چگونه زمان پاسخ ترموکوپل بر چرخه های قالب گیری تأثیر می گذارد؟

در قالب‌گیری تزریقی{0}}سرعت بالا، هر میلی‌ثانیه مهم است. زمان پاسخ ترموکوپل-سرعتی که حسگر در آن تغییر دما را گزارش می‌کند-مستقیماً بر توانایی کنترل‌کننده برای حفظ دمای پایدار در طول چرخه‌های سریع تأثیر می‌گذارد. این مقاله تأثیر زمان پاسخ بر عملکرد چرخه را کمی سازی می کند و راهنمایی در مورد انتخاب ارائه می دهد.

تعریف زمان پاسخگویی زمان پاسخ معمولاً به عنوان ثابت زمان حرارتی (τ) مشخص می‌شود، که به عنوان زمان لازم برای رسیدن خروجی سنسور به 63.2٪ از تغییر درجه حرارت تعریف می‌شود. برای ترموکوپل های دونده داغ، τ از 0.1 ثانیه برای یک اتصال 0.5 میلی متری در معرض تا 5 ثانیه برای یک پروب غیر زمینی 3.0 میلی متری متغیر است. در عمل زمان رسیدن به 90 درصد تغییر پله حدود 2.3 × τ است.

چرخه تزریق و دینامیک دما در طول هر چرخه، قالب باز می شود، قطعات خارج می شوند، قالب بسته می شود و پلاستیک تزریق می شود. هنگامی که رزین خنک وارد منیفولد و نازل می شود، دونده های داغ افت دما را تجربه می کنند. سپس بخاری باید حرارت از دست رفته را جایگزین کند تا مذاب قبل از تزریق بعدی به نقطه تنظیم برگردد. اگر ترموکوپل خیلی کند باشد، کنترل کننده یک سیگنال تاخیری یا میرایی را می بیند که منجر به بیش از حد یا کم شدن سرعت می شود.

مطالعه موردی: بسته‌بندی دیواری نازک-. یک قالب بسته 96 حفره ای در چرخه های 4.0 ثانیه اجرا می شود. دمای نوک نازل در مرحله تزریق 8 درجه کاهش می یابد (0.3 ثانیه). یک ترموکوپل با τ=0.2 ثانیه می‌تواند افت آن را تقریباً در زمان واقعی گزارش کند. کنترل کننده PID در عرض 0.5 ثانیه پاسخ می دهد و گذر دما را به ± 2 درجه محدود می کند. سنسوری با τ=1.0 ثانیه فقط 4 درجه افت می بیند (به دلیل تاخیر در خروجی) و به آرامی پاسخ می دهد و اجازه می دهد دمای واقعی 6 درجه کمتر از نقطه تنظیم شود. نتیجه: پر شدن ناسازگار، فلاش و عکس های کوتاه در برخی حفره ها.

تأثیر بر تنظیم PID. ترموکوپل های آهسته کنترل کننده را مجبور می کنند تا از زمان های انتگرال طولانی تر و بهره های کمتر برای جلوگیری از ناپایداری استفاده کند. این کنترل "جلو شده" به معنای بهبود آهسته تر از اختلالات است. در طول راه اندازی یا تغییرات محصول، سیستم چرخه های زیادی طول می کشد تا پایدار شود. سنسورهای سریع تنظیم تهاجمی را فعال می کنند و زمان ته نشینی را 50 تا 70 درصد کاهش می دهند.

کمی سازی تاثیر اقتصادی یک کارخانه قالب‌گیری را در نظر بگیرید که 10 قالب با حفره بالا را به‌صورت 24 ساعته در اختیار دارد. هر قالب یک چرخه 5{12}}ثانیه ای را اجرا می کند و قطعاتی به ارزش هر کدام 0.10 دلار تولید می کند. تأخیر 0.5 ثانیه ای در بازیابی دما ممکن است 0.1 ثانیه زمان خنک کننده را جبران کند و تعداد سیکل ها را از 720 سیکل در ساعت به 705 سیکل در ساعت کاهش دهد - 2٪ تلفات. در طول یک سال، این معادل 175000 دلار درآمد از دست رفته در هر 10 قالب است. ترموکوپل های سریع این افت را از بین می برند.

قطر غلاف و نوع اتصال زمان پاسخ در درجه اول با قطر غلاف و نوع اتصال تعیین می شود. اتصالات زمینی 50% سریعتر از اتصال زمینی با همان قطر پاسخ می دهند زیرا اتصال در تماس حرارتی مستقیم با غلاف است. قطرهای کوچکتر جرم حرارتی کمتری دارند. یک پروب زمینی 1.0 میلی متری ممکن است τ=0.15 ثانیه داشته باشد، در حالی که یک پروب زمین نشده 2.0 میلی متری τ=2.0 ثانیه دارد.

شرایط نصب زمان پاسخگویی در شرایط نصب شده به تماس حرارتی بین غلاف و سوراخ فلزی بستگی دارد. تناسب شل، مقاومت حرارتی شکاف هوا را ایجاد می کند و τ موثر را 3-5× افزایش می دهد. برای اطمینان از تماس محکم، همیشه از طرح های فنری{5}} یا رزوه دار استفاده کنید. از ترکیب انتقال حرارت (با درجه حرارت) برای بهبود کوپلینگ استفاده کنید.

با دوام-مبادله کنید. سریعترین ترموکوپلها (غلاف نازک، زمیندار) شکننده ترین هستند. در کاربردهای ساینده یا ارتعاش زیاد، یک سنسور 1.0 میلی متری ممکن است به صورت مکانیکی از کار بیفتد و باعث خرابی بیشتر از افزایش سرعت چرخه شود. یک مصالحه عملی: از 1.5 میلی متر زمین برای نوک نازل ها و 2.0 میلی متر زمین نشده برای منیفولدهایی که پاسخ کمتر بحرانی است استفاده کنید.

پاسخ تست در قالب شما برای اندازه گیری پاسخ واقعی، یک آزمایش مرحله ای انجام دهید: دما را در طول یک تغییر ناگهانی در نقطه تنظیم (به عنوان مثال، از 300 درجه به 320 درجه) ثبت کنید. دمای واقعی کنترلر را در مقابل زمان ترسیم کنید. ثابت زمانی را از روی منحنی محاسبه کنید. اگر ت بیش از 0.5 ثانیه برای ناحیه نازل باشد، ارتقا را به سنسور سریعتر در نظر بگیرید.

روندهای آینده برخی از تولیدکنندگان اکنون ترموکوپل‌های «پاسخ سریع» را با ساختارهای میکرو{1}}فویل داخلی ارائه می‌کنند که ثابت‌های زمانی زیر-0.1 ثانیه‌ای را به دست می‌آورند. اگرچه گران هستند، اما در قالب‌گیری با سرعت فوق‌العاده-(سیکل‌های زیر 2 ثانیه) استفاده می‌شوند که حتی تاخیرهای میلی‌ثانیه‌ای نیز مهم است.