热流道的电气测量

十堰宅男

热流道在组装及维修过程中需要对热流道系统进行电气测量，以便发现故障点，避免事故的产生。本文将结合我自己的实际工作经验重点讲述热流道的加热器，热电偶以及温度的测量方法。
为表述方便，本文分成加热器，热电偶，热流道温度三个部分进行讲解。
目前市场上主流的热流道加热器是电阻式交流加热器。它的外观可以加工成弹簧状的，棒状的，铜套的，直条的，也可按客户要求折成任意形状。不管形状如何变化，它的结构是一样的：它是在不透钢管内置入电阻丝，在电阻丝与管的间隙中灌入导热又绝缘的氧化镁粉末，经过振动填实，压缩，退火软化，折弯成型的。

加热器结构

氧化镁粉末虽有良好的导热及绝缘性能，但它也易吸潮导致绝缘失效。这也是热流道温控系统要有软启动功能的原因。利用软启动的低电压电流缓慢加热驱除潮气，避免高电压大电流对有潮气的加热器造成损伤并引起温控系统的故障。
加热器的电气测量分为两个部分：直流电阻的测量和绝缘电阻的测量。
直流电阻即是用万用表测出的加热器引出线两端的电阻。将万用表拔到欧姆档，先将两表笔分开，应显示无穷大（如下图），


再将两表笔短接，应显示1欧以下。然后用红，黑表笔分别搭在加热器的两个线头上，待万用表显示的数字稳定后即可读数。此数值即为加热器的直流电阻。热流道各部件加热器的直流电阻大小如下表。
如果己知加热器功率，可依据欧姆定律反推加热器功率是否正常。
P(功率）=U2(电压的平方）/R(电阻）
式中电压可取220伏。上面公式推导出的结果存在一定的误差，但不大，不影响对加热器的功率评估。由上式也可知道，加热器的功率越大，其直流电阻越小。
直流电阻的大小决定了加热器发热功率的多少。绝缘电阻的大小则决定了加热器的绝缘性能，这是一个重要的安全指标。
绝缘电阻指的是加热器电阻发热丝与加热器不锈钢外壳间的电阻。这个电阻必须用专业的兆欧表（摇表）或绝缘测试仪来测量。

摇表

绝缘测试仪

现在以便宜又可靠的摇表为例说明一下测量方法。应选用500V摇表，先把摇表的红黑两个测试夹断开，摇动摇把半分钟，指针应指向无穷大。再将两测试夹短接，摇10秒指针应指向零，校表完毕。再将一个夹子夹在加热器任一出线端，另外一个夹子夹在加热器的外壳上，摇动摇把至120转每分钟的转速，同时查看摇表读数。绝缘电阻应在0.5M欧姆以上方为正常。很多人认为可以用万用表去测试加热器的绝缘电阻，多数时候是可以的，但不能百分百准确。因为万用表的工作电压很低，才3-9V，它并不适合用于测量绝缘性能。
热电偶的电气测量同样分为测直流电阻和绝缘电阻两部分。直流电阻通常在1-10欧范围内。越粗越短的热电偶其阻值越小，反之越大。接地型的热电偶绝缘电阻为零，非接地型的热电偶其绝缘电阻用普通万用表去检测，阻值大于0.5M即可。切不可用摇表或绝缘测试仪等高电压设备去检测。因为热电偶的正常工作电压极低，绝缘强度也很低，经不起高压冲击。热电偶的结构，原理及特点详见我以往的文章。
热电偶的直流电阻和绝缘电阻正常并不意味着它就是一个正常的热电偶，还需要进行温度测量。
热流道温度的测量分为两个部分。第一个部分是常规的简易测量。第二个是精密测量。
简易测量指的是通过温控器来控制负载加热，用专用的温度表来测量负载的温度进一步验证加热器和热电偶是否正常。

测温仪

测量时，热流道直接放在地面，把所有的加热区设置为同样的温度，到达设定值后用测温仪的探头分别去测量各加热区控温热电偶测温点附近的温度。测温仪探头最好伸入控温热电偶测温点对应的流道内并停留至显示的温度稳定再读数。没有办法伸入流道的情况下可以用平面探头来测负载的表面温度。同样，平面探头也应放置在控温热电偶附近。

测温仪表面探头

测得的温度与温控器显示的温度误差在正负五度以内可以理解为热电偶工作正常。
加热器和热电偶经过上面的简易测试认定为正常了，只能是说明加热器加热功能和热电偶测温功能正常了，仅此而已。并不能代表热电偶设置的位置得当，不能说明加热器排布合理，不能说明热流道设计合理等等。
当模塑出现银线，拉丝，流涎，发黄，烧焦，黑点，太阳圈等等缺陷想要了解缺陷的产生是否与热流道在注塑时内部的实际温度有关时，上面的测温方法就完全没有意义。热流道装入模具后，很多地方与模具接触，温度开始传递，热量开始损失，温差产生了。这时最好应该用专用的温度表，接上探头，插到流道中检测。最好是在注塑机台上中途停止生产当场进行测温操作。但机台上操作只适合大水口和阀式，而且浇口大于1㎜的热流道。阀式的要打开针阀，断开气路防止阀针关闭时损坏测温探头。探头以模具分型面为基准，逐步插入流道，每伸入20㎜停留2分钟，记录温度，如此操作，直到插到分流板中为止。分流板的测量也要遵循尽量接近实际生产情况的原则来进行。比如在不拆模板的情况下从主射咀插入针式探头到分流板流道中。这种测量方法得到的结果会和温控器显示的温度有十分巨大的差异，应结合差异的量和位置以及注塑缺陷的类型进行综合判断。

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