چگونه ترموکوپل‌های جرم حرارتی کم، قالب‌گیری فوق‌العاده-دونده داغ با چرخه سریع را بهبود می‌بخشند

قالب‌گیری تزریقی دیوار نازک-چرخه سریع- به سرعت پاسخ حرارتی فوق‌العاده بالا برای ترموکوپل نیاز دارد و سنسورهای دیوار زرهی ضخیم معمولی جرم حرارتی زیادی دارند که منجر به تأخیر دمایی قابل‌توجهی می‌شود و نمی‌تواند-تنظیم زمان واقعی کنترل توان PID بالا را برآورده کند.{4}} ترموکوپل‌های با جرم حرارتی کم از غلاف دیواره فوق‌العاده نازک، سیم آلیاژی با قطر میکرو و ساختار سبک‌وزن مهره‌های اکسپوز استفاده می‌کنند که به میزان زیادی ظرفیت ذخیره‌سازی گرمای خود را کاهش می‌دهد، بازخورد دمایی در سطح میلی‌ثانیه-را دریافت می‌کند و به حسگر منطبق استاندارد برای سیستم‌های{1}در سیکل بالا{1} تبدیل می‌شود. این مقاله مزایای ساختاری، شاخص‌های عملکرد، و اصول تطبیق کاربرد ترموکوپل‌های جرم حرارتی کم را مورد بحث قرار می‌دهد.

ترموکوپل‌های با جرم حرارتی کم با طراحی ساده، ذخیره گرما را از سه بعد کاهش می‌دهند. غلاف آلیاژی بسیار نازک بدون درز با ضخامت دیواره فقط 0.08-0.12 میلی متر بسیار نازک تر از ضخامت دیواره 0.25 میلی متری پروب های 1.0 میلی متری معمولی است. خود لوله نازک تقریباً هیچ گرمای اضافی را ذخیره نمی کند و دمای دونده داغ خارجی را می توان فوراً به مهره حسگر داخلی منتقل کرد. دوم، سیم‌های آلیاژی با قطر میکرو-، قطر تک سیم 0.1-0.15 میلی‌متر، ظرفیت گرمایی خود هادی را بیش از 60 درصد در مقایسه با سیم‌های آلیاژی معمولی کاهش می‌دهد و از تأخیر حرارتی ناشی از ذخیره‌سازی دمای خود سیم{20} جلوگیری می‌کند. سوم، سر حسگر مهره به طور کامل بدون بسته بندی فلزی اضافی در معرض دید قرار می گیرد. اتصال ترموالکتریک مستقیماً در معرض سطح اندازه‌گیری فلزی داغ قرار می‌گیرد، بدون اینکه لایه عایق و دیواره غلاف مانع انتقال حرارت شود، به طوری که زمان پاسخ کمتر از 0.8 ثانیه است، در حالی که ترموکوپل‌های پروب غیرزمینی معمولی 2.5 تا 4 ثانیه طول می‌کشند تا به قرائت‌های پایدار برسند. ساختار کلی نور، هیسترزیس جرم حرارتی را از بین می برد. بنابراین سیگنال دمایی که به کنترل‌کننده برمی‌گردد می‌تواند به طور همزمان تغییر{21}زمانی واقعی دمای مذاب در دروازه را در چرخه تولید با سرعت بالا ردیابی کند.

فرمول مواد بهینه شده کاستی های مقاومت ساختاری جرم حرارتی کم را برطرف می کند. از آنجایی که سیم‌های غلاف فوق‌العاده نازک و میکرو-از نظر مقاومت در برابر فشار مکانیکی و مقاومت در برابر خستگی ذاتاً دچار کمبود هستند، ترموکوپل‌های جرم حرارتی کم دارای عناصر آلیاژی با چقرمگی بالا در فرمول غلاف و سیم هستند. غلاف از فولاد ضد زنگ 316 لیتری اصلاح شده با چقرمگی بالا ساخته شده است که می تواند خمش مکرر را در یک زاویه کوچک بدون ترک حفظ کند. سیم آلیاژی اجزای سفت کننده سیلیکونی را اضافه می کند تا در اثر لرزش متوسط ​​از شکستگی جلوگیری شود. پودر عایق داخلی اکسید منیزیم از یک پرکننده با تراکم بالا در مقیاس نانو استفاده می‌کند که مقاومت عایق خوبی را در فضای لوله بسیار نازک حفظ می‌کند و پس از چرخه‌های مکرر سرما و گرما باعث ایجاد شکاف‌های شل نمی‌شود. برای قالب‌گیری دیواره نازک-ال‌سی‌پی فوق‌العاده{13}}ترموکوپل‌هایی از نوع N{15}} که برای جرم حرارتی کم با غلاف‌های فوق نازک Inconel سازگار شده‌اند، طراحی شده‌اند که به تعادل واکنش سریع عملکرد {17}ضد اکسیداسیون{17} بالا و عملکرد ضد اکسیداسیون{17}{8}{8}{12} بسیار نازک اینکونل می‌پردازند.

مزایای کاربرد در تولید رانر داغ دیواره نازک با چرخه فوق العاده سریع. پر کردن و خنک‌سازی ظرف 1-3 ثانیه از یک چرخه کامل می‌شود و دمای دروازه در طی قالب‌گیری دیواره نازک-به‌شدت در مدت زمان کوتاهی تغییر می‌کند. ترموکوپل‌های سنتی با جرم حرارتی بزرگ، بازخورد دمای انتهایی را نشان می‌دهند، که باعث تأخیر در تنظیم توان گرمایشی می‌شود. مذاب دروازه به سرعت سرد و جامد می شود که باعث ایجاد شاخه های کوتاه، علائم جریان و ضخامت دیواره ناهموار می شود. سنسورهای جرم حرارتی پایین برای تشخیص نوسانات دمای دروازه کوچک در زمان واقعی استفاده می‌شوند و کنترل‌کننده PID به طور همزمان قدرت گرمایش را تنظیم می‌کند تا ویسکوزیته مذاب در دروازه ثابت نگه داشته شود، که به طور قابل‌توجهی نرخ رد محصولات دیوار نازک را کاهش می‌دهد. برای{10}}دیوارهای نازک{12}}حفره‌ای که بیش از 30 بار در دقیقه دارند، می‌توان از ترموکوپل‌های چند نقطه‌ای ترکیبی با جرم حرارتی کم برای دستیابی به کنترل دمای متعادل همزمان در هر دروازه نازل استفاده کرد و بنابراین از تفاوت کیفیت بین حفره‌ها به دلیل تأخیر واکنش جلوگیری کرد.

الزامات ویژه برای نصب و نگهداری ترموکوپل با جرم حرارتی کم. به دلیل-غلاف بسیار نازک و شکننده میکرو-سیم های داخلی ظریف، اکستروژن نیرومند، چکش کاری و خمش اجباری با زاویه بزرگ در حین نصب کاملاً ممنوع است. قبل از قرار دادن، رادیان خمشی مورد نیاز را به صورت دستی با شعاع قوس بزرگ شکل دهید. برای افزایش راندمان انتقال حرارت، سطح تماس باید از رسوبات کربن تمیز شود و با یک لایه نازک از خمیر رسانای حرارتی پوشانده شود، و هر گونه جداسازی مختلف، تاخیر جزئی اصلی ساختار نازک را افزایش می‌دهد. برای تمیز کردن روزانه باید از برس مسی نرم استفاده شود و-تفنگ هوای کم فشار، برس سیمی فولادی و خراش دهنده سخت دیواره غلاف بسیار نازک-را خراشیده و باعث سوراخ شدن سریع خوردگی شود. چرخه تعویض معمولی کوتاه تر از ترموکوپل های معمولی است. حسگرهای جرم حرارتی کم باید هر دو ماه یک بار به عنوان تعمیر و نگهداری پیشگیرانه در خطوط تولید نازک{11}}دیواره{12}} تعویض شوند تا از شکستگی سیم ناشی از لرزش چرخه حرارتی با فرکانس بالا در دراز مدت جلوگیری شود.

تطبیق معیار انتخاب برای ترموکوپل های جرم حرارتی کم. ترموکوپل‌های زمینی مهره‌ای اکسپوز با جرم حرارتی کم باید زمانی که چرخه قالب‌گیری کمتر از 10 ثانیه است و ضخامت دیواره محصول کمتر از 1 میلی‌متر است، مطابقت داده شوند. اگر کارگاه دارای تداخل الکترومغناطیسی شدید است (خط تولید قطعات دیواره نازک-الکترونیکی)، سنسورهای محافظ دو لایه- غیر زمینی با جرم حرارتی کم را انتخاب کنید و بخش کوچکی از سرعت واکنش را در ازای عملکرد ضد تداخل پایدار تسلیم کنید. برای قالب‌های دیواره نازک چرخه متوسط ​​با چرخه 10-20 ثانیه، می‌توان از پروب‌های نازک جرم حرارتی متوسط ​​به عنوان استاندارد برای متعادل کردن هزینه و سرعت واکنش استفاده کرد. قیمت ترموکوپل با جرم حرارتی کم در هر واحد بیشتر از سنسورهای استاندارد است. اما کاهش ضایعات و افزایش راندمان تولید ناشی از کنترل دمای ثابت می‌تواند هزینه‌های خرید اضافی در تولید انبوه را به طور کامل جبران کند.