Обновленная система контроля и управления стенда термовакуумных испытаний

Высокие эксплуатационные требования, предъявляемые к изделиям космической техники, обуславливают необходимость проведения большого числа предварительных испытаний как на стадии отработки технологий, так и на этапе подтверждения характеристик рабочих образцов. Один из широко используемых методов – термовакуумные испытания (ТВИ). ТВИ позволяют воспроизводить работу испытуемых изделий в условиях вакуума при экстремальных или близких к ним значениях температур.

В ходе проведения ТВИ важно поддерживать температуру контрольных точек в испытательной камере согласно заданию - профилю, который, в свою очередь, соответствует модельным условиям эксплуатации оборудования в полете (на орбите). Как правило, процесс ТВИ выполняется непрерывно, порой с многократным циклическим изменением температуры с заданной амплитудой и длительностью. При этом общая продолжительность одного испытания может варьироваться от десятков часов до нескольких недель. Конечно, ключевым инструментом проведения ТВИ является система контроля и управления процессом, которая должна обеспечить точность, надежность и, к тому же, максимально облегчить рутинную часть работы технического персонала в ходе проведения длительных испытаний.

Далее Вы можете ознакомиться с опытом создания контрольно-измерительной системы, которая была развернута на базе термовакуумной установки ТВУ-2,5Г/1,5-0,6 в Институте Космических Исследований (ИКИ РАН), г. Москва. Система находится в постоянной эксплуатации с сентября 2015 года и достаточно хорошо себя зарекомендовала.

Многоканальный контроль температуры осуществляется с помощью измерительных преобразователей AMR8-1K (ADDR1 - ADDR3). Каждый из 24 измерительных каналов может работать с термосопротивлением от 1 Ом до 1 кОм, т.е., в системе могут использоваться медные и платиновые датчики, включая датчики с индивидуальными градуировочными характеристиками. Важно отметить, что метод измерения, реализуемый AMR8-1K, предусматривает подачу измерительного тока к термосопротивлению канала только на время опроса данного канала. В условиях вакуума это обеспечивает дополнительную достоверность измерения, т.к. на порядок снижает искажающий эффект «перегрева датчика» измерительным током.

Повышение температуры в камере происходит во время работы ИК нагревателей (Н1 – Н4). Мощность нагрева задается индивидуально для каждого нагревателя и определяется величиной токового сигнала 4-20 мА, поданного на вход соответствующего твердотельного регулятора. Управляющие сигналы 4-20 мА формируются преобразователями МСС-0824 (ADDR4 – ADDR5). В свою очередь, измерительные входы преобразователей МСС-0824 используются для контроля напряжения, приложенного к нагревателям, а также для контроля давления в испытательной камере. Понижение температуры происходит за счет проливки жидким азотом криогенного экрана во внутренней полости камеры.

В программном окне «схема ТВИ» оператор установки имеет возможность собрать мнемосхему эксперимента, на которой указывается условное взаимное размещение испытуемого объекта и мест закрепления датчиков температуры (ТД) на опорной плите с нагревателями. Схема является справочной информацией, во многом облегчающей восприятие измеряемых величин в ходе длительного эксперимента.

В программном окне «профиль ТВИ» поточечно задается (редактируется) температурный профиль, регламентирующий ход проведения испытания.

В ходе проведения эксперимента оператор установки имеет возможность использовать режим ручного управления нагревом/охлаждением или активировать режим автоматического ведения по температурному профилю. Точность автоматического ведения в режиме нагрева характеризуется отклонением температуры в контрольной точке от заданного профиля на уровне ± 0,2°С.

Данные, полученные в ходе ТВИ, протоколируются и архивируются с заданной скважностью. Программные окна дают возможность наблюдать измеряемые данные в графической форме в режиме онлайн, а также в режиме чтения архивных данных.