يحدد الحجم والعمق والانتهاء من السطح وموضع فتحة القياس المُشكَّلة على الفوهات والمشعبات بشكل مباشر مقاومة التلامس الحراري بين رؤوس الاستشعار المزدوجة الحرارية والفولاذ القالب، وهو عامل أساسي يؤدي إلى تأخر درجة الحرارة المتأصل والإزاحة الثابتة. العديد من مصممي القوالب يحتفظون فقط بالبساطة من خلال الثقوب بدون معلمات أبعاد موحدة، مما يؤدي إلى انحراف قياس ثابت لا يمكن التخلص منه عن طريق المعايرة أو معجون التوصيل الحراري. تحدد هذه المقالة معايير تصميم ثقب القياس الموحدة للمزدوجات الحرارية ذات الرأس المسطح- والمسبار المستقيم والمزدوجات الحرارية الشريطية ذات الزاوية اليمنى-.
1. قواعد تصميم ثقب القياس الحراري المستقيم
أقطار الغمد المشترك: 0.8 مم / 1.0 مم / 1.5 مم
• تفاوت القطر الداخلي للفتحة: +0.03~+0.06ملم أكبر من القطر الخارجي للغلاف؛ يؤدي الخلوص الزائد إلى خلق مقاومة حرارية للهواء، كما يؤدي القطر الصغير جدًا إلى تشويش المسبار أثناء التفكيك.
• العمق الفعال: المسافة من الفتحة الخارجية للفتحة إلى السطح السفلي الأعمى يجب أن تجعل طرف استشعار المسبار يبقى على بعد 1 ~ 2 مم من جدار قناة التدفق، مع تجنب تآكل الذوبان المباشر وتراكم الكربون الذي يسد الطرف. يجب ألا يقل العمق عن 5 أضعاف قطر الغمد لضمان مساحة كافية للتوصيل الحراري.
• تشطيب السطح: Ra أقل من أو يساوي 0.8μm تلميع ممل ناعم؛ نسيج خشن آلي يحبس غبار الكربون بسهولة ويشكل طبقات عازلة حرارية.
• تخطيط الثقب: تجنب تحديد موقع فتحات القياس في مناطق ضغط الجدار الرفيعة المتشعبة- والأجزاء الرفيعة من أطراف الفوهة لمنع تقليل القوة الهيكلية ومخاطر تسرب الذوبان.
2. قواعد تصميم مستوى قياس الرأس المزدوج الحراري المسطح-.
• سماكة المستوى: الحد الأدنى 1.2 مم من الركيزة الفولاذية الصلبة تحت سطح التلامس، وتتميز الألواح الفولاذية الرقيقة بفقدان سريع للحرارة وانحراف كبير في قياس درجة الحرارة.
• حجم الطائرة: أكبر قليلاً من مخطط الرأس المسطح بمقدار 0.5 مم من جميع الجوانب، ولا توجد حواف حادة للزاوية اليمنى-لمنع تراكم بقايا الكربون عند الزوايا.
• متطلبات التسطيح: التسامح مع التسطيح أقل من أو يساوي 0.02 مم؛ يؤدي المستوى الملتوي إلى فجوة اتصال جزئية بعد ضغط الزنبرك، مما يولد نقلًا غير متساوٍ للحرارة.
• تجنب الثقوب: استخدم منصة قياس مسطحة عمياء، من خلال-هيكل الفتحة سوف يتسبب في فقدان الحرارة وانخفاض قراءة درجة الحرارة.
3. قواعد تصميم الزاوية اليمنى للشريط - ذات الأخدود الضحل والمزدوجة الحرارية
• عمق الأخدود: 0.3 ~ 0.4 مم يتوافق مع سمك الشريط، والعمق الزائد يخلق فجوة هوائية تحت الشريط.
• عرض الأخدود: أعرض بمقدار 0.2 مم من عرض الشريط للاحتفاظ بمساحة صغيرة للتثبيت، وعدم حدوث تشوه في الرقائق المسطحة.
• تلميع الجزء السفلي من الأخدود: تلميع المرآة بالكهرباء، وإزالة الحفر الصغيرة التي تلتقط غبار الكربون.
أخطاء التصميم الشائعة وعواقب الانحراف المقابلة
1. فجوة قياس كبيرة الحجم (> فجوة 0.1 مم): انجراف درجة الحرارة السلبية الثابتة 1 ~ 2.5 درجة، استجابة بطيئة على مدار 3 ثوانٍ.
2. عمق الثقب غير كافي، طرف الاستشعار قريب من قناة مياه التبريد: درجة الحرارة المقاسة أقل بشكل دائم من درجة حرارة الذوبان الفعلية بسبب فقدان الحرارة.
3. الجدار الداخلي للفتحة الخشنة غير المصقولة: تتراكم رواسب الكربون بسرعة، وتقصر دورة التنظيف بمقدار النصف، ويزداد الانجراف أسبوعًا بعد أسبوع.
4. ثقب القياس الذي تم حفره من خلال قناة التدفق: يدخل الذوبان إلى الحفرة، ويصلب ويغلف طرف المسبار، مما يمنع نقل الحرارة تمامًا.
5. فتحات قياس متعددة مرتبة بشكل قريب جدًا (تباعد أقل من 20 مم): تداخل التوصيل الحراري المتبادل، وقراءات درجة حرارة المنطقة المجاورة تؤثر على بعضها البعض.
مطابقة إجراءات التحسين للقوالب الجاهزة ذات-ثقوب القياس غير القياسية
إذا تمت معالجة القالب بالفعل بفتحات قياس خشنة كبيرة الحجم، فقم بملء الفجوة بغطاء معدني عالي التوصيل الحراري (كم رفيع من سبائك النحاس) للتخلص من عزل الهواء؛ قم بتغطية معجون موصل حراري سميك أثناء تركيب المزدوجات الحرارية لتعويض المقاومة الحرارية للأسطح الخشنة. بالنسبة للثقوب الضحلة التي تزيد عن-، استبدل المزدوجات الحرارية المكشوفة ذات الكتلة الحرارية المنخفضة لتقليل التأخر الناتج عن عدم كفاية منطقة التلامس الحراري.
تصميم التكامل القياسي في القائمة المرجعية لرسم القالب
أثناء مراجعة الرسم ثلاثي الأبعاد للعداء الساخن، يجب على المصمم ملء معلمات ثقب القياس: نوع المزدوج الحراري، وقطر الغمد، والقطر الداخلي للفتحة، والعمق الفعال، وخشونة السطح، والتباعد بين نقاط القياس المجاورة. يجب أن تكون جميع إحداثيات نقاط القياس متماثلة بالنسبة للمشعبات المتوازنة ذات التجاويف المتعددة - لضمان ظروف نقل الحرارة المتسقة لكل مزدوجة حرارية. يمكن أن يؤدي تصنيع ثقب القياس القياسي إلى تقليل قياس المزدوجات الحرارية المتأصلة بأكثر من 70% في مرحلة تصميم القالب.
