6x6 मिमी स्क्वायर कार्ट्रिज हीटर अनुप्रयोगों के लिए तापमान सेंसिंग रणनीतियाँ

एक प्रोसेस इंजीनियर एक महत्वपूर्ण साँचे से तापमान डेटा को देखता है और देखता है कि रिकॉर्ड किए गए तापमान बनाए जा रहे भागों की वास्तविक गुणवत्ता से बहुत अलग हैं। नियंत्रक प्रदर्शित करता है कि तापमान स्थिर है, लेकिन विभिन्न गुहाओं के हिस्से दिखाते हैं कि आयाम बदल रहे हैं, जिसका अर्थ है कि तापमान बदल रहा है। मुद्दा हीटर या नियंत्रक से नहीं है, बल्कि मुद्दा यह है कि तापमान कैसे मापा जा रहा है। सेंसर हमें तापमान के बारे में सही जानकारी नहीं दे रहे हैं जो वास्तव में भागों की गुणवत्ता को प्रभावित करता है। यह उदाहरण थर्मल सिस्टम को डिजाइन करने में एक बुनियादी समस्या दिखाता है: सही जगह पर उचित तापमान ढूंढना।

जब 6x6 मिमी वर्ग कारतूस हीटर अनुप्रयोगों की बात आती है, तो सही प्रकार के सेंसर का चयन करना, इसे कहां रखना है, और इसे कैसे एकीकृत करना है, नियंत्रण की सटीकता और प्रक्रिया की स्थिरता पर बड़ा प्रभाव पड़ सकता है। थर्मोकपल और प्रतिरोध तापमान डिटेक्टर दो सबसे प्रचलित प्रकार के सेंसर हैं। थर्मोकपल कारखानों में उपयोग किए जाने वाले सबसे आम प्रकार के हीटिंग उपकरण हैं क्योंकि वे तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं, उच्च तापमान को संभाल सकते हैं, और बहुत महंगे नहीं हैं। टाइप जे और टाइप के थर्मोकपल उस तापमान रेंज को संभाल सकते हैं जिसकी अधिकांश 6x6 मिमी हीटर अनुप्रयोगों को आवश्यकता होती है। टाइप K की रेंज बड़ी होती है, जबकि टाइप J कम तापमान पर थोड़ा अधिक सटीक होता है।


नियंत्रण प्रणाली केवल उस तापमान को नियंत्रित करती है जिस पर सेंसर सेट है। हीटर के करीब वर्कपीस में रखा गया थर्मोकपल ज्यादातर हीटर की गतिविधि पर प्रतिक्रिया करता है, लेकिन यह उस तापमान के बारे में अधिक जानकारी नहीं देता है जो प्रक्रिया को प्रभावित कर रहा है। हीटर के अंदर एक थर्मोकपल हीटर में परिवर्तन पर तुरंत प्रतिक्रिया करता है, लेकिन यह ऑपरेशन का वास्तविक तापमान नहीं दिखा सकता है। प्रक्रिया का तापमान क्या है, यह बताने का सबसे अच्छा तरीका हीटर से दूर वर्कपीस में थर्मोकपल लगाना है। हालाँकि, हीटर बदलने पर थर्मोकपल को बदलने में काफी समय लगता है। सबसे अच्छा प्लेसमेंट मौजूदा काम के लिए इन मानदंडों के बीच संतुलन बनाता है।

6x6 मिमी वर्ग कार्ट्रिज हीटर के लिए, उपकरण का छोटा आकार आमतौर पर सेंसर के लिए स्थिति ढूंढना कठिन बना देता है। उपकरण को कमजोर किए बिना या अन्य भागों के रास्ते में आए बिना अलग-अलग सेंसर छेद के लिए पर्याप्त जगह नहीं हो सकती है। इन स्थितियों में, थर्मोकपल को हीटर के भीतर लगाना ही समस्या को हल करने का एक स्मार्ट तरीका है। इंटीग्रल थर्मोकपल वाले हीटरों में हीटर शीथ में आमतौर पर टिप पर या उस लंबाई के साथ एक सेंसर बनाया जाता है जिसे गर्म किया जा रहा है। यह व्यवस्था भीड़ भरे उपकरण में कोई अतिरिक्त जगह का उपयोग किए बिना, ठीक उसी स्थान पर तापमान प्रतिक्रिया प्रदान करती है जहां हीटिंग होती है।

ग्राउंडेड और अनग्राउंडेड थर्मोकपल सेटअप के बीच भी विकल्प है। ग्राउंडेड थर्मोकपल का सेंसर जंक्शन हीटर शीथ के साथ विद्युत संपर्क में है। जंक्शन सीधे म्यान तापमान के संपर्क में है, यही कारण है कि वे इतनी जल्दी प्रतिक्रिया करते हैं। लेकिन वे हीटर की बिजली आपूर्ति से विद्युत शोर उठा सकते हैं, जिससे नियंत्रण अस्थिर हो सकता है। जब थर्मोकपल ग्राउंडेड नहीं होते हैं, तो सेंसर जंक्शन म्यान से जुड़ा नहीं होता है। वे थोड़ी धीमी प्रतिक्रिया देते हैं, लेकिन वे स्पष्ट संकेत भेजते हैं जो संवेदनशील नियंत्रकों के साथ बेहतर काम करते हैं। अधिकांश 6x6 मिमी हीटिंग उपयोगों के लिए, अनग्राउंडेड सेंसर सबसे अच्छा विकल्प हैं क्योंकि वे विश्वसनीय भी हैं और अच्छा प्रदर्शन भी करते हैं।

एकाधिक सेंसर स्थान आपको वह जानकारी देते हैं जो एक सेंसर नहीं दे सकता। यदि किसी उपकरण में एक से अधिक हीटिंग ज़ोन हैं, तो प्रत्येक ज़ोन का अपना सेंसर होना चाहिए जो उस ज़ोन के लिए नियंत्रक को जानकारी भेजता है। महत्वपूर्ण स्थितियों में, प्रत्येक क्षेत्र में दो सेंसर होने से {{2}एक नियंत्रण के लिए और एक सत्यापन के लिए{{3}नियंत्रण प्रणाली को उत्पादन को प्रभावित करने से पहले सेंसर समस्याओं का पता लगाने में मदद मिलती है। कुछ प्रणालियाँ उच्च तापमान से बचाव के लिए दूसरे सेंसर का उपयोग करती हैं, यदि तापमान सुरक्षित स्तर से ऊपर चला जाता है, तो हीटर बंद कर दें, चाहे नियंत्रण सेंसर कुछ भी कहे।

बहुत से लोगों को यह एहसास नहीं है कि सेंसर को कैलिब्रेट करना कितना महत्वपूर्ण है। थर्मोकपल केवल एक निश्चित सीमा के भीतर ही सटीक होते हैं, आमतौर पर कुछ डिग्री ऊपर या नीचे। यदि आपको तापमान को बहुत सटीक रूप से समायोजित करने की आवश्यकता है, तो किसी मान्यता प्राप्त मानक के अनुसार सेंसर को कैलिब्रेट करना यह आश्वासन देता है कि दिखाया गया तापमान वास्तविक तापमान के समान है। आपको समय-समय पर इस अंशांकन की जांच करनी चाहिए क्योंकि थर्मोकपल समय के साथ बह सकते हैं, खासकर जब उनका उपयोग उनकी अधिकतम तापमान सीमा के पास किया जाता है।

सेंसर और नियंत्रक जिस तरह से जुड़े हुए हैं उससे यह प्रभावित होता है कि माप कितने सटीक हैं। थर्मोकपल सिग्नल को मिलीवोल्ट में मापा जाता है, इसलिए कनेक्शन लाइन में कोई भी प्रतिरोध त्रुटियों का कारण बन सकता है। नियमित तांबे के तार के बजाय सही थर्मोकपल एक्सटेंशन तार का उपयोग करने से सिग्नल मजबूत रहता है। कनेक्शनों को साफ करने और कसने से वोल्टेज गिरने से बचता है, जो अन्यथा माप में अशुद्धियाँ पैदा कर सकता है। महत्वपूर्ण कार्यों के लिए थर्मोकपल ग्रेड सामग्री से बने कनेक्टर का उपयोग यह सुनिश्चित करता है कि कनेक्शन स्वयं समस्याओं का कारण नहीं बनता है।

यह जानना कि तापमान माप का वास्तव में क्या मतलब है, लोगों को गलत होने से रोकता है। एक थर्मोकपल आपको केवल उस विशेष स्थान का तापमान बताता है जहां वह है। यदि उपकरण में तापमान में अंतर है, तो आपके द्वारा मापा गया तापमान अन्य स्थानों के तापमान के समान नहीं हो सकता है। इसका मतलब यह है कि एक से अधिक हीटर वाले बड़े उपकरणों में, नियंत्रक हीटर के संबंध में सेंसर कहां हैं, इसके आधार पर तापमान देखता है। एक सेंसर जो हीटर के करीब है वह दूर वाले सेंसर की तुलना में अधिक तापमान पढ़ेगा। दोनों रीडिंग जहां हैं वहां के लिए मान्य हैं, लेकिन कोई भी संपूर्ण टूल नहीं दिखाता है।

सेंसर का चुनाव नियंत्रण तकनीक को प्रभावित करता है। ऑन{1}}ऑफ कंट्रोल हीटर को पूरी तरह से चालू या पूरी तरह से बंद कर देता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि रिकॉर्ड किया गया तापमान निर्धारित बिंदु से नीचे है या ऊपर। यह सरल विधि बहुत अधिक तापीय द्रव्यमान वाले उपकरणों के लिए काम करती है, लेकिन यह छोटे उपकरणों में तापमान में बदलाव लाती है। आनुपातिक नियंत्रण हीटर के आउटपुट को बदलता है जो इस बात पर निर्भर करता है कि मापा गया तापमान सेटपॉइंट से कितनी दूर है। इससे झूले कम हो जाते हैं। पीआईडी ​​नियंत्रण तापमान को स्थिर रखने और यह कब बदलेगा इसकी भविष्यवाणी करने के लिए आनुपातिक, अभिन्न और व्युत्पन्न शब्दों का उपयोग करता है। अच्छा प्रदर्शन करने के लिए, अधिक उन्नत नियंत्रण प्रणालियों को तापमान माप की आवश्यकता होती है जो सटीक और त्वरित हो।

चूँकि 6x6 मिमी वर्ग कार्ट्रिज हीटर इतना छोटा है, इसलिए सेंसर को सही ढंग से चुनना और सेट करना बहुत महत्वपूर्ण है। तापमान परिवर्तन को बराबर करने के लिए बहुत अधिक थर्मल द्रव्यमान नहीं है, इसलिए नियंत्रण प्रणाली को उन पर तेजी से प्रतिक्रिया करने में सक्षम होना चाहिए। क्योंकि सेंसर के लिए ज्यादा जगह नहीं है, सेंसर की प्रत्येक मिलीमीटर स्थिति महत्वपूर्ण है। उचित विकल्प चुनने से तापमान नियंत्रण प्रक्रिया भिन्नता के कारण से प्रत्येक उत्पादन चक्र में गुणवत्ता को समान रखने के लिए एक भरोसेमंद तरीके में बदल जाता है।