Bạn cần cân nhắc điều gì khi lập kế hoạch hệ thống TVAC của mình?

Xác định xem có cần một khoang hay không sẽ xác định thiết lập tổng thể của hệ thống TVAC. Một buồng là rất quan trọng để tạo ra một môi trường được kiểm soát để mô phỏng chân không không gian, điều này rất cần thiết để kiểm tra các bộ phận của tàu không gian, vệ tinh và hệ thống đẩy.

Biết xem có cần một buồng hay không giúp hiểu được quy mô và độ phức tạp của hệ thống cần thiết.

Khi cần một buồng, chúng ta cũng cần hiểu:

• Vật liệu chế tạo Lựa chọn vật liệu ảnh hưởng đến khả năng tương thích của khoang với các quy trình khác nhau và khả năng chịu được các điều kiện khác nhau như nhiệt độ khắc nghiệt và áp suất chân không. Lựa chọn vật liệu sẽ ảnh hưởng đến cả hiệu suất và chất lượng của môi trường mô phỏng.

• Hình dạng buồng mong muốn là gì: hình trụ hoặc hình khối? Hình dạng của khoang ảnh hưởng đến sự phân bố nhiệt và chân không bên trong.
  Buồng hình trụ thường được ưu tiên để phân phối ứng suất đồng đều và dễ sản xuất, khiến chúng phù hợp để kiểm tra các vật thể dài, mỏng như máy đẩy.
  Các buồng khối có thể được chọn cho các cấu hình thử nghiệm cụ thể hoặc các hạn chế không gian cũng như thử nghiệm các thành phần lớn, phẳng hoặc nhiều vệ tinh nhỏ cùng một lúc.

• Kích thước/kích thước khoang sẽ là bao nhiêu? Kích thước chính xác của khoang đảm bảo nó có thể chứa các đối tượng kiểm tra và phù hợp với không gian phòng thí nghiệm được chỉ định. Kích thước cũng ảnh hưởng đến thể tích và do đó yêu cầu của bơm chân không và thiết kế tổng thể của hệ thống.

Hiểu được ứng dụng và quy trình cụ thể cho phép tùy chỉnh hệ thống TVAC để đáp ứng các yêu cầu độc đáo. Điều này bao gồm việc biết hệ thống sẽ được sử dụng cho mục đích gì? kiểm tra thành phần vệ tinh, nghiên cứu khử khí vật liệu hoặc kiểm tra chu kỳ nhiệt? Đối với các nhà sản xuất công nghệ không gian: kiểm tra khử khí, chu kỳ nhiệt và sẵn sàng vận hành của các bộ phận?

Thu thập thông tin chi tiết về quy trình và ứng dụng của bạn giúp chúng tôi thiết kế một hệ thống đáp ứng nhu cầu cụ thể của bạn. Điều này đảm bảo rằng tất cả các tính năng cần thiết được bao gồm, chẳng hạn như vỏ bọc nhiệt để phân phối nhiệt độ đồng đều hoặc các phụ kiện đặc biệt để giữ CubeSats trong quá trình thử nghiệm rung.

Kích thước, vật liệu và số lượng bộ phận của thiết bị được kiểm tra cũng quan trọng để hiểu vì nó sẽ ảnh hưởng đến cấu hình bên trong của buồng, bao gồm bố trí vỏ bọc nhiệt, đĩa và thiết bị cố định. Nó cũng ảnh hưởng đến tải nhiệt và yêu cầu bơm chân không.

Chỉ định các tính năng bên trong như đĩa và vỏ bọc đảm bảo buồng chân không có thể hỗ trợ thiết bị được kiểm tra và cung cấp khả năng quản lý nhiệt cần thiết.

Những tính năng này rất quan trọng để đạt được sự phân bố nhiệt độ đồng đều và phù hợp với các thiết lập kiểm tra khác nhau, chẳng hạn như bệ xoay để tiếp xúc 360°C hoặc các thiết bị cố định để giữ các bộ phận ở các hướng cụ thể.

Ống luồn cho phép các kết nối điện, nhiệt và cơ học đi vào buồng chân không mà không làm vỡ gioăng chân không.

Biết được số lượng và loại ống dẫn cần thiết giúp lập kế hoạch các cổng của buồng và đảm bảo khả năng tương thích với thiết bị bên ngoài, chẳng hạn như nguồn điện, cảm biến và hệ thống thu thập dữ liệu được sử dụng trong thử nghiệm công nghệ không gian.

Các phụ kiện rất cần thiết cho hoạt động và chức năng của hệ thống TVAC. Chúng cho phép hút và thông khí được kiểm soát, kết nối các bộ phận khác nhau và quan sát các thử nghiệm đang diễn ra.

Đối với mô phỏng không gian, cần có các phụ kiện chất lượng cao để duy trì tính toàn vẹn của môi trường chân không và nhiệt.

• Các van được sử dụng để kiểm soát luồng khí vào/ra khỏi khoang. Các loại van khác nhau và vị trí của chúng rất quan trọng cho hoạt động hiệu quả và an toàn của hệ thống chân không. Trong mô phỏng không gian, cần kiểm soát chính xác luồng khí để sao chép các điều kiện khí quyển khác nhau.
• Mặt bích cung cấp các điểm kết nối cho các bộ phận khác nhau của hệ thống chân không. Số lượng, loại và kích cỡ cần thiết phụ thuộc vào thiết bị và phụ kiện cụ thể được sử dụng. Đối với công nghệ không gian, cần có mặt bích chắc chắn để đảm bảo niêm phong chân không chặt chẽ trong điều kiện khắc nghiệt.
• Cửa sổ xem cho phép giám sát trực quan các xét nghiệm bên trong khoang. Chúng được chọn dựa trên nhu cầu quan sát, vị trí camera và yêu cầu chiếu sáng. Cửa sổ xem chất lượng cao là điều cần thiết để chụp hình ảnh và video chi tiết của các thử nghiệm, rất quan trọng để phân tích hiệu suất của các thành phần không gian.

Xác định các yêu cầu làm nóng và làm mát đảm bảo buồng máy có thể đạt được và duy trì phạm vi nhiệt độ mong muốn. Điều này rất quan trọng để mô phỏng điều kiện nhiệt của không gian, nơi nhiệt độ có thể thay đổi rộng rãi, và tiến hành kiểm tra chu kỳ nhiệt chính xác để đánh giá độ bền của các thành phần của phi cơ.

• Phạm vi nhiệt độ cần đạt được trong khoang quy định loại hệ thống làm nóng và làm mát cần thiết.  Đối với mô phỏng không gian, hệ thống phải xử lý nhiệt độ khắc nghiệt, sao chép các điều kiện từ không gian sâu lạnh đến sưởi ấm mặt trời, để đảm bảo các thành phần có thể chịu được môi trường khắc nghiệt.
• Lựa chọn hệ thống làm mát ảnh hưởng đến khả năng đạt và duy trì nhiệt độ thấp của khoang. Hệ thống làm mát rất quan trọng để mô phỏng chân không lạnh của không gian và kiểm tra phản ứng nhiệt của vật liệu và các thành phần được sử dụng trong phi thuyền và vệ tinh.
• Hệ thống sưởi phải có khả năng đạt được sự đồng nhất và ổn định nhiệt độ mong muốn. Gia nhiệt là điều cần thiết để mô phỏng bức xạ mặt trời và tiến hành kiểm tra chu kỳ nhiệt, điều này rất quan trọng để đánh giá hiệu suất của hệ thống bảo vệ nhiệt trên tàu không gian.

Các loại khí khác nhau có các đặc tính khác nhau ảnh hưởng đến các yêu cầu bơm và xử lý của chúng. Biết loại khí nào sẽ được sử dụng sẽ giúp lựa chọn bơm chân không phù hợp và đảm bảo các biện pháp an toàn được áp dụng.

Đối với mô phỏng không gian, điều này có thể bao gồm bơm khí dư, sản phẩm thoát khí hoặc khí thử nghiệm cụ thể.

Phạm vi chân không cần thiết xác định loại và số lượng bơm chân không cần thiết.

Các ứng dụng khác nhau có thể yêu cầu mức chân không cao, siêu cao hoặc cực cao, mỗi mức đều có các cân nhắc cụ thể về thiết bị và hoạt động.

Thời gian cần thiết để đạt được mức chân không mong muốn ảnh hưởng đến thiết kế và công suất của hệ thống bơm.

Giới hạn thời gian ngắn hơn có thể yêu cầu bơm mạnh hơn hoặc các giai đoạn bơm bổ sung. Thời gian bơm nhanh là điều cần thiết cho môi trường kiểm tra công suất cao, chẳng hạn như dây chuyền sản xuất vệ tinh nhỏ.

Lựa chọn bơm chân không phù hợp là điều cần thiết để đạt được mức chân không cần thiết một cách hiệu quả. Các loại bơm khác nhau mang lại nhiều lợi ích khác nhau và nên được chọn dựa trên ứng dụng cụ thể.

Để mô phỏng không gian, có thể sử dụng kết hợp các bơm này để đạt được và duy trì các điều kiện UHV.

• Bơm chính/bơm thô: Lựa chọn giữa bơm thô ướt và bơm khô ảnh hưởng đến rủi ro bảo trì, chi phí và nhiễm bẩn.
• Bơm turbo phân tử: ổ trục cơ học hoặc maglev? Bơm turbo ổ trục cơ học rẻ hơn nhưng yêu cầu bảo trì nhiều hơn. Bơm turbo Maglev cung cấp độ tin cậy cao hơn và rung động thấp hơn, khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng nhạy cảm.
• Bơm lạnh cung cấp nhiệt độ rất thấp để thu khí và đạt được mức chân không siêu cao. Cần thiết cho các ứng dụng yêu cầu áp suất cực thấp và ít nhiễm bẩn.
• Máy bơm ion và máy bơm không bay hơi (NEG) được sử dụng để duy trì điều kiện chân không siêu cao. Chúng có các nguyên tắc hoạt động và tính phù hợp khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu chân không cụ thể và các khí được bơm.

Đồng hồ đo chân không là thiết bị cần thiết để theo dõi mức áp suất trong khoang. Loại và số lượng máy đo cần thiết phụ thuộc vào phạm vi áp suất cần đo, từ chân không thô đến chân không siêu cao.

Đo áp suất chính xác là điều rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của các thử nghiệm mô phỏng không gian.

Hệ thống tự động hóa và kiểm soát tăng hiệu quả hoạt động bằng cách cho phép kiểm soát chính xác mức chân không, nhiệt độ và các thông số khác.

Chúng cũng cải thiện độ an toàn và khả năng lặp lại của các thử nghiệm. Đối với mô phỏng không gian, các hệ thống tự động có thể quản lý các chuỗi thử nghiệm phức tạp, thu thập dữ liệu và giám sát thời gian thực.

Xác định các yêu cầu về nguồn điện đảm bảo hệ thống tương thích với nguồn điện có sẵn. Thử nghiệm mô phỏng không gian thường yêu cầu nguồn điện ổn định và không bị gián đoạn để duy trì điều kiện thử nghiệm trong thời gian dài.

• Lựa chọn giữa nguồn điện một pha và ba pha ảnh hưởng đến thiết kế điện và loại thiết bị được sử dụng. 
• Điện áp hoạt động phải phù hợp với cơ sở hạ tầng điện tại địa phương và thông số kỹ thuật của thiết bị được sử dụng.
• Bất kỳ giới hạn nào về khả năng cung cấp hoặc sử dụng nguồn điện phải được xác định để đảm bảo hệ thống hoạt động trong các thông số an toàn và hiệu quả.

Khóa tải cho phép đưa mẫu vào và lấy mẫu ra mà không cần thông khí buồng chính, duy trì điều kiện chân không và cải thiện thông lượng.

Điều này đặc biệt hữu ích trong môi trường sản xuất hoặc khi thực hiện nhiều lần kiểm tra liên tiếp.

Việc xác định các giao thức giao tiếp đảm bảo khả năng tương thích với các hệ thống hiện có và tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền dữ liệu và điều khiển từ xa.

Điều này rất cần thiết để tích hợp hệ thống TVAC với các thiết bị kiểm tra khác và để giám sát và kiểm soát kiểm tra từ một vị trí trung tâm.

Môi trường vận hành ảnh hưởng đến thiết kế và vật liệu của hệ thống. Các cân nhắc bao gồm sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm và tiếp xúc với các yếu tố ăn mòn.

Đảm bảo hệ thống có thể hoạt động đáng tin cậy trong những điều kiện này là điều rất quan trọng để duy trì độ chính xác kiểm tra và tuổi thọ thiết bị.

Các tùy chọn di động xác định cách thiết bị có thể được sử dụng và di chuyển trong cơ sở. Tính linh hoạt này rất quan trọng để tối ưu hóa không gian phòng thí nghiệm và thực hiện kiểm tra ở các vị trí khác nhau khi cần thiết.

• Hệ thống gắn trên khung thường được lắp đặt cố định, cung cấp sự ổn định và mạnh mẽ cho các thiết lập lớn hơn hoặc phức tạp hơn. Chúng phù hợp cho các thử nghiệm dài hạn, có độ chính xác cao, yêu cầu độ rung tối thiểu và độ ổn định tối đa.
• Hệ thống gắn trên xe đẩy cung cấp tính linh hoạt và dễ di chuyển, khiến chúng phù hợp với các ứng dụng yêu cầu di chuyển thường xuyên hoặc các giải pháp tiết kiệm không gian. Điều này lý tưởng cho môi trường kiểm tra động, nơi cần có các thiết lập khác nhau cho các thành phần khác nhau.

Hiểu các giới hạn dịch vụ và khoảng thời gian bảo trì mong muốn giúp lập kế hoạch bảo trì hệ thống, đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ.

Bảo trì thường xuyên là điều rất quan trọng để ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động và đảm bảo hệ thống duy trì trong điều kiện hoạt động tối ưu.