Lämpötilan tunnistusstrategiat 6 x 6 mm:n neliömäisten patruunoiden lämmitinsovelluksiin

Prosessiinsinööri tarkastelee elintärkeän muotin lämpötilatietoja ja huomaa, että tallennetut lämpötilat poikkeavat suuresti valmistettavien osien todellisesta laadusta. Säädin näyttää, että lämpötilat ovat vakaat, mutta eri onteloista tulevat osat osoittavat, että mitat muuttuvat, mikä tarkoittaa, että lämpötilat muuttuvat. Ongelma ei ole lämmittimissä tai säätimessä, vaan siinä, kuinka lämpötilaa mitataan. Anturit eivät anna meille oikeaa tietoa lämpötiloista, jotka todella vaikuttavat osien laatuun. Tämä esimerkki osoittaa lämpöjärjestelmien suunnittelun perusongelman: oikean lämpötilan löytämisen oikeassa paikassa.

6 x 6 mm:n neliömäisten patruunoiden lämmitinsovelluksissa oikeanlaisen anturin valitseminen, mihin se sijoitetaan ja miten se integroidaan, voi olla suuri vaikutus ohjauksen tarkkuuteen ja prosessin johdonmukaisuuteen. Lämpöparit ja vastuslämpötila-ilmaisimet ovat kaksi yleisintä anturityyppiä. Termoparit ovat yleisin tehtaissa käytetty lämmityslaite, koska ne reagoivat nopeasti, kestävät korkeita lämpötiloja eivätkä ole liian kalliita. Tyypin J ja tyypin K termoparit pystyvät käsittelemään lämpötila-alueita, joita useimmat 6x6 mm:n lämmitinsovellukset tarvitsevat. Tyypin K alue on suurempi, kun taas tyypin J on hieman tarkempi alhaisissa lämpötiloissa.


Ohjausjärjestelmä vain ohjaa lämpötilaa, johon anturi on asetettu. Työkappaleeseen lämmittimen lähelle asetettu termopari reagoi pääosin lämmittimen toimintaan, mutta se ei anna paljoa tietoa prosessiin vaikuttavasta lämpötilasta. Lämmittimen sisällä oleva termopari reagoi välittömästi lämmittimen muutoksiin, mutta se ei välttämättä näytä todellista toiminnan lämpötilaa. Paras tapa kertoa, mikä prosessilämpötila on, on laittaa termopari työkappaleeseen kauemmaksi lämmittimistä. Kestää kuitenkin kauan ennen kuin lämpöpari vaihtuu, kun lämmittimet vaihtuvat. Paras sijoitus saavuttaa tasapainon näiden kriteerien välillä käsillä olevaan työhön.

6x6 mm:n neliömäisissä patruunalämmittimissä työkalujen pieni koko vaikeuttaa tyypillisesti antureiden paikan löytämistä. Yksittäisille anturin rei'ille ei ehkä ole tarpeeksi tilaa ilman, että työkalu heikkenee tai se estää muita osia. Näissä tilanteissa termoparin sijoittaminen itse lämmittimeen on fiksu tapa ratkaista ongelma. Integroiduilla lämpöpareilla varustetuissa lämmittimissä on anturi, joka on sisäänrakennettu lämmittimen vaippaan, yleensä kärjessä tai lämmitettävällä pituudella. Tämä järjestely antaa lämpötilan takaisinkytkennän juuri siellä, missä kuumenee, ilman ylimääräistä tilaa ruuhkaisessa työkalussa.

Valittavana on myös maadoitettujen ja maadoittamattomien lämpöparien välillä. Maadoitetun termoparin anturin liitoskohta on sähköisessä kosketuksessa lämmittimen vaipan kanssa. Liitoskohta on suoraan alttiina vaipan lämpötilalle, minkä vuoksi ne reagoivat niin nopeasti. Mutta ne saattavat poimia sähköistä melua lämmittimen virtalähteestä, mikä voi tehdä säätimistä epävakaa. Kun termopareja ei ole maadoitettu, anturin liitäntää ei ole kytketty vaippaan. Ne reagoivat hieman hitaammin, mutta lähettävät selkeämpiä signaaleja, jotka toimivat paremmin herkkien ohjaimien kanssa. Useimpiin 6 x 6 mm:n lämmityskäyttöihin maadoittamattomat anturit ovat paras valinta, koska ne ovat sekä luotettavia että toimivat hyvin.

Useat anturipaikat antavat sinulle tietoa, jota yksi anturi ei pysty. Jos työkalussa on useampi kuin yksi lämmitysvyöhyke, jokaisella vyöhykkeellä tulee olla oma anturi, joka lähettää tietoja kyseisen vyöhykkeen säätimelle. Tärkeissä tilanteissa, kun kullakin vyöhykkeellä on kaksi anturia-yksi ohjausta ja yksi tarkistusta varten-, ohjausjärjestelmä löytää anturiongelmat ennen kuin ne vaikuttavat tuotantoon. Jotkut järjestelmät käyttävät toista anturia suojaamaan korkeita lämpötiloja vastaan ​​sammuttamalla lämmittimen, jos lämpötila ylittää turvallisen tason, riippumatta siitä, mitä ohjausanturi sanoo.

Monet ihmiset eivät ymmärrä, kuinka tärkeää antureiden kalibrointi on. Termoparit ovat tarkkoja vain tietyllä alueella, yleensä muutaman asteen ylä- tai alapuolella. Jos sinun on säädettävä lämpötilaa erittäin tarkasti, anturien kalibroiminen tunnustetun standardin mukaan varmistaa, että näytettävä lämpötila on sama kuin todellinen lämpötila. Sinun tulee tarkistaa tämä kalibrointi aika ajoin, koska termoparit voivat ajautua ajan myötä, varsinkin kun niitä käytetään lähellä enimmäislämpötilarajojaan.

Anturin ja ohjaimen kytkentätapa vaikuttaa mittausten tarkkuuteen. Termoparin signaalit mitataan millivolteina, joten mikä tahansa vastus liitäntäjohdossa voi aiheuttaa virheitä. Oikean termoparin jatkojohdon, ei tavallisen kuparilangan, käyttäminen pitää signaalin vahvana. Liitäntöjen puhdistus ja kiristäminen estää jännitteen putoamisen, mikä muuten aiheuttaisi mittausvirheitä. Termoparilaatuisista materiaaleista valmistettujen liittimien käyttäminen{4}}tärkeisiin tehtäviin varmistaa, että itse liitäntä ei aiheuta ongelmia.

Tietäen, mitä lämpötilan mittaus todella tarkoittaa, estää ihmisiä tekemästä sitä väärin. Termopari kertoo vain lämpötilan tietyssä paikassa, jossa se on. Jos työkalussa on lämpötilaeroja, mittaamasi lämpötila ei välttämättä ole sama kuin muiden paikkojen lämpötila. Tämä tarkoittaa, että suurissa laitteissa, joissa on useampi kuin yksi lämmitin, säädin näkee lämpötilan sen perusteella, missä anturit ovat suhteessa lämmittimiin. Lämmittimen lähellä oleva anturi lukee korkeamman lämpötilan kuin kaukana oleva anturi. Molemmat lukemat ovat voimassa siellä missä ne ovat, mutta kumpikaan ei näytä koko työkalua.

Antureiden valinta vaikuttaa ohjaustekniikkaan. On-off-säädin kytkee lämmittimen kokonaan päälle tai pois päältä riippuen siitä, onko tallennettu lämpötila asetusarvon ala- vai yläpuolella. Tämä yksinkertainen menetelmä toimii työkaluilla, joilla on paljon lämpömassaa, mutta se muuttaa lämpötilaa pienemmissä työkaluissa. Suhteellinen ohjaus muuttaa lämmittimen tehoa sen mukaan, kuinka kaukana mitattu lämpötila on asetuspisteestä. Tämä vähentää heilahteluja. PID-säätö käyttää suhteellisia, integraali- ja johdannaisia ​​termejä pitämään lämpötila tasaisena ja ennustamaan, milloin se muuttuu. Edistyneemmät ohjausjärjestelmät tarvitsevat tarkkoja ja nopeita lämpötilamittauksia toimiakseen hyvin.

Koska 6x6mm neliömäinen patruunalämmitin on niin pieni, on erittäin tärkeää valita ja asettaa anturit oikein. Lämpömassaa ei ole paljon tasoittaakseen lämpötilan muutoksia, joten ohjausjärjestelmän on pystyttävä reagoimaan niihin nopeasti. Koska antureille ei ole paljon tilaa, jokainen anturin sijainnin millimetri on tärkeä. Asianmukaisten valintojen tekeminen muuttaa lämpötilan säädön prosessin vaihtelun syystä luotettavaksi tapaksi pitää laatu samana koko tuotantosyklin ajan.