La capa de aislamiento interno de los termopares de canal caliente aísla los cables termoeléctricos positivos y negativos para evitar fallas de cortocircuito-y el aislamiento de la funda exterior resiste altas temperaturas, corrosión por fusión, contaminación por aceite y fricción mecánica en el entorno de trabajo del molde. Los diferentes materiales de aislamiento tienen distinta resistencia a la temperatura, estabilidad química y dureza mecánica, que se convierten en el factor central que determina el ciclo de servicio de los termopares en diferentes entornos de aplicación de canal caliente. Los principales materiales de aislamiento utilizados en la industria incluyen aislamiento mineral de óxido de magnesio, aislamiento plástico de PTFE para altas-temperaturas, aislamiento trenzado de fibra de vidrio y aislamiento de bobinado de mica, cada uno con escenarios de canal caliente aplicables exclusivos.
El óxido de magnesio (aislamiento mineral MI) es el material de relleno estándar para los termopares de canal caliente de alto-rendimiento convencionales. Se rellena y compacta dentro de la funda de acero inoxidable, envolviendo los dos hilos termoeléctricos centrales por separado. El óxido de magnesio tiene un excelente rendimiento de aislamiento a altas temperaturas-, una resistencia de aislamiento estable por encima de los 1000 grados y una buena conductividad térmica, que puede transferir rápidamente la temperatura de la funda a los cables de aleación internos para garantizar una detección en tiempo real-. Al mismo tiempo, la sólida estructura de relleno puede fijar firmemente los cables internos, evitando el desplazamiento y la fractura de los cables internos causados por dobleces repetidos, vibraciones del molde y expansión y contracción térmica. La limitación del aislamiento de óxido de magnesio es que no puede exponerse a la humedad durante mucho tiempo; El óxido de magnesio húmedo provocará una fuerte disminución de la resistencia del aislamiento y provocará cortocircuitos intermitentes. Por lo tanto, los termopares MI deben estar equipados con conectores sellados y las piezas de repuesto deben almacenarse en un ambiente seco. Todos los termopares de bayoneta de resorte utilizados en canales calientes médicos y automotrices-de alta gama adoptan una estructura de aislamiento mineral de óxido de magnesio completo.
El aislamiento de PTFE (politetrafluoroetileno) se usa ampliamente en termopares de canal caliente de -grado limpio y de baja- temperatura. El PTFE no produce sustancias volátiles tóxicas a altas temperaturas, tiene una fuerte resistencia a la corrosión de los gases volátiles de base ácida-precipitados por la fusión del plástico y no arroja residuos que contaminen los fundidos de grado médico y alimentario-. Su rango de temperatura de trabajo continuo es de -20 grados a 260 grados, por lo que se utiliza principalmente para el aislamiento de cables externos de líneas de salida de termopares y se combina con microboquillas de moldes de productos médicos desechables. La desventaja del PTFE es su escasa resistencia a las altas temperaturas; Cuando la temperatura local excede los 300 grados durante un período prolongado, el material se ablandará y envejecerá, lo que provocará que la capa de aislamiento se derrita y se produzca un cortocircuito en el cable. Por lo tanto, el PTFE no se puede utilizar como aislamiento de relleno interno de la sonda cerca de la zona de calentamiento del canal caliente y solo se puede aplicar a la sección de cableado del extremo frío fuera de la placa del molde.
El aislamiento trenzado de fibra de vidrio es el material de aislamiento general más-rentable para termopares de canal caliente-de nivel básico. Tiene un bajo costo de materia prima, cierta flexibilidad de flexión y puede soportar-temperaturas de trabajo a largo plazo por debajo de 550 grados, lo cual es adecuado para termopares tipo J-de moldes de canal caliente de embalaje ordinarios. Los defectos de la fibra de vidrio son obvios: la estructura trenzada tiene espacios, por lo que es fácil absorber el aceite del taller, el polvo y los depósitos de carbón plástico, lo que resulta en una disminución del rendimiento del aislamiento después de un uso prolongado-; la fibra es quebradiza y es fácil romperse y caerse cuando se dobla repetidamente, lo que forma residuos conductores dentro del cable que inducen un cortocircuito. Además, la fibra de vidrio liberará un pequeño polvo de fibra cuando se use, lo que no puede cumplir con los requisitos de higiene de los talleres de producción médica, por lo que queda completamente excluida de los sensores de soporte de canal caliente médicos.
El aislamiento de devanado de mica se utiliza principalmente para termopares especiales de canal caliente de temperatura ultra-elevada combinados con PEEK, LCP y otros plásticos de ingeniería de alta-temperatura. La mica puede soportar temperaturas instantáneas superiores a 1300 grados y tiene un rendimiento de aislamiento estable bajo -radiación de alta-temperatura a largo plazo. A menudo se enrolla en la superficie de gruesos alambres de aleación de termopar dentro de boquillas de alta-temperatura. Sin embargo, la mica tiene poca flexibilidad y es fácil de agrietar cuando se dobla, por lo que no se puede usar para sondas de vaina microfinas que necesitan doblarse y desmontarse con frecuencia, y solo se limita a estructuras de sonda rectas fijas de placas colectoras grandes.
En el proceso de selección del modelo de termopar, los técnicos primero deben juzgar la temperatura continua más alta de la zona de calentamiento del canal caliente y los estándares ambientales de producción para seleccionar los materiales aislantes correspondientes. Muchas fallas prematuras de termopares en el taller son causadas por materiales de aislamiento que no coinciden: por ejemplo, el uso de sondas aisladas con fibra de vidrio para moldes médicos conduce a la contaminación del producto; El uso de cables aislados de PTFE para extenderse hacia la zona de la boquilla de alta-temperatura provoca que el aislamiento se derrita y se produzca un cortocircuito. Una combinación razonable de materiales aislantes puede extender la vida útil promedio de los termopares de canal caliente en más del 50% y reducir efectivamente la frecuencia del mantenimiento de apagado repentino causado por daños en el aislamiento.
