La pérdida de calor incontrolada en las posiciones de montaje de termopares en los colectores de canal caliente crea zonas frías locales y datos de medición de temperatura distorsionados, por lo que las principales marcas globales de canal caliente formulan estándares de diseño de colectores unificados para minimizar la disipación de calor en los puntos de medición, cubriendo el procesamiento de la superficie de contacto, la coincidencia del aislamiento térmico, la profundidad de incrustación de la sonda y el diseño del balance de calor del colector. La pérdida de calor en las posiciones de instalación del termopar se origina principalmente a partir de tres canales: conducción de calor a las placas de enfriamiento del molde a través de fundas metálicas de la sonda, radiación de calor hacia afuera a través de los huecos de los orificios de montaje y convección de calor a través de los espacios de aire entre las uniones de detección y el metal del colector. Las reglas de diseño estándar suprimen las tres rutas de pérdida de calor simultáneamente para garantizar una medición precisa de la temperatura.
Los estándares de procesamiento de superficies de contacto requieren un pulido espejo de los pozos de montaje del termopar múltiple con una rugosidad superficial Ra menor o igual a 1,6 μm, eliminando todas las rebabas de mecanizado, marcas de herramientas y pasos irregulares. Las superficies rugosas forman un contacto discontinuo entre el colector y la funda de la sonda, creando pequeños espacios de aire con baja conductividad térmica que disipan el calor rápidamente y generan una desviación en la lectura de temperatura de 8 a 20 grados. Para termopares de orificio profundo-incrustados, la pared interior del orificio de medición debe mantener una tolerancia de diámetro uniforme de ±0,02 mm para garantizar un ajuste perfecto con la funda de la sonda sin un espacio excesivo que provoque una pérdida de calor por convección. Durante el montaje, se rellena previamente una fina capa de grasa termoconductora para altas-temperaturas en el orificio para eliminar los espacios de aire residual y bloquear la pérdida de calor conductivo hacia el exterior.
Los estándares de aislamiento térmico coincidentes separan las áreas de montaje de termopares de las placas de enfriamiento del molde y los marcos del molde frío con juntas de aislamiento térmico de alto-rendimiento. La distancia mínima entre los orificios de medición del colector y los canales de agua de refrigeración se fija en 15 mm, con asbesto aislante térmico o juntas cerámicas agregadas entre la placa inferior del colector y la base del molde para evitar la rápida conducción de calor a los componentes del molde de baja-temperatura a través de la funda metálica del termopar. Las fundas estándar de acero inoxidable tienen una fuerte conductividad térmica; sin aislamiento, la sonda actúa como un puente de transferencia de calor que disipa continuamente el calor del colector a las placas frías del molde, lo que hace que las temperaturas mostradas sean permanentemente más bajas que la temperatura real de fusión del canal.
Los estándares de profundidad de incrustación de la sonda equilibran la pérdida de calor y la precisión de captura de la temperatura de fusión. Para termopares con arandela de anillo de superficie del colector, el saliente de montaje se eleva 2 mm por encima de la placa base del colector para aumentar la distancia desde las placas del molde frías y reducir la disipación de calor conductivo. Para sondas bien integradas-, la unión de detección debe colocarse a 1 mm del canal de flujo de fusión central, no demasiado cerca de la pared exterior del colector donde la pérdida de calor es severa. Una inserción demasiado superficial hace que la sonda mida solo datos de pérdida de calor superficial a baja-temperatura; una incrustación excesivamente profunda aumenta la dificultad del mecanizado y corre el riesgo de bloquear los canales de flujo de fusión.
Los estándares de diseño del balance de calor del colector organizan los puntos de medición del termopar simétricamente de acuerdo con la distribución de la pérdida de calor del corredor. Los colectores divididos largos con grandes gradientes de temperatura instalan termopares auxiliares adicionales en los extremos finales del colector con una gran pérdida de calor y aumentan la densidad de potencia del calentador local cerca de los puntos de medición para compensar la disipación natural del calor. Cada zona de calentamiento del termopar está equipada con bobinas de calentamiento independientes que rodean el orificio de medición para compensar la pérdida de calor en la posición de instalación de la sonda y mantener una temperatura uniforme alrededor de la unión de detección.
La implementación estricta de los estándares de diseño de control de pérdida de calor del termopar múltiple restringe la desviación de la temperatura del punto de medición dentro de ±0,5 grados, elimina las señales falsas de baja-temperatura causadas por la disipación de calor incontrolada y garantiza que el termopar retroalimenta con precisión la temperatura real del canal de fusión para una regulación estable de la potencia PID de las zonas de calentamiento del canal caliente.
