رانش ترموکوپل-تغییر تدریجی در خروجی در دمای ثابت{1}}یک مشکل فراگیر در سیستمهای دونده داغ است. عدم کنترل، رانش باعث بی ثباتی فرآیند، نقص کیفیت و توقف ناگهانی تولید می شود. درک علل ریشه ای رانش، پیشگیری موثر و تشخیص زودهنگام را ممکن می سازد.
تغییرات متالورژیکی در عناصر حرارتی علت اصلی رانش، تغییرات فیزیکی یا شیمیایی دائمی در آلیاژهای ترموکوپل است. در دماهای بالا، کروم در پایه مثبت نوع K می تواند ترجیحاً اکسید شود و ضریب Seebeck را تغییر دهد. این پدیده که به "پوسیدگی سبز" معروف است در اتمسفرهایی با فشار جزئی اکسیژن کم رخ می دهد و شتاب بالاتر از 350 درجه دارد. به طور مشابه، آلیاژهای نیکل می توانند تحت رشد دانه یا تبدیل فاز قرار گیرند که خواص ترموالکتریک آنها را تغییر می دهد.
اکسیداسیون و آلودگی ورود اکسیژن از طریق غلاف یا در نقطه پایانی، عناصر حرارتی را اکسید می کند و یک لایه نازک از ترکیب متفاوت ایجاد می کند. این لایه به عنوان یک اتصال ترموکوپل انگلی عمل می کند و یک ولتاژ خطا اضافه می کند. آلودگی هالوژن ها (فلورین، کلر) منتشر شده توسط برخی رزین ها به غلاف و در نهایت به عناصر حرارتی حمله می کند و باعث رانش سریع و غیر خطی می شود. ترکیبات گوگرد از لاستیک یا مواد افزودنی خاص نیز عملکرد آلیاژ را کاهش می دهند.
فشار مکانیکی و خستگی. انبساط و انقباض حرارتی مکرر فشار مکانیکی را بر عناصر حرارتی و عایق آنها تحمیل می کند. ترکهای اکسید منیزیم میتوانند اجازه ورود رطوبت را بدهند، مقاومت عایق را کاهش دهند و خطاهای شنت را ایجاد کنند. ارتعاشات ناشی از باز کردن/بستن قالب و فشار تزریق میتواند سیمهای داخلی را{3}}شکست دهد و مقاومت و خروجی آنها را تغییر دهد.
تغییر کالیبراسیون در طول زمان. حتی در شرایط ایده آل، همه ترموکوپل ها تغییر تدریجی در کالیبراسیون را تجربه می کنند. ترموکوپل های نوع K معمولی در 300 درجه در سال 1-2 درجه رانش می شوند، اما این میزان می تواند به طور تصاعدی بالای 400 درجه افزایش یابد. پس از 2 تا 3 سال خدمات مداوم، رانش انباشته اغلب از تحمل کلاس دقت اولیه فراتر می رود.
چگونه دریفت را زود تشخیص دهیم اولین علامت دریفت تغییر تدریجی در توان خروجی کنترل کننده برای حفظ نقطه تنظیم یا افزایش انحراف بین مناطقی است که قبلاً مطابقت داشتند. یک بررسی ساده انجام دهید: ترموکوپل مشکوک را با یک سنسور خوب شناخته شده مقایسه کنید (ترموکوپل مرجع که به طور موقت در همان سوراخ قرار داده شده است). اختلاف بیش از 2 درجه نشان دهنده رانش قابل توجه است.
استراتژی های پیشگیرانه موثرترین پیشگیری، عملیات کنترل شده است: از کارکردن مداوم ترموکوپل ها در نزدیکی حداکثر دمای نامی آنها خودداری کنید. در صورت امکان، نقاط تنظیم را کاهش دهید. برای به حداقل رساندن شوک حرارتی، چرخه های شروع نرم-بالا و خنک-را اجرا کنید. از غلاف های اینکونل با خلوص بالا-که در برابر اکسیداسیون و خوردگی مقاوم هستند استفاده کنید.
انتخاب مواد. ترموکوپل هایی با آلیاژهای تثبیت شده را انتخاب کنید که برای دقت درازمدت- طراحی شده اند. ترموکوپل های نوع N (NiCrSi-NiSi) رانش بسیار کمتری نسبت به نوع K نشان می دهند زیرا افزودن سیلیکون اکسیداسیون کروم را سرکوب می کند. برای کاربردهای فوق-پایدار، ترموکوپلهای فلزی نجیب{{6} (نوع R/S) کمترین رانش را اما با هزینه بالا ارائه میدهند.
کنترل محیطی پایانه ها را تمیز و خشک نگه دارید. از کانکتورهای ضد رطوبت{2}} و ورودی های سیم به قالب استفاده کنید. جلوگیری از نشت پلاستیک از آلودگی بدنه سنسور. از اتصال زمین مناسب برای جلوگیری از خوردگی الکترولیتی ناشی از جریان های سرگردان اطمینان حاصل کنید.
کالیبراسیون مجدد منظم یک برنامه کالیبراسیون مجدد برنامهریزیشده-هر سه ماهه برای قالبهای-با دقت بالا، نیمه-سالانه برای تولید عمومی اجرا کنید. برای بررسی دمای کارکرد نامی هر ترموکوپل، از یک کالیبراتور بلوک خشک تأیید شده- استفاده کنید. ثبت روندهای رانش هنگامی که رانش بیش از 1.5 درجه در سال است، برای جایگزینی قبل از شکست برنامه ریزی کنید.
افزونگی برای مناطق بحرانی در قالبهای با ارزش-(خودرویی، پزشکی)، دو ناحیه ترموکوپل-دو حسگر مستقل را در هر ناحیه در نظر بگیرید. اگر یکی دریفت شود، کنترلر می تواند به اپراتور هشدار دهد یا حتی به طور خودکار به سنسور پشتیبان سوئیچ کند. این استراتژی از خرابی برنامه ریزی نشده جلوگیری می کند و از ابزارهای گران قیمت محافظت می کند.
جبران سیستم عامل برخی از کنترلکنندههای پیشرفته شامل الگوریتمهای جبران دریفت هستند که تاریخچه هر سنسور را ردیابی میکنند و اصلاحات پیشبینی را اعمال میکنند. در حالی که این موارد مفید هستند، نمی توانند جایگزین کالیبراسیون مجدد فیزیکی شوند. آنها فقط فاصله مفید بین کالیبراسیون ها را افزایش می دهند.
آموزش و مستندسازی اطمینان حاصل کنید که اپراتورها می دانند چگونه علائم رانش را تشخیص دهند: الگوهای برق غیرمعمول، آلارم های کنترل کننده مداوم، یا نقص قطعه که به طور ناگهانی ظاهر می شوند. برای هر ترموکوپل که تاریخ نصب، تاریخ کالیبراسیون و مقادیر رانش را ثبت میکند، یک دفترچه ثبت کنید. این دادهها به پیشبینی پایان عمر-و زمانبندی تعویضها در طول تعمیرات برنامهریزیشده و نه در زمان بحران کمک میکند.
