Термовакуумная испытательная камера TVAC
Термовакуумная испытательная камера TVAC - серия ToronTVAC™
Серия ToronTVAC™ — это линейка термовакуумных камер с охлаждающей пластиной, предназначенная для аэрокосмической, оборонной и электронной промышленности, которым необходимы испытания на уровне отдельных компонентов в собственных лабораториях. Три стандартные модели имеют рабочий объем 250, 400 и 800 мм³ с каждой стороны. Каждая система сочетает в себе камеру из нержавеющей стали 304 с турбомолекулярным насосом и охлаждающей пластиной с регулируемой температурой. Вместе они создают воспроизводимые вакуумные и тепловые условия для компонентов, модулей и небольших узлов. Инженеры используют их для обнаружения температурных неисправностей до начала поставок или поставок оборудования.
Каждая модель достигает предельного вакуума ниже 1.0 × 10⁻⁴ Па и работает в диапазоне температур от -70°C до +120°C. Температурный режим работает со скоростью 2°C/мин, а более широкий диапазон температур доступен по запросу. Четыре больших испытательных фланца позволяют подключать вакуумно-герметичные электрические вводы, благодаря чему линии питания, сигналов и датчиков достигают испытуемого образца, а камера остается герметичной. Модели ToronTVAC™ 400F и C1000 также допускают установку опционального пятистороннего термозащитного кожуха. Все насосы, элементы управления и вспомогательные устройства размещены во встроенном шкафу оборудования.
ПЛК с управляющим терминалом на базе ПК запускает тестовые профили, контролирует давление в камере и записывает данные о температуре для каждого запуска. Компания Torontech включает в стоимость установку, ввод в эксплуатацию и обучение операторов, а на каждую систему предоставляется двухлетняя гарантия. Покупатели выбирают размер камеры, соответствующий их самому большому приспособлению и плану прокладки кабелей. Затем проходные элементы настраиваются в соответствии с измерительным оборудованием программы. Это предоставляет программам по разработке малых спутников, авионики и датчиков практичный способ создания собственных термовакуумных установок.
Термовакуумная испытательная камера TVAC — области применения серии ToronTVAC™
Серия ToronTVAC™ обеспечивает термовакуумную обработку оборудования в любых условиях, где требуется надежная работа в вакууме и при экстремальных температурах. Типичными пользователями являются поставщики оборудования для космической отрасли, производители оборонной электроники и исследовательские группы университетов.
- Блоки малых спутников и кубсатов: функциональная проверка блоков авионики, блоков распределения питания и электроники полезной нагрузки в вакууме перед интеграцией на системном уровне.
- Термоциклирование электроники: многократное воздействие высоких и низких температур на платы, модули управления и преобразователи питания для выявления усталости паяных соединений и прерывистых контактов.
- Тепловой баланс и корреляция модели: поддержание стационарной температуры, позволяющее сравнивать измеренные значения с прогнозами тепловой модели и подтверждать предположения о проводимости интерфейса.
- Оптические и сенсорные полезные нагрузки: проверка детекторов, модулей камер и узлов звездных трекеров на предмет смещения фокуса, дрейфа сигнала или изменения калибровки при изменении температуры.
- Оборонная авионика и радиочастотное оборудование: вакуумно-температурный стресс-тест электроники наведения, радиочастотных модулей и блоков связи для выявления скрытых дефектов изготовления.
- Вакуумная термообработка деталей летательного аппарата: выдерживание при повышенной температуре до +120°C, что позволяет удалить влагу и летучие вещества из жгутов проводов, клеевых составов и узлов перед их сборкой.
- Расследование первопричин: воспроизведение аномалий, наблюдавшихся во время системных испытаний в условиях контролируемого давления и температуры, для подтверждения механизма отказа или проверки предложенного решения.
- University и научно-исследовательские лаборатории: собственные возможности TVAC для студенческих групп, занимающихся разработкой спутников, и групп, проводящих тепловые исследования, которые в противном случае бронировали бы время на внешних испытательных полигонах.
Термовакуумная испытательная камера TVAC - серия ToronTVAC™: основные характеристики
Серия ToronTVAC™ сочетает в себе высокий вакуум, кондуктивный контроль температуры и гибкий доступ к измерительным приборам в трех типоразмерах камер. Каждая функция отвечает практическим потребностям при проведении термовакуумных испытаний на уровне отдельных устройств.
- Три стандартных размера камер: рабочие объемы 250, 400 и 800 мм³ с каждой стороны позволяют покупателям подобрать камеру под самый крупный испытательный образец и приспособление, вместо того чтобы переплачивать за неиспользуемый объем.
- Предельный вакуум ниже 1.0 × 10⁻⁴ Па: допустимое давление значительно ниже порога отсутствия конвекции оставляет запас для дегазации во время длительных температурных режимов работы.
- Сухой вспомогательный насос: турбомолекулярный насос, дополненный многоступенчатым сухим насосом Рутса, предотвращает обратный поток масла и поддерживает чистоту чувствительного к загрязнениям оборудования.
- Диапазон рабочих температур: от -70°C до +120°C. Охватывает типичные холодные и горячие периоды для циклической работы устройства, более широкие диапазоны доступны по запросу.
- Скорость повышения температуры 2°C/мин: равномерные температурные переходы сокращают время цикла и обеспечивают воспроизводимость тестовых профилей при каждом запуске.
- Холодильная пластина с регулируемой температурой: контур теплоносителя на основе масла подготавливает пластину для прямого теплопроводящего соединения с исследуемым образцом, при этом размер пластины масштабируется в соответствии с каждой моделью.
- Дополнительный пятисторонний теплоизоляционный кожух: доступен для моделей ToronTVAC™ 400F и C1000 и позволяет создать контролируемый радиационный барьер вокруг испытательного образца.
- Четыре больших фланца для испытаний: порты ISO 160 или ISO 200 позволяют устанавливать изготовленные на заказ вакуумно-герметичные электрические проходные изоляторы для силовых, сигнальных и информационных линий.
- Специализированная система измерения температуры: 55-контактный измерительный фланец и 12 датчиков температуры обеспечивают детальное отображение температуры по всему испытуемому образцу.
- Смотровое окно DN160 с внутренней подсветкой 24 В: операторы могут визуально контролировать испытательную установку, не вентилируя камеру.
- Система управления на базе ПЛК и ПК: программируемые профили, удаленный распределенный ввод/вывод и ПК-терминал упрощают настройку испытаний, мониторинг в реальном времени и запись данных о температуре.
- Автоматизированные клапаны и вакуумметры: пневматический задвижной клапан, полнодиапазонный манометр и преобразователь Пирани обеспечивают контролируемую откачку и стравливание воздуха.
- Камера из нержавеющей стали 304: коррозионностойкая конструкция выдерживает многократные циклы откачки и регулярную очистку.
- Мониторинг инженерных сетей: датчики расхода и давления на линиях охлаждающей воды и сжатого воздуха защищают систему в случае отключения подачи воды на объект.
- В стоимость включены установка, ввод в эксплуатацию и обучение: поддержка при запуске на месте и двухлетняя гарантия помогут командам быстро начать продуктивное тестирование.
Теория и метод
Термовакуумные испытания работают благодаря тому, что давление контролирует распространение тепла внутри исследуемого образца. Воздух при атмосферном давлении переносит тепло конвекцией и газопроводностью, маскируя поведение устройства на орбите. Как только давление в камере падает примерно до 1 × 10⁻³ Па, молекулы газа редко соприкасаются с поверхностями, и конвективный перенос становится незначительным. В этом случае тепло передается только за счет проводимости в местах крепления и за счет излучения, которое пропорционально четвертой степени абсолютной температуры. Таким образом, инженеры могут изучать горячие точки, сопротивление на границах раздела и выделение газов в реалистичных условиях.
В серии ToronTVAC™ этот режим достигается за счет двухступенчатой насосной системы. Многоступенчатый сухой насос Рутса откачивает воздух из камеры в диапазоне вязкостного потока, используя роторы с зацепляющимися лопастями, работающие без уплотнительного масла. Затем включается турбомолекулярный насос, высокоскоростные лопасти которого ударяют по молекулам газа и направляют их к выхлопным газам. Сухая опорная ступень предотвращает обратное течение масла, защищая чувствительные к загрязнениям поверхности. Манометры полного диапазона и манометр Пирани отслеживают давление по всему диапазону, а пневматический задвижной клапан изолирует камеру от насосов.
Циркуляция теплоносителя в виде масляного контура проходит через охлаждающую пластину и задает ее температуру. Циркуляционный блок добавляет или отводит тепло в соответствии с запрограммированным профилем, и пластина обменивается этим теплом с испытуемым образцом путем прямой теплопроводности. Поверхности, обращенные к внутренней части камеры, обмениваются теплом путем излучения, а дополнительный тепловой кожух создает контролируемый радиационный барьер. ПЛК управляет режимами нагрева, выдержки и повторяющимися циклами для работы с термическими циклами. Длительные периоды удержания температуры поддерживают испытания на тепловой баланс.
Термовакуумная испытательная камера TVAC - серия ToronTVAC™ Технические характеристики
| Параметр | ToronTVAC™ 250F | ToronTVAC™ 400F | ToronTVAC™ 800F |
|---|---|---|---|
| Камерный Материал | нержавеющая сталь 304 | нержавеющая сталь 304 | нержавеющая сталь 304 |
| Габариты камеры (Ш × Г × В) | 300 × × 300 300 мм | 500 × × 500 500 мм | 1000 × × 1000 1000 мм |
| Внутренние рабочие габариты (Ш × Г × В) | 250 × × 250 250 мм | 400 × × 400 400 мм | 800 × × 800 800 мм |
| Абсолютный вакуум | < 1.0 × 10⁻⁴ Па (< 7.5 × 10⁻⁷ Торр) | < 1.0 × 10⁻⁴ Па (< 7.5 × 10⁻⁷ Торр) | < 1.0 × 10⁻⁴ Па (< 7.5 × 10⁻⁷ Торр) |
| Рабочее давление | 1.3 × 10⁻³ Па (приблизительно 1 × 10⁻⁵ Торр) | 1.3 × 10⁻³ Па (приблизительно 1 × 10⁻⁵ Торр) | 1.3 × 10⁻³ Па (приблизительно 1 × 10⁻⁵ Торр) |
| Диапазон рабочих температур | Диапазон температур от -70°C до +120°C (от -94°F до +248°F); более широкие диапазоны по запросу. | Диапазон температур от -70°C до +120°C (от -94°F до +248°F); более широкие диапазоны по запросу. | Диапазон температур от -70°C до +120°C (от -94°F до +248°F); более широкие диапазоны по запросу. |
| Скорость нагрева/охлаждения | 2°C/мин (3.6°F/мин) | 2°C/мин (3.6°F/мин) | 2°C/мин (3.6°F/мин) |
| Охлаждающая способность | 2.3 кВт при -40°C | 2.3 кВт при -40°C | 2.3 кВт при -40°C |
| Мощность нагрева | 3 кВт | 3 кВт | 3 кВт |
| Размеры холодной плиты | мм × 250 250 | мм × 400 400 | мм × 800 800 |
| Теплозащитный кожух (5-сторонний) | Недоступен | Опционально, 400 × 400 мм | Опционально, 800 × 800 мм |
| Вакуумная система | Турбомолекулярный насос + многоступенчатый сухой насос Рутса | Турбомолекулярный насос + многоступенчатый сухой насос Рутса | Турбомолекулярный насос + многоступенчатый сухой насос Рутса |
| Фланцевые соединения | 4 × ISO 160 (по запросу изготавливаются вакуумно-герметичные электрические вводы) | 4 × ISO 200 (по запросу изготавливаются вакуумно-герметичные электрические вводы) | 4 × ISO 200 (по запросу изготавливаются вакуумно-герметичные электрические вводы) |
| Мощность оборудования | 15 кВт | 20 кВт | 35 кВт |
| Способ охлаждения | С водяным охлаждением | С водяным охлаждением | С водяным охлаждением |
| Расход охлаждающей воды | ≥ 30 л/мин (≥ 7.9 американских галлонов в минуту) | ≥ 40 л/мин (≥ 10.6 американских галлонов в минуту) | ≥ 60 л/мин (≥ 15.9 американских галлонов в минуту) |
| Подключение охлаждающей воды | DN25 | DN25 | DN32 |
| Давление сжатого воздуха | От 0.5 до 0.7 МПа (от 73 до 102 фунтов на квадратный дюйм) | От 0.5 до 0.7 МПа (от 73 до 102 фунтов на квадратный дюйм) | От 0.5 до 0.7 МПа (от 73 до 102 фунтов на квадратный дюйм) |
| Расход сжатого воздуха | 10 л/мин (0.35 кубических футов в минуту) | 10 л/мин (0.35 кубических футов в минуту) | 10 л/мин (0.35 кубических футов в минуту) |
| Подключение сжатого воздуха | Φ10 мм | Φ10 мм | Φ10 мм |
| Коммунальные услуги на участке | Охлаждающая вода и сжатый воздух поставляются заказчиком. | Охлаждающая вода и сжатый воздух поставляются заказчиком. | Охлаждающая вода и сжатый воздух поставляются заказчиком. |
| Габариты оборудования в габаритах (нетто). | 2000 × × 1000 1800 мм | 2000 × × 1000 1800 мм | 2500 × × 1200 1800 мм |
| Место установки | 3000 × × 2000 2500 мм | 3000 × × 2000 2500 мм | 3500 × × 2200 2500 мм |
| Общий вес оборудования | 1,500 кг (3,307 фунтов) | 2,000 кг (4,409 фунтов) | 3,000 кг (6,614 фунтов) |
| ГАРАНТИЯ | 2 лет | 2 лет | 2 лет |
Стандартная конфигурация
| Параметр | Количество | Описание |
|---|---|---|
| Вакуумная камера | 1 набор | Рабочий объем 400 × 400 × 400 мм |
| Испытательный фланец | 4 устанавливает | Размеры указаны в соответствии с приведенными выше фланцевыми соединениями; соединители в комплект не входят. |
| Фланец для измерения температуры и освещения | 1 набор | DN160 с 55-контактными и 4-контактными проходными изоляторами |
| Окно просмотра | 1 набор | DN160 |
| Радиационный щит | 1 набор | Установлен внутри камеры |
| Уплотнительные кольца и комплектующие | 1 набор | Компоненты герметизации камеры |
| Холодная плита | 1 набор | Монтажная пластина с регулировкой температуры; размеры указаны в соответствии с техническими характеристиками. |
| Температурные датчики | 12 устанавливает | Измерение температуры испытательного образца и охлаждающей пластины. |
| Турбомолекулярный насос | 1 набор | Этап высоковакуумной откачки |
| Сухой насос | 1 набор | Этап черновой и безмасляной обработки |
| Пневматический запорный клапан | 1 набор | DN160, изоляция камеры |
| Пневматический клапан-бабочка | 1 набор | DN25 |
| Ручные клапаны-бабочки | 3 устанавливает | DN25 |
| Вакуумметр полного диапазона | 1 набор | Измерение давления в камере |
| Вакуумный преобразователь Пирани | 1 набор | Приблизительное измерение вакуума |
| Вакуумные трубопроводы и комплектующие | 1 набор | Оборудование для насосных линий |
| Установка циркуляции термомасла | 1 набор | Нагрев и охлаждение холодной пластины |
| Теплопередающее масло | 1 набор | Начальная заправка |
| Клапаны, приборы и датчики | 1 набор | Аппаратное обеспечение контура регулирования температуры |
| Трубопроводы и изоляция | 1 набор | Изолированные трубопроводы для термомасла |
| Программируемый логический контроллер (ПЛК) | 1 набор | Последовательность тестирования и управление блокировкой |
| Терминал управления на базе ПК | 1 набор | Интерфейс оператора и запись данных |
| Удаленный распределенный ввод-вывод | 1 набор | Обработка полевых сигналов |
| Модуль связи | 1 набор | Сетевая связь контроллера |
| Модуль контроля | 1 набор | Контроль над процессом |
| Модуль температуры | 1 набор | Получение сигнала температуры |
| Источник питания 24 В постоянного тока | 1 набор | Питание цепи управления |
| шкаф управления | 1 набор | Дома управляют оборудованием |
| Электрокомпоненты | 1 набор | Распределительные устройства и электромонтажные компоненты |
| Кабели и вспомогательные материалы | 1 набор | Соединительные кабели |
| Программное обеспечение контроля | 1 набор | Специально разработанное приложение управления |
| Встроенный шкаф оборудования | 1 блок | Включает насосы, тепловой блок и систему управления. |
| Блок внутреннего освещения | 1 блок | 24 В, внутри камеры |
| Блок охлаждающей воды | 1 блок | Датчик потока и клапан |
| Блок сжатого воздуха | 1 блок | реле давления и линейный фильтр |
| Установка, ввод в эксплуатацию и обучение | Есть | Запуск на месте и обучение операторов. |