La couche d'isolation interne des thermocouples à canaux chauds isole les fils thermoélectriques positifs et négatifs pour éviter les courts-circuits-, et l'isolation de la gaine externe résiste aux températures élevées, à la corrosion par fusion, à la pollution par les hydrocarbures et au frottement mécanique dans l'environnement de travail du moule. Différents matériaux d'isolation ont une résistance à la température, une stabilité chimique et une ténacité mécanique distinctes, qui deviennent le facteur essentiel déterminant le cycle de service des thermocouples dans différents environnements d'application de canaux chauds. Les principaux matériaux d'isolation utilisés dans l'industrie comprennent l'isolation minérale à l'oxyde de magnésium, l'isolation plastique PTFE haute température -, l'isolation tressée en fibre de verre et l'isolation en mica, chacune avec des scénarios de canaux chauds applicables exclusifs.
L'oxyde de magnésium (isolation minérale MI) est le matériau de remplissage standard pour les thermocouples à canaux chauds hautes performances courants. Il est rempli et compacté à l’intérieur de la gaine en acier inoxydable, enveloppant séparément les deux fils thermoélectriques. L'oxyde de magnésium a d'excellentes performances d'isolation à haute température -, une résistance d'isolation stable supérieure à 1 000 degrés et une bonne conductivité thermique, qui peut transférer rapidement la température de la gaine aux fils d'alliage internes pour garantir une détection en temps réel -. Dans le même temps, la structure de remplissage solide peut fixer fermement les fils internes, évitant ainsi le déplacement et la fracture des fils internes causés par des flexions répétées, des vibrations du moule et des dilatations et contractions thermiques. La limite de l’isolant à l’oxyde de magnésium est qu’il ne peut pas être exposé à l’humidité pendant une longue période ; l'oxyde de magnésium humide entraînera une forte baisse de la résistance d'isolation et déclenchera des courts-circuits intermittents. Par conséquent, les thermocouples MI doivent être équipés de connecteurs scellés et les pièces de rechange doivent être stockées dans un environnement sec. Tous les thermocouples à baïonnette à ressort utilisés dans les canaux chauds automobiles et médicaux haut de gamme adoptent une structure d'isolation minérale entièrement en oxyde de magnésium.
L'isolation en PTFE (polytétrafluoroéthylène) est largement utilisée dans les thermocouples à canaux chauds de qualité propre-et à basse-température. Le PTFE ne produit pas de substances volatiles toxiques à haute température, a une forte résistance à la corrosion aux substances volatiles acides -gaz basiques précipitées par la fusion du plastique et ne libère pas de débris pour polluer les fontes de qualité médicale et alimentaire -. Sa plage de température de fonctionnement continue est de -20 degrés à 260 degrés, elle est donc principalement utilisée pour l'isolation des fils extérieurs des lignes sortantes de thermocouples et est associée aux micro-buses des moules de produits médicaux jetables. L'inconvénient du PTFE est une mauvaise résistance aux températures élevées ; Lorsque la température locale dépasse 300 degrés pendant une longue période, le matériau se ramollit et vieillit, entraînant la fusion de la couche isolante et un court-circuit des fils. Par conséquent, le PTFE ne peut pas être utilisé comme isolation de remplissage interne de la sonde à proximité de la zone de chauffage des canaux chauds et ne peut être appliqué qu'à la section de câblage de l'extrémité froide à l'extérieur de la plaque de moule.
L'isolation tressée en fibre de verre est le matériau d'isolation général le plus rentable-pour les thermocouples à canaux chauds d'entrée de gamme. Il a un faible coût en matière première, une certaine flexibilité de flexion et peut résister à une température de travail à long terme inférieure à 550 degrés, ce qui convient aux thermocouples de type J des moules à canaux chauds d'emballage ordinaires. Les défauts de la fibre de verre sont évidents : la structure tressée présente des espaces qui permettent d'absorber facilement l'huile d'atelier, la poussière et les dépôts de carbone plastique, ce qui entraîne une diminution des performances d'isolation après une utilisation à long terme ; la fibre est fragile et il est facile de se casser et de tomber lorsqu'elle est pliée à plusieurs reprises, formant des débris conducteurs à l'intérieur du câble pour provoquer un court-circuit. De plus, la fibre de verre libère de minuscules poussières de fibres lorsqu'elle est portée, ce qui ne peut pas répondre aux exigences d'hygiène des ateliers de production médicale, elle est donc complètement exclue des capteurs médicaux prenant en charge les canaux chauds.
L'isolation des enroulements en mica est principalement utilisée pour les thermocouples spéciaux à canaux chauds à ultra-haute température, associés au PEEK, au LCP et à d'autres plastiques techniques-à haute température. Le mica peut résister à une température instantanée supérieure à 1 300 degrés et présente des performances d'isolation stables sous un rayonnement à haute température à long-terme-. Il est souvent enroulé sur la surface de fils épais en alliage de thermocouple à l'intérieur de buses à haute température-. Cependant, le mica a une faible flexibilité et est facile à fissurer lorsqu'il est plié. Il ne peut donc pas être utilisé pour les sondes à gaine micro-fine qui nécessitent un pliage et un démontage fréquents, et n'est limité qu'aux structures de sondes droites fixes de grandes plaques collectrices.
Lors du processus de sélection du modèle de thermocouple, les techniciens doivent d'abord évaluer la température continue la plus élevée de la zone de chauffage des canaux chauds et les normes environnementales de production pour sélectionner les matériaux d'isolation correspondants. De nombreuses pannes prématurées de thermocouples dans l'atelier sont causées par des matériaux d'isolation mal adaptés : par exemple, l'utilisation de sondes isolées en fibre de verre pour les moules médicaux entraîne une pollution des produits ; l'utilisation de fils isolés en PTFE pour s'étendre dans la zone de buse à haute température - entraîne une fusion de l'isolation et un court-circuit. Une correspondance raisonnable des matériaux d'isolation peut prolonger la durée de vie moyenne des thermocouples à canaux chauds de plus de 50 % et réduire efficacement la fréquence des arrêts soudains de maintenance causés par des dommages à l'isolation.
