Термопары с минеральной изоляцией (MI) и термопары с поверхностной накладкой являются двумя наиболее распространенными компонентами измерения температуры в горячеканальных системах, с существенными различиями во внутренней структуре, эффективности теплопередачи, применимых положениях, термостойкости и сроке службы, а неправильный выбор напрямую приведет к нестабильному контролю температуры и частым сбоям в обслуживании пресс-формы. Патч-термопары состоят из оголенных проводов из термопарного сплава, сваренных в плоские контактные детали, обернутых слоями высокотемпературной-изоляции из стекловолокна и оснащенных плетеными экранирующими проводами, без металлических защитных оболочек. Их самым большим преимуществом является низкая себестоимость производства и сверх-быстрая поверхностная теплопроводность: плоская сварочная поверхность плотно прилегает к внешней стенке коллекторов или патрубков без изоляции среды, а скорость температурного реагирования может достигать 0,2–0,4 секунды при нормальных рабочих условиях. Однако структурные дефекты патч-датчиков также заметны: оголенная проволока из сплава легко окисляется при длительной-высокой температуре выше 300 градусов, а изоляционный слой из стекловолокна обугливается после длительного-циклического нагрева, что приводит к дрейфу сигнала и коротким замыканиям. Кроме того, плоская контактная деталь не выдерживает экструзии и трения, и она легко треснет и выйдет из строя, когда форма неоднократно открывается и закрывается или сила зажима слишком велика.
Термопары с минеральной изоляцией имеют полностью герметичную металлическую оболочку, заполненную минеральным порошком оксида магния высокой-чистоты между оболочкой и внутренними проводами из положительного и отрицательного сплава для изоляции и теплопроводности. Распространенные материалы оболочки включают SS304, SS316 и Inconel с внешним диаметром от 0,5 мм до 3 мм. Внутренний минеральный порошок полностью изолирует легированную проволоку от внешнего воздуха и агрессивных газов, эффективно препятствуя окислению и старению изоляции. Полностью герметичная конструкция обладает высокой механической устойчивостью к экструзии, изгибу и вибрации и может быть вставлена в глубокие отверстия горячих сопел для измерения внутренней температуры, чего не могут реализовать патч-термопары. Верхний предел температуры стандартных термопар Inconel MI может достигать 500 градусов, что полностью адаптируется к суперконструкционным пластикам, таким как PEEK и PEI, в то время как обычные патч-термопары типа J-не рекомендуются для длительного-использования при температуре выше 280 градусов.
Что касается сценариев установки, накладные термопары в основном используются на внешней поверхности больших коллекторов горячеканальных каналов с открытым затвором для упаковки и предметов повседневного спроса. Стоимость обработки пресс-формы невелика: необходимо только зарезервировать плоскую поверхность крепления без глубокого сверления, что широко распространено на недорогих-фабриках массового производства. Термопары MI делятся на вставные одноточечные-и двухточечные-типы, соответствующие соплам с клапанными затворами, микросоплам и высоко-распределителям для пресс-форм для автомобильной, медицинской и прецизионной электроники. В пресс-форме необходимо предварительно-обработать точные глубокие отверстия, соответствующие диаметру оболочки, что увеличивает небольшие затраты на обработку, но обеспечивает долгосрочный-стабильный контроль температуры и низкую частоту технического обслуживания.
Между этими двумя типами также существуют очевидные различия в сроке службы и стоимости обслуживания. В условиях непрерывного производства в течение 24-часов обычные пластичные термопары необходимо заменять каждые 2–4 месяца, тогда как термопары Inconel MI могут стабильно работать более 12 месяцев. Хотя стоимость единицы датчиков MI в 3–6 раз превышает стоимость патчей, совокупные ежегодные затраты на запасные части и трудозатраты на техническое обслуживание сокращаются более чем на 50 % для автоматизированных производственных линий с высокой -нагрузкой. Многие владельцы пресс-форм просто стремятся снизить первоначальные затраты и равномерно устанавливают накладные термопары на высокотемпературные системы клапанных затворов, что приводит к частому дрейфу сигнала, сгоранию пластиковых деталей и долгосрочным потерям при простое. Профессиональные поставщики горячеканальных систем при разработке решений подберут соответствующий тип датчика в соответствии со структурой литника пресс-формы, температурой формовочного материала и производственным циклом, избегая рисков качества, вызванных слепым выбором типов термопар.
