Las bobinas de calentamiento del colector de canal caliente están dispuestas para proporcionar una entrada de calor uniforme para los canales de flujo de fusión, pero el espaciado irregular de las bobinas, la densidad desigual de los devanados y las posiciones de las bobinas desplazadas en relación con los puntos de medición del termopar crean zonas frías y calientes localizadas, distorsionando los datos de retroalimentación del termopar incluso con sondas selladas de grado 1 de alta-precisión. Muchos diseñadores de moldes dan prioridad a la cobertura de los canales e ignoran la interacción térmica entre las bobinas y los salientes de montaje del termopar, lo que genera una desviación de temperatura persistente que no puede solucionarse únicamente con el ajuste de los parámetros PID del controlador. Esta falta de coincidencia entre el diseño de la bobina y las posiciones del sensor genera dos tipos principales de distorsión de medición: sesgo de sobrecalentamiento local y sesgo de pérdida de calor en frío.
La tendencia al sobrecalentamiento local se produce cuando las bobinas de calentamiento se enrollan demasiado apretadas y se colocan directamente adyacentes a las protuberancias de montaje del termopar. Las bobinas densas liberan calor radiante concentrado que golpea directamente la funda del termopar y la arandela metálica, elevando la temperatura medida del sensor entre 5 y 12 grados más que la temperatura real del canal de fusión central. El controlador recibe lecturas falsamente altas y reduce la salida de energía a toda la zona de calentamiento, dejando el canal de fusión del núcleo sub-calentado. Como resultado, los moldes-de múltiples cavidades-de paredes delgadas sufren graves defectos-de disparo corto y de líneas de soldadura, especialmente en el caso de plásticos de ingeniería de alta-viscosidad como PA66-GF y PPS. Los termopares-de doble punto pueden mitigar parcialmente este error al comparar las lecturas de sobrecalentamiento de la superficie con los datos del canal de fusión profunda, pero las sondas de anillo de superficie de un solo punto no pueden distinguir el calor radiante de la bobina de la temperatura de fusión real.
La polarización en frío por pérdida de calor se produce cuando los puntos de medición de termopares se colocan en grandes espacios entre bobinas de calentamiento escasamente enrolladas. Estos espacios carecen de cobertura de calor directa, por lo que el metal del colector disipa el calor rápidamente hacia la base del molde y las placas de enfriamiento. El termopar captura la temperatura de pérdida de calor superficial baja, lo que obliga al controlador a mantener la potencia máxima del calentador de forma continua. El funcionamiento-a plena potencia-a largo plazo acelera la carbonización del plástico dentro del canal, formando manchas negras en los productos terminados y acortando la vida útil del serpentín de calentamiento a más de la mitad. Los colectores automotrices divididos largos con intervalos de bobinado inconsistentes entre los segmentos delantero, medio y trasero muestran la diferencia de polarización en frío más obvia entre múltiples canales de termopar.
Tres reglas de diseño de diseño estándar eliminan la distorsión de lectura del termopar inducida-por la bobina. En primer lugar, mantenga un espacio uniforme entre los devanados de la bobina en toda la zona de calentamiento del colector, con una distancia constante entre cada bucle de la bobina para evitar puntos calientes densos y espacios fríos escasos. En segundo lugar, las protuberancias de montaje del termopar se desplazan para ubicarse a medio camino entre dos bobinas de calentamiento, en lugar de directamente encima de las secciones de la bobina estrechamente enrolladas, lo que equilibra la exposición al calor radiante y evita el sesgo de temperatura extrema. En tercer lugar, agregue pequeñas bobinas locales auxiliares alrededor de los puntos de medición de termopares para colectores largos con grandes espacios de pérdida de calor, complementando la entrada de calor para compensar el enfriamiento natural cerca de las posiciones de los sensores.
Después del montaje del colector, una prueba de equilibrio de temperatura constante-de 30-minutos verifica la racionalidad del diseño del serpentín. Los técnicos registran lecturas de todos los termopares; cualquier canal que muestre un desplazamiento fijo por encima de ±1,5 grados en relación con las zonas adyacentes indica un bobinado irrazonable cerca de ese punto de medición. Los errores menores de diseño se pueden corregir ajustando temporalmente los valores de referencia de potencia de la zona del controlador, mientras que el espaciado muy desigual de las bobinas requiere rebobinar las bobinas de calentamiento durante la siguiente revisión del molde para restaurar la medición precisa del termopar.
El diseño coordinado optimizado de los serpentines de calentamiento y los puntos de medición de los termopares elimina el sesgo de temperatura artificial causado por la distribución desequilibrada del calor radiante, permite que los termopares retroalimenten fielmente la temperatura real del canal de fusión, estabiliza la consistencia de la viscosidad de la fusión en todas las cavidades del molde y reduce las tasas de desperdicio relacionadas con defectos de sobrecalentamiento o subcalentamiento.
