Określenie właściwej termopary do zastosowania w gorących kanałach wymaga dokładnej oceny wielu parametrów. Przeoczenie któregokolwiek z nich może prowadzić do słabej wydajności, wczesnych awarii lub kosztownych przeprojektowań. W tym przewodniku przedstawiono podstawowe parametry, które każdy inżynier musi wziąć pod uwagę przy wyborze termopar.
Typ termopary (kalibracja). Pierwszym i najbardziej podstawowym parametrem jest typ termopary, który określa zależność temperatura-napięcie. Typ K (NiCr-NiAl) to domyślny w branży typ do pracy z gorącymi kanałami w temperaturze 0–400 stopni, zapewniający dobrą liniowość i odporność na utlenianie. Typ J (Fe-CuNi) zapewnia wyższą wydajność na stopień, ale utlenia się szybko powyżej 300 stopni. Typ N (NiCrSi-NiSi) przewyższa typ K pod względem długoterminowej-stabilności w wysokich temperaturach. Potwierdź kompatybilność ze swoim kontrolerem: niektóre starsze jednostki akceptują tylko J lub K.
Temperatura znamionowa i margines przeciążenia. Określ zarówno ciągłą temperaturę roboczą, jak i maksymalną temperaturę przerywaną (-rozruchu). Podczas początkowego-nagrzewania czujniki mogą przez chwilę widzieć temperaturę 450 stopni, nawet jeśli proces przebiega w temperaturze 350 stopni. Wybierz termoparę o ciągłej wartości znamionowej co najmniej 100 stopni powyżej maksymalnej wartości zadanej. W przypadku tworzyw konstrukcyjnych wymagających temperatury topnienia 400 stopni należy wybrać czujniki o temperaturze znamionowej 600 stopni lub wyższej, zazwyczaj z powłoką Inconel.
Średnica i długość osłony. Średnica osłony wpływa na szybkość reakcji, wytrzymałość mechaniczną i dopasowanie montażowe. Typowe średnice: 1,0 mm (szybka reakcja, kruche), 1,5 mm (zrównoważone), 2,0 mm (trwałe, wolniejsze). Wybierz najmniejszą średnicę zapewniającą odpowiednią wytrzymałość dla Twojego zastosowania. Długość musi odpowiadać głębokości otworu: złącze czujnikowe powinno sięgać środka termicznego strefy. W przypadku zastosowań z dyszą upewnij się, że sonda sięga do środka pasma grzejnego.
Konfiguracja skrzyżowania. Wybierz pomiędzy złączami uziemionymi, nieuziemionymi lub odsłoniętymi. Uziemione złącza (końcówka przyspawana do powłoki) zapewniają najszybszą reakcję, ale są podatne na zakłócenia elektryczne. Nieuziemione złącza (odizolowane od powłoki) zapewniają odporność na zakłócenia, ale reagują wolniej. Odsłonięte złącza nie są stosowane w gorących kanałach ze względu na ryzyko zanieczyszczenia. W przypadku stref rozdzielacza o wysokim EMI od grzejników wybierz opcję nieuziemioną; w przypadku końcówek dysz, dla których prędkość ma kluczowe znaczenie, wybierz uziemione.
Materiał osłony i odporność na korozję. Osłona musi wytrzymać atak chemiczny polimerów i produktów ich rozkładu.. 316Stal nierdzewna L jest odpowiednia dla żywic-ogólnego zastosowania (PP, PE, ABS). Inconel 600 jest obowiązkowy w przypadku fluoropolimerów, PVC i dowolnej żywicy, która uwalnia żrące halogeny w temperaturach topnienia. W przypadku materiałów wypełnionych materiałem ściernym (wzmocnionych{{6}włóknem szklanym) należy rozważyć zastosowanie utwardzanej osłony lub wymiennej końcówki.
Insulation Resistance and Dielectric Strength. The magnesium oxide insulation must maintain high resistance (>100 MΩ at room temperature, >10 MΩ przy 400 stopniach), aby zapobiec prądom upływowym powodującym błędy pomiaru. Niższa rezystancja izolacji pozwala również na pętle uziemienia, które dezorientują sterownik. Wybierz czujniki z-wypalanym próżniowo i hermetycznie zamkniętym MgO, aby zapewnić stabilną izolację podczas cykli termicznych.
Typ i długość przewodu ołowianego. Przewody prowadzące muszą być wykonane z tego samego stopu termopary co czujnik (gatunek przedłużający), aby uniknąć obcych połączeń. Wybierz wysokotemperaturową-izolację z silikonu lub włókna szklanego, dostosowaną do temperatury otoczenia w pobliżu formy (często 150–200 stopni). Długość musi być wystarczająca, aby dotrzeć do sterownika bez łączenia.-Złącza powodują błędy, chyba że zostaną wykonane przy użyciu pasujących złączy. Wybierz ekranowaną skrętkę-do redukcji szumów w środowiskach z zakłóceniami elektrycznymi.
Typ złącza i polaryzacja. Złącze musi pasować do modułu wejściowego kontrolera. Standardowe złącza gorącokanałowe obejmują miniaturowe wtyczki termopar (oznaczone-kolorami typu K lub J),-wytrzymałe złącza okrągłe i prostokątne złącza wielopinowe. Potwierdź polaryzację: odwrócone połączenia powodują ujemne odczyty lub alarmy sterownika. Kody kolorów: Typ K – żółty (+ czerwony, – czarny); Typ J – czarny (+ biały, – czerwony).
Stopień dokładności i tolerancja kalibracji. Jak już wspomniano, klasa 1 i klasa 2 mogą mieć znaczące różnice. W przypadku zastosowań krytycznych należy określić specjalne granice błędu (SLE), które oferują jeszcze węższe tolerancje (±1,1 stopnia dla typu K do 350 stopni). Należy pamiętać, że wyższa dokładność zwiększa koszty, dlatego należy uwzględnić wymagania dotyczące jakości części.
Konfiguracja montażu. Określ, czy termopara jest gwintowana (np. M3, M4, 1/8 NPT), sprężynowa-, mocowana bagnetowo, czy też na wcisk-. Mocowanie musi zapewniać stały kontakt termiczny i zapobiegać poluzowaniu na skutek wibracji. W przypadku końcówek wymiennych określ siłę sprężyny naciskowej, aby utrzymać kontakt bez nadmiernego naprężenia sondy.
Czas reakcji (stała czasowa). Zdefiniowany jako czas osiągnięcia 63,2% skokowej zmiany temperatury. W przypadku uziemionej termopary o średnicy 1,5 mm w powietrzu typowa stała czasowa wynosi 0,5–1,0 sekundy; zanurzony w metalu spada poniżej 0,2 sekundy. W przypadku procesów dynamicznych należy określić stałą czasową poniżej 0,5 sekundy, aby umożliwić szybką reakcję PID.
Walidacja i dokumentacja. Zawsze żądaj certyfikatu kalibracji zgodnego z normami krajowymi (np. NIST). Udokumentuj typ termopary, numer seryjny i miejsce instalacji dla każdej strefy. Ta identyfikowalność jest niezbędna do audytów jakości i rozwiązywania problemów.
