Рис. 3.1. Конструкция трубчатого электрического нагревателя

Специальные камеры тепла для испытания в условиях по­ниженного атмосферного давления имеют терморадиа­ционные нагреватели. В условиях вакуума тепло от нагревателя к испытуемому изделию передается только в виде лучистой энергии. В качестве терморадиационных нагревателей используют кварцевые, галогенные лампы мощностью 400... 1000 Вт.

Термостатирование воздуха в камере может быть прямым и косвенным. При прямом термостатировании нагревающие и охлаждающие устройства действуют непосредственно на воздух камеры. Их устанавливают или непосредственно в камере, или снаружи, обогревая воздух, нагнетаемый в камеру вентилято­ром. При косвенном термостатировании в стенках испытатель­ной камеры по специальным каналам насосом прокачивается термостатирующая жидкость (этиленгликоль). Термостатирующая жидкость циркулирует по замкнутому герметичному контуру, проходя через нагреватель или охладитель. Внутрен­нее пространство камеры оказывается окруженным со всех сторон тепловой "рубашкой". Это обеспечивает высокую ста­бильность температуры и малые перепады её внутри камеры. Точность поддержания заданной температуры при косвенном термостатировании выше, чем при прямом, предельная темпе­ратура до 1000°С. Перемешивание воздуха внутри камеры выполняет вентилятор.

3.3. Камеры холода (Криокамеры)

Простейшая камера холода (рис. 3.2) представляет собой криостат (от греческого слова kryos — мороз, холод). Криостатом может служить деревянный ящик, обитый толстым слоем войлока. В качестве хладагента используют твёрдую углекис­лоту (сухой лед), имеющую температуру сублимации(переход из твёрдого в газообразное сос­тояние) порядка—78° С.

При испытании изделие 1 устанавлива­ют на дно ящика 2 и сверх закрывают сет­кой 4, поверх которой насыпают углекис­лоту 3. После закрытия крышки через определенное время под сеткой устанав­ливают температуру—60 ±3°С. Контроль температуры осуществляют термопарой 5, установленной на изделии. Криостат прост и надёжен, не требует наличия сложно­го оборудования и энергетических затрат и находит применение при испытании изделий небольшого объёма. Для охлаждения до температур ниже —70°С используют жидкие азот при охлаж­дении до —195° С, неон при охлаждении до —246° С, гелий при охлаждении до —269° С. Подача хладагента из сосуда Дьюара в рабочую камеру криостата осуществляется под давлением ис­паряющегося газа или под действием сжатого воздуха. Недос­татком криостатов является небольшая производительность и невозможность изменения и точного регулирования режима испытания.

Наиболее распространенный способ получения пониженных температур в камерах холода—это машинное охлаждение путем изменения агрегатного состояния хладагента в замкнутой сис­теме холодильной машины. В качестве хладагента используют углеводороды. Холодильная машина имеет компрессор, конденсатор и теплообменник. В процессе испаре­ния жидкого хладагента отнимается тепло от охлаждаемой ка­меры.

Влажный пар засасывается компрессором и адиабатически сжимается. При сжатии повышается температура и хладагент поступает в конденсатор, где происходит отдача тепла и кон­денсация пара при постоянном давлении. По трубопроводу жидкий хладагент поступает в теплообменник камеры, где ис­паряется и процесс повторяется. Для создания низких темпе­ратур в мощных холодильных машинах существует несколько каскадов охлаждения.

Минимальная температура (—70... —100° С) в камерах холода рабочим объёмом 500X500X500 мм достигается за 60... 120 мин работы холодильной машины. Точность регули­рования температуры ± 1°С. Камеры имеют шкафную или сундуковую конструкцию. Блок электронной системы обеспе­чивает задание, автоматическое регулирование, контроль и уп­равление режимом работы камеры.

Камеры влаги, в которых создается определенная влаж­ность для испытания деталей и изделий малых размеров, пред­ставляют собой гигростаты и эксикаторы. Простейший гигрос­тат настольной конструкции изготовляют в виде куба размером 500Х500Х500 мм из стекла, алюминия или коррозионно-стой­кой стали. На поддон гигростата наливают водный раствор солей или чистую воду. Уровень жидкости должен быть не ниже 40 мм. Испытуемое изделие устанавливают на решетку на вы­соте около 200 мм над водой. После закрытия гигростата крышкой в нем через определенное время в результате свобод­ного испарения воды с поддона при комнатной температуре устанавливается влажность 90... 98 %. Влажность контролируют по психрометру через стеклянную стенку гигростата. Для испарения влаги необходимо, чтобы вода в поддоне имела температуру ниже, чем температура воздуха в гигростате. Охлаж­дение воды в гигростате достигается помещением в нее змееви­ка, по которому пропускается водопроводная вода.