La perdita di calore incontrollata nelle posizioni di montaggio delle termocoppie sui collettori dei canali caldi crea zone fredde locali e dati di misurazione della temperatura distorti, quindi i principali marchi globali di canali caldi formulano standard di progettazione dei collettori unificati per ridurre al minimo la dissipazione del calore nei punti di misurazione, coprendo il trattamento della superficie di contatto, l'adattamento dell'isolamento termico, la profondità di inclusione della sonda e il layout del bilancio termico del collettore. La perdita di calore nelle posizioni di installazione della termocoppia ha origine principalmente da tre canali: conduzione del calore alle piastre di raffreddamento dello stampo attraverso le guaine metalliche della sonda, radiazione del calore verso l'esterno attraverso gli spazi tra i fori di montaggio e convezione del calore attraverso gli spazi d'aria tra le giunzioni di rilevamento e il metallo del collettore. Le regole di progettazione standard eliminano simultaneamente tutti e tre i percorsi di perdita di calore per garantire una misurazione accurata della temperatura.
Gli standard di lavorazione della superficie di contatto richiedono la lucidatura a specchio dei pozzetti di montaggio della termocoppia del collettore con ruvidità superficiale Ra inferiore o uguale a 1,6μm, rimuovendo tutte le bave di lavorazione, i segni di utensili e i gradini irregolari. Le superfici ruvide formano un contatto discontinuo tra il collettore e la guaina della sonda, creando piccoli spazi d'aria con bassa conduttività termica che dissipano rapidamente il calore e generano una deviazione nella lettura della temperatura di 8-20 gradi. Per le termocoppie con foro profondo-incorporato, la parete interna del foro di misurazione deve mantenere una tolleranza del diametro uniforme di ±0,02 mm per garantire una perfetta aderenza alla guaina della sonda senza uno spazio eccessivo che causi perdita di calore per convezione. Uno strato sottile di-grasso termoconduttivo ad alta temperatura viene pre-riempito nel foro durante l'assemblaggio per eliminare gli spazi d'aria residui e bloccare la perdita di calore conduttivo verso l'esterno.
Gli standard di isolamento termico corrispondenti separano le aree di montaggio della termocoppia dalle piastre di raffreddamento dello stampo e dai telai dello stampo freddo con guarnizioni di isolamento termico ad alte-prestazioni. La distanza minima tra i fori di misurazione del collettore e i canali dell'acqua di raffreddamento è fissata a 15 mm, con isolamento termico in amianto o guarnizioni in ceramica aggiunte tra la piastra inferiore del collettore e la base dello stampo per impedire una rapida conduzione del calore ai componenti dello stampo a bassa temperatura- attraverso la guaina metallica della termocoppia. Le guaine standard in acciaio inossidabile hanno una forte conduttività termica; senza isolamento, la sonda agisce come un ponte di trasferimento del calore dissipando continuamente il calore del collettore verso le piastre dello stampo fredde, rendendo le temperature visualizzate permanentemente inferiori alla temperatura effettiva di fusione del canale.
Gli standard di profondità di inclusione della sonda bilanciano la perdita di calore e la precisione di acquisizione della temperatura di fusione. Per le termocoppie con rondella ad anello superficiale del collettore, la sporgenza di montaggio è sollevata di 2 mm sopra la piastra di base del collettore per aumentare la distanza dalle piastre dello stampo fredde e ridurre la dissipazione del calore conduttivo. Per le sonde profonde-ben integrate, la giunzione di rilevamento deve essere posizionata entro 1 mm dal canale centrale del flusso del materiale fuso, non troppo vicino alla parete esterna del collettore dove la perdita di calore è grave. Un inserimento eccessivamente superficiale porta la sonda a misurare solo i dati sulla perdita di calore superficiale a bassa-temperatura; un inclusione eccessivamente profonda aumenta la difficoltà di lavorazione e rischia di bloccare i canali di flusso del materiale fuso.
Gli standard di layout del bilancio termico del collettore dispongono simmetricamente i punti di misurazione della termocoppia in base alla distribuzione della perdita di calore del corridore. I collettori lunghi divisi con ampi gradienti di temperatura installano termocoppie ausiliarie aggiuntive alle estremità finali del collettore con grave perdita di calore e aumentano la densità di potenza del riscaldatore locale vicino ai punti di misurazione per compensare la dissipazione naturale del calore. Ciascuna zona di riscaldamento della termocoppia è dotata di serpentine di riscaldamento indipendenti che circondano il foro di misurazione per compensare la perdita di calore nella posizione di installazione della sonda e mantenere una temperatura uniforme attorno alla giunzione di rilevamento.
La rigorosa implementazione degli standard di progettazione del controllo della perdita di calore della termocoppia del collettore limita la deviazione della temperatura del punto di misurazione entro ±0,5 gradi, elimina i falsi segnali di bassa-temperatura causati dalla dissipazione di calore incontrollata e garantisce che la termocoppia restituisca con precisione la temperatura reale del canale di fusione per una regolazione della potenza PID stabile delle zone di riscaldamento del canale caldo.
