A camada de isolamento interno dos termopares de câmara quente isola os fios termoelétricos positivo e negativo para evitar falhas de curto-circuito, e o isolamento da bainha externa resiste a altas temperaturas, corrosão por fusão, poluição por óleo e atrito mecânico no ambiente de trabalho do molde. Diferentes materiais de isolamento possuem resistência à temperatura, estabilidade química e resistência mecânica distintas, que se tornam o fator principal que determina o ciclo de serviço dos termopares em diferentes ambientes de aplicação de câmara quente. Os principais materiais de isolamento usados na indústria incluem isolamento mineral de óxido de magnésio, isolamento plástico de alta{3}}temperatura de PTFE, isolamento trançado de fibra de vidro e isolamento de enrolamento de mica, cada um com cenários exclusivos de câmara quente aplicáveis.
O óxido de magnésio (isolamento mineral MI) é o material de enchimento padrão para termopares convencionais de câmara quente de alto-desempenho. Ele é preenchido e compactado dentro da bainha de aço inoxidável, envolvendo os dois fios termoelétricos centrais separadamente. O óxido de magnésio tem excelente desempenho de isolamento em altas-temperaturas, resistência de isolamento estável acima de 1.000 graus e boa condutividade térmica, que pode transferir rapidamente a temperatura da bainha para os fios de liga internos para garantir detecção-em tempo real. Ao mesmo tempo, a estrutura de enchimento sólida pode fixar firmemente os fios internos, evitando o deslocamento interno do fio e a fratura causada por dobras repetidas, vibração do molde e expansão e contração térmica. A limitação do isolamento de óxido de magnésio é que ele não pode ser exposto à umidade por muito tempo; o óxido de magnésio úmido levará a um declínio acentuado na resistência de isolamento e desencadeará curtos-circuitos intermitentes. Portanto, os termopares MI devem ser equipados com conectores selados e as peças sobressalentes devem ser armazenadas em ambiente seco. Todos os termopares de baioneta de mola usados em-câmaras quentes automotivas e médicas de alta tecnologia adotam uma estrutura completa de isolamento mineral de óxido de magnésio.
O isolamento de PTFE (politetrafluoretileno) é amplamente utilizado em termopares de câmara quente de-classe limpa e de baixa{1}}temperatura. O PTFE não produz substâncias voláteis tóxicas sob alta temperatura, tem forte resistência à corrosão de gases voláteis de ácido{3}}base precipitados pela fusão de plástico e não libera detritos para poluir fundidos de grau médico e alimentício-. Sua faixa de temperatura de trabalho contínua é de -20 graus a 260 graus, por isso é usada principalmente para o isolamento do fio externo de linhas de saída de termopares e combinada com micro bicos de moldes de produtos médicos descartáveis. A desvantagem do PTFE é a baixa resistência a altas temperaturas; quando a temperatura local excede 300 graus por um longo período, o material amolece e envelhece, resultando no derretimento da camada de isolamento e no curto-circuito do fio. Portanto, o PTFE não pode ser usado como isolamento de enchimento interno da sonda perto da zona de aquecimento da câmara quente e só pode ser aplicado na seção de fiação da extremidade fria fora da placa do molde.
O isolamento trançado de fibra de vidro é o material de isolamento geral-com melhor custo-benefício para termopares de câmara quente-de nível básico. Possui baixo custo de matéria-prima, certa flexibilidade de flexão e pode suportar temperaturas de trabalho de longo-prazo abaixo de 550 graus, o que é adequado para termopares tipo J-de moldes de câmara quente para embalagens comuns. Os defeitos da fibra de vidro são óbvios: a estrutura trançada possui lacunas, que são fáceis de absorver óleo de oficina, poeira e depósitos de carbono plástico, resultando em diminuição do desempenho do isolamento após uso-de longo prazo; a fibra é quebradiça e é fácil de quebrar e cair quando dobrada repetidamente, formando detritos condutores dentro do cabo para induzir curto-circuito. Além disso, a fibra de vidro libera pequenas poeiras de fibra quando usada, o que não pode atender aos requisitos de higiene das oficinas de produção médica, por isso é completamente excluída dos sensores de suporte da câmara quente médica.
O isolamento de enrolamento de mica é usado principalmente para termopares especiais de câmara quente de ultra-alta temperatura combinados com PEEK, LCP e outros plásticos de engenharia-de alta temperatura. A mica pode suportar temperaturas instantâneas acima de 1.300 graus e tem desempenho de isolamento estável sob radiação de-alta temperatura-de longo prazo. Geralmente é enrolado na superfície de fios grossos de liga de termopar dentro de bicos de alta-temperatura. No entanto, a mica tem pouca flexibilidade e é fácil de rachar quando dobrada, por isso não pode ser usada para sondas de bainha microfina que precisam ser dobradas e desmontadas com frequência, e é limitada apenas a estruturas de sondas retas fixas de grandes placas múltiplas.
No processo de seleção do modelo do termopar, os técnicos devem primeiro avaliar a temperatura contínua mais alta da zona de aquecimento da câmara quente e os padrões ambientais de produção para selecionar os materiais de isolamento correspondentes. Muitas falhas prematuras de termopares na oficina são causadas por materiais de isolamento incompatíveis: por exemplo, o uso de sondas isoladas com fibra de vidro para moldes médicos leva à poluição do produto; usar fios isolados com PTFE para se estender até a zona do bocal de alta-temperatura leva ao derretimento do isolamento e ao curto-circuito. A combinação razoável de materiais de isolamento pode estender a vida útil média dos termopares de câmara quente em mais de 50% e reduzir efetivamente a frequência de manutenção de desligamento repentino causada por danos no isolamento.
