Galvenie apsvērumi augstas temperatūras sensoru ražošanā, ko izmanto krāsnīs, plītīm un mikroviļņu krāsnīs

Temperatūras sensoriem, ko izmanto augstas temperatūras sadzīves ierīcēs, piemēram, krāsnīs, grilos un mikroviļņu krāsnīs, ražošanā ir nepieciešama ārkārtīgi augsta precizitāte un uzticamība, jo tie ir tieši saistīti ar iekārtu drošību, energoefektivitāti, gatavošanas efektu un kalpošanas laiku. Galvenie jautājumi, kuriem ražošanas laikā jāpievērš vislielākā uzmanība, ir šādi:

I. Galvenā veiktspēja un uzticamība

1. Temperatūras diapazons un precizitāte:
   • Definējiet prasības:Precīzi norādiet maksimālo temperatūru, ko sensors mēra (piemēram, krāsnis līdz 300 °C+, potenciāli augstāki diapazoni, mikroviļņu krāsns dobuma temperatūra parasti ir zemāka, bet tā uzsilst strauji).
   • Materiālu izvēle:Visiem materiāliem (sensora elementam, izolācijai, iekapsulējumam, vadiem) jāiztur maksimālā darba temperatūra plus drošības rezerve ilgtermiņā, nepasliktinoties veiktspējai vai neradot fiziskus bojājumus.
   • Kalibrēšanas precizitāte:Ražošanas laikā ieviesiet stingru grupēšanu un kalibrēšanu, lai nodrošinātu, ka izejas signāli (pretestība, spriegums) precīzi atbilst faktiskajai temperatūrai visā darba diapazonā (īpaši kritiskajos punktos, piemēram, 100 °C, 150 °C, 200 °C, 250 °C), ievērojot ierīču standartus (parasti ±1 % vai ±2 °C).
   • Termiskās reakcijas laiks:Optimizējiet konstrukciju (zondes izmēru, struktūru, termisko kontaktu), lai sasniegtu nepieciešamo termiskās reakcijas ātrumu (laika konstanti) ātrai vadības sistēmas reakcijai.
2. Ilgtermiņa stabilitāte un kalpošanas laiks:
   • Materiāla novecošanās:Izvēlieties materiālus, kas ir izturīgi pret novecošanos augstā temperatūrā, lai nodrošinātu, ka sensoru elementi (piemēram, NTC termistori, Pt RTD, termopāri), izolatori (piemēram, augstas temperatūras keramika, speciālais stikls) un iekapsulējums ilgstošas augstas temperatūras iedarbības laikā saglabā stabilitāti ar minimālu novirzi.
   • Termiskā cikla izturība:Sensori iztur biežus sildīšanas/dzesēšanas ciklus (ieslēgšana/izslēgšana). Materiālu termiskās izplešanās koeficientiem (CTE) jābūt saderīgiem, un konstrukcijas projektam jāiztur iegūtais termiskais spriegums, lai izvairītos no plaisāšanas, delaminācijas, vadu lūzuma vai nobīdes.
   • Termiskā trieciena izturība:Īpaši mikroviļņu krāsnīs durvju atvēršana, lai pievienotu aukstu ēdienu, var izraisīt strauju iekšpuses temperatūras pazemināšanos. Sensoriem ir jāiztur šādas straujas temperatūras izmaiņas.

II. Materiālu izvēle un procesa kontrole

3. Augstas temperatūras izturīgi materiāli:
   • Sensoru elementi:NTC (izplatīts, nepieciešama īpaša augstas temperatūras formula un stikla iekapsulēšana), Pt RTD (izcila stabilitāte un precizitāte), K tipa termoelements (rentabls, plašs diapazons).
   • Izolācijas materiāli:Augstas temperatūras keramika (alumīnija oksīds, cirkonijs), kausēts kvarcs, speciāls augstas temperatūras stikls, vizla, PFA/PTFE (zemākām pieļaujamām temperatūrām). Augstās temperatūrās jāuztur pietiekama izolācijas pretestība.
   • Iekapsulēšanas/korpusa materiāli:Nerūsējošais tērauds (304, 316, izplatīts), Inconel, augstas temperatūras keramikas caurules. Jābūt izturīgām pret koroziju, oksidēšanos un ar augstu mehānisko izturību.
   • Vadi/pieslēgumi:Augstas temperatūras sakausējuma vadi (piemēram, nihroms, kantāls), niķelēts vara vads (ar augstas temperatūras izolāciju, piemēram, stiklašķiedru, vizlu, PFA/PTFE), kompensācijas kabelis (T/C). Izolācijai jābūt karstumizturīgai un liesmu slāpējošai.
   • Lodēšana/savienošana:Izmantojiet augstas temperatūras lodmetālu (piemēram, sudraba lodmetālu) vai bezlodēšanas metodes, piemēram, lāzermetināšanu vai gofrēšanu. Standarta lodmetāls kūst augstā temperatūrā.
4. Konstrukcijas projektēšana un blīvēšana:
   • Mehāniskā izturība:Zondes konstrukcijai jābūt izturīgai, lai izturētu uzstādīšanas slodzi (piemēram, griezes momentu ievietošanas laikā) un ekspluatācijas radītos triecienus/vibrāciju.
   • Hermētiskums/blīvējums:
     • Mitruma un piesārņojuma iekļūšanas novēršana:Obligāti jānovērš ūdens tvaiku, tauku un pārtikas atlieku iekļūšana sensora iekšpusē – tas ir viens no galvenajiem atteices cēloņiem (īssavienojumi, korozija, nobīde), īpaši tvaikojošā/taukainā cepeškrāsns/plīts vidē.
     • Blīvēšanas metodes:Stikla un metāla blīvējums (augsta uzticamība), augstas temperatūras epoksīdsveķi (nepieciešama stingra atlase un procesa kontrole), lodēšana/O veida gredzeni (korpusa savienojumi).
     • Svina izejas blīvējums:Kritisks vājais punkts, kam jāpievērš īpaša uzmanība (piemēram, stikla lodīšu blīvējumi, augstas temperatūras hermētiķa pildījums).
5. Tīrība un piesārņotāju kontrole:
   • Ražošanas videi ir jākontrolē putekļi un piesārņotāji.
   • Sastāvdaļas un montāžas procesi ir jāuztur tīri, lai izvairītos no eļļu, plūsmas atlikumu u. c. iekļūšanas, kas augstā temperatūrā var iztvaikot, karbonizēties vai korodēt, pasliktinot veiktspēju un kalpošanas laiku.

     

III. Elektrodrošība un elektromagnētiskā saderība (EMS) — īpaši mikroviļņu krāsnīm

6. Augstsprieguma izolācija:Sensoriem magnetronu vai HV ķēžu tuvumā mikroviļņu krāsnīs jābūt izolētiem, lai tie izturētu potenciālus augstus spriegumus (piemēram, kilovoltus), lai novērstu bojājumus.
7. Mikroviļņu traucējumu izturība / nemetāliska konstrukcija (mikroviļņu krāsns iekšpusē):
   • Kritiski svarīgi!Sensori, kas tieši pakļauti mikroviļņu enerģijainedrīkst saturēt metālu(vai metāla detaļām nepieciešams īpašs ekranējums), pretējā gadījumā var rasties dzirkstele, mikroviļņu atstarošanās, pārkaršana vai magnetrona bojājumi.
   • Parasti izmantopilnībā keramikas iekapsulēti termistori (NTC), vai arī uzstādiet metāla zondes ārpus viļņvada/vairoga, izmantojot nemetāliskus siltumvadītājus (piemēram, keramikas stieni, augstas temperatūras plastmasu), lai pārnestu siltumu uz dobuma zondi.
   • Vadiem jāpievērš īpaša uzmanība arī ekranēšanai un filtrēšanai, lai novērstu mikroviļņu enerģijas noplūdi vai traucējumus.
8. EMC dizains:Sensoriem un vadiem nevajadzētu radīt traucējumus (izstarot) un tiem jāiztur traucējumi (imunitāte) no citām sastāvdaļām (motoriem, SMPS), lai nodrošinātu stabilu signāla pārraidi.

IV. Ražošana un kvalitātes kontrole

9. Stingra procesa kontrole:Detalizētas specifikācijas un stingra lodēšanas temperatūras/laika, blīvēšanas procesu, iekapsulēšanas sacietēšanas, tīrīšanas darbību u. c. ievērošana.
10. Visaptveroša testēšana un iegaumēšana:
    • 100% kalibrēšana un funkcionālā pārbaude:Pārbaudiet jaudu specifikācijas ietvaros vairākos temperatūras punktos.
    • Augstas temperatūras iedegšana:Darbiniet nedaudz virs maksimālās darba temperatūras, lai atsijātu agrīnas kļūmes un stabilizētu veiktspēju.
    • Termiskā cikla tests:Simulēt reālu lietošanu ar daudziem (piemēram, simtiem) augstas/zemas temperatūras cikliem, lai apstiprinātu konstrukcijas integritāti un stabilitāti.
    • Izolācijas un sprieguma testēšana:Pārbaudiet izolācijas stiprību starp vadiem un starp vadiem/korpusu.
    • Blīvējuma integritātes pārbaude:Piemēram, hēlija noplūdes pārbaude, spiediena katla pārbaude (mitrumizturības pārbaudei).
    • Mehāniskās izturības pārbaude:Piemēram, vilkšanas spēks, lieces testi.
    • Mikroviļņu krāsnij specifiska testēšana:Pārbaudiet loka veidošanos, mikroviļņu lauka traucējumus un normālu izejas jaudu mikroviļņu vidē.

V. Atbilstība un izmaksas

11. Atbilstība drošības standartiem:Produktiem jāatbilst obligātajām drošības sertifikācijām mērķa tirgos (piemēram, UL, cUL, CE, GS, CCC, PSE, KC), kurās ir detalizētas prasības attiecībā uz termisko sensoru materiāliem, konstrukciju un testēšanu (piemēram, UL 60335-2-9 krāsnīm, UL 923 mikroviļņu krāsnīm).
12. Izmaksu kontrole:Sadzīves tehnikas nozare ir ļoti jutīga pret izmaksām. Lai kontrolētu izmaksas, vienlaikus garantējot galveno veiktspēju, uzticamību un drošību, ir jāoptimizē dizains, materiāli un procesi.    

Kopsavilkums

Augstas temperatūras sensoru ražošana krāsnīm, plītīm un mikroviļņu krāsnīmkoncentrējas uz ilgtermiņa uzticamības un drošības problēmu risināšanu skarbos apstākļos.Tas prasa:

1. Precīza materiāla izvēle:Visiem materiāliem jāiztur augstas temperatūras un jāpaliek stabiliem ilgtermiņā.
2. Uzticama blīvēšana:Svarīgākais ir pilnībā novērst mitruma un piesārņojuma iekļūšanu.
3. Izturīga konstrukcija:Lai izturētu termisko un mehānisko spriegumu.
4. Precīza ražošana un stingra testēšana:Nodrošināt, ka katra iekārta darbojas droši un uzticami pat ekstremālos apstākļos.
5. Specializēts dizains (mikroviļņu krāsnis):Nemetālisku prasību un mikroviļņu traucējumu risināšana.
6. Atbilstība normatīvajiem aktiem:Atbilstība globālajām drošības sertifikācijas prasībām.

Jebkura aspekta ignorēšana var izraisīt priekšlaicīgu sensoru atteici skarbos ierīču apstākļos, ietekmējot gatavošanas veiktspēju un ierīces kalpošanas laiku vai, vēl ļaunāk, radot drošības apdraudējumus (piemēram, termisku pārrāvumu, kas izraisa ugunsgrēku).Augstas temperatūras ierīcēs pat neliela sensora kļūme var izraisīt kaskādes sekas, tāpēc ir svarīgi pievērst uzmanību katrai detaļai.