Климатическая камера

Климатическая камера - устройство, позволяющее смоделировать агрессивное воздействие окружающей среды на приборы и материалы. Оборудование используется в авиационной и оборонной промышленности, а также в научно-исследовательских организациях, разрабатывающих механизмы для машиностроения. Камера требует наличия высокоточного измерительного прибора, обеспечивающего контроль температуры и влажности воздуха.

Конструкция

• Рабочий объем. Данный элемент выполняется в виде шкафа, в котором размещены теплообменники, обеспечивающие заданные режимы испытаний. Рабочий объем оснащен системой защиты от низких температур.
• Корпус. Корпус устанавливается на колесную раму, изготовленную из стального профиля. Колеса предотвращают самопроизвольное перемещение оборудования в процессе работы.
• Холодильный агрегат. Данное устройство выполняется на съемной монтажной плите, расположенной внутри рамы. Поверхность климатической камеры закрыта кожухом, обеспечивающим свободный доступ воздуха.
• Щит автоматического управления. Внутри этого элемента находятся механизмы автоматики и основное электрооборудование. Органы управления помещены на верхнем участке камеры.
  
  Назначение
  Основным назначением подобных устройств является максимально приближённое к реальности моделирование окружающей среды с целью исследования агрессивного воздействия на материалы и узлы приборов. Такие испытания совершенно необходимы при разработке механического и электронного оборудования, создании различных материалов, выпуске защитных покрытий, лаков, красок и т.п. К основным задачам, выполняемых посредством климатических камер относятся:
  • термические и климатические испытания;
  • исследование изменения эксплуатационных параметров при изменениях окружающей среды;
  • материаловедческие температурные и влажностные испытания;
  • изучение биологических процессов;
  • стрессовые испытания.
• Конструктивные особенности
  Серийно выпускаемые климатические камеры отличаются друг от друга:
  • геометрическими размерами рабочей зоны;
  • диапазоном рабочих температур;
  • диапазоном изменения значений влажности;
  • точностью установки и поддержания параметров;
  • динамическим диапазоном изменения параметров;
  • способом управления.
• Число опциональных дополнений выбирается в зависимости от назначения и принципиально не ограничено. К таким опциям относится, например, установка дополнительных осушителей, рассчитанных на работу при низких температурах,
  установка многоканальной регистрирующей аппаратуры, расширенные возможности дистанционного управления и контроля параметров, имитация воздействия солнечного ультрафиолета, дождя и т.п.
• Для работы в широком температурном диапазоне (от −70 до +100ºС) достигается совместным использованием холодильной машины каскадного типа и электронагревателя, при этом циркуляция воздуха в рабочем объёме камеры обеспечивается посредством высокоскоростного осевого вентилятора. Управление термоэлектронагревателями производится посредством ШИМ-контроллеров, работающих по принципу ПИД-регуляторов.
• Работа каскадной системы охлаждения начинается с запуска компрессора верхнего каскада, после чего сжатый газ поступает в конденсатор, где превращается в жидкость с передачей теплоты в окружающую среду. Для улучшения теплообмена конденсатор снабжен системой принудительного охлаждения. Чаще всего применяется пара вентиляторов, один из которых включается в зависимости от датчика конденсации верхнего каскада, что гарантирует оптимальную работу компрессора.
• Поступающая из конденсатора жидкость дросселируется и подаётся в испаритель, где происходит охлаждение и создаются условия, необходимые для конденсации газа в нижнем каскаде. При этом соответствующей ему компрессор включается по датчику, сигнализирующему, что созданы условия для конденсации газа высокого давления.
  Сжатый газ проходит фазу предварительного охлаждения, и поступает в испаритель.
• Так как установка рассчитана на использование в широком диапазоне температур, для избежания перегрева на компрессоре установлен специальный датчик, сигналу которого открывает подающий жидкость клапан, после чего та всасывается компрессором, дросселируется и, выкипая, охлаждает его.
• Для поддержания нужной влажности применяется парогенератор и фреоновый осушитель.
  Парогенератор путём кипячения генерирует водяной пар, а для контроля производительности используется сигнал с управляющего контроллера, связанного с датчиком влажности. Если относительная влажность оказывается высокой, используется выполненный в виде змеевика осушитель, в котором оседает влага, которая удаляется посредством специального патрубка. Для повышения эффективности осушителя в него подается фреон, охлаждаемый одноступенчатой машиной. Для имитации солнечной радиации используются дуговые ксеноновые лампы, которые излучают свет в диапазоне от 260 до 780 нм.