A penészes acélkorrózió, a műanyag tapadás és a szénlerakódás megelőzése érdekében sok forrócsatornás gyártó alkalmaz felületbevonatokat, például nitridálást, DLC gyémántbevonatot, PTFE tapadásgátló{0}}bevonatot az elosztókon és a fúvókákon. A különböző bevonatvastagságok és anyagtulajdonságok megváltoztatják a mérősík felületi hővezető képességét, megzavarják a fémhordozó és a hőelem érzékelőfej közötti hőátadást, valamint hőmérsékletmérés késleltetést és rögzített eltolást okoznak. Ez a cikk elemzi a főbb melegcsatorna-bevonatok hatását és a megfelelő beállítási sémákat a hőelem mérésére.
A nitridálás a legelterjedtebb alacsony -vastagságú forrócsatornás felületerősítő bevonat, mindössze 0,03–0,08 mm vastagságú, sűrű fém-nitrid réteg, amelynek hővezető képessége közel van a formaacélhoz. A hőelem hőátadásra gyakorolt hatás minimális, és a hőmérséklet mérési eltolása ±0,3 fokon belül van szabályozva, ami alapvetően nem befolyásolja a normál gyártásszabályozást. Az egyetlen rejtett probléma a nitridált felületen kialakuló apró, egyenetlen mikro{6}}gödrök; A szénpor könnyebben lerakódhat a gödrökben, és a hosszú távú-felhalmozódás hőgátat képez, ami elsodródást idéz elő. Illesztésoptimalizálás: Ha hőelemeket telepít nitridált mérőfelületekre, növelje a hővezető paszta bevonat vastagságát megfelelően, hogy kitöltse a mikro-gödröket, és egy héttel rövidítse le a széntisztító ciklust.
A DLC gyémánt-szerû szén tapadásgátló bevonat 0,05–0,15 mm vastag, alacsony hővezetési képességű szén-alapú bevonat, amely nyilvánvaló hőellenállási réteget képez a forrócsatornás acél hordozó és a hőelem érintkezési felülete között. Ugyanezen hőmérsékleten a hőelem mért értéke 1-1,8 fokkal lesz alacsonyabb, mint az előremenő csatorna fém tényleges hőmérséklete, és a hőmérséklet-válasz késése 1-2 másodperccel nő. Minél vastagabb a DLC-bevonat, annál nyilvánvalóbb az eltolás. Az elosztó mérősíkjain teljes DLC-bevonattal rendelkező forrócsatornák esetében két beállítási intézkedést lehet végrehajtani: először is növelje a bevonat mennyiségét a nagy hővezető képességű fémpor hővezető pasztával, hogy áttörje az alacsony vezetőképességű bevonat hőgátját; másodszor, állítson be előre egy 1–2 fokos fix pozitív eltolást a megfelelő vezérlőcsatornán, hogy kompenzálja a bevonat-indukálta alul-olvasást. Nem ajánlott a DLC bevonatot csak a mérési ponton lemunkálni, mivel a bevonat helyi károsodása következetlen felületkopást és felgyorsult szénlerakódást okoz a határon.
A PTFE polimer tapadásgátló bevonat egy puha szerves bevonat, rendkívül alacsony hővezető képességgel, 0,1–0,3 mm vastagsággal, és ez a legsúlyosabb zavaró tényező a hőelem hőmérsékletének mérésében. Még egy vékony PTFE réteg is erős hőszigetelő gátat hoz létre, ami több mint 3 másodperces hőmérséklet-leolvasási késést és 2–4 fokos fix negatív eltolódást eredményez. A PTFE 280 fok felett fokozatosan lebomlik és elszenesedik, szerves maradványokból és szénporból összetett szigetelőrétegeket képezve, és az eltolódás napról napra növekszik. Megoldás: Kerülje a hőelem mérési pontok elhelyezését a PTFE bevonatú területeken a formatervezés során; ha a mérési pontot PTFE bevonat borítja, a formafeldolgozás során távolítsa el a bevonatot az érzékelőfej érintkezési helyéről, és tartson fenn egy csupasz fém mérősíkot a hőelem lapos fejének vagy a szonda hegyének közvetlen érintkezéséhez. Ne használjon PTFE-bevonatú felületeket hosszú távon, magas hőmérsékletű, 300 fok feletti melegcsatornákhoz.
A kemény krómozott bevonat közepes hővezető képességű, 0,08-0,2 mm vastag, sima és sűrű felülettel rendelkezik, amelyen nem könnyű felhalmozni a szénlerakódásokat. A hőmérsékletmérés eltolása kb. ±0,6 fok, ami kiküszöbölhető vékony-rétegű hővezető pasztával a hőelem beszerelése során. A sima króm{6}}felület csökkenti a szén tapadásának sebességét, meghosszabbítva a hőelemes érzékelőfejek tisztítási ciklusát.
A bevonat elrendezésének optimalizálási javaslatai a formatervezés szakaszában. Központosítsa az összes hőelem mérési pontot csupasz bevonat nélküli fémsíkra, amennyire csak lehetséges; ha az egész formát be kell vonni, válasszon vékony-rétegű nitridálást vagy keménykrómozást, és kerülje a nagy-felületű DLC- és PTFE-bevonatot a hőmérsékletmérési helyeken. A hőelemek bevonattal ellátott melegcsatornákhoz való testreszabásakor előzetesen tájékoztassa a beszállítót a bevonat típusáról és vastagságáról, és válasszon nagy-érzékenységű, földeletlen gyöngyérzékelőket ultravékony érintkezőszerkezettel a hőátadási ellenállás veszteségének csökkentése érdekében. A rendszeres kalibrálás során külön rögzítse a bevonat által okozott rögzített eltolást, és végezzen független korrekciós paramétereket minden bevont melegcsatornás zónához, hogy stabilizálja a hosszú távú hőmérsékletmérés pontosságát.
