La taille, la profondeur, l'état de surface et la position du trou de mesure usiné sur les buses et les collecteurs déterminent directement la résistance de contact thermique entre les têtes de détection du thermocouple et l'acier du moule, ce qui est un facteur essentiel conduisant au décalage de température inhérent et au décalage fixe. De nombreux concepteurs de moules réservent uniquement des trous débouchants simples sans paramètres dimensionnels standardisés, ce qui entraîne un écart de mesure constant qui ne peut être éliminé par l'étalonnage ou par une pâte thermoconductrice. Cet article établit des normes unifiées de conception de trous de mesure pour les thermocouples à tête plate-, à sonde droite et à ruban à angle droit-.
1. Règles de conception du trou de mesure du thermocouple à sonde droite
Diamètres de gaine courants : 0,8 mm / 1,0 mm / 1,5 mm
• Tolérance du diamètre intérieur du trou : +0.03~+0.06 mm de plus que le diamètre extérieur de la gaine ; un jeu excessif crée une résistance thermique de l'air, un diamètre trop petit provoque un blocage de la sonde lors du démontage.
• Profondeur effective : La distance entre l'ouverture extérieure du trou et la surface aveugle inférieure doit permettre à la pointe de détection de la sonde de rester à 1 ~ 2 mm de la paroi du canal d'écoulement, évitant ainsi l'érosion directe par fusion et l'accumulation de carbone bloquant la pointe ; la profondeur ne doit pas être inférieure à 5 fois le diamètre de la gaine pour garantir une surface de conduction thermique suffisante.
• Finition de surface : Ra Inférieur ou égal à 0,8 μm de polissage fin ; la texture rugueuse usinée retient facilement la poussière de carbone et forme des couches de barrière thermique.
• Disposition des trous : évitez de localiser les trous de mesure sur les zones de contrainte des parois fines du collecteur et sur les sections fines des pointes de buse afin d'éviter une réduction de la résistance structurelle et un risque de fuite de matière fondue.
2. Règles de conception du plan de mesure des thermocouples à tête plate
• Épaisseur du plan : substrat en acier massif d'au moins 1,2 mm sous la surface de contact, les fines plaques d'acier présentent une perte de chaleur rapide et un grand écart de mesure de température.
• Taille du plan : Légèrement plus grand que le contour de la tête plate de 0,5 mm sur tous les côtés, pas de bords tranchants à angle droit-pour éviter l'accumulation de résidus de carbone dans les coins.
• Exigence de planéité : Tolérance de planéité Inférieure ou égale à 0,02 mm ; un plan déformé entraîne un espace de contact partiel après la compression du ressort, générant un transfert de chaleur inégal.
• Évitez les trous traversants : adoptez une plate-forme de mesure plate et aveugle,-la structure à trous traversants entraînera une perte de chaleur et une lecture de basse température.
3. Règles de conception des rainures peu profondes des thermocouples fins à ruban à angle droit-
• Profondeur de rainure : 0,3 ~ 0,4 mm correspondant à l'épaisseur du ruban, une profondeur excessive crée un espace d'air sous le ruban.
• Largeur de rainure : 0,2 mm plus large que la largeur du ruban pour réserver un petit espace pour l'installation, sans déformation par extrusion de la feuille plate.
• Polissage du fond des rainures : électropolissage miroir, élimine les micro-piqûres qui capturent la poussière de carbone.
Erreurs de conception courantes et conséquences des écarts correspondants
1. Dégagement surdimensionné du trou de mesure (écart > 0,1 mm) : dérive de température négative fixe de 1 à 2,5 degrés, réponse lente sur 3 s.
2. Profondeur de trou insuffisante, pointe de détection proche du canal d'eau de refroidissement : la température mesurée est en permanence inférieure à la température de fusion réelle en raison de la perte de chaleur.
3. Paroi intérieure du trou rugueuse et non polie : les dépôts de carbone s'accumulent rapidement, le cycle de nettoyage est raccourci de moitié et la dérive augmente de semaine en semaine.
4. Trou de mesure percé jusqu'au canal d'écoulement : la matière fondue pénètre dans le trou, se solidifie et enveloppe la pointe de la sonde, bloquant complètement le transfert de chaleur.
5. Plusieurs trous de mesure disposés trop près (espacement <20 mm) : interférence de conduction thermique mutuelle, les lectures de température des zones adjacentes s'influencent mutuellement.
Mesures d'optimisation correspondantes pour les moules finis avec des trous de mesure non-standards
Si le moule a déjà été traité avec des trous de mesure bruts surdimensionnés, remplissez l'espace avec un manchon métallique à haute conductivité thermique (manchon mince en alliage de cuivre) pour éliminer l'isolation de l'air ; Enduire une pâte conductrice thermique épaissie lors de l'installation du thermocouple pour compenser la résistance thermique de la surface rugueuse. Pour les trous trop-peu profonds, remplacez les thermocouples à billes exposées à faible masse thermique afin de réduire le décalage causé par une zone de contact thermique insuffisante.
Intégration des normes de conception dans la liste de contrôle des dessins de moules
Lors de l'examen du dessin 3D des canaux chauds, le concepteur doit renseigner les paramètres du trou de mesure : type de thermocouple, diamètre de la gaine, diamètre intérieur du trou, profondeur effective, rugosité de la surface et espacement entre les points de mesure adjacents. Toutes les coordonnées des points de mesure doivent être symétriques pour les collecteurs équilibrés à cavités multiples afin de garantir des conditions de transfert de chaleur cohérentes pour chaque thermocouple. L'usinage standardisé des trous de mesure peut réduire le décalage inhérent aux mesures du thermocouple de plus de 70 % au stade de la conception du moule.
