El proceso de fabricación de una Cámara de Prueba de Temperatura y Humedad (THC) es un flujo de trabajo sistemático de múltiples etapas que integra ingeniería mecánica, control eléctrico, dinámica térmica y ensamblaje de precisión. Se centra en garantizar el rendimiento principal de la cámara, como la precisión del control de temperatura/humedad, la uniformidad ambiental y la seguridad operativa, al tiempo que cumple con los estándares específicos de la industria (por ejemplo, ISO 10281, ASTM D4359). A continuación se muestra un desglose detallado de las etapas clave de fabricación:

Esta etapa sienta las bases para el rendimiento y la fiabilidad de la cámara, lo que requiere una estrecha colaboración entre los ingenieros de diseño, los especialistas en materiales y los equipos de calidad.

• Análisis de requisitos: En primer lugar, los ingenieros aclaran las especificaciones objetivo de la cámara en función de las necesidades del cliente o de los estándares de la industria, incluyendo:
  • Rango de temperatura ( -70°C a +180°C para modelos estándar, -196°C para modelos criogénicos).
  • Rango de humedad ( 10%–98% HR, o ≤5% HR para versiones de baja humedad).
  • Volumen de la cámara (de sobremesa 50L, de suelo 1000L o de sala de acceso 50m³).
  • Funciones especiales (irradiación UV, pulverización salina, vacío).
• Modelado 3D y simulación térmica: Utilizando software como SolidWorks, AutoCAD o ANSYS, los ingenieros diseñan la estructura de la cámara (carcasa exterior, revestimiento interior, capa de aislamiento) y simulan:
  • Uniformidad térmica: Garantizar que no haya “puntos calientes” o “zonas frías” mediante el diseño de conductos de flujo de aire (por ejemplo, optimizando la colocación de los ventiladores y los ángulos de los deflectores).
  • Retención de calor/frío: Calcular el grosor de los materiales aislantes (por ejemplo, espuma de poliuretano, paneles de vacío) para minimizar la pérdida de energía.
  • Distribución de la humedad: Simular la difusión del vapor de agua para evitar la condensación en las superficies de las muestras.
• Diseño del sistema de control: Desarrollar el programa PLC (Controlador Lógico Programable) y la HMI (Interfaz Hombre-Máquina) para soportar ciclos de prueba de múltiples segmentos, registro de datos y alarmas de seguridad.

Solo se seleccionan materiales de alto rendimiento, resistentes a la corrosión y estables a la temperatura para soportar entornos de prueba extremos:

Los subsistemas clave (por ejemplo, refrigeración, humidificación, circulación de aire) se preensamblan y se prueban individualmente para garantizar que cumplen con los puntos de referencia de rendimiento antes de la integración.

El sistema de refrigeración es responsable de enfriar la cámara a bajas temperaturas (hasta -196°C para los modelos criogénicos) y funciona con calentadores para ajustar la temperatura dinámicamente.

• Ensamblaje del compresor: Seleccionar compresores de scroll (para modelos estándar) o compresores en cascada (para temperaturas ultrabajas) y ensamblarlos con tubos de cobre (soldados con protección de nitrógeno para evitar la acumulación de óxido en los tubos).
• Producción de condensadores y evaporadores:
  • Condensador: Doblar los tubos de cobre en una estructura aleteada (aletas de aluminio para la disipación del calor) y realizar pruebas de presión (1,5 veces la presión de trabajo) para detectar fugas.
  • Evaporador: Para modelos de baja temperatura, utilizar tubos de cobre en espiral para mejorar la eficiencia del intercambio de calor; recubrir con materiales anticongelantes para evitar la acumulación de hielo.
• Carga de refrigerante: Inyectar la cantidad precisa de refrigerante (por ejemplo, R410A) en el circuito cerrado y realizar pruebas de fugas utilizando un detector de fugas de helio (tasa de fugas ≤1×10⁻⁹ Pa·m³/s).

Este sistema controla la humedad añadiendo o eliminando vapor de agua:

• Producción de humidificadores: Para los humidificadores de vapor, fabricar tubos calefactores de acero inoxidable (con revestimientos antiincrustantes) y ensamblarlos en un depósito de agua. Probar la tasa de salida de vapor (por ejemplo, 2 kg/h para cámaras de 1000 L) y asegurar una distribución uniforme del vapor.
• Producción de deshumidificadores: Utilizar deshumidificadores de refrigeración (bobinas de enfriamiento para condensar la humedad) o deshumidificadores desecantes (gel de sílice para modelos de baja humedad). Probar la eficiencia de la deshumidificación (por ejemplo, reducir la humedad del 98% al 10% HR en ≤1h).

El flujo de aire uniforme es esencial para una temperatura/humedad constante en toda la cámara:

• Producción de ventiladores y conductos: Moldear conductos de plástico ABS (o acero inoxidable para altas temperaturas) en un diseño de “flujo de aire circular”. Instalar ventiladores sin escobillas y ajustar los ángulos de las aspas mediante simulación para asegurar la velocidad del flujo de aire (0,5–1,5 m/s) y la uniformidad (diferencia de temperatura ≤±2°C).
• Instalación de deflectores: Fijar deflectores ajustables de acero inoxidable a los conductos para redirigir el flujo de aire y eliminar las zonas muertas (por ejemplo, cerca de la puerta de la cámara o