Камера тепло-холод КТХ 64: рабочая зона 400×400×400 мм

Камеру тепло-холод называют по-разному: камера тепла и холода, камера холода и тепла (КХТ), термокамера, климатическая камера тепло-холод. Суть одна — это испытательное оборудование, которое создаёт в закрытом рабочем объёме заданную температуру ниже и выше комнатной и меняет её по программе. В таких камерах проверяют, как электроника, приборы, материалы и узлы переносят холод, жару и смену температур при эксплуатации, транспортировании и хранении.

Чем камера тепло-холод отличается от морозильника и сушильного шкафа

Морозильная камера только охлаждает, сушильный шкаф только нагревает. Камера тепло-холод делает и то и другое в одном объёме и поддерживает режим с заданной точностью. Поэтому запрос «камера холода с подогревом» по сути описывает ту же камеру тепло-холод: холодильная машина и нагреватели работают под управлением одного регулятора, а не поочерёдно вручную.

Вторая важная разница — равномерность. В испытательной камере воздух принудительно перемешивается, чтобы температура в разных точках рабочего объёма отличалась как можно меньше. Без этого результат испытания зависит от того, на какую полку поставили изделие.

Как устроена камера тепло-холод

  • Рабочая камера. Внутренний объём, куда помещают изделие; в камерах КТХ он из нержавеющей стали, со съёмной полкой.
  • Теплоизолированный корпус и дверь. Изоляция отделяет рабочий объём от помещения и снижает нагрузку на холодильную машину.
  • Холодильная машина. Компрессор, конденсатор и испаритель отводят тепло из рабочего объёма. Конденсатор охлаждается воздухом помещения или водой; у КТХ воздушное охлаждение входит в базовую комплектацию, водяное — опция.
  • Нагреватели. Поднимают температуру до верхнего значения и вместе с холодильной машиной удерживают режим.
  • Вентилятор. Обеспечивает принудительную конвекцию — равномерное распределение температуры по объёму.
  • Регулятор. Микропроцессорный регулятор поддерживает заданную температуру и выполняет программы; для сложных многоступенчатых программ ставят ПЛК с сенсорной панелью.
  • Смотровое окно с подогревом и освещение. Подогрев стекла не даёт ему запотевать и обмерзать на холоде, так что изделие видно во время испытания.
  • Технологические отверстия. Через них выводят кабели к изделию, работающему под нагрузкой; в КТХ их два, диаметром 100 мм.
  • Защита. Автоматическая защита и реле контроля напряжения отключают камеру при аварийных ситуациях.

Какие испытания проводят в камере тепло-холод

Основной межгосударственный стандарт на температурные испытания — ГОСТ 30630.2.1-2013. Он описывает испытания на воздействие верхнего и нижнего значений температуры при эксплуатации, при транспортировании и хранении, а также на изменение температуры среды. Режимы увязаны с климатическими исполнениями изделий по ГОСТ 15150.

  • Испытание на холод: изделие выдерживают при нижней температуре и проверяют параметры во время и после воздействия.
  • Испытание на тепло: то же при верхней температуре, в том числе для изделий, которые сами выделяют тепло при работе.
  • Постепенное изменение температуры: изделие проходит циклы холод — тепло в одной камере с заданной скоростью изменения температуры.
  • Термоциклирование и термотренировка: многократные циклы, которые выявляют скрытые дефекты пайки, монтажа и материалов до отправки изделия заказчику.
  • Хранение и транспортирование: проверка, что изделие не повреждается в нерабочем состоянии при крайних температурах.

Для резкой смены температуры за секунды камера тепло-холод не подходит — там нужна камера термошока с двумя зонами. Если методика требует влажности, понадобится камера тепло-холод-влага.

Как выбрать нижнюю температуру

Нижняя граница сильнее всего влияет на устройство холодильной машины и на цену. Камеры КТХ выпускаются в трёх исполнениях по холоду: −30, −65 и −85 °C. Ориентиры такие:

  • −30 °C — для изделий, которые работают в отапливаемых помещениях или в мягком климате, и для проверок без жёстких требований по холоду.
  • −65 °C — для большинства программ, где нижнее значение лежит в районе −40…−60 °C: оборудование для улицы, транспорт, приборы общего назначения.
  • −85 °C — для программ с экстремальным холодом, например при проверке хранения и транспортирования при очень низких температурах.

Берите исполнение по самой низкой температуре вашей программы с небольшим запасом, но не «на всякий случай». Например, КТХ 80 в исполнении −30…+100 °C стоит от 680 000 ₽, в исполнении −85…+100 °C — от 830 000 ₽, а в максимальном −85…+180 °C — от 910 000 ₽.

Как выбрать верхнюю температуру

По теплу исполнений тоже три: +100, +160 и +180 °C. Для испытаний электроники на теплоустойчивость чаще всего хватает +100 °C. Более высокие значения нужны для материалов, полимеров, кабелей и изделий с высокой рабочей температурой, а также для ускоренных испытаний. Верхняя граница на цену влияет меньше, чем нижняя, но и здесь лучше не переплачивать за неиспользуемый запас.

Как выбрать объём

Объём выбирают не по изделию, а по воздуху вокруг него. ГОСТ 30630.2.1-2013 рекомендует размещать изделия ближе к центру полезного объёма и чтобы их общий объём не превышал 20 % полезного объёма камеры. Кроме того, смотрите на внутренние размеры рабочей зоны: высокий прибор может не войти в камеру подходящего литража.

МодельОбъём, лРабочая зона, ммПитаниеЦена
КТХ 2222350×280×250220/380 Вот 500 000 ₽
КТХ 6464400×400×400220/380 Вот 650 000 ₽
КТХ 8080420×510×400220/380 Вот 680 000 ₽
КТХ 160160520×640×510380 Вот 800 000 ₽
КТХ 400400600×800×850380 Вот 1 000 000 ₽
КТХ 800800900×1000×900380 Вот 1 250 000 ₽
КТХ 10001000950×1100×960380 В, 3фот 1 400 000 ₽
КТХ 150015001000×1250×1200380 В, 3фот 1 800 000 ₽
КТХ 200020001200×1200×1400380 В, 3фот 2 200 000 ₽

Цены указаны для базового исполнения −30…+100 °C. Если изделие крупное, тяжёлое или его удобнее опускать сверху, посмотрите камеры с вертикальной загрузкой КТХ ВЗ объёмом 160–800 литров.

Точность и скорость изменения температуры

Камеры КТХ поддерживают температуру с точностью ±1 °C при дискретности задания 0,1 °C. Скорость изменения температуры зависит от исполнения, объёма и, главное, от загрузки: массивное металлическое изделие замедляет и охлаждение, и нагрев. Если методика задаёт скорость, укажите её и массу загрузки в запросе. Для метода постепенного изменения температуры ГОСТ 30630.2.1-2013 рекомендует выбирать скорость из ряда 1, 3, 5, 10 и 15 °C/мин, усреднённую за период не более 5 минут.

Что ещё учесть при выборе

  • Кабели и трубки. Если стандартных двух отверстий Ø100 мм мало, есть дополнительные или увеличенные шлюзы, а также серия КТХ Ш с технологическими шлюзами.
  • Архив и интерфейс. Для протоколов испытаний заложите архивирование и Ethernet / RS-485.
  • Нагрузка на полку. Для тяжёлых изделий — дополнительные полки и усиленная нагрузка.
  • Место установки. Камеры весят от 100 кг (КТХ 22) до 600 кг (КТХ 2000); проверьте проёмы, перекрытия и питание.
  • Аттестация. Если камеру будут использовать для испытаний с протоколами, сразу закажите первичную аттестацию, монтаж и пусконаладку.

Как проходит типовое испытание

  • Изделие выдерживают в нормальных климатических условиях и проверяют его параметры и внешний вид.
  • Изделие размещают в камере ближе к центру рабочего объёма, кабели выводят через технологические отверстия.
  • Камера выходит на заданную температуру по программе, затем изделие выдерживают до теплового равновесия — время выдержки задаёт методика.
  • В конце выдержки, если это требуется, измеряют параметры работающего изделия прямо в камере.
  • После испытания изделие возвращают в нормальные условия, повторно осматривают и проверяют; результат сравнивают с требованиями документации на изделие.

Программный регулятор позволяет пройти несколько таких этапов подряд без участия оператора, а архив фиксирует фактический ход температуры для протокола.

Вопросы и ответы

Чем КТХ отличается от КХТ? Это разные сокращения одного и того же оборудования: камера тепло-холод и камера холода и тепла. В обоих случаях камера и охлаждает, и нагревает рабочий объём.

Можно ли в камере тепло-холод испытывать на влажность? Нет, у КТХ нет генератора влажности. Для испытаний на влажное тепло нужна камера тепло-холод-влага КТХВ или тепло-влага КТВ.

Какой объём брать для платы размером 200×150 мм? По объёму подойдёт даже КТХ 22, но учтите оснастку, кабели и возможное число плат в партии. Если плат несколько, практичнее КТХ 64 или КТХ 80.

Нужна ли камере вода? В базовой комплектации холодильная машина охлаждается воздухом, вода не нужна. Водяное охлаждение — опция для помещений, где тепло от конденсатора нежелательно.