Коли показники температури вводять в оману та спричиняють дефекти якості

Інженерам-технологам часто доводиться вирішувати проблеми з якістю, спричинені змінами температури, навіть якщо екрани контролера показують стабільні задані значення з незначними змінами. Люди часто шукають «фантомні» проблеми, змінюють параметри процесу без причини або замінюють робочі нагрівачі, коли в основі проблеми лежить місце вимірювання, точність датчика або теплова затримка. Це тому, що вони вважають, що цифрові показники температури завжди показують точні умови процесу. Знання того, як виникають похибки вимірювання температури, може допомогти вам відрізнити реальні термічні проблеми від артефактів приладу, які ускладнюють усунення несправностей.

Найбільш типовою помилкою при вимірюванні є розміщення термопари занадто далеко від джерела тепла або технологічної зони. Термопари, розміщені на зовнішній стороні форм, контролюють температуру металу поблизу датчика, не обов’язково температуру поверхні порожнини, де обробляється пластик, або температуру внутрішньої частини форми, яка впливає на потік матеріалів. Фазові затримки виникають, коли теплу потрібно багато часу, щоб перейти від нагрівача до маси прес-форми, а потім до поверхні порожнини. Завдяки цьому форма виглядає термічно стабільною, навіть якщо температура в порожнині насправді сильно змінюється. Картриджні нагрівачі з вбудованими-внутрішніми термопарами забезпечують більш точний зворотний зв’язок, оскільки вони відстежують температуру ближче до джерела тепла, що скорочує затримки вимірювання від секунд або хвилин до мілісекунд.


Зміщення точності термопари призводить до поступового погіршення якості, яке, як правило, на думку операторів, пов’язане зі змінами матеріалів, зносом обладнання або модифікацією процесу, а не проблемами вимірювання. Це базується на багатому досвіді калібрування. Коли термопари типу K піддаються впливу температур, близьких до їх верхніх меж, або забруднені хімічними парами, вони поступово зчитують нижчі за фактичні температури, оскільки хромель-алюмелевий сплав змінює свій склад. Регулярні перевірки калібрування за відомими еталонними стандартами або регулярна заміна термопар на основі сукупних годин термічного впливу забезпечують точність вимірювань і зупиняють повзучий дрейф, який призводить до дисперсії процесу, яка не спостерігається.

Повний посібник і технічний огляд на Cartridge Heaters.jpg

Насправді порівняння заземлених і незаземлених спаїв термопар показує, що проблеми з електричними перешкодами можуть зробити їх менш точними в промислових умовах. Заземлені з’єднання реагують швидше, оскільки вони безпосередньо контактують з металом, але вони також вловлюють електричний шум від оточуючих ліній електропередачі, нагрівачів або двигунів із змінною частотою. Цей шум зникає, коли ви використовуєте незаземлені переходи, але їм потрібно більше часу, щоб реагувати на зміни температури. У системах, у яких використовуються фазо{3}}кутові нагрівачі або сервоприводи, електричні перешкоди можуть змінювати показники температури на кілька градусів, змушуючи контролери шукати потрібну температуру або коливатися, навіть коли фактична температура стабільна. Знаючи ці компроміси, інженери можуть вибрати найкраще розташування датчиків для свого індивідуального електричного середовища.

Коли одно{0}}точкове керування намагається показати температуру по всій поверхні, температурні градієнти на величезних нагрітих плитах можуть зробити вимірювання нечіткими. Термопара, розташована поблизу нагрівача, може показувати на двадцять градусів вище, ніж середина величезного валика або інша сторона форми. Це може призвести до того, що контролер вимкне нагрівання, а регіони, розташовані далі, залишатимуться нижче встановленого значення. Використання багатьох датчиків із контролерами усереднення або окремих контурів керування для кожної зони є кращим способом боротьби з цими градієнтами, ніж вимірювання їх в одній точці, яка не може показати тепловий розподіл.