یک خط روکش روی بیش از حد مداوم دما را تجربه کرد-وقتی نقطه تنظیم 65 درجه بود، حمام به 68 درجه رسید، سپس به آرامی به پایین برگشت. کنترلر کالیبره شده بود، ترموکوپل دقیق بود و بخاری غوطه ور PTFE اندازه درستی داشت. مشکل مکان بود. ترموول در فاصله 400 میلی متری بخاری در منطقه ای با اختلاط خوب قرار داشت. دمای سیال حجیم را به دقت اندازه گیری می کرد. اما نمی‌توانست ستون حرارتی را که از بخاری بلند می‌شد ببیند، و برای جلوگیری از افزایش بیش از حد، خیلی آهسته واکنش نشان داد.
محل قرارگیری سنسور تعیین می کند که کنترل کننده چقدر سریع و دقیق تغییرات دما را مشاهده می کند. در خطوط آبکاری که در آن هیترهای غوطه‌وری PTFE روشن و خاموش می‌شوند یا خروجی را تعدیل می‌کنند، مکان سنسور مستقیماً بر پایداری دما، عمر بخاری و کیفیت رسوب تأثیر می‌گذارد.
چرا دمای حجیم کافی نیست
یک کنترلر باید بداند چه زمانی خروجی بخاری را کاهش دهد. اگر سنسور دمای سیال حجیم را اندازه گیری کند، تنها پس از مخلوط شدن گرما در مخزن، اثر گرمایش را مشاهده می کند. تا آن زمان، بخاری انرژی بیشتری نسبت به نیاز ارائه کرده است و حمام از نقطه تنظیم فراتر می رود.
جایگزین این است که حسگر را در جایی قرار دهید که بتواند خروجی بخاری را مستقیماً-در نزدیکی بخاری، در لوله سیال گرم شده یا روی خود غلاف بخاری تشخیص دهد. این به کنترلر بازخورد سریع تری می دهد و بیش از حد را کاهش می دهد.
| محل سنسور | زمان پاسخگویی | بیش از حد دما | کنترل ثبات | بهترین برنامه |
|---|---|---|---|---|
| روی غلاف بخاری | 2-5 ثانیه | ± 0.5 درجه | عالی | فرآیندهای بحرانی |
| 50 میلی متر از بخاری، در ستون | 5-15 ثانیه | ± 1 درجه | خوب | اکثر مخازن آبکاری |
| 200 میلی متر از بخاری، منطقه مخلوط | 30-60 ثانیه | ± 2-3 درجه | متوسط | مخازن بزرگ، فرآیندهای کند |
| دیوار مخزن، بخاری مقابل | 60-120 ثانیه | ± 3-5 درجه | بیچاره | توصیه نمی شود |
| خط برگشت، چرخش مجدد | 10-30 ثانیه | ± 1-2 درجه | خوب | سیستم های چرخشی |
زمان پاسخ و عملکرد کنترل با مکان سنسور در مخازن آبکاری در 50-70 درجه
ستون حرارتی و مکان یافتن آن
یک بخاری غوطه ور PTFE یک ستون از سیال گرم تولید می کند که به صورت عمودی بالای بخش گرم شده بالا می رود. در یک مخزن بدون گردش اجباری قوی، این ستون مستقیم ترین نشانگر خروجی بخاری است. بسته به چگالی وات و شرایط جریان، دما در ستون 5 تا 15 درجه بالاتر از دمای سیال حجیم است.
قرار دادن ترموول در ستون-معمولاً 50 تا 100 میلی‌متر بالای قسمت گرم‌شده و 30 تا 50 میلی‌متر در کناره‌ها- سیگنالی سریع و دقیق از خروجی بخاری به کنترل‌کننده می‌دهد. سنسور در عرض چند ثانیه به تغییرات در قدرت گرمکن پاسخ می دهد و به کنترل کننده اجازه می دهد تا قبل از وقوع بیش از حد خروجی، خروجی را تعدیل کند.
در مخازن با گردش اجباری قوی، ستون مختل شده و در سیال توده مخلوط می شود. اختلاف دما بین ستون و توده کاهش می یابد و مزیت قرارگیری ستون کاهش می یابد. در این مخازن، یک مکان ترکیبی خوب-ممکن است کافی باشد.
سنسورهای سطحی-: سریعترین پاسخ
سنسوری که مستقیماً روی غلاف بخاری نصب شده است، سریع ترین بازخورد ممکن را ارائه می دهد. کنترل‌کننده به محض اعمال برق، دمای غلاف را افزایش می‌دهد و می‌تواند خروجی را قبل از افزایش بیش از حد سیال حجیم کاهش دهد.
حسگرهای سطحی-در فرآیندهای حیاتی-نیمکت های مرطوب نیمه هادی، آبکاری نیکل الکترولس، و آندایزینگ-که پایداری دما مستقیماً بر کیفیت رسوب تأثیر می گذارد، رایج هستند. آنها در آبکاری عمومی کمتر رایج هستند، جایی که کنترل دمای فله کافی است.
معامله-پیچیدگی است. یک حسگر روی سطح-به یک مسیر کابل محافظت شده و اتصال به کنترلر نیاز دارد. همچنین دمای غلاف را اندازه‌گیری می‌کند، نه دمای سیال، بنابراین نقطه تنظیم کنترل‌کننده باید شکاف دمای معمولی-تا-تودهی را در نظر بگیرد.
عمق غوطه وری و موقعیت سنسور
ترموول باید به اندازه کافی عمیق غوطه ور شود تا سیال به طور دقیق اندازه گیری شود. سنسوری که خیلی نزدیک به سطح قرار می گیرد ممکن است تحت تأثیر تبخیر و خنک شدن سطح قرار گیرد. سنسوری که خیلی نزدیک به کف مخزن قرار دارد ممکن است تحت تأثیر رسوب و لجن قرار گیرد.
توصیه کلی این است که ترموول را در عمق{0} وسط بخش گرم شده، حداقل 100 میلی متر پایین تر از سطح مایع معمولی و 50 میلی متر بالاتر از کف مخزن قرار دهید. این مکان از اثرات سطحی و رسوبات پایین در حالی که در بدنه اصلی سیال گرم شده باقی می ماند، جلوگیری می کند.
در مخازن با طبقه بندی{0}}که در آن سیال گرم شده یک لایه پایدار در بالا تشکیل می دهد-موقعیت سنسور تعیین می کند که آیا کنترل کننده لایه داغ را ببیند یا حجم خنک تر. در این مخازن، سنسوری که در نیمه پایینی مخزن قرار دارد ممکن است 5 تا 10 درجه پایین‌تر از سنسوری که در نیمه بالایی قرار دارد نشان دهد که منجر به گرم شدن بیش از حد لایه بالایی می‌شود.
دستورالعمل های عملی قرار دادن خطوط آبکاری
برای بخاری نصب شده به صورت عمودی در مخزن با هم زدن متوسط، ترموول را 50 تا 100 میلی‌متر بالاتر از بالای بخش گرم شده و 30 تا 50 میلی‌متر در کنار بخاری قرار دهید. این سنسور را بدون تداخل با بخاری یا قطعات کار در ستون حرارتی قرار می دهد.
برای بخاری نصب شده به صورت افقی، ترموول را در بالای بخاری، 50 تا 100 میلی متر از غلاف قرار دهید، جایی که ستون بالارونده بیشترین تمرکز را دارد.
برای چندین بخاری در یک مخزن، ترموول را نزدیک بخاری که بیشتر کار می کند یا نزدیکترین بخاری به قطعه کار قرار دهید. از طرف دیگر، از چندین سنسور استفاده کنید و میانگین قرائت آنها را به دست آورید یا از یک سوئیچ انتخابگر برای نظارت بر مکان های مختلف استفاده کنید.
برای سیستم های چرخشی، ترموول را در خط برگشت یا در محفظه بخاری قرار دهید که جریان ثابت باشد. این یک قرائت ترکیبی پایدار و خوب-می دهد که میانگین دمای سیال در حال گردش را منعکس می کند.
| جهت گیری بخاری | موقعیت سنسور توصیه شده | فاصله از بخاری | عمق غوطه وری |
|---|---|---|---|
| تحریک عمودی، متوسط | در ستون، بالای بخش گرم شده | 50-100 میلی متر بالا، 30-50 میلی متر سمت | بخش گرم{0} وسط |
| آشفتگی افقی، متوسط | بالای بخاری، در ستون بالارونده | 50-100 میلی متر بالاتر | بخش گرم{0} وسط |
| بخاری های عمودی متعدد | نزدیک به-هیترهای استفاده شده | همان عمودی تکی | بخش گرم{0} وسط |
| سیستم چرخشی | خط برگشت یا محفظه بخاری | در جریان جریان | عمق جریان کامل |
توصیه های قرار دادن ترموول برای بخاری های غوطه وری PTFE در مخازن آبکاری
اجتناب از اشتباهات رایج در قرار دادن
قرار دادن سنسور خیلی نزدیک به بخاری باعث می شود که دمای غلاف را به جای دمای سیال بخواند. سپس کنترل کننده زیر-حمام را گرم می کند و سیال توده زیر نقطه تنظیم باقی می ماند.
قرار دادن سنسور بیش از حد از بخاری باعث کندی پاسخ و افزایش بیش از حد می شود. کنترل کننده تغییرات دما را تنها پس از مخلوط شدن با سیال حجیم می بیند.
قرار دادن سنسور در نزدیکی دیواره مخزن، دمای دیواره را اندازه گیری می کند، نه دمای سیال را. دیواره‌های مخزن به دلیل از دست دادن گرما به محیط، اغلب خنک‌تر از سیال حجیم هستند.
قرار دادن سنسور در نزدیکی سطح، اثر خنک کننده تبخیری را اندازه گیری می کند، نه دمای سیال حجیم. سنسورهای سطح پایین می‌خوانند و باعث می‌شوند که کنترل‌کننده حمام را بیش از حد-گرم کند.
هنگامی که قرارگیری سنسور استاندارد نمی تواند کنترل پایدار را ارائه دهد
مخازن با هندسه پیچیده، بخاری های متعدد یا شرایط بسیار طبقه بندی شده اغلب نمی توانند با یک سنسور در یک مکان استاندارد به کنترل پایدار دست یابند. ترتیبات حسگر سفارشی-چندین ترموول، سنسورهای سطح-نصب شده، یا ترکیبی از اندازه‌گیری‌های توده‌ای و ستونی-می‌تواند پایداری را بهبود بخشد و بیش از حد را کاهش دهد.
پیکربندی سفارشی بخاری غوطه‌وری PTFE با ترموول‌های یکپارچه که در مکان بهینه برای مخزن و فرآیند خاص قرار گرفته‌اند، علت اصلی بی‌ثباتی کنترل را برطرف می‌کند. فرآیند تعیین مشخصات به ابعاد مخزن، جهت گیری بخاری، روش هم زدن و تحمل دمای مورد نیاز نیاز دارد. برای تأسیساتی که چندین مخزن آبکاری با هندسه‌ها و الزامات کنترلی متفاوت دارند، این رویکرد کاربردی{2}}خاص، پایداری دما را بهبود می‌بخشد و عمر مفید بخاری را افزایش می‌دهد.
