СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПРИБОРОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ВЫДУВНОМ ФОРМОВАНИИ

Современный мир диктует свои правила и не один человек не может представить свою жизнь без  пластиковой тары, изготовленной методом выдувного формования. Она окружает нас во всех сферах жизни: полки магазинов пестрят разнообразными по форме и цвету пластиковыми бутылями, не одно производство не обходиться без пластмассовых канистр и бочек. Повсеместно дети собирают пирамидки, играют в машинки и куклы, которые также выполнены методом выдувного формования. Наиболее часто для этого метода используются такие полимеры  как полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат и другие виды полимеров. [6, c. 12]

Производство изделий выдувным формованием  из полимеров  является термическим процессом, основная цель которого - регулирование температуры. Излишний или недостаточный нагрев может повлиять на качество изделия, толщину стенки, вес бутылки, время цикла или их сочетание. Выделение тепла нельзя увидеть, можно наблюдать лишь результат влияния. В связи с этим очень важно контролировать малейшие изменения температуры. На практике широко используются термопары (ТП), термометры сопротивления (ТС) и термисторы (ТМ). Каждый из перечисленных датчиков измерения температуры имеет свои преимущества и недостатки. Наибольшее распространение получили термопары, за их простоту конструкции, широкий температурный диапазон применения, высокую точность измерений, возможность автоматизации производства. [5, с. 76] Из всего разнообразия термопар, для производства полых изделий большое применение нашла хромель-копелевая термопара (тип ТХК), так как она применяется в узком температурном диапазоне от 0 до 300 ^оС, подходит для сред, содержащих углерод, и имеет относительную дешевизну. Так же можно использовать термопару молибдена с рением, она используется при измерении высоких температур в средах, так же содержащих углерод. Однако термометры сопротивления имеют большую стабильность по сравнению с термопарами, но они сложнее в конструкции и имеют большую стоимость. В производстве выдувного формования относительно небольшие диапазоны измеряемых температур, которые колеблются от 20 ^оС до 250 ^оС. Из этого следует, что будет достаточно применить медный термометр сопротивления, который легко получить в чистом виде, и он имеет дешевизну конструкции по сравнению с платиновыми термометрами сопротивления. Однако у обоих этих термометров сопротивления есть недостатки: они чувствительны к вибрациям и сотрясениям, имеют негерметичность конструкции, что вызывает загрязнение материалов чувствительных элементов и увеличивает погрешность. Реже всего применяются термисторы. В выдувном формовании применяются термисторы с отрицательным термическим коэффициентом. Подходят такие типы термисторов как КМЕ-14, СТ1-18,  СТ1-19, измеряющие температуру в диапазоне от -60 ^оС до 300 ^оС, что соответствует условиям технологического процесса. [4, c. 41]

 Стоит обратить свое внимание на современные датчики измерения температуры, которые способны решать многочисленные задачи.  У них добавлены классы точности, увеличен интервал между проверками, что подтверждает высокое качество изделий и позволяет оптимизировать затраты на проверки. В такие датчики чаще всего встраиваются микропроцессоры, которые позволяют за счет математических преобразований непосредственно в процессе измерения повысить точность. Усложнение конструкции датчиков приводит к необходимости использования средств автоматизации. Но в то же время микропроцессорные датчики, имеют особенности, которые затрудняют применение средств автоматизации, что является их минусом. К преимуществам таких систем можно отнести то, что обработка данных производится в каждом конкретном датчике непосредственно, в отличие от большинства традиционных датчиков. Повсеместное использование цифровых методов обработки информации позволяют расширить функциональность приборов. К общеизвестным возможностям (настройка диапазонов измерения, фильтрация сигнала, корректировка погрешностей) добавляются новые функции (самодиагностика, увеличивается объем передаваемой информации, задание допустимых значений, реализация функций регуляторов, обработка и хранение больших объемов входных данных). Примерами таких датчиков могут служить: интеллектуальные преобразователи температуры Метран-281, Метран-286, Метран-288, Микропроцессорные преобразователи температуры с унифицированным выходным сигналом Метран-2700, одной из самой известной компании стран СНГ «Метран». [1]

Так же одними из современных приборов измерения температуры являются универсальные термопреобразователи компании «Элемер». ТПУ 0304/М1-H используется для контроля и непрерывного преобразования температур в унифицированный выходной сигнал постоянного тока или в цифровой сигнал на базе HART-протокола. К достоинствами таких датчиков относят возможность настройки нужного диапазона температуры, ЖК-дисплей с подсветкой, поворачивающийся на 90º, а время установления рабочего режима не превышает 15 минут.   Входящий  в конструкцию  изделия микропроцессорный преобразователь позволяет осуществлять сервисные функции с помощью HART-протокола. Связь с компьютером и конфигурирование прибора осуществляются через HART-модем HR-10/U производства НПП «ЭЛЕМЕР». [3]

Другим примером современного прибора измерения температуры может служить датчик TAD091 с IO-Link. Он имеет внутреннюю самодиагностику и контроль дрейфа, а экономичность применения этих датчиков возможна благодаря уменьшению интервала калибровки прибора. За счет использование двух различных чувствительных элементов  происходит мгновенная фиксация отклонений и диагностики. В случае если один из чувствительных элементов выйдет из строя, то измерения будут продолжены за счет второго элемента.

Новые Pt100 датчики измерения температуры подходят для применения их в химической промышленности, в частности для выдувного формования. Так благодаря встроенному чувствительному элементу класса А, который разработан по современным технологиям, гарантируется высокоточное измерение температуры, а время их отклика повышается до 3 секунд, что является главным их преимуществом перед другими датчиками.

Самой последней разработкой в области измерения температуры явился первый компактный инфракрасный датчик температуры с дисплеем и модулем обработки в одном корпусе TW7000. Он имеет линзу высокой точности, которая устойчива к царапинам и имеет минимальную чувствительность к рассеянному свету. Управление датчиком осуществляется за счет простого программирования, которое позволяет при помощи кнопки и дисплея  задавать необходимую конфигурацию выхода и пороги переключения. Проверка прибора осуществляется за счет внешнего управляющего устройства и активируется на датчике. Широкий диапазон измерения температур от 50ºС до 500ºС позволяет применять этот датчик в технологии производства полых изделий методом выдувного формования. [2]

Список литературы:

1. Каталог продукции «Метран». - [Электронный ресурс] -Режим доступа. -  URL: http://mtn.nt-rt.ru/ (дата обращения 16.05.2016)
2. Каталог продукции OOO «ИФМ электроник». - [Электронный ресурс] -Режим доступа. -  URL: http://ifm-elektronik.pulscen.ru/catalog/10615-datchiki (дата обращения 16.04.2016)
3. Каталог продукции «Элемер» -2015 г. - [Электронный ресурс] -Режим доступа. -  URL:http://www.elemer.ru/news/104/1221/ (дата обращения 14.04.2016)
4. Кулаков М. В. Технологические измерения и приборы для химических производств,  3-е изд., перераб. и доп. — Москва: Машиностроение -1983.  - 424 с.: ил.
5. Пелевин В. Ф. Метрология и средства измерений: Учебное пособие / Москва: НИЦ ИНФРА- 2013. - 272 с.
6. Росато Д., Росато А., ДиМаттиа Д. Раздувное формование / Пер. с англ. Под ред. Сабсая О.Ю. – СПб.: Профессия, 2008.  – 656стр.