのエラーを生じさせるという点にある。さらに、操作者は有害な紫外線の照射に曝されることになる。
【００２４】
フェドーはさらに、ランプ列の間に隔壁を設けることによってチャンバ内の光線の放射を制御しようとしている。この構成の欠点は、個々のセンサーと基準センサーが試料サポート壁内部に取り付けられている点である。この配置では、センサーが、試料が直面する暴露効果のすべてに曝される。したがって、この装置に用いられると、センサーは不具合を生じ、その結果、試験のエラーを招くことになる。別の欠点はランプの電力を制御するためのバラストである。フェドーは、バラストからの電力を増減するために信号がバラストへ送られる従来のバラストしか用いていない。
【００２５】
フェドー装置のさらなる欠点は、同時制御アルゴリズムを用いている点であり、これによると、センサーの読み取りに誤りのバイアスが生じる。その結果、照射測定値が不正確になる。したがって、制御システムが誤りのバイアスを有し、試験結果が信頼性のないものになりうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
それゆえ、センサーの配置、バイアスのないセンサー読み取り、制御及び較正方法、バラスト構成及び動作の点で改良された促進耐候性装置が望まれている。本発明は前記の問題点やその他の問題点をすべて克服し、簡単に操作でき、信頼性の高い試験構成となっている改良された促進耐候性装置である。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明は、エンクロージャー内に設けられている試験チャンバへのアクセスのためのドアを少なくとも一つ有しているエンクロージャーと、試験チャンバ内に設けられている試料ホルダーを支持するための試料取付け部と、試験チャンバ内で光を発生させる試験チャンバ内に設置されている光源と、光源に給電するための電源と、少なくとも一つのドアに設けられているポケット内に取り外し可能に設置されている、試験チャンバ内の光源からの照射を検知し、検知した照射に対応する照射信号を生成する試験モジュールと、光源が受ける電源からの電力量を制御する、光源に接続されているバラストと、試験モジュールとバラストとに接続されており、バラスト制御信号を送信することによりバラストの動作を制御するコントローラーと、検知照射を表す基準値を生成し表示するために試験チャンバ内の照射を検知する較正モジュールとを備え、前記コントローラーは、試験チャンバ内の所望の照射を維持するために、試験モジュールから受け取った照射信号に対応してバラスト制御信号を調整し、前記較正モジュールは、ポケット内の試験モジュールと交換可能に取替えられて、試験チャンバ内の照射を検知し、バラスト制御信号を調整するためにコントローラーに入力される基準値を較正モジュールに表示することを特徴とする促進耐候性装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図２(ａ)は、本発明に係る改良促進耐候性試験装置２００の正面図である。装置２００は、内部にある試験チャンバ２０６にアクセスするためのドア２０４を少なくとも一つ有するエンクロージャー２０２を有している。ここでは、一つのドア２０４のみしか述べていないが、当業者にとっては、形状及び機能の点で同一の別のドアが対向の位置にあることは理解されるだろう。試験チャンバ２０６はエンクロージャー２０２内のタンクによって全体として構成されている。試料取付装置２０８（図１４が最適図）は、試料ホルダー２１０を保持するために試験チャンバ２０６内に設置される。ジャック２０５は、プラグを接続し、取得したデータや装置２００に保存されているデータをダウンロードするためにエンクロージャー２０２に設置される。ジャックは、望ましいインターフェース特性を提供するものであればいずれの構造であってもよい。例えば、ＲＳ４８５やＲＳ２３２や他のインターフェースを用いてもよい。
【００２９】
本実施例では、試料取付装置２０８は、頂部レールと底部レールが全体として、試料サポート壁を形成している。底部レールは、ドア２０４の回転軸に隣接したタンクの第一すなわち外側の位置に設置されている。上部レールは、チャンバ２０６中心に近いドアの上部から離れているタンク内の第二すなわち内側位置にあるので、取付け装置は垂直軸に傾いた面上にある。試料ホルダー２１０は、促進暴露環境での光、熱及び液体に曝されるために、それぞれの試料サポート壁に設置されている。試料ホルダー２１０は、試料サポート壁上に、ほとんど連続して並んで位置している。試料ホルダーのうち一つは、取付けられていないが、これによりドア２０４に形成されたポケット２１８と共働する試料サポート壁に沿って、開口部２１６が形成されている。したがって、ドア２０４が閉じられると、ポケット２１８に取付けられたセンサー２２０が、正確な照射検出のために、光源２１２に曝される。
【００３０】
光源２１２は、試験チャンバ２０６内に光を発生させるために、試験チャンバ２０６内に設置される。本実施例では、光源２１２は、複数若しくはランプ列としている。本実施例では、複数のランプが第一列及び第二列に設置されており、それぞれ四つのランプを有している。当業者であれば、本発明から離れずに、構成、形状及びランプの数を変更することができることは理解できるであろう。光源２１２は、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃの範囲での紫外線を発生するランプ群から選択されている。例えば、ランプは蛍光灯、キセノンやその他の適したランプであってもよい。
【００３１】
電源（図示せず、図３参照）は、光源２１２に電力を供給する。例えば、電源は必要に応じて、標準規格の利用可能な単相１１０Ｖ又は１２０Ｖ、多相２２０V、２４０Ｖ、４４０Ｖであってもよい。外部ドア保護部２１４が、長時間の試験中にエンクロージャー２０２を保護するために、エンクロージャー２０２と接続されて提供されてもよい。コントロールパネル２１６は、下記で詳述するように、操作者が操作システムにおいて用いるためのものである。
【００３２】
図２(ｂ)は、図２(ａ)の促進耐候性試験装置のタンク部分２２２の詳細な斜視図である。タンク部分２２２は、対向面に一対のドア２０４を備えたキャビネットタイプのエンクロージャーで、試験チャンバ２０６の内部を構成している。光源は試験チャンバ２０６内に設置され、前述の如く又以下に詳述するように、電源により光源に電力が供給される。タンク部分２２２は、更に内枠と外パネル２２４を有している。
【００３３】
第一ドア２０４は、回転するように、対向のサイドパネル２２４に取付けられており、第二ドア（図示せず）に対向している。これは、サイドパネル２２４に回転するように取付けられている。図では第一ドアのみしか示していないが、第二ドアは構造及び機能の点で同一である。したがって、以下では、第一ドアのみについて説明する。ドア２０４は、試験チャンバ２０６へのアクセスを提供している。埋め込みのあるポケット２１８は、ドア２０４の略中間部に形成され、ドア２０４の外表面にくぼみがある。試験モジュール（図示していないが、以下で詳述する）と較正モジュール（図示していないが、以下で詳述）がそれぞれ、交換、取り外し可能にポケット（以下でより詳細に説明する）内に設置される。垂直配置された一対の試験モジュール（図示せず、以下で詳述）が、光源からの試験チャンバ２０６内の照射を検知し、検知した照射を示す照射信号を生成するために、それぞれのポケット２１８に、取り外し可能に設置されているので、試験モジュールが試験チャンバの過酷な環境におかれることはない。
【００３４】
試験モジュール（図示せず、以下で詳述）は、試験センサー２２６を有しており、これは、光源からの試験チャンバ内の照射を検知するために、ポケット２１８の光源と対応する位置に形成された孔２２８に挿入されている。試験モジュールは、５つの試料取付け装置の別個の空間を検知するように構成されている。試験センサーは、例えば光学フォトダイオードなどの、当業者に知られたいずれの形式でもよい。
【００３５】
ポケット２１８の底面は、ドア２０４に対して傾斜しており、試料サポート壁を形成している面と平行な面を形成している。その結果、ポケット２１８の底面は、試料サポート壁及びその上の試料ホルダー２１０と直近するが、ポケット２１８と試料取付け装置２０８若しくは試料ホルダー２１０とは接触はしない。ドアが閉じられると、ポケット２１８の傾斜底面により、センサー２２６が、取付け装置の開口部２１６内部の、隣接ランプの間に均等に位置される。しかし、この配置は促進耐候性試験装置の他の部分の構造から必要であれば、ポケット２１８がどちら側にも出っ張るように変更してもよい。ポケット２１８の形状、深さ、輪郭は、試験チャンバ内のランプの形状に対応することが好ましい。
【００３６】
本発明に従って、一対のランプごとに試験センサー２２６が正確に照射を検知する。ポケット２１８は、ポケット２１８の背面２３０は、ドア２０４の回転軸から離隔して配置されており、ドア２０４の回転軸に隣接するポケット２１８の正面２３２より長く、試験チャンバ方向に延びており、側面から見た状態で略三角形状をしている。試験センサー２２６は、支え若しくは突起部と入力部を備えており、これらはランプの照射をドア２０４のポケット２１８内で試験チャンバ２０６の外側に設置された試験モジュールに移動させるためのライトパイプとして用いられる。試験センサー２２６は、さらに、ある波長の光の通過させる光学フィルターも有している。ドア２０４は、開閉のための小型のハンドルを頂部に有している。
【００３７】
タンク２２２は、光、熱、湿気を取り込むことにより、環境が操作される試験チャンバ２０６を構成している。タンク２２２の端部パネル２２４の複数孔２３４は、ランプのためのものである。同じく、複数孔はタンクの対向する端部パネルにもある。ランプの電気接続は、不正確な試験結果となる制御システムのエラーを引き起こすことのある腐食を避けるために、試験チャンバの外で行われている。
【００３８】
温度センサー２３６は、試験チャンバ２０６内の温度に対応する温度信号を生成し、試験チャンバ２０６内の所望の照射を維持するために、温度信号を、コントローラー（以下で詳述）に送信する。温度センサー２３６は、試料ホルダー２１０の試料と取替える構成としてもよいし、他の小型の構成を採用してもよい。小型のものでは、温度センサー２３６が二つの試料孔２４０の間に配置される代わりの試料ホルダー２３８が必要となる。当業者にとっては、温度信号を生成するために、いずれのセンサー構成を用いられるかが理解されるだろう。本実施例では、温度センサーは、本体が黒色のセンサーであり、試験チャンバ２０６内部の温度に対応する信号を生成する。
【００３９】
図３は、本発明に係る、光源列の出力を連続的に制御するための、複数の自動調整可能な制御チャンネルの特徴を示した促進耐候性試験装置の概略端面図である。本実施例では、四つの個別調整可能な制御チャンネルの各々に、バラスト３０２を備えている。各々は同一の動作をするので、一つについてのみ説明する。３１０、３１２、３１４、３１６は試験モジュールを示し、３０８はコントローラーである。試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６はそれぞれ、プラグ３２８を有しており、これは、試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６がポケット３１８内に配置された時に、コントローラー３０８が自動的に試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６に接続されるように、コントローラー３０８と試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６を接続させるために、ポケット３１８に設置された端子３３０を繋いでいる。
【００４０】
個々のバラスト３０２は、電源３０６からの光源３０４が受ける電力量を制御するために、複数の光源３０４のうち少なくとも一つに接続されている。制御チャンネルはさらに、試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６と接続されたコントローラー３０８と、温度センサー３１８、３２０とコントロールパネル３２２と個々のバラスト３０２の動作を制御するバラスト制御信号を生成するバラスト３０２を有している。
【００４１】
個々の試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６に含まれた試験センサー３２４は、試験チャンバ３２６内の照射を検知するために、紫外線の範囲でリニアの応答性を有している。試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６は、複数の光源３０４からの照射を検知に対応した照射信号を生成し、当該信号は、試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６内に設置された送信装置によってコントローラー３０８に送信される。本実施例では、試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６は、周波数ノイズを減らすために、照射信号を増幅し、フィルターにかける。当業者にとっては、これが多様な手段によって達成されることが理解できるだろう。例えば、周波数ノイズを減じるためには、ゲインと共に又は望ましい方法で、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換することにより達成される。照射信号はコントローラー３０８に送られ、コントローラー３０８は、照射信号を所望の値に維持するために、周期的にバラスト制御信号を調整する。コントローラー３０８は、これらの一部若しくは全ての機能を行うソフトウェアを選択的に又は付加的に有していてもよい。バラスト制御信号は、さらに、バラストの電流引き込みに基づいて、コントローラー３０８によって調整される。
【００４２】
バラスト制御信号は、当初は、操作者が入力した試験チャンバ内の所望の照射を示す設定値に基づいている。操作上、コントローラー３０８は、設定値に基づいてバラスト制御信号をバラスト３０２に送信する。試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６は、近隣の光源からの照射を感知し、コントローラー３０８に対して照射信号を送信する。コントローラー３０８は、試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６のうち少なくとも一つから照射信号を受信する。コントローラー３０８はその後、バラスト制御信号と照射信号との間の増加に基づいて、それぞれのバラスト制御信号を調整する。コントローラー３０８はその後、調整後のバラスト制御信号を出力する。その後上記のステップは、所望の時間連続して、次の試験モジュール３１０、３１２、３１４、３１６において繰り返される。別の実施例では、温度センサー３１８は、コントローラー３０８に対して温度信号を送信する。コントローラー３０８は、その後さらに、温度信号に基づいて、個々のバラスト制御信号を調整する。
【００４３】
バラスト３０２は、起動時に、点火前に光源３０４を暖めるために、所望の時間の間、低電圧を光源３０４加える回路を有している。これは、光源３０４与える衝撃を最小限にするもので、これにより、寿命がのびるとともに、支出が減ることになる。例えば、望ましい時間は、およそ１．５秒で、電圧は２〜５Ｖであるが、当業者にとっては、別の数値を用いることができる。さらに、光源３０４が温められた後に、点火パルスが光源３０４に対して加えられる。点火パルスはおよそ４００Ｖの範囲であることが好ましい。その後、低電圧から光源３０４のフル操作電圧まで上昇させるのではなく、そのレベルまで徐々に上げて、設定の操作電圧に戻すことになる。これにより、さらに光源３０４への衝撃が最小限にすることができる。バラスト３０２は、これらの一部若しくは全ての機能を行うソフトウェアを選択的に又は付加的に有していてもよい。
【００４４】
ランプの性能は、環境の温度、電流、電圧などの複数の要因に依存している。光源３０４の性能を最適化するためには、これらの要因を考慮に入れなければならない。本発明は、システムがゲイン要因によって最適化されるように制御システムにこれらの変数を計測及び入力することによって、上記の要因を考慮している。その結果、光源３０４の寿命が延びた。これらの変数をモニターすることによって、光源３０４の照射は、センサーと別に、又は、二重のフィードバック方式としてセンサーと協働して制御される。このことは、光源３０４の電球の寿命を予測するうえで、特に有利な点である。
【００４５】
図４は、試験モジュール４００の上方斜視図である。試験モジュール４００は、本体部４０２とキャップ４０４と突起部４０６と、表示部４０８と、取付装置４１０を有するハウジング４０１を備えている。高密度の接続部材も（図示せず）備えている。ハウジング４０１は試験センサー及び関連の電子機器を取付けるために、略中空になっている。突起部４０６は、ハウジングの底部の孔から延びている。突起部４０６は、照射信号を生成するためにチャンバからの光を試験センサーに送るための公知のライトパイプとして機能する。キャップ４０４は、複数のネジ留め４１２により本体部４０２に固定されている。当業者にとっては、他の適した留め方法が用いられることが理解できるだろう。表示部４０８は、センサーモジュールが適切に取付けられ、動作しているのを示す。取付装置４１０は、ポケットの底面に配置された突起をスナップ式に嵌め込むための、ハウジング４０１の両側に設置された略Ｕ字状の一対の部材を有している。プリント基板（図示せず）は、試験センサーから生成された信号を増幅及び除去し、信号をシステムコントローラーに送信するための電子部品を備えている。照射信号の増幅及び除去は、高周波ノイズを減少させる目的及び効果を有している。これは、当業者に知られた多くの方法によって達成される。例えば、ゲインと共に高インピーダンス信号の低インピーダンス信号への変換などである。複数のネジ留め（図示せず）は、センサーの様々な異なる部品を固定するために用いられる。他の構築、組立方法及び装置を用いることもできる。
【００４６】
図５は、図４の試験モジュール５００の下方斜視図である。突起部５０２と接続部材５０４を示している。高密度接続部材５０４は、複数のピン５０６と接地シールド５０８を有している。接続部材５０４は、センサーモジュール５００とシステムコントローラーの間をつないでいる。この種のケーブル（図示せず）は、ドアの内部に安全に固定されて取付けられており、これにより、耐久性に優れ、試験チャンバの過酷な環境及び操作者の悪操作の影響をうけることなく申し分ない取付け状態が得られる。
【００４７】
図６は、較正モジュール６００を示すもので、これは、本体部６０２と、キャップ６０４と、取付け部材６０６と、ディスプレー６０８と、突起部６１０と、基準センサー（図示せず）と、高密度コネクター（図示せず）を有している。較正モジュール６００は、検知された照射を示す基準値６１４を生成及び表示のために、試験チャンバ内の照射を検知する。較正モジュール６００は、ポケット内で試験モジュールと交互に取替え可能である。
【００４８】
キャップ６０４は、複数の留め具６１１によって本体６０２に固定されており、ディスプレー６０８が観察できる孔６１２を有している。ディスプレー６０８は、ハウジング内に設置された基準センサーからの信号に対応して、数値イメージ６１４を生成する。数値イメージ６１４は、基準センサーによって検知された照射を示す基準値である。操作者はバラスト制御信号を調整するために、コントローラーに基準値を入力する。取付部材６０６は、U字状であって、ポケットの底面に配置された突起をスナップ式に嵌め込むために、本体６０２の対向する両側に設置されている。構造及び機能は、図４及び５の試験モジュール上の取付部材と同一のものである。
【００４９】
ディスプレー６０８は、基準センサー及び関連電子機器によって生成された信号に対応するために、回路基板をはめ込む複数のピンを有している。センサーは、試験チャンバ内の近隣の電球からの検知照射を示す信号を生成するために、回路基板、回路、その上の部品と通信を行っている。較正モジュール６００は、同一の較正モジュールを用いて、少なくとも二つの異なるタイプの紫外線の較正を可能とする内部の較正ルーチンを少なくとも２つ有している。較正モジュール６００は、さらに、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃの範囲での紫外線を発生するランプ群を自動的に較正する内部チャンネルを有していてもよい。
【００５０】
図７は、突起部７０２及び高密度コネクター７０４が示されている図６の較正モジュール７００の下方斜視図である。突起部７０２は、試験チャンバの過酷な環境から基準センサーを守るための公知のライトパイプとして作動する、試験モジュールの突起部と同様の構造及び機能を有している。同様に、高密度コネクター７０４は、試験モジュールとしてドアポケット内に設置された同様の高密度端子とつながっている。システムコントローラーとの接続は、較正モジュール７００が適切な較正位置にあることを確認し、検知される紫外線照射の種類がＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃであることが確認される。較正モジュール７００は、これらの一部若しくは全ての機能を行うソフトウェアを選択的に又は付加的に有していてもよい。較正センサー（図示せず）は、基準センサーによって生成された基準信号を自動的にシステムコントローラーに送らずに、値は、操作者の観察、手動表示のために、ディスプレーのみに出力される。この機能を達成するためには、いかなる種類の適切な基準センサーを用いてもよい。例えば、基準センサーは、光学フォトダイオードやその他の適切なセンサーであってもよい。較正モジュールの動作及び較正手順は、以下の記述において詳細に説明する。
【００５１】
図８は、促進耐候性試験装置に関連して、四つの試験モジュールの一連の制御を示すフロー図である。コントローラー８００は、適切ないずれの装置であってもよく、例えば、プログラマブル・ロジック調整器（ＰＬＣ）やその他の適切な装置が、照射のモニターおよび制御、コントローラーの較正、光源の出力を連続的に制御するための自動調整制御可能な複数のチャンネルに基づいた種々の異なる耐候性試験の操作を含んだ、試験ユニットの動作のためのメインシステムコントローラーとして用いられてもよい。コントローラー８００は、自動的に試験モジュールと較正モジュールの違いを検出する。
【００５２】
残りの制御チャンネルは類似していて、同様の手順を辿るので、一チャンネルの制御チャンネル８０１アルゴリズム、手順について説明する。制御チャンネルは一対のランプ８０２、８０４と試験センサー８０６を有する試験モジュールと、伝送装置とバラスト８０８を有している。制御チャンネルは、所望の周期数で連続的に調整される。例えば、第一制御チャンネル８０１が調整され、その後、コントローラーは第二制御チャンネルに移動し、調整を行う。その後、コントローラーは第三制御チャンネルに移動し、調整を行う。その後、コントローラーは第四制御チャンネルに移動し、調整を行う。それによって、試験周期が形成される。コントローラー８００は、その後、所望の周期回数の間繰り返し、連続的な調整を開始する。
【００５３】
操作では、照射設定値８１０、試験パラメータ８１２、温度設定値８１４がユーザーインターフェースを介して操作者によって、コントローラー８００に入力される。ユーザーインターフェースは、適切なディスプレーやデータ入力装置のいずれでもよい。例えば、ユーザーインターフェースは、タッチスクリーンやいずれの適切な装置であってもよい。ユーザーインターフェースは、照射設定値８１６、試験パラメータ表示８１８、温度設定値８２０と、本実施例では８２２、８２４、８２６、８２８である四つの制御チャンネルの検知照射を、以下の記述で詳細に説明するように、ユーザーインターフェースの画面に任意の時点で表示する。
【００５４】
コントローラー８００は、その後、試験パラメータ８１２に従って、試験手順を開始する。他の制御チャンネルは同様の機能をすることから、第一制御チャンネル８０１についてのみ説明する。照射設定値８１０は、ランプ８０２、８０４が受ける電流の量を設定するために、コントローラー８００からバラスト８０８に送信される第一のバラスト制御信号を設定する。
【００５５】
試験モジュールセンサー８０６は、近隣のランプからのその地点での照射を検知し、照射信号を生成し、コントローラー内の比例積分派生モジュール（ＰＩＤ）に送信されるので、照射信号はコントローラー８００への所望の設定値８１０入力と比較される。ゲインは、設定値８１０と試験センサー８０６によって生成された実際の照射信号との間のエラーの計測である。増加値に基づいたコントローラーの比例積分派生モジュールからの最新のバラスト制御信号は、ランプ８０２、８０４の照射出力を同時に調整するために、バラスト８０８に送られる。その後、コントローラー８００は、照射検出のために、次の制御チャンネルに移動し、設定値と比較し、修正したバラスト制御信号を提供し、照射を調整する。この処理は、連続的に、繰り返し行われるので、個々の制御チャンネルに対する照射の正確な制御が維持される。
【００５６】
個々の制御チャンネルアルゴリズム、手順に、追加の入力が加えられてもよい。前述した試料の取付けと同様の方法で、試験チャンバ内の黒色本体パネル上に取付けられた温度センサー８３０は、温度の変化に応答し、温度信号を生成し、試験チャンバ内の所望の温度を維持するためにヒーターを調整するために、温度信号をコントローラー８００に送信する。照射信号と照射設定値を比較して、増加分を決定したのち、ヒーター制御信号は調整される。ＰＩＤは、コントローラーからのヒーター制御信号を温度増加値に基づいて、更新する。別の実施例では、温度センサー８３０は、前述の通り、試料の間で試料ホルダー上に取付けられてもよい。さらに別の実施例では、試験チャンバ内の所望の照射を維持するために、バラスト制御信号を調整するコントローラー８００に温度信号が送られるとしてもよい。この実施例では、温度信号と温度設定値を比較して、増加分を決定したのち、バラスト制御信号は調整される。ＰＩＤは、コントローラーからのバラスト制御信号を温度の増加値に基づいて更新する。温度信号と設定値は照射出力に対する追加の制御レベルを提供する。ランプの温度が増加すると、照射が減少することは知られていることである。さらに、物質の抵抗はその温度に依存することも知られている。しかるに、ランプ設定値が最大出力で低温度である場合は、従来の装置では温度の増加を補うことはできない。しかしながら、上記の温度の補充の方法を使用すると、温度の変化を補充し、ランプの寿命を増加させるために、ランプは酷使されうる。バラストは、バラスト制御信号に応じて、ランプの照射出力を制御する。
【００５７】
試験手順の最初においては、バラストは、低い電圧好ましくは２〜３ボルトを用いて、略１〜１．５秒間、光フィラメントを予熱する。次に、点火パルスが略４００ボルトの範囲で光フィラメントに印加される。その後、電圧は徐々に、ランプ出力がフルになるまで上昇する。その後、操作電圧は、所望の設定値まで下降する。この電圧は、試験手順の間、維持される。ランプへの電流は比較的低く、交流１００Vの４３０mAである。波高因子は、１．２以下であり、電圧、電流などのランプの状態は、出力変圧器のモニターコイルから５パーセント取得される。バラスト制御信号の電圧範囲は、直流０〜１０Vである。１０V〜２Vまでは、ランプ出力の１０〜１００パーセントを制御するのに対し、制御電圧が０〜２Vである場合は１３０〜１００パーセントのランプ出力を制御する。温度変化により、フィラメント抵抗が減少する場合、バラストは、ランプ温度７０℃で、出力電圧を負荷することなく、電流を一定に維持する。電圧周波数変換器を用いて、薄暗くする機能も提供される。周波数を増加させることにより、ランプは薄暗くなり、周波数を減少させると、ランプは明るくなる。逆の場合も同様に当てはまる。
【００５８】
較正モジュール８３２は、ランプ８３６の種別を検知し、基準値８３８を生成、表示する較正若しくは基準センサー８３４を有している。較正アルゴリズム、手順については、以下で詳説する。
【００５９】
図９〜図１２は、コントローラー・ユーザーインターフェースの動作を示すフロー図である。図９(ａ)では、ブロック９００において、メインディレクトリが表示されており、ここから、操作者は決定ブロック９０２で適当な操作ボタンを押すことによって、ユーザーインターフェースの他のサブルーチン画面へ到達することができる。操作ボタンは、以下のサブルーチン画面、メイン９０４、プレビュー９０６、モニター９０８、照射較正９１０、実行／中止９１２、試験リスト９１４、編集９１５にアクセスする。
【００６０】
図９(ｂ)は、試験リスト画面の動作を示したフロー図である。これにより、操作者は、設定された既存の試験を実行メモリーにロードし、又は、いずれの試験をプレビューすることができる。それぞれの試験は、試験される物質及び環境に対応じて異なったパラメータを有している。パラメータの種類には、照射の強度、周期時間、湿度、温度などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００６１】
ブロック９１６では、利用できる試験のリストが操作者に提供される。決定ブロック９１８では、操作者は、現在の試験を選択するか否かを決定する。YESであれば、操作者は、実行/中止画面である図１１(ｂ)に進む。この図については、後に説明する。NOであれば、システムは決定ブロック９２０に進み、ここで操作者は試験をロードするかの決定をする。YESであれば、その後システムは、ブロック９２２に進み、ここで、その試験手順がダウンロードされ、図１１(ｂ)について後に説明する実行/中止画面を経て実行される。決定ブロック９２０で、操作者が試験をロードしないを選択した場合には、その後システムは、決定ブロック９２４に進み、そこで、操作者は既存の試験を編集するか否かの判断をする。YESであれば、その後システムは編集場面に進む。これについては、図１０で、後に説明する。NOであれば、その後システムは、決定ブロック９２６に進み、そこで、操作者は試験をプレビューするか否かを決定する。YESであれば、その後システムはプレビュー画面に進む。これについては、後に、図１１(ａ)で説明する。NOであった場合、その後システムは、ブロック９１６に戻り、そこで、試験リストが表示され、この手順が再び始まることになる。
【００６２】
図１０は、編集画面の動作を示すフロー図である。編集画面はメインディレクトリ画面９００の編集ボタン９１５及び試験リストスクリーンのブロック９２４に対応するもので、これにより操作者は新しい試験を作成でき、既存の試験のいずれかの試験パラメータを編集することができる。例えば、操作者は、試験中に使用されるランプの種別を選択したり、紫外線の種別、噴霧凝結のサイクル、区分時間、紫外線照射設定値、温度設定値などのパラメータを選択することが可能である。決定ブロック９２８では、操作者は編集される試験を選択する。ブロック９３０は、紫外線のサイクルの選択を示すものであり、これにより、操作者は、ブロック９３２で照射の集中度を入力する。ブロック９３４は、噴霧凝結のサイクルを示すもので、これにより操作者は、決定ブロック９３６で噴霧か凝結のいずれかの選択をすることができる。ブロック９３８は、時間の選択を示すものであり、これにより、使用者はブロック９４０において、時間を入力することができる。ブロック９４２は照射設定値の選択を示すもので、これにより、操作者はブロック９４４において、照射設定値を入力することができる。ブロック９４６は、温度設定値の選択をしめすもので、これにより、操作者はブロック９４８において、温度設定値を入力することができる。ブロック９５０は、ランプの種別の選択をしめすもので、これにより、操作者は決定ブロック９５２で、利用可能なランプ種別からどれを試験で使うかを選択する。決定ブロック９２８において、操作者がブロック９３０〜９５２で示されたパラメータのいずれの変更を選択したかに関係なく、操作者は決定ブロック９５４に進むことができ、ここで、操作者は試験（すなわち、パラメータ値の集まり）を保存の選択をすることができる。NOである場合、その後システムは決定ブロック９２８に戻り、YESの場合は、システムは試験パラメータを保存し、ブロック９００のメインディレクトリ画面に戻る。
【００６３】
図１１(ａ)はプレビュー画面を示すフロー図であり、これは、メインディレクトリ画面９００のプレビューボタン９０６及び試験リスト画面ブロック９２６に対応し、これにより操作者は、いずれの試験パラメータをもプレビューすることができる。ブロック９５６では、システムは試験入力及びパラメータを表示する。その後システムは、決定ブロック９５８へ進み、ここで操作者は異なる試験を選択する。操作者が異なる試験の表示を選択すると、その後システムは、操作者がいずれの試験を表示するかの選択する決定ブロック９６０へ進み、その後ブロック９５６に戻る。操作者が異なる試験の表示をしないを選択した場合は、その後システムは、決定ブロック９６２に進み、ここで操作者は既存の試験リストから選らぶか否かを選択する。操作者が既存の試験リストからの選らぶを選択した場合、その後システムは図９(ｂ)のブロック９１６に進む。選択しなかった場合は、その後、システムはブロック９００のメインディレクトリに戻る。
【００６４】
図１１(ｂ)は、メインディレクトリ画面９００の実行/中止ボタンに対応する実行/中止画面の選択を示すものである。この画面で、操作者は試験を実行又は中止をすることができる。ブロック９６４で、システムは試験時間と照射パラメータを表示する。システムは、その後決定ブロック９６６に進み、そこで、操作者は試験を実行するか否かの選択をする。YESの場合、その後システムは、図１２(ａ)に関して後で説明するメイン画面に進む。NOの場合、その後システムは、決定ブロック９６８に進み、そこで操作者は試験の実行するか中止するかの決定をする。YESの場合、その後システムは、ブロック９６４に戻る。NOの場合、その後システムは、決定ブロック９７０に進み、そこで操作者は試験をリセットするか否かの決定をする。YESの場合はシステムはその後ブロック９６４に戻り、NOの場合は、その後ブロック９００のメインディレクトリ画面に戻る。
【００６５】
図１２(ａ)は、メインディレクトリ画面９００からメイン画面ボタン９０４を選択した場合を示すフロー図である。ブロック９７２では、システムはすべてのメインの試験情報を表示する。ブロック９７４は装置モードを表示しており、ブロック９７６は、現在実行中の試験の名称（紫外線、噴霧凝結サイクルなど）を表示する。ブロック９７８は、現在実行中の実行メモリーを表示しており、ブロック９８０は、照射及び温度の設定値を表示している。ブロック９８２は、現在実行中の試験の照射及び温度の実測値を表示している。ブロック９８４は、現在実行中の試験の状態についてのメッセージを表示している。終了すると、システムは、ブロック９００のメインディレクトリに戻る。
【００６６】
図１２(ｂ)は、モニター画面選択を示すフロー図であり、メインディレクトリ画面９００のモニターボタン９０８に対応するものである。ブロック９８６で、システムは、各制御チャンネルでの照射の設定値を表示する。ブロック９８８で、システムは、各制御チャンネルでの照射の実測値を表示する。ブロック９９０で、システムは、各制御チャンネルでの温度の設定値と実測値を表示する。ブロック９９２で、システムは更新を行い、その後ブロック９００のメインディレクトリ画面に戻る。
【００６７】
図１２(ｃ)は、照射較正画面の選択を示したフロー図であり、メインディレクトリ画面９００の照射較正ボタン９１０に対応するものである。この画面で操作者は、後で図１３に関連して説明する較正手順の間に操作者によって書かれた較正モジュールの基準値を入力することができる。ブロック９９４で、操作者は各制御チャンネルの基準値を入力する。その後システムは、ブロック９００のメインディレクトリ画面に戻る。
【００６８】
図１３は、本発明に係る較正手順を示すフロー図である。この手順の間、ドアポケットに設置されている試験モジュールは、所定の第一位置から取り外され、代わりに、較正モジュールが第一位置に置かれる。当業者にとっては、産業基準別に４００時間ごとに較正手順が行われなければならないことは理解されるだろう。しかしながら、操作者は試験中の任意の時点に装置の較正を行ってよいし、コントローラーが、操作者が望んでいるように、あるいは、ランプが上記モニター制御手順どおりに応答しない場合に、較正の要求メッセージを表示するようにプログラムされてもよい。
【００６９】
ブロック１０００で、コントローラーは、操作者に装置の較正を希望するかを尋ねる。NOであれば、コントローラーは、ループに入り、所定の時間経過後再度尋ねる。YESであれば、その後ブロック１００２で、コントローラーは試験が現在実行中か否かを判定する。実行中であれば、その後ブロック１００４で、コントローラーは照射設定値、温度設定値やその他の試験データと試験時間を、手順に先立って、メモリーに保存する。ブロック１００６で、操作者は、較正照射と温度設定値を入力しなければならない。決定ブロック１００８で、コントローラーは、その後、照射及び温度の実測値が設定値と一致し、安定しているか判定する。NOであれば、その後コントローラーは、一定時間ループに入ったのち、決定ブロック１００８で再度尋ねる。YESであれば、その後、ブロック１０１０で、コントローラーは、ランプの出力が不安的にならないように、制御チャンネルのバラストへの出力を四つ全て固定する。
【００７０】
第一位置の試験モジュールは、前述のように、取り外され、較正モジュールと取替えられ、コントローラーによって、適当なセンサーが適当な位置にあることが自動的に認識される。較正モジュールは、さらに、自動的に、紫外線ランプの種別（ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ）を判別し、又は、コントローラーからその情報を取得する。もし不一致があれば、較正モジュールは、正しいものと決定される。較正モジュールは、基準値を生成し、これは、ブロック１０１２で、操作者が取得しなければならない（すなわち、手動で入力）。較正モジュールは、その後取り外され、稼動試験モジュールと第一位置に取替えられる。この手順は各試験モジュール位置ごとに繰り返されることに留意すべきである。
【００７１】
各試験モジュール位置での手順の後、コントローラーは、ブロック１０１４で、基準値の較正データがコントローラーに入力される準備ができているかを尋ねる。NOであれば、その後操作者は、次の試験モジュール位置のために較正データ基準値を取得する。YESであれば、その後ブロック１０１６で、操作者はコントローラーに基準データ値を入力する。ブロック１０１８で、コントローラーは、バラスト制御信号を調整する新規の利得値を計算する。ブロック１０２０で、コントローラーは、試験が実行中であったかを尋ねる。YESであれば、その後ブロック１０２２で、試験照射及び温度設定値はリセットされ、試験が再開される。NOであれば、その後、コントローラーは、較正手順を終了する。好ましくは、コントローラーは、処理ユニットとプログラム処理を記憶しているメモリーを有しており、プログラムは処理ユニットに読まれると、コントローラーを、試験及び較正手順を作動させるようになっている。
【００７２】
図１４は、本発明の実施例である装置の断面図である。装置１１００は、試験チャンバ１１０４と、試験モジュール１１０６と、試料ホルダー１１０８と、ランプ１１１０と、ドア１１１２と、湿潤システム１１１４を規定しているタンク１１０２を有している。本実施例において試験チャンバ１１０４は、八つのランプ１１１０を有している。前記の通り、これらのランプは蛍光灯、キセノンやその他の適したランプであってもよい。試料ホルダー１１０８は、試料取付け装置２０８上に位置しており、この装置は、下方レール２０８Aと上方レール２０８Bを有しており、ランプが規定されている面と実質的に平行な面に規定されている。ランプ１１１０は、試料ホルダー１１０８から離隔して位置しており、その結果望ましい耐候効果を提供することになる。さらに、湿潤システム１１１４は、加えて、従来の耐候効果を提供する。
【００７３】
ドア１１１２は、試験モジュール１１０６を取付けるためのポケット１１１６を有している。これは、温度に敏感な電子機器である試験モジュールが試験チャンバ１１０４から取り外され、試験チャンバの外に位置される点で有利である。その結果、極めて安定した信号が生成され、照射の制御が、信号のドリフトなく、より安定する。その結果、ランプ１１１０は、より長期にわたり持続するので、支出が減少する。小ギャップ１１１８が、ポケット１１１６の面と試料ホルダー１１０８の間に示されている。これは、試験手順又は結果に対する望まない又は意図しない影響を回避するものである。
【００７４】
図１４は、さらに、試験モジュール１１０６の一部１０２０が、隣接する二つのランプ１１１０の照射を検知するために、ポケット１１１６の面から突出している。センサー突出部の端部は、紫外線を、ライトパイプ技術を介して、試験モジュール内の試験センサーへ移すための入力を有している。光学フィルターは、試験センサーに関連して用いられてもよく、光学フォトダイオードに内蔵されてもよい。本発明が特に有利なのは、入力が実質的に試料として、試料ホルダー１１０８に設置されているからである。したがって、センサーの読み取り及び関連の照射信号は、試料が受ける照射を正確に表すことになる。試験モジュール１１０６は、前述の通り、ドアから別個に取り外し可能である。さらに、前述の通り、耐候性装置の較正のために、較正モジュールは、試験モジュールと取替えられ、試験モジュールと同一位置に位置する。
【００７５】
本発明は、以上で示し、説明した装置及び方法についての説明に限定されるものではなく、他の修正や変更は想到することが可能である。本発明の真の趣旨及び範囲から離れることなく、上記の装置について変更することができる。例えば、本発明の実施例は、機能の全て又は一部をソフトウェアが遂行するように変えたり、付加したりすることもできる。それゆえ、上記の記載の主題は、説明として解釈されるべきで、限定する意味で解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】放電ランプを用いた従来の試験装置を示す図である。
【図２】(ａ)は、本発明に係る改良促進耐候性試験装置の部分正面図である。(ｂ)は、(ａ)の促進耐候性試験装置のタンク部分の詳細な斜視図である。
【図３】本発明に係る制御チャンネルの特徴を示した促進耐候性試験装置の概略端面図である。
【図４】本発明に係る試験モジュールの上方斜視図である。
【図５】本発明に係る試験モジュールの下方斜視図である。
【図６】本発明に係る較正モジュールの上方斜視図である。
【図７】本発明に係る較正モジュールの下方斜視図である。
【図８】本発明に係る光センサーモジュールの一連の制御を示すフロー図である。
【図９】本発明に係るシステムコントローラー・ユーザーインターフェースの動作を示すフロー図である。
【図１０】本発明に係るシステムコントローラー・ユーザーインターフェースの動作を示すフロー図である。
【図１１】本発明に係るシステムコントローラー・ユーザーインターフェースの動作を示すフロー図である。
【図１２】本発明に係るシステムコントローラー・ユーザーインターフェースの動作を示すフロー図である。
【図１３】本発明に係る較正手順を示すフロー図である。
【図１４】本発明の実施例である装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  ランプ
１２  チャンバ
１４  試料
１６  湿気供給タンク
２００  改良促進耐候性試験装置
２０２  エンクロージャー
２０４  ドア
２０５  ジャック
２０６  試験チャンバ
２０８  試料取付装置
２１０  試料ホルダー
２１２  光源
２１４  外部ドア保護部
２１６  開口部
２１８  ポケット
２２０  センサー
２２２  タンク
２２４  サイドパネル
２２６  試験センサー
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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