§ 2. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МИКРОКАМЕРЫ

В ряде отраслей техники для проверки изделий на работоспособность в диапазоне рабочих температур используются термокамеры. Понижение температуры в этих камерах производится посредством компрессионных холодильных машин, а обогрев — электрическими нагревателями. По существующим нормам испытательные камеры должны обеспечивать температуры от —60 до Использование компрессионных термокамер на практике сопряжено с рядом неудобств, основными из которых являются: относительно большое энергопотребление, большие габариты и вес, длительное время разгона до рабочего режима и ряд других. Особенно существенным недостатком является большие рабочие объемы камеры, исчисляемые сотнями и тысячами литров. В то же время очень часто подлежащие испытаниям изделия имеют объем всего лишь несколько кубических сантиметров. Кроме того, часто требуется провести термические испытания при одновременном воздействии на. изделие вибрационных, нагрузок и ускорений. В термокамерах, охлаждаемых фреоновыми компрессорами, подобные испытания производить нельзя. В связи с изложенным были разработаны два конструктивных варианта испытательных термоэлектрических камер небольшого объема.

Первый вариант камеры конструктивно оформлен в виде прямоугольного параллелепипеда, стенки и дно которого образуют

двухкаскадные термобатареи с последовательным питанием. Теплосъем от горячих спаев термобатарей осуществляется проточной водой, проходящей в каналах, выполненных в дюралюминиевых панелях, на которых смонтированы термобатареи. Каналы для воды расположены таким образом, что после сборки прибора они образуют единую последовательно соединяемую водяную систему. Как указывалось выше гл. VI, § 6), такая система расположения термобатарей в значительной степени уменьшает паразитные теплопритоки внутрь камеры извне.

Рис. 120. Общпй вид испытательной термоэлектрической микрокамеры первого варианта.

Это же обстоятельство исключает применение внешней теплоизоляции. Системой специальных перемычек все пять термобатарей соединяются последовательно. Общее количество термоэлементов и режим их питания обеспечивают достаточную холодопроизводительность камеры. Пространство между коммутационными пластинами II каскада термобатарей образует рабочий объем прибора. Если боковые стенки рабочего объема образованы отдельными коммутационными пластинами II каскада термобатарей, то дно рабочей камеры состоит из сплошной металлической пластины, припаянной к коллекторам холодных спаев вторых каскадов нижней термобатареи.

Для максимального снижения механических напряжений, возникающих в нижней термобатарее, эта пластина изготовлена из материала с небольшим коэффициентом термического расширения (инвара). Для уменьшения теплообмена между первым и

вторым каскадами термобатарей между ними помещена теплоизоляция из пенопласта. Доступ в рабочую камеру прибора осуществляется через съемную верхнюю крышку, снабженную теплоизоляционным слоем пенопласта. Через специальный штепсельный разъем внутрь камеры могут быть заведены 12 проводов для проведения испытаний расположенного в камере изделия в динамическом режиме. Шины электрического питания термобатарей камеры, а также штуцера подачи и слива воды в систему теплосъема выведены на передней боковой стенке прибора.

Краткая характеристика испытательной камеры следующая.

(см. скан)

Общий вид термоэлектрической испытательной камеры первого конструктивного варианта приведена на рис. 120.

Второй вариант термоэлектрической испытательной камеры оформлен в виде единого прибора с выпрямителем и схемой автоматической установки температуры.

На рабочую камеру прибора, изготовленную из 2-миллиметровой меди, с четырех боковых сторон и дна припаяны двухкаскадные термобатареи с последовательным питанием каскадов. Такое расположение термобатарей позволило создать систему с достаточно большой холодопроизводительностью. Все пять термобатарей соединены последовательно. Жидкостные системы теплосъема отдельных батарей также соединены последовательно. В отличие от первого варианта термокамеры, где нагрев и охлаждение производились переключением направления питающего термобатарею тока, во втором варианте режим нагрева обеспечивается специальным электронагревателем, расположенным на рабочей камере прибора.

Блок-схема электрической части прибора приведена на рис. 121. Питание термоэлектрических батарей и всех элементов автоматического управления и регулирования осуществляется от

(кликните для просмотра скана)

выпрямителя. Питание термобатареи производится двухполупериодным выпрямителем с шестью диодами А в качестве вентилей, включенных по 3 в каждое плечо. Платиновый термометр сопротивления является датчиком температурыдля блока автоматической установки температуры, который в свою очередь через усилитель и блок управления температурой нагревателя меняет величину тока, питающего нагреватель, и соответственно температуру в камере. Индикатор температура, расположенный на передней панели прибора, сигнализирует что заданная температура установлена в рабочей камере прибора.

Установка величины температуры производится посредством двух рукояток на передней панели, причем одной устанавливаются десятки, а другой — единицы градуса. Точность поддержания температуры обеспечивается в приборе автоматически. Доступ в рабочую камеру прибора осуществляется через откидную теплоизолированную крышку, через которую в случае необходимости могут быть введены провода для испытаний изделий, расположенных в камере.

Приводим краткую характеристику термокамеры этого типа.

(см. скан)

Общий вид автоматической испытательной термокамеры приведен на рис. 122.