Le termocoppie a isolamento minerale (MI) e le termocoppie a superficie sono i due componenti di rilevamento della temperatura più diffusi nei sistemi a canale caldo, con differenze essenziali nella struttura interna, nell'efficienza del trasferimento di calore, nelle posizioni applicabili, nella resistenza alla temperatura e nella durata di servizio, e una selezione errata porterà direttamente a un controllo instabile della temperatura e frequenti guasti alla manutenzione dello stampo. Le termocoppie patch sono composte da fili nudi in lega di termocoppia saldati in pezzi di contatto piatti, avvolti con strati isolanti in fibra di vetro ad alta temperatura- e dotati di fili schermati intrecciati, senza guaine protettive metalliche. Il loro più grande vantaggio è il basso costo di produzione e la conduzione del calore superficiale ultra-veloce: la superficie di saldatura piatta è strettamente attaccata alla parete esterna dei collettori o degli ugelli, senza isolamento del mezzo, e la velocità di risposta della temperatura può raggiungere 0,2–0,4 secondi in condizioni di lavoro normali. Tuttavia, anche i difetti strutturali dei sensori patch sono evidenti: il filo nudo in lega si ossida facilmente a temperature elevate-a lungo termine superiori a 300 gradi e lo strato isolante in fibra di vetro si carbonizzerà dopo un lungo-ciclo di riscaldamento, con conseguente deriva del segnale e cortocircuiti. Inoltre, l'elemento di contatto piatto non può resistere all'estrusione e all'attrito ed è facile che si rompa e si guasti quando lo stampo viene aperto e chiuso ripetutamente o la forza di serraggio è eccessiva.
Le termocoppie MI adottano una struttura di guaina metallica completamente sigillata, riempiendo-polvere minerale di ossido di magnesio di elevata purezza tra la guaina e i fili interni in lega positivi e negativi per l'isolamento e la conduzione del calore. I materiali comuni della guaina includono SS304, SS316 e Inconel, con diametri esterni compresi tra 0,5 mm e 3 mm. La polvere minerale interna isola completamente il filo in lega dall'aria esterna e dai gas corrosivi della plastica, inibendo efficacemente l'ossidazione e l'invecchiamento dell'isolante. La struttura completamente sigillata ha una forte resistenza meccanica all'estrusione, alla flessione e alle vibrazioni e può essere inserita in fori profondi e riservati degli ugelli caldi per la misurazione della temperatura interna, cosa che le termocoppie patch non possono realizzare. Il limite di temperatura superiore delle termocoppie Inconel MI standard può raggiungere i 500 gradi, adattandosi completamente ai materiali plastici super tecnici come PEEK e PEI, mentre le normali termocoppie patch di tipo J-non sono consigliate per l'uso a lungo termine-a temperature superiori a 280 gradi.
In termini di scenari di installazione, le termocoppie patch vengono utilizzate principalmente sulla superficie esterna di grandi collettori di canali caldi a cancello aperto per imballaggi e necessità quotidiane. Il costo di lavorazione dello stampo è basso ed è sufficiente riservare una superficie di attacco piana senza foratura profonda, soluzione ampiamente preferita dalle fabbriche di produzione di massa a basso-costo. Le termocoppie MI sono suddivise in tipi a punto singolo-e punto-doppio inseriti, abbinati a ugelli a otturazione, microugelli e collettori ad alta-temperatura di stampi automobilistici, medicali ed elettronici di precisione. Lo stampo deve pre-elaborare fori profondi e precisi corrispondenti al diametro della guaina, il che aumenta leggermente i costi di elaborazione, ma garantisce un controllo della temperatura stabile a lungo-termine e una bassa frequenza di manutenzione.
Ci sono anche evidenti lacune nella durata di servizio e nei costi di manutenzione tra i due tipi. In condizioni di produzione continua 24-ore, le normali termocoppie patch devono essere sostituite ogni 2-4 mesi, mentre le termocoppie Inconel MI possono funzionare stabilmente per più di 12 mesi. Sebbene il prezzo unitario dei sensori MI sia 3-6 volte superiore a quello dei sensori patch, i costi annuali complessivi per i pezzi di ricambio e la manutenzione della manodopera sono ridotti di oltre il 50% per le linee di produzione automatizzate-a carico elevato. Molti proprietari di stampi perseguono semplicemente bassi costi iniziali e installano in modo uniforme termocoppie patch su sistemi a otturazione con valvola ad alta-temperatura, con conseguenti frequenti derive del segnale, parti in plastica bruciate e perdite di arresto a lungo termine. I fornitori professionali di canali caldi abbineranno il tipo di sensore corrispondente in base alla struttura dell'ingresso dello stampo, alla temperatura del materiale di stampaggio e al ciclo di produzione durante la progettazione delle soluzioni, evitando i rischi di qualità causati dalla selezione cieca dei tipi di termocoppia.
