Cómo eliminar la perturbación de la señal del termopar causada por la vibración del flujo de agua de la tubería de refrigeración por agua

La mayoría de los moldes de moldeo por inyección de canal caliente cuentan con tuberías de enfriamiento de agua circulante circundantes para controlar la temperatura de la base del molde, y la alta-velocidad del agua en circulación provocará vibraciones continuas en las tuberías y débiles señales de inducción electromagnética alterna. Estas interferencias son efectivas en las sondas de termopar y mazos de cables vecinos, causando saltos erráticos de temperatura, falsas alarmas de temperatura alta y baja, ajuste de potencia de calentamiento PID inestable e interfiriendo sustancialmente con el moldeado estable de piezas de plástico de precisión. La mayoría del personal de mantenimiento solo presta atención a las fuentes de interferencia de los servomotores y las bobinas de calentamiento, ignorando la interferencia oculta de la vibración del flujo de la tubería de refrigeración por agua. Este documento expone sistemáticamente el principio de formación de interferencias, los pasos de identificación de campo y los esquemas de eliminación de aislamiento multi-capa.

1. Dos técnicas básicas para la generación de interferencias en la tubería de agua de refrigeración.

En primer lugar, la interferencia debida a la conducción de vibraciones mecánicas. El soporte de anclaje de la tubería transmite la vibración de resonancia de la tubería al marco de acero del molde mediante la circulación de agua de refrigeración a alta-velocidad en la tubería metálica. La vibración golpea constantemente el tornillo de posicionamiento del termopar, la superficie de contacto de la clavija del enchufe y la parte dobladora del cable blindado, creando un micro-desplazamiento de los puntos de contacto y aumentando la variación de la resistencia de contacto, provocando así saltos aleatorios de la señal de temperatura. Específicamente, los puntos de medición de la boquilla de pared delgada-cerca del canal de agua de refrigeración tienen la mejor eficiencia de conducción de vibraciones, y el rango de fluctuación de la temperatura puede alcanzar ±2~3 grados bajo circulación continua de agua; Una vez que se detiene la bomba de agua, la vibración desaparece y la curva de temperatura se vuelve instantáneamente suave, que es la característica de identificación más obvia de este tipo de interferencia.

2. Interferencia de inducción electromagnética alterna débil. El motor de la bomba de agua de refrigeración es un equipo de energía de corriente alterna y la tubería de agua metálica llena con el medio de agua conductora forma un gran circuito de inducción. El campo magnético alterno generado por el motor de la bomba inducirá una corriente alterna débil en la superficie de la tubería metálica, y la tubería cargada emitirá un campo magnético desordenado al espacio circundante. Estas señales de desorden inducidas son captadas por los cables de extensión del termopar sin blindaje o mal aislados y se suman al potencial termoeléctrico real del nivel de microvoltios y generan fluctuaciones periódicas de temperatura coordinadas con la frecuencia de operación de la bomba de agua. Si la tubería de agua está estrechamente acoplada al mazo de cables del termopar y la frecuencia de fluctuación coincide con la frecuencia de rotación de la bomba de agua, la interferencia se intensificará considerablemente y podrá separarse del desorden aleatorio causado por los servomotores.

2. Identificación paso-a-paso de la interferencia de vibración de la tubería de agua en el sitio

Paso 1: observe la sincronicidad entre las variaciones de temperatura. Bomba de agua de refrigeración encendida y apagada, registro de la curva de temperatura del termopar. Si el salto de temperatura desaparece por completo cuando se apaga la alimentación de la bomba de agua de refrigeración y se detiene la circulación del agua, se puede evaluar preliminarmente que la fuente de interferencia está en el sistema de tuberías de agua de refrigeración. Si la variación de temperatura aún existe después de detener la bomba de agua, elimine el factor de interferencia de la tubería de agua y gire para examinar los serpentines de calentamiento, los servomotores y otras fuentes de interferencia.

2. Verificación de la prueba de aislamiento de vibraciones. Coloque juntas de amortiguación de goma gruesas en la parte de contacto entre la tubería de agua y el marco del molde. La tubería debe fijarse con bridas de plástico blando y no con clips de fijación metálicos. Luego vuelva a encender la bomba de agua y observe cómo cambia la curva de temperatura. Si la amplitud de la fluctuación se reduce en más del 70%, el principal factor de interferencia es la conducción de la vibración mecánica; si la amplitud de la fluctuación se reduce solo un poco, la proporción de interferencia de inducción electromagnética es mayor y es necesario agregar el tratamiento de aislamiento electromagnético.

3. Prueba de contraste de la distancia de la tubería El mazo de cables del termopar debe alejarse 20 cm de la tubería metálica de agua de refrigeración, separado por placas divisorias de aislamiento térmico, y la bomba de agua debe reiniciarse para realizar la prueba. Si el desorden de temperatura se reduce por completo después de extender la distancia, la causa principal es la inducción electromagnética de la tubería de agua; Si todavía hay interferencia, concéntrese en corregir el problema de vibración de resonancia mecánica de la propia tubería.

3. Soluciones de eliminación dirigidas jerárquicas en orden decreciente de dificultad de implementación.

Solución 1 Transformación del aislamiento de vibraciones mecánicas (eliminar la interferencia de conducción de vibraciones)

1. Transformación de amortiguación de la fijación de la tubería: Reemplace todas las abrazaderas de tubería metálicas que fijan la tubería de agua de refrigeración con abrazaderas de tubería de amortiguación de plástico envueltas en caucho, agregue una junta de amortiguación de caucho EPDM gruesa entre la tubería y la superficie de contacto de acero del molde, corte la ruta de transmisión de vibración de la tubería al marco del molde. No realice soldaduras rigurosas ni conexiones duras con pernos entre la tubería y la placa del molde; reserve un espacio de amortiguación flexible de 3 a 5 mm en la ubicación de la conexión.

2. Reducción de la vibración de la base de la bomba de agua: instale almohadillas amortiguadoras de goma especiales-debajo de la base de la bomba de agua en circulación, reduzca la vibración de resonancia generada por el propio cuerpo de la bomba; conecte la salida y la entrada de la bomba con mangueras de goma blanda en lugar de tuberías rectas de metal duro, aísle la vibración del cuerpo de la bomba de la tubería del lado del molde- y evite que la vibración de la bomba se transmita al molde a través de toda la tubería.

3. Refuerzo antivibración local del termopar: para las sondas de boquilla cercanas al canal de agua de refrigeración, reemplace los resortes de compresión ordinarios con resortes compuestos antivibración-en forma ondulada; agregue bucles amortiguadores de alambre en espiral en la salida del cable del termopar para absorber el desplazamiento de micro-vibración transmitido por el molde y evitar que la resistencia de contacto de la clavija del enchufe fluctúe debido a la vibración. Utilice tapones antivibración-con bloqueo de bayoneta en lugar de los tapones de fricción estándar de dos-clavijas, para que la presión de contacto sea estable bajo la vibración-a largo plazo de la tubería.

Solución 2: Transformador de aislamiento de inducción electromagnética (elimine la interferencia magnética del desorden de tuberías)

1. Estándar de separación de la distancia del cableado: re-enrutar el arnés de señal del termopar, mantener la distancia horizontal mínima entre el arnés y la tubería metálica de agua de refrigeración de más de 15 cm, adoptar un diseño transversal vertical al cruzar la tubería y prohibir estrictamente el tendido paralelo de larga-distancia del cable de señal y la tubería de agua. Si el área de diseño del molde está restringida y no se puede separar, el mazo de cables del termopar se envuelve con fundas protectoras trenzadas de acero inoxidable para aislar la radiación del campo magnético externo.

2. Tratamiento de aislamiento de la tubería: envuelva la tubería metálica de agua de refrigeración con un grueso algodón aislante de fibra de vidrio no conductora, corte la ruta de conducción de la corriente alterna generada en la superficie de la tubería y restrinja la capacidad de la tubería para irradiar campos magnéticos desordenados hacia afuera. No superponga campos magnéticos de inducción ni aumente la intensidad de la interferencia, superposición y haz de tuberías multi-metálicas.

3. Combinación auxiliar de filtrado de señal: instale un módulo de filtro de señal especial de termopar en miniatura en la caja de conexiones del molde, filtre el desorden alterno de baja-frecuencia inducido por la tubería de agua antes de que la señal se transmita al gabinete de control; seleccione lámina de doble-capa + cables de extensión de compensación trenzados totalmente blindados, implemente estrictamente una conexión a tierra de un solo-punto de la trenza de blindaje en el lado del gabinete de control y prohíba la conexión a tierra de dos-extremos para evitar que se forme una corriente de bucle de tierra y se agraven las interferencias.

Solución 3. Ajuste auxiliar de optimización de parámetros de flujo de agua

Ajuste adecuadamente la frecuencia del flujo de la bomba de agua de circulación, evite que la bomba funcione a la frecuencia de resonancia del sistema de tuberías; Con la premisa de cumplir con los requisitos de enfriamiento del molde, reduzca adecuadamente la velocidad del flujo de agua y reduzca el impacto del flujo de agua dentro de la tubería para reducir la amplitud de resonancia de la tubería. Limpie periódicamente las incrustaciones de la tubería de agua de refrigeración; las incrustaciones excesivas cambiarán la estructura del canal de flujo interno de la tubería, aumentarán la turbulencia del flujo de agua y la intensidad de la vibración de la tubería, y las incrustaciones también aumentan la conductividad del agua de refrigeración, lo que aumenta la interferencia de inducción electromagnética.

4. Ciclo de inspección de mantenimiento de rutina para evitar errores de interferencia recurrentes

Para líneas de producción con sistemas integrados de circulación de agua de enfriamiento de moldes, realice una verificación integral de vibraciones e interferencias durante el mantenimiento de rutina del molde cada dos semanas. Compruebe si las juntas de amortiguación de goma de la tubería de agua están envejeciendo y cayendo, si el mazo de cables del termopar está demasiado cerca de la tubería y si la trenza protectora del cable de extensión está dañada y expuesta. Reemplazo oportuno de piezas de goma de amortiguación envejecidas, re-redireccionamiento de mazos de cables que violan el criterio de separación de distancia y complementación de la funda protectora para la sección de cable expuesta. En el período de cambio estacional de temperatura, la frecuencia de ajuste del flujo de agua de refrigeración es frecuente y la frecuencia de inspección se aumenta a una vez por semana para evitar la generación de nuevos puntos de vibración de resonancia causados ​​por el cambio en la velocidad del flujo de agua, lo que resulta en la recurrencia de fallas de salto de señal del termopar.

5. Sugerencias para la optimización preventiva durante la fase de diseño del molde.

En el diseño de la tubería de agua de refrigeración del molde de canal caliente, es necesario reservar canales de cableado independientes para los arneses de señal del termopar y colocar la tubería de agua lo más lejos posible en el lado alejado de los puntos de medición del colector y la boquilla. La distancia mínima entre la tubería y cualquier orificio de medición del termopar no deberá ser inferior a 20 mm. En preparación, diseñe la estructura de sujeción de la tubería con-juntas de amortiguación incorporadas y evite una conexión rígida y dura entre la tubería y la placa del molde. Reserve suficiente espacio para colocar manguitos de protección para el mazo de cables del termopar. En la condición de molde de pared delgada de alta velocidad con gran flujo de agua de refrigeración, se adopta el esquema de diseño de una sala de bombas de agua separada, que puede aislar básicamente el campo magnético alternativo del cuerpo de la bomba y la fuente de vibración del área de producción de moldeo por inyección, para reducir la probabilidad de interferencia de la señal del termopar en la fuente.333