Grandi stampi a canali caldi multi-collettori per autoveicoli, stampi impilabili di grandi dimensioni e layout di fabbrica con termoregolatori posizionati a decine di metri di distanza dalle macchine a iniezione spesso richiedono cavi termocoppia superiori a 10 metri. Nella trasmissione del segnale analogico a lunga-distanza, i segnali termoelettrici deboli a livello di millivolt-soffrono un'evidente attenuazione, con conseguente indebolimento dell'ampiezza del segnale, rumore elettromagnetico amplificato, fluttuazione sostenuta della temperatura e deviazione della misurazione a lungo-termine. Molti tecnici sostituiscono solo i cavi più spessi ma non riescono a risolvere radicalmente il problema dell'attenuazione senza una trasformazione sistematica della struttura del cavo, del layout del cablaggio e della modalità di conversione del segnale. Uno schema di ottimizzazione multi-livello completo può eliminare l'attenuazione del segnale per i sistemi a canale caldo con cablaggio ultra-lungo.
La causa principale dell'attenuazione del segnale della termocoppia analogica risiede nella perdita di resistenza di linea e nell'interferenza della capacità distribuita. I cavi delle termocoppie di tipo K-e J-si basano su minuscoli segnali di potenziale termoelettrico inferiori a 50 mV per trasmettere i dati di temperatura. Ogni metro di filo in lega porta con sé una resistenza di linea intrinseca; più lungo è il cavo, maggiore è la resistenza totale del circuito. Quando il segnale attraversa cavi a lunga-distanza, si verifica una perdita parziale di tensione, che riduce il segnale effettivo ricevuto dal termoregolatore. Nel frattempo, i cavi lunghi posati sui pavimenti delle officine o lungo le linee elettriche ad alta-potenza formano una capacità distribuita, che assorbe parte del segnale termoelettrico e indebolisce ulteriormente l'efficienza della trasmissione dei dati. I cavi ordinari non schermati sono soggetti all'attenuazione più severa; anche i cavi schermati a strato singolo-non possono compensare completamente la perdita di resistenza per cablaggi superiori a 12 metri.
Prima misura di ottimizzazione: aggiorna i cavi per termocoppie schermati a doppino intrecciato-con nucleo spesso per ridurre la resistenza della linea. I cavi standard per termocoppie con nucleo sottile-adottano filamenti in lega di-diametro minuscolo con elevata resistenza unitaria. Per cablaggi più lunghi di 8 metri, sostituirli con doppini intrecciati con conduttori più spessi con un'area di sezione trasversale-più ampia di nuclei in lega positivi e negativi, che riduce la resistenza della linea dell'unità di quasi la metà e riduce la caduta di tensione durante la trasmissione del segnale su lunghe- distanze. La schermatura composita a doppio-strato (strato interno in foglio di alluminio + rete esterna intrecciata in rame) è obbligatoria per i cavi ultra-lunghi, che sopprime contemporaneamente le interferenze capacitive ad alta-frequenza e il rumore del campo magnetico a bassa-frequenza, evitando la distorsione secondaria del segnale causata dalla radiazione elettromagnetica esterna. Tutti i cavi schermati ultra-lunghi devono seguire rigorosamente le specifiche di messa a terra-dell'estremità singola: collegare solo lo strato di schermatura al terminale di terra dell'armadio di controllo della temperatura e l'estremità della spina di giunzione dello stampo mantiene l'isolamento completo della rete intrecciata per evitare che la differenza di potenziale del circuito di terra si sovrapponga a un'ulteriore deviazione del segnale.
Seconda misura di ottimizzazione: suddividere i cavi lunghi in un layout di transizione segmentato per evitare la posa integrata di cavi ultra-lunghi. Non utilizzare un singolo cavo per termocoppia integrato da 15–20 metri che colleghi lo stampo direttamente al controller. Installa una scatola di giunzione di trasferimento sul lato della macchina per iniezione vicino allo stampo, utilizzando cavi schermati ad alte prestazioni-corti da 3–5 metri dallo stampo alla scatola di trasferimento, quindi collega un'altra sezione di cavi schermati con nucleo spesso-dalla scatola di trasferimento al controller remoto. La trasmissione a breve-distanza dei segnali della temperatura interna riduce notevolmente l'attenuazione complessiva del segnale e il layout segmentato facilita inoltre la successiva manutenzione e la sostituzione parziale del cavo, evitando la rottamazione dell'intero cavo ultra-lungo a causa dell'abrasione locale della guaina. Tutti i giunti di transizione del cablaggio utilizzano connettori isolati completamente sigillati per impedire che umidità e polvere metallica penetrino nei fili centrali e aumentino la perdita di resistenza di contatto.
Terza misura di ottimizzazione: isola i cavi di segnale della termocoppia dalle linee elettriche ad alta-corrente per eliminare le fonti di interferenza capacitiva. I cavi ultra-lunghi non possono essere raggruppati in parallelo con le linee di alimentazione del riscaldatore, i cavi del servomotore e i cavi di uscita del convertitore di frequenza; mantenere una distanza di separazione superiore a 50 mm e utilizzare piastre divisorie in plastica per separare le scanalature indipendenti dei cavi di segnale e di alimentazione. Evitare di posare i cavi della termocoppia sotto carrelli metallici, linee elettriche delle torri di raffreddamento e circuiti ad alta potenza- dei condizionatori d'aria, che genereranno forti campi elettrici alternati e formeranno capacità distribuita su cavi lunghi per assorbire i segnali termoelettrici. Per il cablaggio sotterraneo attraverso i passaggi dell'officina, interrare i cavi all'interno di tubi filettati in plastica isolati per isolare le interferenze della capacità della piastra metallica di terra.
Quarta misura di ottimizzazione: installazione di moduli di conversione del segnale digitale lato stampo-come soluzione permanente-di fascia alta. Quando la lunghezza del cablaggio supera i 15 metri e la linea di produzione ha requisiti di alta precisione per prodotti automobilistici e medicali, la trasformazione del cavo analogico non può eliminare completamente l'attenuazione e i moduli di conversione della termocoppia digitale devono essere installati all'interno della scatola di giunzione dello stampo. Il modulo converte i segnali di temperatura analogici in millivolt in dati di impulsi digitali all'estremità di rilevamento, che vengono trasmessi attraverso un singolo cavo di comunicazione a bassa-resistenza al controller. La trasmissione digitale non è influenzata dalla resistenza di linea e dalla capacità distribuita e l'attenuazione del segnale è completamente eliminata indipendentemente dalla lunghezza del cablaggio entro 100 metri. Il modulo è inoltre dotato di-funzioni integrate di amplificazione e filtraggio del segnale, che filtrano automaticamente le interferenze di rumore generate durante la trasmissione a lunga-distanza e può caricare dati sulla resistenza della termocoppia in tempo reale-nel sistema MES per un allarme tempestivo sull'invecchiamento.
Quinte specifiche di manutenzione ausiliaria per ridurre ulteriori perdite di attenuazione. Ispezionare regolarmente tutti i connettori dei cavi e i terminali di trasferimento ogni due settimane, lucidare gli strati di ossido sui perni metallici con carta vetrata fine per evitare un aumento della resistenza di contatto causata dall'ossidazione che aggrava l'attenuazione del segnale. Non avvolgere cavi ultra-lunghi ridondanti in anelli stretti all'interno di scatole di giunzione; Gli anelli di cavo impilati formano bobine induttive che assorbono i segnali elettromagnetici e amplificano l'attenuazione. Disporre la lunghezza in eccesso dei cavi in linee rette libere all'esterno dell'armadio e fissarli con fascette morbide senza comprimere la guaina. Nei laboratori estivi umidi, avvolgere tutti i connettori dei cavi con nastro isolante impermeabile per evitare che le infiltrazioni di umidità aumentino la resistenza della linea.
Dopo aver implementato l'ottimizzazione a più livelli delle specifiche del cavo, del layout del cablaggio e della trasformazione della conversione digitale, l'errore di attenuazione del segnale delle termocoppie a canale caldo a cablaggio ultra-lungo può essere controllato entro ±0,6 gradi, eliminando salti di temperatura instabili e difetti nascosti di squilibrio di fusione causati dalla perdita di segnale a lunga-distanza e migliorando la stabilità a lungo-termine dei sistemi di controllo della temperatura di stampi di grandi dimensioni-collettori.
