U-brzinom brizganja, svaka milisekunda se računa. Vrijeme odziva termoelementa-brzina pri kojoj senzor prijavljuje promjenu temperature-direktno utiče na sposobnost kontrolera da održava stabilnu temperaturu tokom brzih ciklusa. Ovaj članak kvantifikuje uticaj vremena odziva na performanse ciklusa i daje smernice za izbor.
Definiranje vremena odziva. Vrijeme odgovora je obično specificirano kao termička vremenska konstanta (τ), definirano kao vrijeme potrebno da izlaz senzora dostigne 63,2% koraka promjene temperature. Za termoelemente sa vrućim prolazom, τ se kreće od 0,1 sekunde za izloženu spojnicu od 0,5 mm do 5 sekundi za neuzemljenu sondu od 3,0 mm. U praksi, vrijeme za dostizanje 90% promjene koraka je oko 2,3 × τ.
Ciklus ubrizgavanja i dinamika temperature. Tokom svakog ciklusa, kalup se otvara, dijelovi izbacuju, kalup se zatvara, a plastika se ubrizgava. Vruće vode doživljavaju prolazne padove temperature kada hladna smola uđe u razdjelnik i mlaznice. Grijač tada mora zamijeniti izgubljenu toplinu kako bi se rastopljena vratila na zadanu vrijednost prije sljedećeg ubrizgavanja. Ako je termoelement prespor, regulator vidi odgođeni ili prigušeni signal, što dovodi do prekoračenja ili podniženja.
Studija slučaja: Thin{0}}pakovanje sa tankim zidovima. Kalup za zatvaranje sa 96 šupljina radi u ciklusima od 4,0 sekunde. Temperatura vrha mlaznice opada za 8 stepeni tokom faze ubrizgavanja (0,3 sekunde). Termopar sa τ=0.2 sekundi može izvesti taj pad skoro u realnom vremenu; PID kontroler reaguje u roku od 0,5 sekundi, ograničavajući temperaturu na ±2 stepena. Senzor sa τ=1.0 sekundi vidi pad od samo 4 stepena (jer njegov izlaz kasni) i reaguje sporo, dozvoljavajući da stvarna temperatura padne 6 stepeni ispod zadate vrednosti. Rezultat: nedosljedno punjenje, blic i kratki snimci u nekim šupljinama.
Utjecaj na podešavanje PID-a. Spori termoparovi prisiljavaju kontroler da koristi duža integralna vremena i niža pojačanja kako bi se izbjegla nestabilnost. Ova "detuned" kontrola znači sporiji oporavak od smetnji. Tokom pokretanja ili promene proizvoda, sistemu je potrebno mnogo ciklusa da se stabilizuje. Brzi senzori omogućavaju agresivno podešavanje, smanjujući vrijeme taloženja za 50–70%.
Kvantifikacija ekonomskog uticaja. Uzmite u obzir fabriku za kalupovanje koja ima 10 kalupa sa velikim šupljinama 24/7. Svaki kalup radi ciklus od 5-sekundi i proizvodi dijelove u vrijednosti od 0,10 USD svaki. Kašnjenje od 0,5 sekundi u obnavljanju temperature može dodati 0,1 sekundu vremena hlađenja za kompenzaciju, smanjujući broj ciklusa sa 720 ciklusa/sat na 705 ciklusa/sat – gubitak od 2%. Više od godinu dana, to je jednako 175.000 dolara izgubljenog prihoda na 10 kalupa. Brzi termoparovi eliminišu taj gubitak.
Prečnik omotača i vrsta spoja. Vrijeme odziva je prvenstveno određeno prečnikom omotača i tipom spoja. Uzemljeni spojevi reagiraju ~50% brže od neuzemljenih istog promjera jer je spoj u direktnom termičkom kontaktu sa omotačem. Manji prečnici imaju manju termičku masu; uzemljena sonda od 1,0 mm može imati τ=0.15 sekundi, dok 2,0 mm neuzemljena sonda ima τ=2.0 sekundi.
Uslovi montaže. Vrijeme odziva u instaliranom stanju ovisi o termičkom kontaktu između omotača i metalnog otvora. Labav kroj stvara termičku otpornost vazdušnog jaza, povećavajući efektivni τ za 3–5×. Uvijek koristite opruge-nabijene ili navojne dizajne kako biste osigurali čvrst kontakt. Nanesite smjesu za prijenos topline (sa temperaturnom ocjenom) da poboljšate spajanje.
Kompromis{0}}u izdržljivosti. Najbrži termoparovi (tanki omotač, uzemljeni) su najlomljiviji. U abrazivnim aplikacijama ili aplikacijama sa visokim{3}}vibracijama, senzor od 1,0 mm može mehanički pokvariti, uzrokujući više zastoja nego što se povećava brzina ciklusa. Praktičan kompromis: koristite 1,5 mm uzemljenog za vrhove mlaznica i 2,0 mm bez uzemljenja za razdjelnike gdje je odziv manje kritičan.
Testiranje odgovora u vašem kalupu. Da biste izmerili stvarni odziv, izvršite test koraka: zabeležite temperaturu tokom nagle promene zadate vrednosti (npr. sa 300 stepeni na 320 stepeni). Nacrtajte stvarnu temperaturu regulatora u odnosu na vrijeme. Izračunajte vremensku konstantu iz krive. Ako τ prelazi 0,5 sekundi za zonu mlaznice, razmislite o nadogradnji na brži senzor.
Budući trendovi. Neki proizvođači sada nude termoelemente "brze reakcije" sa unutrašnjim mikro-strukturama od folije koje postižu vremenske konstante ispod-0,1 sekunde, što su konkurentski pirometri. Iako su skupi, pronalaze upotrebu u ultra-brzinom oblikovanju (ciklusi ispod 2 sekunde) gdje su čak i milisekundna kašnjenja bitna.
