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            于2012年,專注大中型企業電熱產品生產國家專利技術 產品質量有保障
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            醫療儀器產品中采用柔性聚酰亞胺加熱器來精確測試組織和血液樣本。航空航天應用控制電信空間電子設備的溫度,而軍用計算機在零下環境中快速運行,飛機設計有加熱器,可以為選擇的機翼位置除冰。該列表僅受工程想象力的限制。這些薄的聚酰亞胺薄膜基材與銅、銅合金和其他電阻金屬結合在一起。在許多方面,柔性加熱器提供的實用程序聽起來與它的柔性電路表親驚人地相似。柔性聚酰亞胺加熱器的一些優點包括:
            PI電熱片-耐高溫300-350度,長期高溫干燒。

            • 極薄且可彎曲的材料符合多個平面
            • 減輕重量和體積
            • 裝配過程是萬無一失的,具有精確尺寸的加熱器形狀
            • 零件通過可重復的過程復制,并由制造商預先測試提供
            • 添加的組件(溫度傳感器)在窄范圍內監控和控制溫度
            • 在柔性加熱器行業,一直在推動實現越來越高的性能溫度。許多供應商提供采用聚酰亞胺和/或硅橡膠材料的柔性加熱器,以提供柔性和可彎曲的加熱器。這些加熱器的標準溫度能力是在大約 150°C 下連續可靠地運行。圣柏林 最近開發并推出了一種新的復合結構,大大超過了這個溫度。還證明了明顯超過該海拔的極端溫度。新材料和工藝技術的發展使這一飛躍成為可能。測試數據有顯示在 300°C 下高度可靠的加熱器性能可以在連續運行環境中實現。以下是一些 圣柏林 測試結果。

            方法

            一個 2” x 5” 基于聚酰亞胺的測試加熱器用 0.002” 厚的粘合劑粘合到一塊經過浮石擦洗和 RO 水清洗的 30 mil 鋁板上。將加熱器置于電源下并進行調整以產生 300°C 的特定測試溫度,該溫度使用紅外攝像機進行監控。定期監測加熱器以確保溫度保持并評估加熱器的完整性。

            加熱器的特寫視圖
            熱成像前的加熱器圖像

            一個 2” x 5” 基于聚酰亞胺的測試加熱器用 0.002” 厚的粘合劑粘合到一塊經過浮石擦洗和 RO 水清洗的 30 mil 鋁板上。將加熱器置于電源下并進行調整以產生 300°C 的特定測試溫度,該溫度使用紅外攝像機進行監控。定期監測加熱器以確保溫度保持并評估加熱器的完整性。

            通過用電源為加熱器供電并監控加熱器,將測試加熱器暴露于 300°C 的 500 小時熱烘烤

            Fluke Ti200 紅外熱成像系統的溫度。通過調整裝置的發射率設置以匹配加熱器的發射率 (0.89) 來校準 IR 攝像機。加熱器發射率用 AZTek 2000A 發射器測定。使用第二個熱成像單元(Amprobe IR-720)驗證熱讀數。在測試期間定期檢查加熱器溫度,并根據需要調整電源以保持測試溫度。在測試開始和結束時拍攝了加熱器的視覺照片。還拍攝了測試結束時加熱器的紅外圖像。測試結果如下所示。

            膠粘劑測試數據結果暴露于高溫后,觀察到加熱器電路明顯變暗,但沒有明顯的起泡、炭化或功能喪失。焊接的引線沒有封裝在耐熱化合物中,因此引線被嚴重氧化,并且電線上的絕緣層被燒回到距離加熱器表面 0.5 英寸處。然而,在測試循環過程中并沒有失去連續性。

            高溫運行后的加熱器視圖
            300°C 下 500 小時后的視覺圖像

             

            加熱器的熱成像計算
            500 小時后的熱圖像 @ 300°C

            紅外測量的前后表面溫度增量在 12°C – 18°C 范圍內。背面(板)上的熱電偶讀數為 288°C。

            雖然應用細節總是會產生獨特的性能要求,但測試已經能夠證明能夠實現 300C 的擴展工作溫度。隨著應用需求不斷將靈活的加熱器溫度推向新的性能極限,正在進行額外的測試以進一步量化能力、限制和未來方向。

             聚酰亞胺柔性加熱PI電熱膜在航空航天、醫療、食品服務、軍事和其他行業中非常需要,以便在其應用中的特定區域提供受控的熱量。這種加熱器類型可用于飛機內部的儀表板,以提供濕度控制特性并防止系統因高海拔地區的極冷溫度而發生故障。它們還可以在醫療診斷設備、分析測試設備、光電元件和許多其他應用中找到。 

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            聚酰亞胺柔性加熱的一個主要優點是它的極薄外形可以提供均勻的熱量分布,即使它在系統內的其他組件周圍彎曲和彎曲時也是如此。其卓越的拉伸強度和尺寸穩定性為空間有限的不規則形狀表面提供適當的熱量。這些柔性加熱器可以使用壓敏粘合劑 (PSA)、機械夾緊、收縮帶、自熔膠帶或液體環氧樹脂粘合劑連接到應用中。

            柔性加熱片的溫度和功率限制

            聚酰亞胺柔性加熱膜具有它為應用提供的特定溫度和功率范圍。在獲得加熱器的定制設計時,客戶將希望全面檢查應用程序以確定其最小和最大允許值。有了這些信息,客戶可以決定是否適合使用柔性加熱器,或者他們是否必須選擇不同的材料來提供所需的材料。

            對于柔性加熱,使用兩層薄聚酰亞胺,其中夾有不銹鋼、304、Inconel 600 或 CUNI44 箔加熱元件。FEP 粘合劑用于將各層粘合在一起。

            該材料的瓦特密度和溫度范圍為:

            ·瓦特密度:高達 50 W/in2 (7.75 W/cm2)

            ·溫度范圍:-328°F 至 392°F

            ·電阻容差:±10%或±0.5Ω(以較大者為準)

            請記住,溫度范圍不僅由設定的瓦特密度范圍定義。各個層和每層可以達到的實際溫度也會影響柔性加熱膜的熱限制。

             

            柔性加熱膜測試比較

            功率和溫度限制問題

            對于某些應用來說,確定正確的功率密度和溫度限制可能很困難。如果使用了不正確的功率密度,柔性加熱器可能會過熱,因為它可能會出現故障。如果溫度超過柔性加熱器應提供的溫度,則柔性加熱膜的各層可能會發生分層,并且用于將加熱器連接到應用程序的粘合劑可能會失效。
            雖然可以將聚酰亞胺柔性加熱器設計為在其材料限制的最高水平下運行,但在此范圍內長時間使用可能會導致加熱器磨損更大。這個因素將導致更短的使用壽命和更快發生機械故障的機會。
            在設計將推動其溫度極限的聚酰亞胺柔性加熱片時,應用程序本身可能會根據幾個因素允許這種設置。柔性加熱器的環境溫度和啟動溫度可能允許它在材料限制的最高端運行,因為環境溫度將不斷從元件中帶走熱量,而不是讓熱量在聚酰亞胺中積聚層。
             
            該應用的材料還可以作為聚酰亞胺加熱膜的散熱器。如果加熱器位于散熱器之間,它必須提供更高的功率范圍才能將溫度提高到所需的水平。然而,箔導體不應被過度供電到可能導致燒壞的地方,因為當應用程序的功能或條件發生變化時,熱量無法有效消散。

            測試溫度:140-150攝氏度。測試電壓:21.1V。經測試2.5小時,外觀良好,不發黑

            將測試溫度提高到200-210攝氏度。測試電壓:26.2V。測試2小時后,產品外觀開始發黃,無發黑現象。

            試驗柔性加熱片樣品

            在設計可提供適量熱量而又不超過其限制的聚酰亞胺柔性加熱器時,還應評估額外的熱量要求。整體環境、在有人接觸應用時所需的最高表面溫度、需要加熱的材料以及熱均勻性在確定瓦特密度方面也起著至關重要的作用。
            客戶在嘗試確定其聚酰亞胺柔性加熱膜的正確功率時可以采用的一種方法是使用實??驗方法,然后應用歐姆定律。使用實驗室設置,客戶可以創建實際應用的測試模型,并擁有一個提供可調電壓的交流電源。
            一旦他們確定了要用于為柔性加熱器供電的工作電壓,他們就可以獲得不同尺寸和不同電阻的加熱器樣品以及加熱器樣品表。通過這些樣品,客戶可以挑選出適合應用尺寸參數的加熱器。
            應測量加熱器的電阻。然后,可以將電線焊接到通向測試應用和交流電源的加熱器上。隨著對熱性能的監測,交流電源的電壓應緩慢增加。還應注意電壓增加的速度,以確定熱預熱應該多慢或多快以及所需的表面溫度。
            當達到所需的熱設置時,檢查交流電源上的電壓,并根據測試使用歐姆定律計算瓦數。然后將瓦數除以加熱器的面積以獲得瓦特密度。

            測試4小時后,產品外觀開始變黑(測試溫度:200-210攝氏度;電壓:26.2V)

            充分利用您的聚酰亞胺柔性加熱膜
            在應用中使用聚酰亞胺柔性加熱片有許多優點。這些加熱器適用于需要較低熱量規格的應用,因為它們可以推至 400°F。與其他材料相比,它們既提供出色的介電性能,又具有電阻特性以防止它們開裂或損壞。此外,它們具有快速的熱傳遞響應,因此可以立即施加熱量而無需等待。通過在很寬的溫度范圍內提供均勻的熱分布和熱穩定性,這些加熱器可以有效地用于多個行業的各種應用中。
            如果應用的功率和溫度要求發生變化,則不建議使用相同的柔性加熱器并將其推到其極限之上。相反,請考慮改用可提供更高功率密度和熱閾值的加熱器,例如硅橡膠、云母加熱器或高溫聚酰亞胺。調整加熱器的其他因素,例如其聚酰亞胺厚度和熱模式,也可以為客戶提供所需的溫度和功率結果,尤其是當同一加熱器需要不同的熱區域時。所用金屬箔的厚度和厚度也會對提供的瓦數產生重大影響。
            概括
            雖然工程師可以在應用發生變化時對新的功率密度進行估計,但使用柔性加熱器測試樣品和應用測試模型的基本方法可以提供更實際和準確的確定??蛻魧⒛軌蚩吹郊訜崞鲗⑷绾卧趹弥幸约霸诳赡苡绊懏a生溫度的某些環境中運行。然后,他們可以在最終的柔性加熱器設計建成之前進行調整。
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