Câmara de teste de vácuo térmico TVAC
Câmara de Teste a Vácuo Térmico TVAC - Série ToronTVAC™
A série ToronTVAC™ é uma linha de câmaras de vácuo térmico com placa fria para equipes aeroespaciais, de defesa e eletrônicas que precisam de testes TVAC em nível de unidade em seus próprios laboratórios. Três modelos padrão oferecem volumes de trabalho cúbicos de 250, 400 e 800 mm por lado. Cada sistema combina uma câmara de aço inoxidável 304 com bombeamento turbomolecular e uma placa fria com controle de temperatura. Juntos, eles criam um ambiente térmico e de vácuo repetível para componentes, módulos e pequenos subconjuntos. Os engenheiros o utilizam para encontrar falhas relacionadas à temperatura antes que o hardware seja enviado ou utilizado em voos comerciais.
Todos os modelos atingem um vácuo máximo inferior a 1.0 × 10⁻⁴ Pa e operam em uma faixa de temperatura de -70 °C a +120 °C. As rampas de temperatura são executadas a uma taxa de 2 °C/min, e faixas de temperatura mais amplas estão disponíveis mediante solicitação. Quatro flanges de teste de grande porte aceitam conexões elétricas herméticas, permitindo que as linhas de energia, sinal e sensores cheguem ao objeto de teste enquanto a câmara permanece selada. Os modelos ToronTVAC™ 400F e C1000 também aceitam uma cobertura térmica opcional de cinco lados. Todas as bombas, controles e utilidades estão alojadas em um gabinete de equipamentos integrado.
Um CLP com terminal de controle baseado em PC executa perfis de teste, monitora a pressão da câmara e registra dados de temperatura para cada teste. A Torontech inclui instalação, comissionamento e treinamento de operadores, e cada sistema possui garantia de dois anos. Os compradores selecionam o tamanho da câmara que melhor se adapta à sua maior estrutura e ao plano de roteamento de cabos. As conexões de passagem são então configuradas para corresponder à instrumentação do programa. Isso oferece aos programas de pequenos satélites, aviônica e sensores uma maneira prática de obter capacidade de vácuo térmico internamente.
Câmara de Teste a Vácuo Térmico TVAC - Aplicações da Série ToronTVAC™
A série ToronTVAC™ oferece suporte a trabalhos em vácuo térmico em qualquer situação em que o hardware precise operar de forma confiável em vácuo e em temperaturas extremas. Os usuários típicos incluem fornecedores de espaçonaves, fabricantes de eletrônicos de defesa e grupos de pesquisa universitários.
- Unidades de pequenos satélites e CubeSats: verificações funcionais de caixas de aviônica, unidades de distribuição de energia e eletrônica de carga útil sob vácuo antes da integração em nível de sistema.
- Ciclos térmicos em eletrônicos: ciclos repetidos de calor e frio em placas de circuito impresso, módulos de controle e conversores de energia, expondo a fadiga das juntas de solda e conexões intermitentes.
- Equilíbrio térmico e correlação de modelos: verificações de temperatura em estado estacionário que comparam os valores medidos com as previsões do modelo térmico e confirmam as hipóteses de condutância da interface.
- Cargas úteis ópticas e de sensores: triagem de detectores, módulos de câmera e subconjuntos de rastreadores estelares quanto a deslocamento de foco, deriva de sinal ou alteração de calibração em função da temperatura.
- Aviônica de Defesa e Hardware de RF: triagem de estresse térmico a vácuo de eletrônicos de orientação, módulos de RF e unidades de comunicação para revelar defeitos latentes de fabricação.
- Secagem a vácuo de componentes aeronáuticos: tratamento a altas temperaturas, até +120 °C, para remover umidade e resíduos voláteis de chicotes elétricos, adesivos e conjuntos antes da integração.
- Investigação da Causa Raiz: recriação de anomalias observadas durante testes de sistema sob perfis controlados de pressão e temperatura para confirmar um mecanismo de falha ou verificar uma correção de projeto.
- University e Laboratórios de Pesquisa: capacidade TVAC interna para equipes de satélites estudantis e grupos de pesquisa térmica que, de outra forma, teriam que reservar tempo em instalações de teste externas.
Câmara de Teste a Vácuo Térmico TVAC - Série ToronTVAC™ - Principais Características
A série ToronTVAC™ combina alto vácuo, controle de temperatura condutivo e acesso flexível à instrumentação em três tamanhos de câmara. Cada recurso atende a uma necessidade prática em testes térmicos a vácuo em nível de unidade.
- Três tamanhos de câmara padrão: volumes de trabalho de 250, 400 e 800 mm por lado permitem que os compradores escolham a câmara adequada ao maior objeto de teste e dispositivo de fixação, em vez de pagar por volume não utilizado.
- Vácuo máximo abaixo de 1.0 × 10⁻⁴ Pa: a capacidade de pressão bem abaixo do limite livre de convecção deixa margem para cargas de desgaseificação durante longos períodos de operação térmica.
- Bomba de apoio a seco: uma bomba turbomolecular apoiada por uma bomba Roots a seco de múltiplos estágios evita o refluxo de óleo e mantém os componentes sensíveis à contaminação limpos.
- Faixa de operação de -70 °C a +120 °C: abrange os patamares típicos de frio e calor para ciclos de nível unitário, com faixas mais amplas disponíveis sob encomenda.
- Taxa de aquecimento de 2 °C/min: transições de temperatura consistentes reduzem o tempo do ciclo e mantêm os perfis de teste repetíveis execução após execução.
- Placa fria com controle de temperatura: um circuito de óleo de transferência de calor condiciona a placa para acoplamento condutivo direto com o objeto de teste, com o tamanho da placa dimensionado para cada modelo.
- Cobertura térmica opcional de cinco lados: disponível nos modelos ToronTVAC™ 400F e C1000 para adicionar uma barreira radiativa controlada ao redor do objeto de teste.
- Quatro flanges de teste grandes: as portas ISO 160 ou ISO 200 aceitam conexões elétricas personalizadas com vedação a vácuo para linhas de alimentação, sinal e dados.
- Passagem dedicada para medição de temperatura: um flange de medição de 55 pinos e 12 sensores de temperatura permitem o mapeamento detalhado da temperatura em toda a peça de teste.
- Janela de visualização DN160 com iluminação interna de 24 V: os operadores podem verificar visualmente a configuração do teste sem ventilar a câmara.
- Sistema de controle baseado em PLC e PC: perfis programáveis, E/S distribuídas remotamente e um terminal de PC simplificam a configuração de testes, o monitoramento em tempo real e o registro de dados de temperatura.
- Válvulas automatizadas e manômetros de vácuo: uma válvula de gaveta pneumática, um manômetro de faixa completa e um transdutor Pirani permitem sequências controladas de bombeamento e ventilação.
- Câmara em aço inoxidável 304: construção resistente à corrosão que suporta ciclos repetidos de esvaziamento e limpeza de rotina.
- Monitoramento de utilidades: interruptores de fluxo e pressão nas linhas de água de resfriamento e ar comprimido protegem o sistema em caso de interrupção no fornecimento.
- Instalação, comissionamento e treinamento incluídos: suporte inicial no local e garantia de dois anos ajudam as equipes a iniciar testes produtivos rapidamente.
Teoria e Método
Os testes térmicos a vácuo funcionam porque a pressão controla a forma como o calor se move em torno de um objeto de teste. O ar à pressão ambiente transporta calor por convecção e condução gasosa, mascarando o comportamento da unidade em órbita. Quando a pressão na câmara cai para perto de 1 × 10⁻³ Pa, as moléculas de gás raramente colidem com as superfícies e a transferência convectiva torna-se desprezível. O calor flui então apenas por condução nas interfaces de montagem e por radiação, que varia com a quarta potência da temperatura absoluta. Os engenheiros podem então estudar pontos quentes, resistência interfacial e desgaseificação em condições realistas.
A série ToronTVAC™ atinge esse regime com um sistema de bombeamento de dois estágios. Uma bomba Roots a seco de múltiplos estágios evacua a câmara através da faixa de fluxo viscoso, utilizando rotores lobados que operam sem óleo de vedação. Em seguida, uma bomba turbomolecular assume o controle, e suas pás de rotor de alta velocidade colidem com as moléculas de gás, impulsionando-as em direção ao escapamento. O estágio de vácuo a seco impede o refluxo de óleo, protegendo superfícies sensíveis à contaminação. Manômetros de faixa completa e Pirani monitoram a pressão em todo o sistema, enquanto uma válvula de gaveta pneumática isola a câmara das bombas.
Um circuito de óleo de transferência de calor circula pela placa fria, definindo sua temperatura. A unidade de circulação adiciona ou remove calor conforme a demanda do perfil programado, e a placa troca esse calor com o objeto de teste por condução direta. As superfícies voltadas para o interior da câmara trocam calor por radiação, e a cobertura térmica opcional adiciona uma barreira radiativa controlada. O CLP controla rampas, períodos de espera e ciclos repetidos para testes de ciclagem térmica. Longos períodos de espera em temperatura constante permitem a realização de testes de equilíbrio térmico.
Câmara de Teste de Vácuo Térmico TVAC - Especificações Técnicas da Série ToronTVAC™
| Parâmetro | ToronTVAC™ 250F | ToronTVAC™ 400F | ToronTVAC™ 800F |
|---|---|---|---|
| material de câmara | aço inoxidável 304 | aço inoxidável 304 | aço inoxidável 304 |
| Dimensões da câmara (L × P × A) | 300 × 300 × 300 mm | 500 × 500 × 500 mm | 1000 × 1000 × 1000 mm |
| Dimensões internas de trabalho (L × P × A) | 250 × 250 × 250 mm | 400 × 400 × 400 mm | 800 × 800 × 800 mm |
| Vácuo final | <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) |
| Pressão de operação | 1.3 × 10⁻³ Pa (aprox. 1 × 10⁻⁵ Torr) | 1.3 × 10⁻³ Pa (aprox. 1 × 10⁻⁵ Torr) | 1.3 × 10⁻³ Pa (aprox. 1 × 10⁻⁵ Torr) |
| Faixa de temperatura operacional | -70 °C a +120 °C (-94 °F a +248 °F); faixas mais amplas sob consulta. | -70 °C a +120 °C (-94 °F a +248 °F); faixas mais amplas sob consulta. | -70 °C a +120 °C (-94 °F a +248 °F); faixas mais amplas sob consulta. |
| Taxa de aquecimento/resfriamento | 2°C/min (3.6°F/min) | 2°C/min (3.6°F/min) | 2°C/min (3.6°F/min) |
| Capacidade de refrigeração | 2.3 kW a -40°C | 2.3 kW a -40°C | 2.3 kW a -40°C |
| Capacidade de aquecimento | 3 kW | 3 kW | 3 kW |
| Dimensões da placa fria | × 250 250 mm | × 400 400 mm | × 800 800 mm |
| Cobertura Térmica (5 Lados) | Não disponível | Opcional, 400 × 400 mm | Opcional, 800 × 800 mm |
| Sistema de vácuo | Bomba turbomolecular + bomba seca Roots de múltiplos estágios | Bomba turbomolecular + bomba seca Roots de múltiplos estágios | Bomba turbomolecular + bomba seca Roots de múltiplos estágios |
| Conexões de flange | 4 × ISO 160 (passagens elétricas herméticas personalizadas sob encomenda) | 4 × ISO 200 (passagens elétricas herméticas personalizadas sob encomenda) | 4 × ISO 200 (passagens elétricas herméticas personalizadas sob encomenda) |
| Poder do equipamento | 15 kW | 20 kW | 35 kW |
| Método de refrigeração | Refrigerado a água | Refrigerado a água | Refrigerado a água |
| Taxa de fluxo de água de resfriamento | ≥ 30 L/min (≥ 7.9 US gpm) | ≥ 40 L/min (≥ 10.6 US gpm) | ≥ 60 L/min (≥ 15.9 US gpm) |
| Conexão de água de resfriamento | DN25 | DN25 | DN32 |
| Pressão de ar comprimido | 0.5 a 0.7 MPa (73 a 102 psi) | 0.5 a 0.7 MPa (73 a 102 psi) | 0.5 a 0.7 MPa (73 a 102 psi) |
| Taxa de fluxo de ar comprimido | 10 L/min (0.35 cfm) | 10 L/min (0.35 cfm) | 10 L/min (0.35 cfm) |
| Conexão de ar comprimido | Φ10 mm | Φ10 mm | Φ10 mm |
| Serviços públicos do local | Água de refrigeração e ar comprimido fornecidos pelo cliente | Água de refrigeração e ar comprimido fornecidos pelo cliente | Água de refrigeração e ar comprimido fornecidos pelo cliente |
| Dimensões líquidas do equipamento | 2000 × 1000 × 1800 mm | 2000 × 1000 × 1800 mm | 2500 × 1200 × 1800 mm |
| Pegada de instalação | 3000 × 2000 × 2500 mm | 3000 × 2000 × 2500 mm | 3500 × 2200 × 2500 mm |
| Peso total do equipamento | 1,500 kg (3,307 lb) | 2,000 kg (4,409 lb) | 3,000 kg (6,614 lb) |
| Garantia | 2 Anos | 2 Anos | 2 Anos |
Configuração padrão
| item | Qtd. | Descrição |
|---|---|---|
| Câmara de vácuo | conjunto 1 | Volume útil de 400 × 400 × 400 mm |
| Flange de teste | 4 define | Dimensionado conforme as conexões de flange acima; conectores não incluídos. |
| Flange para medição de temperatura e iluminação | conjunto 1 | DN160 com conexões de passagem de 55 e 4 pinos |
| Janela de visualização | conjunto 1 | DN160 |
| Escudo de radiação | conjunto 1 | Instalado dentro da câmara |
| Anéis de vedação e acessórios | conjunto 1 | Componentes de vedação da câmara |
| Placa fria | conjunto 1 | Placa de montagem com controle de temperatura; dimensões conforme especificações técnicas. |
| Sensores de temperatura | 12 define | Artigo de teste e medição da temperatura da placa fria |
| Bomba Turbomolecular | conjunto 1 | Estágio de bombeamento de alto vácuo |
| Bomba Seca | conjunto 1 | Etapa de preparação e desbaste sem óleo |
| Válvula Gaveta Pneumática | conjunto 1 | DN160, isolamento de câmara |
| Válvula de borboleta pneumática | conjunto 1 | DN25 |
| Válvulas borboleta manuais | 3 define | DN25 |
| Manômetro de vácuo de faixa completa | conjunto 1 | Medição da pressão da câmara |
| Transdutor de vácuo Pirani | conjunto 1 | Medição aproximada de vácuo |
| Tubulação e acessórios para vácuo | conjunto 1 | Hardware da linha de bombeamento |
| Unidade de Circulação de Óleo Térmico | conjunto 1 | Aquecimento e resfriamento por placa fria |
| Óleo de transferência de calor | conjunto 1 | Enchimento inicial |
| Válvulas, Instrumentação e Sensores | conjunto 1 | Hardware do circuito de controle de temperatura |
| Tubulações e Isolamento | conjunto 1 | Linhas de óleo térmico isoladas |
| Controlador lógico programável (PLC) | conjunto 1 | Sequência de teste e controle de intertravamento |
| Terminal de controle baseado em PC | conjunto 1 | Interface do operador e registro de dados |
| E/S distribuída remota | conjunto 1 | Processamento de sinais de campo |
| Módulo de comunicação | conjunto 1 | Comunicação de rede do controlador |
| Módulo de Controle | conjunto 1 | Controlo do processo |
| Módulo de temperatura | conjunto 1 | Aquisição de sinal de temperatura |
| Fonte de alimentação de 24 V CC | conjunto 1 | Potência do circuito de controle |
| Cabine de controle | conjunto 1 | Hardware de controle residencial |
| Componentes elétricos | conjunto 1 | Componentes de comutação e fiação |
| Cabos e materiais auxiliares | conjunto 1 | Cabeamento de interconexão |
| Software de controle | conjunto 1 | Aplicativo de controle desenvolvido sob medida |
| Gabinete de Equipamentos Integrado | Unidade 1 | Abriga bombas, unidade térmica e controles. |
| Unidade de iluminação interior | Unidade 1 | 24 V, dentro da câmara |
| Unidade de água de refrigeração | Unidade 1 | Interruptor de fluxo e válvula |
| Unidade de ar comprimido | Unidade 1 | Interruptor de pressão e filtro em linha |
| Instalação, Comissionamento e Treinamento | Incluído | Treinamento presencial para inicialização e operação |