Geavanceerde technische polymeren zoals PEEK, PEI, PPSU, LCP, PPS en nylons met hoge temperaturen vereisen verwerkingstemperaturen van 300 graden tot meer dan 420 graden. Op deze niveaus degraderen standaard thermokoppels snel, drijven ze af en falen ze als gevolg van oxidatie van de legering, korrelgroei, kruip van de mantel en kapotte isolatie. Hoge-thermokoppels zijn speciaal ontworpen om de nauwkeurigheid, stabiliteit en structurele integriteit te behouden onder extreme thermische omstandigheden die conventionele sensoren vernietigen.
Het meest kritische onderdeel van een hoge-thermokoppel is het materiaal van de mantel. Standaard 316L roestvrij staal begint boven 350 graden snel zacht te worden en te oxideren, wat leidt tot drift en uiteindelijk falen. Thermokoppels voor hoge temperaturen maken gebruik van Inconel 600-, Inconel 800- of Nimonic-legeringen, die mechanische sterkte, oxidatieweerstand en elektrische stabiliteit tot 1000 graden behouden. Deze legeringen zijn bestand tegen kruip, wat de langzame vervorming van metaal is onder constante hoge hitte, waardoor het thermokoppel zijn vorm en contactdruk in de loop van de tijd behoudt.
Interne isolatie is minstens zo belangrijk. MgO dat wordt gebruikt in standaard MI-thermokoppels is stabiel bij hoge temperaturen, maar modellen voor hoge -temperaturen gebruiken MgO met een hogere- zuiverheid en een laag- natriumgehalte om de ionische geleidbaarheid bij verhoogde hitte te verminderen. Dit voorkomt elektrische lekkage, signaalruis en geleidelijke drift veroorzaakt door defecte isolatie.
De thermo-elementlegeringen bepalen ook de prestaties bij hoge- temperaturen. Type K-thermokoppels (Chromel-Alumel) zijn geschikt tot ongeveer 1100 graden, maar bij aanhoudende temperaturen boven 350 graden ervaren ze selectieve oxidatie van aluminium, wat leidt tot langdurige drift-. Voor het gieten van technisch polymeer bij ultra-hoge- temperatuur maken sommige kritische toepassingen gebruik van thermokoppels van het type N (Nicrosil-Nisil), die superieure stabiliteit en weerstand bieden tegen oxidatie bij hoge- temperaturen. Type N komt echter minder vaak voor vanwege de kosten en compatibiliteit; de meeste hotrunnersystemen zijn gebaseerd op hoogwaardig-type K met gestabiliseerde legeringen.
Het ontwerp van knooppunten heeft ook invloed op de stabiliteit bij hoge- temperaturen. Thermokoppels voor hoge-temperaturen maken gebruik van laser-gelaste, geaarde verbindingen die bestand zijn tegen thermische vermoeidheid en scheiding. De las is zuiver, defect-vrij en minimaliseert de contactweerstand, waardoor een stabiele uitgangsspanning wordt gegarandeerd, zelfs na duizenden uren bij hoge temperaturen.
Hoge-thermokoppels zijn niet alleen 'hitte-bestendig'-ze zijn ontworpen om de meetnauwkeurigheid gedurende hun volledige levensduur te behouden. Standaard thermokoppels die boven hun ontwerplimiet werken, lijken misschien te werken, maar ze wijken in korte tijd 5 tot 15 graden af, wat leidt tot een inconsistente kwaliteit van de onderdelen, materiaaldegradatie en veiligheidsrisico's.
Vormers die technische polymeren op hoge- temperatuur verwerken, maken vaak gebruik van standaard thermokoppels om kosten te besparen, maar ondervinden regelmatig storingen en kwaliteitsproblemen. Upgraden naar speciaal-gebouwde MI-thermokoppels met hoge- temperatuur vermindert het onderhoud, verbetert de stabiliteit en verlengt de levensduur met 300% of meer.
Voor geavanceerde industriële, ruimtevaart- en medische componenten gemaakt van hoogwaardige polymeren zijn hoge- thermokoppels geen luxe upgrade- ze zijn een noodzakelijk onderdeel van geldige, herhaalbare en veilige verwerking.
