Camera di prova termica sottovuoto TVAC - Serie ToronTVAC™ (250°F, 400°F, 800°F)
Camera di prova del vuoto termico TVAC
La serie ToronTVAC™ è una linea di camere termiche a vuoto con piastra fredda, ideale per i team dei settori aerospaziale, della difesa ed elettronico che necessitano di eseguire test TVAC a livello di unità direttamente nel proprio laboratorio. Tre modelli standard offrono volumi di lavoro cubici di 250, 400 e 800 mm³ per lato. Ogni sistema combina una camera in acciaio inox 304 con pompa turbomolecolare e una piastra fredda a temperatura controllata. Insieme, questi elementi creano un ambiente termico e di vuoto ripetibile per componenti, moduli e piccoli sottogruppi. Gli ingegneri li utilizzano per individuare guasti dovuti alla temperatura prima della spedizione o del lancio sul mercato.
Ogni modello raggiunge un vuoto finale inferiore a 1.0 × 10⁻⁴ Pa e funziona in un intervallo di temperatura compreso tra -70 °C e +120 °C. Le rampe di temperatura sono di 2 °C/min e, su richiesta, sono disponibili intervalli di temperatura più ampi. Quattro ampie flange di prova consentono il passaggio di cavi elettrici a tenuta di vuoto, in modo che le linee di alimentazione, segnale e sensore raggiungano il componente in prova mantenendo la camera sigillata. I modelli ToronTVAC™ 400F e C1000 sono inoltre compatibili con un involucro termico a cinque lati opzionale. Tutte le pompe, i controlli e le utenze sono alloggiati in un armadio integrato.
Un PLC con terminale di controllo basato su PC esegue i profili di test, monitora la pressione della camera e registra i dati di temperatura per ogni ciclo. Torontech include installazione, messa in servizio e formazione degli operatori, e ogni sistema è coperto da una garanzia di due anni. Gli acquirenti selezionano la dimensione della camera più adatta al loro dispositivo più grande e al piano di instradamento dei cavi. I passacavi vengono quindi configurati per adattarsi alla strumentazione del programma. Ciò offre ai piccoli programmi satellitari, avionici e di sensori una soluzione pratica per ottenere internamente la capacità di realizzare camere termiche sottovuoto.
Camera di prova termica sottovuoto TVAC - Applicazioni della serie ToronTVAC™
La serie ToronTVAC™ supporta applicazioni in vuoto termico ovunque l'hardware debba funzionare in modo affidabile sotto vuoto e a temperature estreme. Tra gli utilizzatori tipici figurano fornitori di componenti per veicoli spaziali, produttori di elettronica per la difesa e gruppi di ricerca universitari.
- Unità per piccoli satelliti e CubeSat: verifiche funzionali di moduli avionici, unità di distribuzione dell'alimentazione ed elettronica del carico utile sotto vuoto prima dell'integrazione a livello di sistema.
- Cicli termici per componenti elettronici: ripetuti cicli di caldo e freddo su schede a circuito stampato, moduli di controllo e convertitori di potenza per evidenziare la fatica delle saldature e le connessioni intermittenti.
- Bilancio termico e correlazione del modello: celle di temperatura allo stato stazionario che confrontano i valori misurati con le previsioni del modello termico e confermano le ipotesi sulla conduttanza dell'interfaccia
- Carichi utili ottici e sensori: screening di rivelatori, moduli telecamera e sottogruppi di inseguitori stellari per spostamento di messa a fuoco, deriva del segnale o variazione di calibrazione a temperatura
- Avionica per la difesa e hardware RF: test di stress a bassa temperatura e vuoto su elettronica di guida, moduli RF e unità di comunicazione per individuare difetti di fabbricazione latenti.
- Trattamento termico sottovuoto dei componenti di volo: temperature elevate fino a +120 °C che eliminano umidità e residui volatili da cablaggi, adesivi e assemblaggi prima dell'integrazione.
- Indagine sulle cause profonde: riproduzione delle anomalie osservate durante i test di sistema in condizioni controllate di pressione e temperatura per confermare un meccanismo di guasto o verificare una soluzione progettuale.
- University e laboratori di ricerca: capacità TVAC interna per team di studenti impegnati in satelliti e gruppi di ricerca termica che altrimenti dovrebbero prenotare tempo presso strutture di prova esterne.
Camera di prova sottovuoto termica TVAC - Serie ToronTVAC™ - Caratteristiche principali
La serie ToronTVAC™ combina alto vuoto, controllo della temperatura tramite conduzione e accesso flessibile alla strumentazione in tre diverse dimensioni di camera. Ogni caratteristica risponde a un'esigenza pratica nei test termici sottovuoto a livello di unità.
- Tre dimensioni standard della camera: volumi di lavoro di 250, 400 e 800 mm per lato consentono agli acquirenti di adattare la camera all'oggetto di prova e al dispositivo di fissaggio più grandi, anziché pagare per un volume inutilizzato.
- Vuoto assoluto inferiore a 1.0 × 10⁻⁴ Pa: la capacità di pressione ben al di sotto della soglia senza convezione lascia margine per i carichi di degassamento durante lunghi cicli termici
- Pompa di supporto a secco: una pompa turbomolecolare supportata da una pompa a secco Roots multistadio evita il riflusso dell'olio e mantiene puliti i componenti sensibili alla contaminazione.
- Intervallo di temperatura operativa da -70 °C a +120 °C: copre i tipici intervalli di temperatura fredda e calda per i cicli a livello di unità, con intervalli più ampi disponibili su richiesta.
- Velocità di riscaldamento di 2 °C/min: le transizioni di temperatura costanti riducono i tempi di ciclo e mantengono i profili di test ripetibili esecuzione dopo esecuzione.
- Piastra fredda a temperatura controllata: un circuito di olio termovettore condiziona la piastra per l'accoppiamento conduttivo diretto con l'oggetto in prova, con dimensioni della piastra scalate a ciascun modello.
- Copertura termica a cinque lati opzionale: disponibile sui modelli ToronTVAC™ 400F e C1000 per aggiungere una barriera radiativa controllata attorno all'oggetto in prova.
- Quattro grandi flange di prova: le porte ISO 160 o ISO 200 accettano passanti elettrici a tenuta di vuoto personalizzati per linee di alimentazione, segnale e dati.
- Connettori dedicati per la misurazione della temperatura: una flangia di misurazione a 55 pin e 12 sensori di temperatura consentono una mappatura dettagliata della temperatura sull'articolo in prova.
- Finestra di ispezione DN160 con illuminazione interna a 24 V: gli operatori possono controllare visivamente la configurazione di prova senza dover ventilare la camera.
- Sistema di controllo basato su PLC e PC: profili programmabili, I/O distribuiti remoti e un terminale PC semplificano la configurazione dei test, il monitoraggio in tempo reale e la registrazione dei dati di temperatura.
- Valvole e vacuometri automatizzati: una valvola a saracinesca pneumatica, un vacuometro a fondo scala e un trasduttore Pirani supportano sequenze controllate di pompaggio e sfiato.
- Camera in acciaio inox 304: la struttura resistente alla corrosione sopporta cicli di svuotamento ripetuti e pulizie di routine.
- Monitoraggio delle utenze: i pressostati e gli interruttori di flusso sulle linee dell'acqua di raffreddamento e dell'aria compressa proteggono il sistema in caso di interruzione delle forniture in loco.
- Installazione, messa in servizio e formazione inclusi: supporto all'avvio in loco e una garanzia di due anni aiutano i team ad avviare rapidamente i test produttivi.
Teoria e metodo
I test termici sottovuoto funzionano perché la pressione controlla il modo in cui il calore si propaga attorno a un oggetto in esame. L'aria a pressione ambiente trasporta il calore per convezione e conduzione gassosa, mascherando il comportamento di un'unità in orbita. Quando la pressione nella camera scende a circa 1 × 10⁻³ Pa, le molecole di gas raramente colpiscono le superfici e il trasferimento convettivo diventa trascurabile. Il calore fluisce quindi solo per conduzione alle interfacce di montaggio e per irraggiamento, che è proporzionale alla quarta potenza della temperatura assoluta. Gli ingegneri possono quindi studiare i punti caldi, la resistenza delle interfacce e il degassamento in condizioni realistiche.
La serie ToronTVAC™ raggiunge questo regime grazie a un sistema di pompaggio a due stadi. Una pompa a secco Roots multistadio evacua la camera attraverso l'intervallo di flusso viscoso utilizzando rotori lobati a ingranamento che funzionano senza olio di tenuta. Successivamente, subentra una pompa turbomolecolare, le cui pale del rotore ad alta velocità colpiscono le molecole di gas e le spingono verso lo scarico. Lo stadio di supporto a secco impedisce il riflusso dell'olio, proteggendo le superfici sensibili alla contaminazione. Manometri a fondo scala e Pirani monitorano la pressione durante tutto il processo, mentre una valvola a saracinesca pneumatica isola la camera dalle pompe.
Un circuito di olio termovettore circola attraverso la piastra fredda e ne regola la temperatura. L'unità di circolazione aggiunge o rimuove calore in base alle esigenze del profilo programmato, e la piastra scambia tale calore con il pezzo in esame per conduzione diretta. Le superfici rivolte verso l'interno della camera scambiano calore per irraggiamento, e l'eventuale involucro termico aggiunge una barriera radiativa controllata. Il PLC gestisce rampe, soste e cicli ripetuti per le prove di termociclaggio. Lunghi periodi di mantenimento a temperatura costante supportano le prove di bilanciamento termico.
Camera di prova termica sottovuoto TVAC - Specifiche tecniche della serie ToronTVAC™
| Parametro | ToronTVAC™ 250F | ToronTVAC™ 400F | ToronTVAC™ 800F |
|---|---|---|---|
| camera Materiale | Acciaio inossidabile 304 | Acciaio inossidabile 304 | Acciaio inossidabile 304 |
| Dimensioni della camera (L × P × A) | 300 × 300 × 300 mm | 500 × 500 × 500 mm | 1000 × 1000 × 1000 mm |
| Dimensioni interne di lavoro (L × P × A) | 250 × 250 × 250 mm | 400 × 400 × 400 mm | 800 × 800 × 800 mm |
| Ultimo vuoto | < 1.0 × 10⁻⁴ Pa (< 7.5 × 10⁻⁷ Torr) | < 1.0 × 10⁻⁴ Pa (< 7.5 × 10⁻⁷ Torr) | < 1.0 × 10⁻⁴ Pa (< 7.5 × 10⁻⁷ Torr) |
| Pressione di esercizio | 1.3 × 10⁻³ Pa (circa 1 × 10⁻⁵ Torr) | 1.3 × 10⁻³ Pa (circa 1 × 10⁻⁵ Torr) | 1.3 × 10⁻³ Pa (circa 1 × 10⁻⁵ Torr) |
| Intervallo operativo di temperatura | Da -70 °C a +120 °C (da -94 °F a +248 °F); intervalli più ampi su richiesta | Da -70 °C a +120 °C (da -94 °F a +248 °F); intervalli più ampi su richiesta | Da -70 °C a +120 °C (da -94 °F a +248 °F); intervalli più ampi su richiesta |
| Velocità di riscaldamento/raffreddamento | 2 °C/min (3.6 °F/min) | 2 °C/min (3.6 °F/min) | 2 °C/min (3.6 °F/min) |
| Capacità di raffreddamento | 2.3 kW a -40 °C | 2.3 kW a -40 °C | 2.3 kW a -40 °C |
| Capacità di riscaldamento | 3kW | 3kW | 3kW |
| Dimensioni della piastra fredda | 250 × 250 mm | 400 × 400 mm | 800 × 800 mm |
| Copertura termica (a 5 lati) | Non disponibile | Opzionale, 400 × 400 mm | Opzionale, 800 × 800 mm |
| Vacuum sistema | Pompa turbomolecolare + pompa a secco Roots multistadio | Pompa turbomolecolare + pompa a secco Roots multistadio | Pompa turbomolecolare + pompa a secco Roots multistadio |
| Connessioni flangiate | 4 × ISO 160 (passacavi elettrici a tenuta di vuoto personalizzati su richiesta) | 4 × ISO 200 (passacavi elettrici a tenuta di vuoto personalizzati su richiesta) | 4 × ISO 200 (passacavi elettrici a tenuta di vuoto personalizzati su richiesta) |
| Potenza dell'attrezzatura | 15kW | 20kW | 35kW |
| Metodo di raffreddamento | Acqua raffreddata | Acqua raffreddata | Acqua raffreddata |
| Portata dell'acqua di raffreddamento | ≥ 30 L/min (≥ 7.9 gpm USA) | ≥ 40 L/min (≥ 10.6 gpm USA) | ≥ 60 L/min (≥ 15.9 gpm USA) |
| Collegamento dell'acqua di raffreddamento | DN25 | DN25 | DN32 |
| Pressione dell'aria compressa | da 0.5 a 0.7 MPa (da 73 a 102 psi) | da 0.5 a 0.7 MPa (da 73 a 102 psi) | da 0.5 a 0.7 MPa (da 73 a 102 psi) |
| Portata dell'aria compressa | 10 L/min (0.35 cfm) | 10 L/min (0.35 cfm) | 10 L/min (0.35 cfm) |
| Collegamento dell'aria compressa | Φ10 mm | Φ10 mm | Φ10 mm |
| Utilità del sito | Acqua di raffreddamento e aria compressa fornite dal cliente | Acqua di raffreddamento e aria compressa fornite dal cliente | Acqua di raffreddamento e aria compressa fornite dal cliente |
| Dimensioni nette dell'attrezzatura | 2000 × 1000 × 1800 mm | 2000 × 1000 × 1800 mm | 2500 × 1200 × 1800 mm |
| Impronta di installazione | 3000 × 2000 × 2500 mm | 3000 × 2000 × 2500 mm | 3500 × 2200 × 2500 mm |
| Peso totale dell'attrezzatura | 1,500 kg (lb 3,307) | 2,000 kg (lb 4,409) | 3,000 kg (lb 6,614) |
| Garanzia | 2 anni | 2 anni | 2 anni |
Configurazione standard
| Articolo | Quantità | Descrizione |
|---|---|---|
| Camera sottovuoto | set 1 | Volume di lavoro 400 × 400 × 400 mm |
| Flangia di prova | 4 imposta | Dimensionamento in base alle connessioni flangiate sopra indicate; connettori non inclusi. |
| Flangia per misurazione della temperatura e illuminazione | set 1 | DN160 con passanti a 55 e 4 pin |
| Finestra di visualizzazione | set 1 | DN160 |
| Scudo contro le radiazioni | set 1 | Installato all'interno della camera |
| O-ring e accessori | set 1 | Componenti di tenuta della camera |
| Piatto freddo | set 1 | Piastra di montaggio a temperatura controllata; dimensioni secondo le specifiche tecniche. |
| Sensori di temperatura | 12 imposta | Misurazione della temperatura del campione di prova e della piastra fredda |
| Pompa turbomolecolare | set 1 | stadio di pompaggio ad alto vuoto |
| Pompa a secco | set 1 | Fase di preparazione e sgrossatura senza olio |
| Valvola a saracinesca pneumatica | set 1 | DN160, isolamento della camera |
| Valvola a farfalla pneumatica | set 1 | DN25 |
| Valvole a farfalla manuali | 3 imposta | DN25 |
| Manometro a vuoto a gamma completa | set 1 | Misurazione della pressione della camera |
| Trasduttore di vuoto Pirani | set 1 | Misurazione approssimativa del vuoto |
| Tubazioni e accessori per il vuoto | set 1 | Componenti per linee di pompaggio |
| Unità di circolazione dell'olio termico | set 1 | Riscaldamento e raffreddamento a piastra fredda |
| Olio per trasferimento di calore | set 1 | Riempimento iniziale |
| Valvole, strumentazione e sensori | set 1 | hardware per il circuito di controllo della temperatura |
| Tubazioni e isolamento | set 1 | Condotte dell'olio termico isolate |
| Controllore logico programmabile (PLC) | set 1 | Sequenza di test e controllo dell'interblocco |
| Terminale di controllo basato su PC | set 1 | Interfaccia operatore e registrazione dei dati |
| I/O distribuito remoto | set 1 | Gestione del segnale di campo |
| Modulo di comunicazione | set 1 | Comunicazione di rete del controller |
| Modulo di controllo | set 1 | Processi industriali |
| Modulo temperatura | set 1 | Acquisizione del segnale di temperatura |
| Alimentazione 24 V CC | set 1 | Alimentazione del circuito di controllo |
| Cabina di controllo | set 1 | Le case controllano l'hardware |
| Componenti elettrici | set 1 | Apparecchiature di commutazione e componenti di cablaggio |
| Cavi e materiali ausiliari | set 1 | Cablaggio di interconnessione |
| Software di controllo | set 1 | Applicazione di controllo sviluppata su misura |
| Armadio integrato per apparecchiature | 1 unità | Ospita pompe, unità termica e sistemi di controllo. |
| Unità di illuminazione interna | 1 unità | 24 V, camera interna |
| Unità di raffreddamento ad acqua | 1 unità | Interruttore di flusso e valvola |
| Unità di aria compressa | 1 unità | Pressostato e filtro in linea |
| Installazione, messa in servizio e formazione | Inclusi | Avvio in loco e formazione per gli operatori |