Các lựa chọn để gắn đồng hồ đo biến dạng hoặc cảm biến lực vào tấm gia nhiệt là gì?

Trong cán và đúc, nhiệt độ và áp suất đều quan trọng. Cảm biến lực được nhúng trực tiếp vào tấm gia nhiệt để cung cấp-phản hồi áp suất theo thời gian thực, tránh việc sử dụng cảm biến tải trọng có thể cản trở quá trình truyền nhiệt. Sự tích hợp này cho phép giám sát quá trình hiệu quả với khả năng kiểm soát chính xác lực kẹp trong chu trình nhiệt.

Phương pháp tích hợp cảm biến lực nhúng
Có một số cách có thể nhúng cảm biến lực vào các tấm gia nhiệt để có thể đo áp suất chính xác mà không ảnh hưởng đến tính đồng nhất của nhiệt độ:

1. Máy đo biến dạng màng mỏng 2.
Máy đo biến dạng màng mỏng là một trong những phương pháp thường xuyên nhất để tích hợp cảm biến lực vào tấm gia nhiệt. Những đồng hồ đo này có thể được gắn ngay vào một túi nhỏ được gia công ở phía sau tấm gia nhiệt. Cấu trúc màng mỏng-cho phép cảm biến theo dõi độ căng mà không ảnh hưởng nhiều đến cấu hình nhiệt. Khi được định hướng đúng, máy đo biến dạng sẽ cho kết quả đọc lực tốt mà không tạo ra điểm lạnh hoặc vùng chịu ứng suất cục bộ.

2. Vòng đệm cưỡng bức, áp điện
Một giải pháp thay thế khác để tích hợp các cảm biến lực là bộ đệm lực áp điện. Những cảm biến này thường được lắp bên dưới các bu lông gắn tấm gia nhiệt. Vật liệu áp điện tạo ra điện tích tỷ lệ với lực tác dụng và do đó có thể đo lực trong thời gian thực. Sự sắp xếp này phù hợp cho những ứng dụng mà tấm gia nhiệt chịu áp suất hoặc ứng suất không đổi (quy trình đúc hoặc cán mỏng).

Cả hai phương pháp tích hợp này đều thích hợp cho các ứng dụng tấm gia nhiệt cảm biến lực nhúng trong đó cảm biến được đặt sao cho có thể đo tải chính xác mà không ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt hoặc tính đồng nhất.

Các vấn đề thiết kế cho cảm biến lực nhúng
Khi tích hợp cảm biến lực vào tấm gia nhiệt, các biến số thiết kế khác nhau phải được tính đến để duy trì độ chính xác của cảm biến cũng như tuổi thọ của cảm biến và tấm gia nhiệt:

1. Bù nhiệt độ
Điện trở của máy đo biến dạng thay đổi theo sự thay đổi nhiệt độ. Máy đo biến dạng cần được điều chỉnh nhiệt độ để đo lực thích hợp. Điều này có thể được thực hiện bằng cách kết hợp một cảm biến nhiệt độ bên cạnh máy đo biến dạng để đo sự thay đổi nhiệt độ và bù đầu ra cảm biến cho phù hợp.

2. Tách khỏi nguồn điện lò sưởi
Điều quan trọng là máy đo biến dạng phải được cách ly về điện với nguồn điện của lò sưởi. Điều này giúp loại bỏ nhiễu từ dòng điện-cao áp cần thiết để làm nóng tấm, điều này sẽ làm sai lệch kết quả của cảm biến. Điều này có thể được giảm bớt bằng cách áp dụng các kỹ thuật cách ly thích hợp, ví dụ, sử dụng vật liệu lắp đặt có đặc tính cách điện hoặc sử dụng hệ thống đo vi sai.

3. Bảo vệ cơ khí dây cảm biến
Hệ thống dây điện của cảm biến phải được bảo vệ khỏi hư hỏng cơ học vì các tấm gia nhiệt phải chịu nhiệt độ cao và ứng suất cơ học. Các cảm biến phải được kết hợp sao cho hệ thống dây điện được bảo vệ khỏi nhiệt, mài mòn cơ học và các tác nhân gây ứng suất tiềm ẩn có thể gây ra hỏng cảm biến sớm.

So sánh loại cảm biến để tích hợp tấm gia nhiệt
Phương pháp tích hợp Loại cảm biến Tấm gia nhiệt được thiết kế cho
Máy đo độ biến dạng màng mỏngĐược gắn chặt vào một khe nhỏ ở phía sau tấmLý tưởng để tích hợp cấu hình thấp,-chính xác
Vòng đệm lực áp điện Dưới bu lông lắp hoặc bộ phận chịu tải-Thích hợp cho các ứng dụng chịu tải hoặc áp suất liên tục
Máy đo biến dạng liên kếtÁp dụng cho các vị trí tấm cụ thểHữu ích cho các số đọc có độ chính xác cao cục bộ
Bản tóm tắt:
Cảm biến lực nhúng bổ sung thêm một khía cạnh mới cho tấm gia nhiệt, biến nó thành một{0}}công cụ kiểm soát quy trình đa chức năng. Phép đo lực theo thời gian thực-làm tăng độ chính xác của các quy trình như đúc khuôn và cán màng. Việc tích hợp cảm biến lực và nhiệt độ cho phép điều khiển chính xác và hiệu quả hơn, giúp giảm rủi ro và cải thiện tính đồng nhất của quy trình. Khi công cụ thông minh tiếp tục được cải tiến, việc kết hợp công nghệ cảm biến vào thiết kế cơ bản của tấm gia nhiệt sẽ là một khía cạnh quan trọng trong việc tối ưu hóa hoạt động sản xuất và xử lý vật liệu.