Стратегије сензора температуре за апликације грејача са квадратним кертриџом 6к6мм

Процесни инжењер гледа податке о температури из виталног калупа и види да се забележене температуре веома разликују од стварног квалитета делова који се праве. Контролер показује да су температуре стабилне, али делови из разних шупљина показују да се димензије мењају, што значи да се температуре мењају. Проблем није у грејачима или контролеру, већ у начину на који се мери температура. Сензори нам не дају праве информације о температурама које заиста утичу на квалитет делова. Овај пример показује основни проблем са пројектовањем топлотних система: проналажење одговарајуће температуре на правом месту.

Када је реч о апликацијама за грејаче са кертриџом квадратног облика 6к6мм, одабир праве врсте сензора, где да га поставите и како га интегришете може имати велики утицај на прецизност контроле и конзистентност процеса. Термопарови и отпорни температурни детектори су два најраспрострањенија типа сензора. Термопарови су најчешћи тип уређаја за грејање који се користи у фабрикама јер брзо реагују, подносе високе температуре и нису прескупи. Термопарови типа Ј и типа К могу да поднесу температурне опсеге који су потребни већини апликација грејача 6к6мм. Тип К има већи домет, док је тип Ј мало прецизнији на нижим температурама.


Контролни систем само контролише температуру на коју је сензор подешен. Термопар постављен у радни предмет близу грејача углавном реагује на активност грејача, али не даје много информација о температури која утиче на процес. Термопар унутар грејача реагује одмах на промене у грејачу, али можда неће показати стварну температуру рада. Најбољи приступ да се каже која је температура процеса је постављање термоелемента у радни предмет даље од грејача. Међутим, потребно је доста времена да се термопар промени када се грејачи промене. Најбољи пласман успоставља равнотежу између ових критеријума за посао који се ради.

За грејаче са квадратним кертриџима 6к6мм, мала величина алата обично отежава проналажење положаја за сензоре. Можда неће бити довољно простора за појединачне рупе сензора, а да алат не ослаби или не смета другим деловима. У овим ситуацијама, стављање термоелемента у сам грејач је паметан начин да се реши проблем. Грејачи са интегрисаним термопаровима имају сензор уграђен у омотач грејача, обично на врху или дуж дужине која се загрева. Овај распоред обезбеђује повратну температуру тачно тамо где се грејање дешава, не користећи додатни простор у препуном алату.

Такође постоји избор између уземљених и неуземљених термопарова. Сензорски спој уземљеног термоелемента је у електричном контакту са омотачем грејача. Спој је директно изложен температури омотача, због чега реагују тако брзо. Али они могу да покупе електричну буку из напајања грејача, што може учинити контроле нестабилним. Када термопарови нису уземљени, спој сензора није повезан са омотачем. Они реагују мало спорије, али шаљу јасније сигнале који боље функционишу са осетљивим контролерима. За већину коришћења грејања 6к6мм, неуземљени сензори су најбољи избор јер су и поуздани и добро раде.

Више локација сензора вам даје информације које један сензор не може. Ако алат има више од једне зоне грејања, свака зона треба да има свој сензор који шаље информације контролеру за ту зону. У важним ситуацијама, поседовање два сензора у свакој зони-један за контролу и један за верификацију-омогућава контролном систему да пронађе проблеме са сензорима пре него што утичу на производњу. Неки системи користе други сензор за одбрану од високих температура тако што искључују грејач ако температура пређе безбедне нивое, без обзира на то шта контролни сензор каже.

Многи људи не схватају колико је важно калибрисати сензоре. Термопарови су тачни само у одређеном опсегу, обично неколико степени изнад или испод. Ако треба да подесите температуру веома прецизно, калибрисање сензора према признатом стандарду гарантује да је приказана температура иста као стварна температура. Требало би да проверавате ову калибрацију с времена на време јер термопарови могу да се померају током времена, посебно када се користе близу својих максималних температурних граница.

Начин на који су сензор и контролер повезани утиче на то колико су мерења тачна. Сигнали термопарова се мере у миливолтима, тако да сваки отпор у линији везе може изазвати грешке. Коришћење праве продужне жице термоелемента, а не обичне бакарне жице, одржава сигнал јаким. Чишћење и затезање прикључака спречава пад напона, који би иначе проузроковао непрецизност мерења. Коришћење конектора направљених од материјала -термопарова за важне задатке осигурава да сама веза не изазива проблеме.

Знајући шта мерење температуре заиста значи, спречава људе да погреше. Термопар вам говори само температуру на одређеном месту где се налази. Ако алат има температурне разлике, температура коју мерите можда неће бити иста као температура на другим местима. То значи да у великој опреми са више од једног грејача, контролер види температуру на основу тога где се сензори налазе у односу на грејаче. Сензор који је близу грејача очитава вишу температуру од оног који је удаљен. Оба очитавања важе за место где се налазе, али ни једно не приказује цео алат.

Избор сензора утиче на технику управљања. Он{1}}контрола искључења укључује грејач до краја или потпуно искључује у зависности од тога да ли је забележена температура испод или изнад задате вредности. Ова једноставна метода ради за алате са великом топлотном масом, али доводи до промене температуре код мањих алата. Пропорционална контрола мења снагу грејача у зависности од тога колико је измерена температура удаљена од задате вредности. Ово смањује љуљашке. ПИД контрола користи пропорционалне, интегралне и деривативне термине да одржава температуру стабилном и предвиђа када ће се променити. Да би радили добро, напреднијим контролним системима су потребна тачна и брза мерења температуре.

Пошто је квадратни грејач кертриџа 6к6мм тако мали, веома је важно правилно одабрати и поставити сензоре. Нема много термичке масе да би се изједначиле промене температуре, тако да контролни систем мора бити у стању да брзо реагује на њих. Пошто нема много места за сензоре, сваки милиметар положаја сензора је важан. Прављење одговарајућих избора претвара контролу температуре из узрока варијације процеса у поуздан начин да се квалитет задржи истим током сваког производног циклуса.