برخی از منیفولدهای کوچک با خروجی پایین، نازلهای کوچک نازک و قالبهای مواد زیست تخریبپذیر با دمای پایین-با قدرت گرمایش فوقالعاده-زیر 30 درصد توان نامی بخاری کار میکنند. در شرایط گرمایش پایدار با قدرت کم، خوانش دمای ترموکوپل پسماند آشکاری ایجاد میکند: دمای مذاب واقعی افزایش یا کاهش یافته است، اما مقادیر نمایشگر کنترلکننده برای مدت طولانی 2 تا 8 درجه عقب میماند. بسیاری از تکنسین ها کورکورانه توان بخاری را افزایش می دهند یا پروب ها را بدون حل مشکل تعادل انتقال حرارت ریشه ای جایگزین می کنند. این مقاله مکانیسمهای تشکیل پسماند و سختافزار چندلایه و راهحلهای بهینهسازی پارامتر را تجزیه و تحلیل میکند.
دو دلیل اصلی پسماند خواندن تحت قدرت گرمایش بسیار-کم. اول، سرعت انتقال حرارت ناکافی بین فولاد قالب و نوک حسگر ترموکوپل تحت بار حرارتی کم. هنگامی که بخاری با توان کم کار می کند، سرعت کلی جریان گرما در داخل صفحه منیفولد بسیار کند است و تبادل حرارت کوچک بین فولاد کانال جریان و نوک پروب نمی تواند تغییرات دما را به سرعت به محل اتصال داغ منتقل کند. حتی کاوشگرهای سرنیزه فنری بدون شکاف هوا هنوز هم در شرایط بسیار{4}}شیب دمای پایین تأخیر انتقال حرارت آهسته ایجاد میکنند و پسماند خواندن را تشکیل میدهند. کاوشگرهای جرم حرارتی بزرگ 3.0 میلی متری این پدیده تاخیر را به طور قابل توجهی تقویت می کنند، در حالی که کاوشگرهای مینیاتوری دیوار نازک تاخیر را کاهش می دهند اما بدون بهینه سازی کمکی نمی توانند به طور کامل آن را از بین ببرند. دوم، فیلتر پایین{9}}کنترل کننده برای سرکوب سیگنال های نوسان دما ضعیف است. پارامترهای فیلتر کارخانه پیشفرض کنترلکنندههای دما برای سناریوهای گرمایش با توان متوسط{12}}تنظیم شدهاند، که سیگنالهای تغییرات دمای آهسته بسیار ریز را تحت عملکرد کم توان صاف میکنند، سرعت بهروزرسانی خوانشهای نمایشگر را به تأخیر میاندازند و ادراک هیسترزیس را در طول تنظیم فرآیند تشدید میکنند.
اولین بهینهسازی سختافزاری: برای کاهش تأخیر حرارتی ذاتی، پروبهای -با پاسخ سریع و نازک-دیوار خلاء-درزبندی شده را انتخاب کنید. همه-منطقههای دونده داغ کم مصرف به طور یکنواخت ترموکوپلهای نازک 0.5 تا 1.0 میلیمتری MI با جرم حرارتی فوقالعاده-پایین را نصب میکنند و تاخیر انتقال حرارت ذاتی را به کمتر از 0.2 ثانیه کاهش میدهند. فنرهای استاندارد را به فنرهای آلیاژی{11}}ضد فشار فشاری بالا{12}} ارتقا دهید تا تماس شکاف هوا بین نوک حسگر و کف سوراخ قالب را تضمین کنید و مقاومت اضافی در عایق حرارتی را که هیسترزیس را بدتر میکند، از بین ببرید. برای منیفولدهای بلند و کوچک با گرمایش یکنواخت-قدرت کم، از طرح کاوشگر توزیعشده چند نقطهای استفاده کنید تا تغییرات دمایی محلی را در زمان واقعی ثبت کنید، و از تأخیر سیگنال تک نقطهای-که دمای کلی منیفولد را نشان میدهد اجتناب کنید.
بهینه سازی سخت افزار دوم: ساختار سوراخ نصب پروب را برای تسریع تبادل حرارت بهینه کنید. کف سوراخ نصب ترموکوپل را در یک سطح صاف صاف کاملاً مجهز به اتصال داغ پروب، بدون حفرههای مقعر یا فرزهای پردازش باقیمانده که شکافهای هوای میکرو را تشکیل میدهند، ماشین کنید. ضخامت فولاد قالب بین کانال جریان و سوراخ پروب را به حداقل مقدار مجاز طراحی کاهش دهید، فاصله انتقال حرارت از کانال جریان مذاب تا نوک حسگر را کوتاه کنید و انتقال سیگنال دما را تسریع کنید. از ترتیب دادن موقعیت های نصب پروب دورتر از مسیر جریان مذاب اصلی خودداری کنید. نقاط حسگر را مستقیماً در مجاورت کانال دونده داغ قرار دهید تا تغییرات دما را همزمان با نوسانات ویسکوزیته مذاب ثبت کند.
PID کنترلر سوم و تنظیم پارامتر فیلتر برای حذف پسماند پردازش سیگنال. وارد منوی پارامترهای پیشرفته کنترلر شوید و شدت فیلتر دیجیتال سیگنال را از سطح متوسط پیشفرض کارخانه به حداقل دنده فیلتر پایین کاهش دهید، که هموارسازی بیش از حد سیگنالهای ضعیف-نوسانات دمای پایین قدرت و تسریع-سرعت تازه خواندن زمان واقعی را کاهش میدهد. پارامترهای تطبیق PID را که برای پروبهای دیواره نازک{{4} سریع پاسخ میدهند، تنظیم کنید: بهره متناسب P را بهطور مناسب افزایش دهید، زمان انتگرال I را کوتاه کنید و مقدار مشتق D را کمی افزایش دهید، حلقه کنترل را قادر میسازد تا به سرعت به تغییرات آهسته دمایی تحت قدرت گرمایش فوقالعاده-بدون نوسان بیش از حد پاسخ دهد. عملکردهای میانگین گیری خودکار توان را که چرخه های تنظیم توان خروجی را برای مناطق گرم{8} کم توان به تأخیر می اندازند، غیرفعال کنید.
چهارمین بهینه سازی فرآیند کمکی برای افزایش گرادیان تبادل حرارت محلی پنجره تنظیم دمای دونده داغ را به طور مناسب در محدوده قالبگیری واجد شرایط باریک کنید تا زمان عملکرد مداوم-وضعیت کم مصرف{2}}وضعیت عملکرد را کاهش دهید. افزایش و کاهش متناوب-قدرت با دامنه کوچک، گرادیان های دمایی کوچکی را برای تسریع جریان گرما بین فولاد قالب و پروب ها ایجاد می کند. ضخامت لایه عایق حرارتی منیفولد را برای قالبهای کم-کم توان به طور متوسط کاهش دهید تا تبادل اتلاف حرارتی جزئی را افزایش دهید، و از میدانهای درجه حرارت پایین{7} یکنواخت فوقالعاده-راکد که هیسترزیس خواندن را تقویت میکنند، اجتناب کنید. از کارتریجهای بخاری با اندازه بیش از حد که با صفحات منیفولد کوچک همسان شدهاند، که سیستم را مجبور میکند با قدرت فوقالعاده-برای نگهداری{10}درمدت دمای ثابت طولانیمدت کار کند، خودداری کنید.
پنجمین استانداردهای بازرسی منظم برای ترموکوپلهای رانر داغ-کم. هر دو هفته یکبار تمیز کردن رسوبات کربن نوک حسگر را برای کاوشگرها در قالبهای کم مصرف انجام دهید. حتی لایههای کربن نازک باعث کاهش بیشتر انتقال حرارت و بدتر شدن تاخیر خواندن میشوند. هر دو ماه یکبار کالیبراسیون مقایسهای سه نقطه انجام دهید تا پروبهایی را با پرکنندههای آزاد داخلی اکسید منیزیم غربال کنید، که در شرایط بار حرارتی کم، پسماند عایق حرارتی شدید ایجاد میکند.
ترکیب سریع-تطبیق پروب دیواره نازک پاسخ-، بهینهسازی انتقال حرارت سوراخ نصب و تنظیم مجدد-پارامتر PID کنترلر، میتواند تا حد زیادی هیسترزیس خواندن ترموکوپل را تحت-قدرت گرمایش فوقالعاده کم، تحقق تطابق جریان همزمان بین تولید جریان{4 دمای پایین صفحه نمایشگر کنترلر و دمای واقعی من}} کاهش دهد. خطوط
