Tất tần tật thông tin cần biết về buồng mô phỏng độ cao
Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn về một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ: các buồng độ cao. Đây không chỉ là một phần của công nghệ hàng không vũ trụ, mà còn là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong y học và kỹ thuật. Cùng COMIT bắt đầu bằng việc tìm hiểu về ý nghĩa và công dụng của các buồng mô phỏng độ cao, cách mà các phòng độ cao được xây dựng và hoạt động, cũng như những tiêu chuẩn và quy định quan trọng áp dụng cho chúng. Hãy cùng khám phá!
Phòng mô phỏng độ cao là gì?
Buồng đo độ cao là buồng thử nghiệm được thiết kế để mô phỏng độ cao, độ chân không và nhiệt độ của các điều kiện môi trường ở độ cao phù hợp với kiểu bay của tất cả các dạng máy bay, từ thương mại đến quân sự. Mục đích của buồng kiểm tra độ cao là để kiểm tra các bộ phận và bộ phận được sử dụng trong máy bay cũng như độ bền và khả năng phục hồi của các bộ phận khi chúng được vận chuyển bằng phương pháp vận chuyển trên không.
Không giống như các buồng thử nghiệm áp suất thấp kiểm tra tác động của các điều kiện độ cao trên mặt đất, các buồng thử nghiệm độ cao kết hợp nhiều yếu tố với độ cao bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, đóng băng và đôi khi cả độ rung. Bằng cách lấy tất cả các yếu tố có thể có liên quan đến môi trường độ cao và kết hợp chúng, có thể mô phỏng và tạo ra các điều kiện độ cao trong thế giới thực.
Ứng dụng của phòng kiểm tra độ cao
Có xu hướng nhầm lẫn giữa buồng kiểm tra độ cao và buồng kiểm tra áp suất thấp. Mặc dù chúng được thiết kế để kiểm tra ảnh hưởng của độ cao nhưng mục đích của chúng khá khác nhau. Những người không quen thuộc với ngành công nghiệp buồng thử nghiệm tin rằng các buồng được sử dụng để nâng cao thành tích thể thao và ảnh hưởng của độ cao trên mặt đất cũng giống như các buồng thử nghiệm độ cao. Trong nhiều trường hợp, các thuật ngữ được sử dụng thay thế cho nhau. Buồng kiểm tra độ cao công nghiệp tạo ra môi trường khắc nghiệt hơn nhiều so với môi trường dùng để đào tạo và kiểm tra con người. Lý do cho sự khác biệt này là nhu cầu tạo điều kiện để kiểm tra độ bền, độ bền, khả năng phục hồi và khả năng của các bộ phận, bộ phận và dụng cụ được sử dụng cho máy bay cũng như việc vận chuyển các công cụ tinh vi và nhạy cảm.
Độ cao và độ cao thấp
Để mô phỏng các điều kiện tại độ cao vài nghìn feet, cần sử dụng các thiết bị chuyên dụng để tạo ra không khí có chất lượng tương tự như môi trường thực tế ở các độ cao như vậy. Các loại máy bơm chân không với kích thước và khả năng khác nhau được sử dụng để tạo ra môi trường khí quyển tại độ cao từ 100.000 feet, có thể mở rộng lên đến 200.000 feet.
Có nhiều yếu tố quan trọng cần kiểm soát ở độ cao lớn, bao gồm áp suất trong cabin giảm đáng kể. Buồng mô phỏng độ cao có thể tái tạo sự mất mát áp suất bằng cách giảm áp suất ở tốc độ gần 15 giây hoặc ít hơn.
Mặc dù thiết kế cơ bản của các buồng kiểm tra độ cao là để tái tạo điều kiện ở độ cao so với mặt đất, chúng cũng có thể mô phỏng các áp suất dưới mức nước biển.
Mỗi yếu tố này, bao gồm độ cao, giảm áp suất nhanh chóng và áp suất dưới mực nước biển, đều có thể được mô phỏng thông qua việc điều chỉnh các điều khiển và thiết bị đo được lập trình, từ đó tạo ra các tình huống mô phỏng thí nghiệm nhằm đảm bảo tiêu chuẩn thử nghiệm. Những thiết bị phức tạp và tiên tiến này đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tính mạng, nâng cao chất lượng sản phẩm và cung cấp dữ liệu đáng tin cậy để bảo vệ nhân viên và sản phẩm.
Phù hợp với nhiệt độ
Mặc dù buồng kiểm tra độ cao được gọi là buồng kiểm tra độ cao, nhưng chức năng của buồng kiểm tra độ cao bao gồm việc tạo ra tất cả các khả năng có thể được tìm thấy ở độ cao cực cao. Một phần thiết yếu là điều chỉnh nhiệt độ, đòi hỏi phải sử dụng hệ thống làm lạnh một cấp hoặc theo tầng.
Việc kiểm soát nhiệt độ trong buồng thử độ cao đòi hỏi khả năng thực hiện 2 chức năng là tạo nhiệt và tạo lạnh. Bất kể nhiệt độ được xác định trước là bao nhiêu, nó phải đồng đều trong toàn bộ không gian của buồng. Chức năng đặc biệt này là một khía cạnh của buồng thử độ cao mà các nhà sản xuất rất tự hào trong việc giám sát và tạo ra.
- Hệ thống lạnh một tầng: Trong hệ thống làm lạnh một giai đoạn, chất làm lạnh được nén một lần. Trong quá trình này, chất làm lạnh được kéo vào xi lanh và được nén bằng một hành trình piston. Ngoài ra, hệ thống một giai đoạn có một áp suất phía thấp hoặc áp suất bay hơi và một áp suất phía cao hoặc áp suất ngưng tụ. Lợi ích của hệ thống làm lạnh một tầng là chi phí thấp và khả năng kiểm soát trong một phạm vi nhiệt độ hạn chế.
- Hệ thống tầng: Hệ thống xếp tầng sử dụng chất làm lạnh để ngưng tụ chất làm lạnh chính đang hoạt động ở mức thích hợp cho nhiệt độ thiết bị bay hơi. Mạch làm lạnh ở giai đoạn cao được sử dụng để làm mát mạch ở giai đoạn thấp để đạt được nhiệt độ rất thấp. Loại hệ thống này có chi phí vận hành thấp và tiết kiệm năng lượng. Lợi ích chính của nó là khả năng đạt được nhiệt độ cực thấp -120°C.
Ngoài ra, hệ thống làm lạnh theo tầng rất dễ bảo trì, khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng với các buồng thử nghiệm ở độ cao. Phạm vi nhiệt độ rộng cùng với hệ thống điều khiển chính xác làm cho hệ thống xếp tầng trở thành lựa chọn lý tưởng để tạo ra các điều kiện độ cao cụ thể.
Kiểm tra độ ẩm
Trong danh sách các thử nghiệm được thực hiện bởi buồng kiểm tra độ cao, một yếu tố quan trọng cần được bổ sung là kiểm tra độ ẩm. Thêm vào việc kiểm tra nhiệt độ và độ cao, việc đo lường độ ẩm giúp tạo ra một hình ảnh hoàn chỉnh và chân thực về các điều kiện môi trường mà sản phẩm có thể phải đối mặt ở độ cao lớn.
Tương tự như nhiệt độ và độ cao, độ ẩm cũng có thể gây ra những tổn hại nghiêm trọng cho sản phẩm. Việc thực hiện các bài kiểm tra độ ẩm giúp xác định tính chất thực tế và độ bền của lớp phủ, sơn, kim loại và các vật liệu khác. Bằng cách chẩn đoán và đo lường chính xác tác động của độ ẩm, ta có thể nâng cao khả năng chịu đựng và tuổi thọ của sản phẩm.
Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp như hàng không, không gian, y tế và hàng tiêu dùng, nơi mà các sản phẩm phải đáp ứng được các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về chất lượng và an toàn trong môi trường có độ cao và độ ẩm biến đổi. Điều này giúp đảm bảo rằng sản phẩm sẽ hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy trong mọi điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Kiểm tra độ rung
Trong quá trình thử nghiệm độ rung, mục tiêu là đánh giá khả năng chịu đựng của sản phẩm trước những tác động của các rung động thường gặp trong môi trường máy bay. Thử nghiệm này được thiết kế để mô phỏng các điều kiện vận chuyển, sử dụng bộ điều khiển và các thiết bị trong quá trình bay, đặc biệt là những điều kiện mà một bộ phận cụ thể có thể phải đối mặt.
Bằng cách áp dụng các rung động có thực, thử nghiệm giúp xác định các điểm yếu của sản phẩm, từ đó cung cấp thông tin quý giá về những hạn chế và điểm cần cải thiện. Dữ liệu thu được từ các thử nghiệm này không chỉ là nguồn thông tin quan trọng để đánh giá hiệu suất của sản phẩm mà còn giúp hướng dẫn việc phát triển và cải tiến sản phẩm trong tương lai.
Qua việc phân tích kết quả của thử nghiệm độ rung, các kỹ sư và nhà phát triển có thể hiểu rõ hơn về cách mà sản phẩm phản ứng với các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Điều này giúp họ điều chỉnh và cải thiện thiết kế, vật liệu và công nghệ sản xuất để đảm bảo sản phẩm đáp ứng được các yêu cầu và tiêu chuẩn chất lượng cao nhất.
Xây dựng buồng kiểm tra độ cao
Các nhà sản xuất buồng thử nghiệm tự hào về chất lượng và hiệu suất của buồng thử nghiệm độ cao của họ. Sử dụng các nhà thiết kế và kỹ sư chuyên nghiệp, họ cẩn thận lựa chọn các vật liệu và dụng cụ thích hợp để đảm bảo độ chính xác và hiệu suất chính xác của sản phẩm.
Hệ thống buồng thử độ cao rất phức tạp với một số hệ thống con, bao gồm buồng chính, hệ thống bơm, hệ thống điều khiển và hệ thống làm lạnh.
Những hệ thống phức tạp và phức tạp này đòi hỏi chuyên môn công nghệ tiên tiến. Vì dữ liệu thu được từ các phòng thử nghiệm là cần thiết cho sự thành công của sản phẩm nên các phòng thử nghiệm được thiết kế tùy chỉnh để đáp ứng các điều kiện cụ thể của khách hàng.
Kích thước của Phòng Kiểm tra Độ cao
Một trong những đặc điểm phân biệt chính của buồng thử độ cao là kích thước của chúng, từ 5 feet khối đến 65 feet khối hoặc lớn hơn. Khía cạnh này của buồng thử độ cao được xác định bởi các vật liệu và thành phần cần thử nghiệm cũng như số lượng thành phần hoặc vật liệu sẽ được thử nghiệm cùng một lúc.
Giống như tất cả các loại thiết bị công nghiệp, cơ sở sử dụng buồng thử nghiệm phải có đủ diện tích và không gian để lưu trữ. Để mang lại hiệu suất tốt nhất có thể, buồng thử độ cao phải vừa khít với không gian hoạt động của tổ chức. Việc chọn kích thước chính xác đảm bảo kết quả kiểm tra chính xác và hiệu suất tối ưu.
Điều khiển buồng
Giống như tất cả các buồng thử nghiệm, việc điều khiển buồng thử nghiệm độ cao là rất quan trọng. Mặc dù có các điều khiển đơn giản dành cho các buồng thử nghiệm ít phức tạp hơn, các buồng thử nghiệm độ cao yêu cầu một loạt các điều khiển để giám sát, thiết lập và điều chỉnh nhiều chức năng mà các buồng thử nghiệm độ cao có thể thực hiện.
Vì buồng kiểm tra độ cao thu thập rất nhiều dữ liệu nên điều cần thiết là phải có bộ điều khiển có thể cung cấp kết quả tức thời khi buồng đang hoạt động. Dữ liệu được thu thập bởi hàng chục cảm biến được tích hợp trong buồng và có đủ độ nhạy để ghi lại tất cả các điều kiện hiện có cũng như phản ứng của thành phần được thử nghiệm với chúng.
Đúng như dự đoán, trong thời đại công nghệ, các giao diện máy tính sẵn có để theo dõi, kích hoạt và đánh giá các hoạt động của buồng từ máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay. Tính năng bổ sung này giúp bạn có thể kiểm tra dữ liệu đang được thu thập từ các vị trí ở xa và ngoài cơ sở.
Kệ hoặc giá đỡ
Khi thử nghiệm các nhóm sản phẩm, có thể cần phải có kệ trong buồng thử nghiệm. Chúng phải được cấu hình để phù hợp với nhu cầu của sản phẩm và quá trình thử nghiệm đang được hoàn thành.
Đơn vị làm lạnh
Bộ phận làm lạnh cung cấp nhiệt độ thích hợp cho buồng thử độ cao. Kích thước của thiết bị làm lạnh sẽ thay đổi tùy thuộc vào kích thước của buồng thử nghiệm và nhiệt độ mong muốn. Một bình ngưng làm mát bằng không khí có thể cần thiết tùy thuộc vào kích thước của máy nén.
Nội ngoại thất
Bên trong và bên ngoài buồng thử độ cao được làm bằng thép với bên trong được làm bằng thép không gỉ được hàn chặt và chắc chắn. Để duy trì buồng kín khí, lớp cách nhiệt được đặt giữa các bức tường bên trong và bên ngoài, thường là sợi thủy tinh có hệ số 0,25 k.
Các bức tường và khung bên ngoài được làm bằng thép hàn có các bảng tiếp cận được đặt ở vị trí thuận tiện để cho phép bảo trì, bảo trì, kiểm tra và thay thế các bộ phận. Giống như tất cả các bộ phận khác của buồng, bên trong và bên ngoài cửa được làm bằng thép với bản lề vận hành cực kỳ chắc chắn và êm ái.
Mặc dù có các màu tiêu chuẩn cho buồng thử độ cao nhưng nhà sản xuất vẫn tạo điều kiện cho khách hàng lựa chọn màu mà họ mong muốn.
Bơm chân không
Bơm chân không là một bộ phận thiết yếu của buồng thử độ cao vì nó cần thiết để đưa buồng xuống mức chân không đã cài đặt. Máy bơm kết nối trực tiếp với buồng và bơm qua các cổng lớn. Bơm chân không bơm với tốc độ hàng trăm feet khối mỗi phút.
Chiếu sáng nội thất
Hệ thống chiếu sáng bên trong được thiết kế để chiếu sáng không gian làm việc khi buồng đóng và vận hành cũng như khi cửa mở. Ánh sáng thích hợp là cần thiết để người dùng có thể nhìn thấy các vật thể đang được thử nghiệm và vì sự an toàn của chúng. Nói chung, ánh sáng sợi đốt được sử dụng.
Báo động nhiệt
Một cảnh báo nhiệt được đưa vào buồng kiểm tra độ cao như một biện pháp an toàn để nhiệt trong buồng sẽ không vượt quá giới hạn của nó. Một nhiệt độ cố định được đưa vào hệ thống điều khiển. Khi nhiệt độ trong buồng vượt quá nhiệt độ đặt trước, báo động sẽ kích hoạt.
Lợi ích của phòng kiểm tra độ cao
Thử nghiệm buồng thử độ cao là một phần thiết yếu trong quá trình thử nghiệm các sản phẩm có thể bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về áp suất. Những buồng được thiết kế và cấu hình đặc biệt này có khả năng mô phỏng dễ dàng các tác động liên quan đến việc tăng độ cao bằng cách điều chỉnh áp suất không khí trong buồng để đáp ứng các điều kiện và hoàn cảnh khí quyển khi ở trên núi hoặc đang bay.
Các sản phẩm có vỏ kín chứa chất lỏng hoặc hóa chất có thể vỡ khi ở trên cao, điều này có thể trở nên nghiêm trọng nếu bên trong có tính axit hoặc có hại. Bằng cách đặt sản phẩm kín trong buồng thử độ cao, có thể xác định được khả năng tồn tại của vật liệu vỏ cũng như áp suất và độ cao mà vỏ sẽ bị hỏng.
Việc triển khai và sử dụng các buồng thử nghiệm nhằm mục đích hoàn thiện sản phẩm và đánh giá điểm yếu hoặc điểm thất bại của chúng. Trong thời đại hiện đại, dữ liệu được thu thập bởi các phòng thử nghiệm có thể ngăn ngừa tai nạn và đảm bảo tuổi thọ của sản phẩm. Mọi khía cạnh của môi trường tự nhiên đều có thể được tái tạo bằng một phương pháp được kiểm soát để đánh giá, đánh giá và kiểm tra.
Buồng kiểm tra độ cao được sử dụng để kiểm tra điểm mạnh và điểm yếu của các dụng cụ, máy móc và thiết bị cần hoạt động dưới áp suất cao ở độ cao. Việc cấp nguồn cho một thiết bị cơ khí để xem liệu nó có còn hoạt động ở áp suất và độ cao tăng lên hay không có thể cung cấp thông tin về khả năng thực hiện chức năng của thiết bị khi chịu áp lực. Trong trường hợp máy bay và tàu vũ trụ, khía cạnh thử nghiệm này có thể rất quan trọng trong việc ngăn chặn việc lắp đặt một bộ phận gặp trục trặc ở nơi nó có thể bị hỏng. .
Một loạt các thử nghiệm và đánh giá mà các buồng độ cao có khả năng thực hiện chạy đầy đủ các loại sản phẩm từ những sản phẩm dành cho gia đình có thể bị lỗi khi áp lực tác động lên những sản phẩm quan trọng hơn cần thiết để cứu sống con người. Giống như tất cả các khía cạnh của thử nghiệm, thử nghiệm ở độ cao cung cấp dữ liệu và thông tin có thể quyết định sự thành công hay thất bại của sản phẩm.
