Устройство и принцип работы термопары в в газовой плите и газовом котле

Виды датчиков

1. Тип К из никель-хрома (термопара ТХА) или никель-алюмеля (ХА), имеющий следующие свойства: низкую цену, долговечность, погрешность не более 0,4%, пределы измерения от -270 до 1269 градусов. Предназначен для работы в окислительной и инертной средах.

2. L — хромель-копель(ТХК), недорогая термопара с верхним пределом в 600 градусов.

3. J — железо-константан. Датчик занимает второе место по популярности, диапазон составляет от -210 до 760 град, менее долговечный, устойчив к окислению.

4. Е — никель-хром или никель-константан с более высокой точностью и величиной сигнала, верхний предел измерений не превышает 870 градусов.

5. Датчики из благородных металлов работают при большей температуре, но имеют высокую стоимость, в связи с чем чаще всего применяются в промышленности.

Устройство газовой плиты: особенности работы и эксплуатации

Термопара конструктивно состоит из двух проволок, каждая из которых изготовлена из разных сплавов. Концы этих проводников образуют контакт (горячий спай) выполненный путём скручивания, с помощью узкого сварочного шва либо сваркой встык. Свободные концы термопары замыкаются с помощью компенсационных проводов на контакты измерительного прибора или соединяются с автоматическим устройством управления. В точках соединения образуется другой, так называемый, холодный спай. Схематически устройство изображено на рисунке 1.

Красным цветом выделено зону горячего спая, синим – холодный спай.

Электроды состоят из разных металлов (металл А и металл В), которые на схеме окрашены в разные цвета. С целью защиты термоэлектродов от агрессивной горячей среды их помещают в герметичную капсулу, заполненную инертным газом или жидкостью. Иногда на электроды надевают керамические бусы, как показано на рис. 2).

Принцип действия основан на термоэлектрическом эффекте. При замыкании цепи, например милливольтметром (см. рис. 3) в точках спаек возникает термо-ЭДС. Но если контакты электродов находятся при одинаковой температуре, то эти ЭДС компенсируют друг друга и ток не возникает. Однако, стоит нагреть место горячей спайки горелкой, то согласно эффекту Зеебека возникнет разница потенциалов, поддерживающая существование электрического тока в цепи.

В тех случаях, когда необходимо добиться высокой точности показателей, холодные спайки измерительных преобразователей помещают даже в специальные камеры, в которых температурная среда поддерживается на одном уровне специальными электронными устройствами, использующими данные термометра сопротивления (схема показана на рис. 4).

На погрешность влияют не только перепады температуры в среде, окружающей холодную спайку. Точность показаний зависит от типа конструкции, схемы подключения проводников, и некоторых других параметров.

После разжигания пламя в конфорке газовой плиты продолжает гореть, пока не перекроют подачу топлива. Когда происходит его внезапное затухание (от порыва ветра или закипевшей жидкости, которая выплеснулась из кастрюли), газ продолжает поступать в конфорку. Если его не перекрыть, взрывчатое вещество скапливается, а достигнув критических значений, может привести к взрыву и пожару.

Что такое термопара

Термопара для плиты – это простейший температурный датчик без электронных устройств. Он преобразует изменение температуры в электрический сигнал. Им оснащают не только плиты, но и другие газовые устройства. Электрическая энергия от датчика участвует в работе электроники этих приборов.

Когда происходит изменение электрического потенциала на концах термопары, газовый контроль блокирует подачу топлива, и горение прекращается. Устройство поддерживает подачу газа к пламени и прерывает его в аварийных ситуациях. Термопара имеет широкое применение, используется в бытовых целях и в промышленности (энергетической, газовой, биотехнической и проч.).

Термопара представляет собой две проволочные нити из разнородного металла, обладающие различными температурными диапазонами, длиной до 1,5 м. Их соединяют с помощью:

• пайки, которая обеспечивает хороший контакт для легкоплавких материалов;
• сварки – ее применяют для соединения тугоплавких материалов (этот метод дает более точные измерения, но более энергоемкий);
• обжима – это простой способ, но он дает меньшую точность.

Соединительный узел – это своеобразный термоэлемент, отвечающий за измерение температуры. Его располагают на уровне горения пламени. Второй конец устройства представляет собой пару контактов или разъем, который подключают к электромагнитному клапану. Когда концы спая испытывают изменение температуры, меняется сопротивление металлов. Оно выводится на экран.

Термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) хватает, чтобы открыть магнитный клапан. В процессе работы электрические токи не дают ему захлопнуться, при этом газ поступает в конфорку. Обычно ТЭДС термопар для газовых плит достигает 15-30 мВ. Чтобы удерживать электромагнитный клапан открытым, достаточно 5-10 мВ.

Основные достоинства термопары:

• проста и недорога в изготовлении;
• контролирует температуру и процесс подачи пламени;
• фиксирует температуру с большим разбросом;
• выдает точные данные;
• отличается долгим сроком эксплуатации;
• вышедшую из строя деталь легко поменять на новую.

Недостаток температурного датчика в том, что отремонтировать его не удастся, а потребуется заменить. В устройстве нечему ломаться, оно просто перегорает от длительного использования.

Конструкция термопары состоит из следующих элементов:

• спай – проводники или полупроводники, соединенные в цепь;
• изолированные металлы – продолжение рабочих проводников от спайки до точки подключения к электрической цепи
• экранирующее покрытие – металлическая трубка по всей длине датчика температуры и приводов подключения.

Работа термопары обусловлена возникновением термоэлектрического эффекта, открытым немецким физиком Томасом Зеебеком (Tomas Seebeck) в 1821 г.

Явление основано на возникновении электричества в замкнутом электрическом контуре при воздействии определенной температуры окружающей среды. Электрический ток возникает при наличии разницы температур между двумя проводниками (термоэлектродами) различного состава (разнородных металлов или сплавов) и поддерживается сохранением места их контактов (спаев). Устройство выводит на экран подсоединенного вторичного прибора значение измеряемой температуры.

Выдаваемое напряжение и температура находятся в линейной зависимости. Это означает, что увеличение измеряемой температуры приводит к большему значению милливольт на свободных концах термопары.

Находящийся в точке измерения температуры спай называется «горячим», а место подключения проводов к преобразователю — «холодным».

Компенсация холодного спая (КХС) – это компенсация, вносимая в виде поправки в итоговые показания при измерении температуры в точке подсоединения свободных концов термопары. Это связано с расхождениями между реальной температурой холодных концов с вычисленными показаниями градуировочной таблицы для температуры холодного спая при 0°С.

КХС является дифференциальным способом, при котором показания абсолютной температуры находятся из известного значения температуры холодного спая (другое название эталонный спай).

Быстродействие обуславливается способностью первичного преобразователя быстро реагировать на скачки температуры и следующим за ними потоком входных сигналов измерительного прибора.

Факторы, увеличивающие быстродействие:

1. Правильная установка и расчет длины первичного преобразователя;
2. При использовании преобразователя с защитной гильзой необходимо уменьшить массу узла, подобрав меньший диаметр гильз;
3. Сведение к минимуму воздушного зазора между первичным преобразователем и защитной гильзой;
4. Использование подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем;
5. Быстро движущаяся среда или среда с большей плотностью (жидкость).

Множество газовых плит оснащены системой электрического розжига. Чтобы контролировать пламя газовой плиты, существует специальное устройство – термопара.

Что это такое?

Благодаря термопаре подача газа прекращается, если вдруг пламя на газовой конфорке погаснет. Термопара устанавливается не только на газовых плитах, но и на других газовых устройствах, например котлах. Используется это устройство не только в бытовых целях, но и в энергетической промышленности, в сфере газовой и нефтяной добычи, также его часто используют фармацевты и биотехники.

Принцип работы этого устройства в том, что он может измерять температуру прибора, в котором устанавливается. Принцип работы – датчик, который определяет, потухла горелка или все еще работает.

Устройство

Универсальная термопара имеет несколько составляющих.

1. Основа устройства состоит из совершенно разных типов металла, они соединены между собой спайкой. Металлы могут быть двух видов, часто используют такие пары, как сплавы хромеля и константана, железа и константана, алюминия и хромеля, нихросила и нисила, а также меди и константана. Стоит отметить, что для газовой плиты используют самые простые и дешевые металлы – это алюминий и хром.
2. Устройство имеет экран с цифровыми обозначениями, в случае изменения температуры оно получает показатели в виде цифр.
3. Устройство имеет силу для открытия магнитного клапана в тот момент, когда это необходимо.
4. Электрический ток, который поступает из устройства, не дает закрыть магнитный клапан. Это предоставляет возможность прекратить подачу газа к технике, если пламя погасло.

Подключение, проверка и поиск неисправностей

Наиболее распространенными способами подключения измерительных приборов к термопарам являются так называемый простой способ, а также дифференцированный. Суть первого метода заключается в следующем: прибор (потенциометр или гальванометр) напрямую соединяется с двумя проводниками. При дифференцированном методе спаивается не одни, а оба конца проводников, при этом один из электродов «разрывается» измерительным прибором.

Нельзя не упомянуть и о так называемом дистанционном способе подключения термопары. Принцип работы остается неизменным. Разница лишь в том, что в цепь добавляются удлинительные провода. Для этих целей не подойдет обычный медный шнур, так как компенсационные провода в обязательном порядке должны выполняться из тех же материалов, что и проводники термопары.

Каждая новая точка соединения проводов из разнородных металлов образует холодный спай, что может повлиять на точность показаний. Поэтому подключения термопары выполняют, по возможности, проводами из того же материала, что и электроды. Обычно производители поставляют изделия с подсоединёнными компенсационными проводами.

Некоторые измерительные приборы содержат схемы корректировки показаний на основе встроенного термистора. К таким приборам просто подключаются провода, соблюдая их полярность (см. рис. 6).

Часто используют схему подключения «на разрыв». Измерительный прибор, подключают через проводник того же типа что и клеммы (чаще всего медь). Таким образом, в местах соединения отсутствует холодный спай. Он образуется лишь в одном месте: в точке присоединения провода к электроду термопары. На рисунке 7 показана схема такого подключения.

При подключении термопары следует как можно ближе размещать измерительные системы, чтобы избежать использования слишком длинных проводов. Во всяком проводе возможны помехи, которые усиливаются с увеличением длины проволоки. Если от радиопомех можно избавиться путём экранирования проводки, то бороться с токами наводки гораздо сложнее.

В некоторых схемах используют компенсирующий терморезистор между контактом измерительного прибора и точкой холодного спая. Поскольку внешняя температура одинаково влияет на резистор и на свободный спай, то данный элемент будет корректировать такие воздействия.

И напоследок: подключив термопару к измерительному прибору, необходимо, пользуясь градуировочными таблицами, выполнить процедуру калибровки.

• Подключение потенциометра или гальванометра непосредственно к проводникам.
• Подключение с помощью компенсационных проводов;
• Подключение обычными медными проводами к термопаре, имеющей унифицированный выход.

Недостатки термопары

Достоинствами использования данного устройства можно назвать:

• Большой температурный диапазон измерений;
• Высокая точность;
• Простота и надежность.

К недостаткам следует отнести:

• Осуществление постоянного контроля холодного спая, поверки и калибровки контрольной аппаратуры;
• Структурные изменения металлов при изготовлении прибора;
• Зависимость от состава атмосферы, затраты на герметизацию;
• Погрешность измерений из-за воздействия электромагнитных волн.

Достоинства:

• Несложная и недорогая конструкция;
• Термопара является одновременно и температурным датчиком, датчиком контроля пламени;
• Продолжительный срок эксплуатации ввиду отсутствия движущихся деталей;
• Большой спектр фиксируемых температур;
• Производимые измерения отличаются достаточной точностью;
• Элемент легко монтируется и переустанавливается.

Недостатки:

• Зависимость между разницей потенциалов и температурой не является линейной;
• Существует предельный уровень напряжения в 50 мВ, что создаёт некоторую неточность при выявлении температурных значений;
• Возможность ремонта элемента практически отсутствует, в большинстве случаев приходится прибегать к полной замене.

Недостатков у термопары не так много, в особенности если сравнивать с ближайшими конкурентами (температурными датчиками других типов), но все же они есть, и было бы несправедливо о них умолчать.

Так, разность потенциала измеряется в милливольтах. Поэтому необходимо применять весьма чувствительные потенциометры. А если учесть, что не всегда приборы учета можно разместить в непосредственной близости от места сбора экспериментальных данных, то приходится применять некие усилители. Это доставляет ряд неудобств и приводит к лишним затратам при организации и подготовке производства.

К сожалению, у таких простых приборов наряду с очевидными достоинствами присутствуют и некоторые недостатки. Прежде всего, стоит упомянуть погрешность, которая обычно составляет 0,5-2 градусов. Поэтому чтобы добиться более точных показаний (до ±0,01 °С), необходима индивидуальная градуировка термопары.

Простота конструкции и высокая надежность, являясь неоценимым преимуществом, вместе с этим это еще и минус. Как такое может быть? Все очень просто – в случае возникновения неисправности термопары починить ее нет возможности, только заменить.

Благо, такой недостаток термопар для плит не столь существенен, так как стоимость не такая высокая.

Почему за столь долгую историю эксплуатации термопары не были вытеснены более совершенными и современными датчиками измерения температуры? Да по той простой причине, что до сих пор ей не может составить конкуренцию ни один другой прибор.

Во-первых, термопары стоят относительно дешево. Хотя цены могут колебаться в широком диапазоне в результате применения тех или иных защитных элементов и поверхностей, соединителей и разъемов.

Во-вторых, термопары отличаются неприхотливостью и надежностью, что позволяет успешно эксплуатировать их в агрессивных температурных и химических средах. Такие устройства устанавливаются даже в термопары всегда остается неизменным, вне зависимости от условий эксплуатации. Далеко не каждый датчик другого типа сможет выдержать подобное воздействие.

Технология изготовления и производства термопар является простой и легко реализуется на практике. Грубо говоря – достаточно лишь скрутить или сварить концы проволок из разных металлических материалов.

Еще одна положительная характеристика – точность проводимых измерений и мизерная погрешность (всего 1 градус). Данной точности более чем достаточно для нужд промышленного производства, да и для научных исследований.

Основные компоненты и принцип её работы

Конструкция плиты

Большинство газовых плит очень похожи между собой, с первого взгляда продукцию различных компаний сложно отличить друг от друга. В редких случаях, кроме белого цвета для окрашивания корпуса используется черный, коричневый или кремовый. Еще реже встречаются красные, зеленые и даже золотые. А вот конструкция у них всегда примерно одинакова:

• корпус;
• рабочая поверхность;
• духовой шкаф;
• конфорки;
• газовое оборудование, включающее в себя шланги, запорные шланги;
• система регулировки подачи газа.

Многие современные плиты (за исключением самых бюджетных моделей) имеют и электронную систему. Это не только освещение и электророзжиг, но и сложная электроника, регулирующая время работы прибора, температуру, количество включенных конфорок, отвечают за безопасность всей системы.

Принцип действия

Независимо от особенностей сборки и расположения основных элементов, принцип работы каждой газовой плиты совершенно одинаков:

• из центрального трубопровода или автономного источника к плите подается природный газ;
• с помощью переключателя газовый поток поступает в горелку;
• цилиндрическая часть горелки сконструирована таким образом, чтобы к газу подмешивался воздух, обеспечивая газовоздушную смесь;
• газовоздушная смесь поступает к рассекателю, который обеспечивает равномерное разделение потока;
• ручной или автоматический розжиг воспламеняет смесь, которая при сгорании передает тепло посуде, находящейся на плите.

Важно! Если все детали системы исправны, на горелках отсутствует грязь и остатки пищи, газовая печь будет работать максимально эффективно, с полным сгоранием газа.

С ручным розжигом все более-менее понятно, необходимо поднести спичку, зажигалку или другой источник огня к конфорке, которую планирует зажигать. Как же действует электророзжиг и что делать, если в сети пропало электричество?

Работу электророзжига регулируют свечи, которые выбивают искру при повороте ручки подачи газа. Существуют две системы: автоматическая и полуавтоматическая:

1. Автоматическая. При повороте ручки газа система самостоятельно активирует поджиг и огонь появляется именно в той конфорке, которую и требовалось активировать;
2. Полуавтоматическая. Параллельно с регулировкой подачи газа необходимо нажать на кнопку розжига. В этом случае огонь подается сразу ко всем конфоркам, но зажигается лишь одна — та, в которой был открыт газ.

Виды горелок

Горящий газ поднимается вверх и, достигая крышки, отражается от нее и небольшими потоками поступает в отверстия рассекателя. Мощность горения зависит от диаметра самой горелки, а также регулируется с помощью ручки-переключателя.

Стандартная газовая плита прекрасно обходится без электричества, но если электропитание все же предусмотрено, то его функционал может быть намного шире, чем электророзжиг:

• свет в духовке;
• датчики уровня газа;
• система контроля работы плиты, в том числе температурный режим.

В комбинированных плитах газ используется для варочных панелей, а работа духового шкафа полностью регулируется электричеством.

Система контроля

Система контроля блокирует подачу газа в случае, если по какой-то причине в конфорке исчез огонь. Это позволяет предотвратить несчастные случаи, которые возможны в ситуации, когда сквозняк или выкипевшая вода задувают огонь, а газ продолжает поступать в помещение. Принцип работы системы контроля очень прост, основным элементов газ-контроля является термопара.

Духовой шкаф

В то время, как варочная панель практически во всех моделях остается без изменений, духовые шкафы могут сильно отличатся друг от друга. В первую очередь они могут работать не только от газа, но и от электричества. Встречаются и комбинированные варианты, когда основные функции работают на газу, а для гриля используется электронагрев.

Отличаться устройство стандартной духовки газовой плиты может и по другим параметрам:

1. Двухуровневая, без вентилятора. Горелка располагается снизу, уровень нагрева зависит от мощности подачи газа и расположения блюда внутри духового шкафа;
2. Многоуровневая с вентилятором. Вентилятор обеспечивает качественную циркуляцию горячего воздуха, что обеспечивает равномерный прогрев всех блюд, независимо от их расположения внутри духовки. Благодаря специально обустроенным защитным лопастям горелки надежно защищены от потоков воздуха и не задуваются во время работы вентилятора;
3. Духовка с двумя или четырьмя горелками. Располагаются внизу и сверху духовки, а также по бокам. Дополнительно может использоваться вентилятор, обеспечивающий равномерное перемешивание нагретого воздуха.

Для того, чтобы тепло хорошо сохранялось внутри духовки, ее стенки имеют качественную теплоизоляция, снизит потери тепла двойное или тройное стекло на дверце шкафа.

Для того чтобы духовка работала правильно и пища готовилась в заданном диапазоне температур, внутри шкафа установлен термостат или терморегулятор. Они могут быть механическими, электромеханическими, а также электронными, для контроля заданного режима используется поворотная ручка, кнопка или другие, более сложные и максимально точные устройства. Что же такое термостат в бытовой газовой плите и каким образом он регулирует режим работы духового шкафа?

Принцип работы такого термостата очень прост. Дилатометр, фиксирующий повышение температуры в духовом шкафу, нагревается, что приводит к расширению линейного стержня. Он приводит в действие механизм, который, в итоге, воздействует на подпружинный клапан. Чем сильнее был нагрев внутри духовки, тем дальше продвинется подпружинный клапан и больше закроет отверстие для подачи газа.

Максимальная температура внутри духовки ограничивается ручкой-переключателем, установленной на передней панели газовой плиты.

Разобравшись, что такое термостат или регулятор температур в газовой плите, необходимо убедиться, что этот прибор работает исправно.

Сильные погрешности в показаниях прибора способны испортить любые кулинарные шедевры. В одном случае пища просто сгорит, в другом — останется сырой. Для проверки термостата лучше всего пригласить специалиста, который с помощью точных приборов выявит любые отклонения в температурных показателях, вплоть до 1 °С. Если же такой возможности нет, а разница в 3-5 °С не имеет большого значения, проверку можно выполнить самостоятельно:

1. Включить духовку на режим 150 °С;
2. Поместить внутрь духовки механический термометр, предназначенный для измерения температуры в соответствующем температурном диапазоне;
3. Оставить включенной духовку на 20-25 минут, пока температура не достигнет нужных показателей;
4. Через 20 минут проверить показатели температуры на термометре и термостате. Если разница показателей превышает 5-10 °С, регулятор температур нуждается в ремонте.

Важно: для ремонта газовой плиты необходимо пригласить специалиста, так как проблема может быть не только в испорченном терморегуляторе, но и в ощутимых теплопотерях из-за неплотно прилегающей дверцы.

Газовая плита — главная помощница на кухне любой хозяйки. Но при ее использовании следует строго придерживаться определенных правил эксплуатации:

1. При отсутствии электророзжига спичку подносят вплотную к горелке и только после этого открывают кран подачи газа. Необходимо проконтролировать, чтобы огонь горел во всех отверстиях горелки;
2. Горение должно быть ровным, без рывков, пламя голубого или фиолетового цвета. В случае, если происходят небольшие вспышки и затухание, необходимо проверить горелку — на нее могла попасть вода или остатки пищи. Если пламя желтоватое, с признаками копоти, следует уменьшить подачу газа, прикрутив горелку;
3. Размер посуды должен соответствовать выбранной конфорке, языки пламени не должны выбиваться из-под кастрюли;
4. Не включать плиту при снятых горелках. В этом случае сгорание газа происходит не полностью, что может привести к отравлению.

Важно: перед тем как воспользоваться духовкой, необходимо ее проветрить, несколько раз резко открыв и закрыв дверцу. Эта процедура позволит избавиться от накопившегося внутри газа, если по какой-то причине кран оказался открыт или произошла утечка.

Ни в коем случае не следует использовать газовую плиту для обогрева помещения, так как это может привести к отравлению угарным газом. Очень важно правильно проводить чистку бытового прибора. Не имеет значения, из чего состоит ваша бытовая газовая плита, имеется ли здесь встроенная автоматика и дополнительная защита от поражения электрическим током, перед чисткой и другими манипуляциями по уходу необходимо отключить технику от сети.

В этой статье мы расскажем о том, что такое термопара, зачем она нужна и как работает, рассмотрим основные виды и наиболее распространенные неисправности связанные с этими устройствами, а также методику их устранения.

Если термопара подсоединена к электрической цепи, то величина генерируемого напряжения будет отображаться на шкале измерительного прибора. Затем показания прибора могут быть преобразованы в температурные показания с помощью таблицы. На некоторых приборах шкала откалибрована непосредственно в градусах.

Термопара в электрической цепи

Чтобы лучше понять принцип работы термопары газового котла, стоит рассмотреть схему, представленную на рисунке.

Схема термопары

В основе этого принципа лежит следующее физическое явление: если надежно соединить между собой 2 разнородных металла, а потом место соединения нагревать, то на холодных концах этого спая появится разница потенциалов, то есть, напряжение. А при подключении к ним измерительного прибора цепь замкнется и возникнет постоянный электрический ток.

Точность измерения

Точность зависит от вида термопары, диапазона измеряемых температур, чистоты материала, электрических шумов, коррозии, свойств спая и процесса изготовления.

Термопарам присуждается класс допуска (стандартный или специальный), устанавливающий доверительный интервал измерений.

Правильность температурных показателей, получаемых с помощью термопары, зависит от материала контактной группы, а также внешних факторов. К последним можно отнести давление, радиационный фон либо иные причины, способные повлиять на физико-химические показатели металлов, из которых изготовлены контакты.

состоит из следующих составных частей:

• случайная погрешность, вызванная особенностями изготовления термопары;

• погрешность, вызванная нарушением температурного режима «холодного» контакта;

• погрешность, причиной которой послужили внешние помехи;

• погрешность контрольной аппаратуры.

Ремонт термопары своими руками

Если пламя газовой плиты стало неравномерно гореть и гаснуть, обращают внимание на термопару – возможно, она вышла из строя. Сначала определяют причину некорректной работы датчика. Часто она заключается в отходящих контактах на клапане. Чтобы исправить неполадку, их следует затянуть. Исправность термопары проверяют: конфорку поджигают и сразу отпускают электророзжиг. Если пламя мгновенно гаснет, скорее всего, деталь засорилась, и ее следует почистить.

Наконечник датчика располагается около конфорки, в духовке его устанавливают возле рассекателя пламени в верхней части. Он должен быть без копоти и нагара. Если наконечник покрыт налетом, его очищают с помощью мелкой наждачной бумаги. После этого мусор удаляют и проверяют работоспособность устройства.

Если чистка не принесла необходимого результата, исправность устройства проверяют мультиметром или милливольтметром. Для этого находят место подключения термопары к электрической сети плиты. Обычно оно находится под передней панелью или верхней крышкой, рядом с переключателем температуры или газовым клапаном. Возможно, здесь отошли контакты, их требуется поправить. Если нет, переходят к проверке.

Предел измерения мультиметра устанавливают в районе десятков милливольт. Щупы подсоединяют к выводам термопары и подогревают датчик. Если мультиметр при этом показывает изменение напряжения, значит, устройство исправно. Если нет, его требуется поменять на новое.

Обычно устройство перегорает при длительном пользовании, и починить его в домашних условиях не получится. Новую деталь выбирают по коду, который указан на старом устройстве или в технической документации к газовой плите. Перед ремонтом перекрывают газ и отключают прибор от сети.

Сначала снимают переднюю панель или верхнюю крышку плиты и отключают электрические выводы в месте подключения к клапану. Затем откручивают гайку крепления и достают термопару. Если она из-за накипи не поддается, пользуются растворителем.

На ее место устанавливают новую деталь, закрепляют и подключают к электропроводке плиты. Проводники термопары не должны быть натянуты или болтаться в корпусе прибора. Затем в обратном порядке проводят сбор и проверяют работоспособность.

1. Сначала ключом откручивается специальная гайка, которой термопара прикреплена к патрубку.
2. Откручивается компенсационный винт, фиксирующий прибор к месту (он находится непосредственно под монтажным кронштейном).
3. Аккуратно снимается старое устройство.
4. В освободившееся отверстие вставляется новый прибор.
5. Все фиксируется компенсационным винтом, а затем гайкой.
6. Выполняется проверка на герметичность. При необходимости используется уплотнитель — полимер либо керамика.

При проведении процедуры следует помнить, что недотянутое, как и перетянутое резьбовое соединение будет опасным для исправности системы.

• 1.    Откручиваем свободный конец термопары от электромагнитного клапана.
• 2.    Снимаем термопару с котла и начинаем нагревать конец, который располагался над горелкой. Лучше всего использовать для этой цели свечу или газовую конфорку.
• 3.    Далее нужно взять милливольтметр и провести замеры показаний на выходном контакте. Исправное устройство менее чем через минуту нагрева выдаст 17-25 милливольт. В противном случае можно судить о выходе термопары из строя.

Устройство склонно к поломкам из-за вредных условий эксплуатации. К счастью стоит оно совсем недорого, так что проверка, ремонт и замена термопары обойдутся в приемлемую сумму. Причем все указанные операции можно провести самостоятельно, без вызова мастера. Это также позволит сэкономить на обслуживании.

В продаже также иногда встречаются термопары с электронными элементами, которые позволяют повысить надежность и точность измерений. В этом случае диагностика и обслуживание обойдутся несколько дороже и потребуют больше времени.

При покупке элемента нужно уточнить необходимые параметры для конкретного котла и затем сверить их с выбранным изделием.Технические характеристики должны совпадать, потому что в противном случае термопара не сможет на 100% выполнять свои функции или будет вообще непригодна к эксплуатации.

Чтобы устранить неполадку своими руками необходимо:

• прижимную гайку открутить гаечным ключом и и достать ее конец;
• шнуровкой-нулевкой очистить от загрязнений;
• произвести проверку термопары мультиметром;
• убедиться, что все показатели соответствуют нормам;
• собрать термопару обратно и запустить котел.

Если починить термопару не удается, то всегда есть возможность купить новую. Российский рынок предлагает большой ассортимент данных приборов, выпускаемых различными производителями, например, АБАТ, АОГВ, АКГВ. Их цена колеблется в диапазоне от 300 до 2000 рублей. На газовые котлы иностранного производства (например, Bosch, Viessmann, Vaillant) цена термопары будет выше.

О других неисправностях газового котла можете прочитать здесь.

Сегодня термопары нашли активное применение в , выбор их на рынке велик, и каждый имеет возможность приобрести универсальную термопару. Однако, выбирая термопару самостоятельно можно столкнуться с рядом трудностей. Следует обратиться к специалисту, который подскажет как выбрать прибор, соответствующий всем характеристикам газового котла. Также можно воспользоваться таблицей зависимости технических характеристик прибора с характеристиками газового котла.

Проверка работоспособности термопары

Для проверки работоспособности подключают специальный измерительный прибор (тестер, гальванометр или потенциометр) или измеряют напряжение на выходе милливольтметром. При наличии колебаний стрелки или цифрового индикатора термопара является исправной, в противном случае устройство подлежит замене.

Причины выхода из строя термопары:

1. Неиспользование защитного экранирующего устройства;
2. Изменение химического состава электродов;
3. Окислительные процессы, развивающиеся при высоких температурах;
4. Поломка контрольно-измерительного прибора и т.д.

Термопара для газовой плиты

При горении газового факела в котле место спайки термоэлектродов остается нагретым, и за счет этого обеспечивается подача топлива. После того как пламя погаснет, рабочий спай термопары остывает, и она перестает вырабатывать ток. При этом происходит аварийное отключение электромагнитного клапана, перекрывающего газ.

Это может говорить о том, что термопара неисправна и требует замены, поскольку неремонтопригодна. Или же между устройством и электромагнитным клапаном плохой контакт.

В этом случае можно самостоятельно выполнить несложную диагностику, а и полностью устранить проблему, без привлечения специалиста. При этом необязательно в точности знать, какой у термопары принцип действия. Вот что потребуется сделать:

• Откручивается прижимная гайка, что удерживает термопару на после чего устройство извлекается.
• Внимательно осмотреть разъем – есть ли окислы или загрязнения? В случае чего, пройтись мелкой шкуркой.
• Проверить работоспособность при помощи мультиметра. Для этого один конец устройства соединяется с прибором, а другой нужно нагреть. Можно воспользоваться ручной газовой горелкой или чем-нибудь еще (свечка). У исправной термопары напряжение должно быть до 50 мВ.
• Если диагностика прошла успешно, остается установить термопару на свое место и еще раз запустить котел.

Любой, кто осведомлен, что такое термопара, может прийти к правильному выводу – все дело в самом электромагнитном клапане. Однако и он может быть исправен. Тогда нужно прочистить место соединения проводников, после чего найти удачное положение прижимной гайки, при котором обеспечивается хороший контакт.

Важно: термопара или термоэлектрический элемент является наиболее оптимальным средством измерения высоких температур, которые возникают в камере сгорания работающей установки газового котла. Кроме контролирующей функции, термопара конвертирует температуру в определенную энергию, например, электроток.. Чтобы в изначально подать топливо (в нашем случае газ) на запальник, нужно вручную открыть электромагнитный клапан

После нажатия на шток газ подается на запальник и термоэлемент нагревается. Достаточно 30 секунд нажатия, после этого отпадет необходимость самостоятельного удерживания клапана открытым, так как выработка напряжения термопарой уже началась, и агрегат будет работать без вашего участия.

Чтобы в изначально подать топливо (в нашем случае газ) на запальник, нужно вручную открыть электромагнитный клапан. После нажатия на шток газ подается на запальник и термоэлемент нагревается. Достаточно 30 секунд нажатия, после этого отпадет необходимость самостоятельного удерживания клапана открытым, так как выработка напряжения термопарой уже началась, и агрегат будет работать без вашего участия.

Запальник газового котла

Блок запальных электродов для газового котла Viessmann

Переносные. Такие устройства присоединяются к газопроводу при помощи резинотканевых шлангов. Обязательно наличие канатки на штуцере газопровода и запальнике (для натягивания конца шланга). Необходим монтаж крана отключения на газопроводе до шланга. Для проведения запального устройства в топку в обмуровочной кладке должно быть отверстие в диаметре d {amp}gt; 50 мм.

Топкам с максимальным разрежением 8 кгс/м² подходят однофакельные запальники с давлением средним или низким. Здесь устройство запальника газового котла – это горелка с частичной воздушной инжекцией. Газ удаляется из сопла, тем самым подсасывая воздух через отверстия в конструкции инжектора. Образованная смесь газа и воздуха движется через смеситель и удаляется из огневого насадка в защитный кожух с отбортовкой.

Тут начинается горение газа. С переменой давления и газового состава в запальнике нужно изменить лишь диаметр сопла. Если в топке есть избыточное давление, то запальник должен выдавать полностью подготовленную смесь воздуха и газа, которая получается при среднем газовом давлении в инжекции, а при низком – в запальнике с принудительной воздушной подачей.

Про горелки для газовых котлов можно прочитать .

Стационарные. Такие устройства имеют повышенный уровень безопасности и лёгкий розжиг главной горелки. Факел обязан быть устойчивым, какой бы ни был рабочий режим котла, должен хорошо поджигать смесь воздуха и газа горелки, с лёгкостью зажигаться запальником переносного типа либо электроприбором.

Запальная пилотная горелка Sit

Данный запальник может:

• являться отдельным блоком газовой горелки либо её частью;
• быть однофакельным либо многофакельным;
• запускаться от основной горелки или функционировать на постоянной основе;
• поджигаться электрическим способом либо на дистанции.

Стационарный запальник подразумевает подачу газа от газопровода до запорных приборов главной горелки.

Давайте посмотрим, как происходит установка с момента демонтажа старого прибора:

• прибор присоединяют через резьбовой патрубок к газовой магистрали. Контроллер крепят к патрубку при помощи медной или свинцовой гайки. Чтобы снять старую термопару, нужно открутить эту гайку;
• открутите компенсационный винт, который находится под монтажным кронштейном и держит по месту прибор;
• удаляем старое устройство для котла и ставим новое;
• закручиваем по очереди винт и гайку. Проверьте, чтобы соединение было герметичным. Помните, что резьбовое соединение нельзя ни перетягивать, ни недотягивать, иначе это может быть крайне опасно.

В ходе установки и применения термопары для газового котла помните следующее:

• во время установки приспособления, внимательно смотрите за направлением трубки подачи и отвода топлива, они должны быть расположены вниз;
• концевой выключатель – это ключевая часть, отвечающая за отключение подачи газа на горелку. Он находится в зоне контроля безопасности под пленумом, от которого подается температура на выключатель и который нагревается в зависимости от температуры самого котла;
• после выключения горелки выключается вентилятор, который подает воздух в камеру, где сгорает топливо. Если это не так, то нужно исправить выключатель. Некоторые термостаты имеют опцию постоянной работы вентилятора, которую можно выключить;
• чтобы настроить или откалибровать приспособления своими руками, нужно снять крышку с панели управления и найти там зубчатый циферблат. Его следует прокрутить до нужного показателя и запустить систему;
• обращайте внимание на газовый запах, это может быть следствием того, что крепеж был прижат неплотно, или ослабело одно из соединений. Делать это нужно максимально быстро, поскольку газовая утечка – крайне опасное явление.

Конечно же, термопары для газовых котлов – достаточно специфические приборы, которые не всегда легко выбрать без помощи специалиста. Также можно найти специальную таблицу соотношения характеристик прибора с характеристиками газовых котлов. Если показатели совпадают с точностью до градуса, значит, такая термопара вам подойдет.

Устройство

1. Датчик бывает заземленным. Это самый распространённый вид устройства. Его производят с помощью сварки двух металлических концов, образуя при этом общий узел, на конце он имеет специальный стержень. Приспособление этого типа очень быстро откликается. Дело в том, что устройство гильзы напрямую контактирует с внешней оболочкой. Несмотря на большинство плюсов, устройство этого типа имеет один минус – это повышенная чувствительность прибора. Если возникают электрические помехи, то прибор сразу реагирует на это.
2. Термопара может также быть незаземленной. В этом случае два металлических конца также имеют сварку, но они не соединяются между собой. Пример такого устройства – мультиметр, имеющий термопару. Плюс этого типа устройства в том, что он не так чувствителен, как первый тип, потому что оснащен специальным чехлом – минеральная изоляция, разделяющая два элемента прибора.

Принцип работы

Многие газовые плиты иностранного производства имеют такую комплектующую термопары, как датчик газового контроля. Это устройство часто капризничает и перекрывает подачу газа тогда, когда это совершенно неуместно. Например, если на газовую плиту попадет немного воды или в кухне будет сквозняк, датчик сработает и перекроет подачу газа. Термопара в газовой плите устанавливается возле газовых конфорок и в духовке.

Для начала необходимо определить, в чем причина плохой работы датчика. Он может либо не работать вообще, либо работать с перебоями, отключить подачу газа без причины.

Иногда термопару нужно лишь поправить либо же убрать загрязнения. Чтобы почистить термопару, возьмите кусочек наждачной бумаги и проведите несколько раз под конструкцией рассекателя пламени.

Проверить, нужна ли чистка вашему датчику, можно с помощью двух простых способов.

1. Нажать на кнопку и вызвать электрический розжиг. Если конфорка горит, но, как только вы отпускаете кнопку, она тухнет, значит, не работают контакты. Их нужно почистить или поправить.
2. После того как вы зажгли конфорку и отпустили руку, через несколько секунд пламя потухло – необходимо проверить контакты.

Проводить замену устройства должен лишь специалист, так как это очень опасно. Если крепление негерметично, то любая поломка прибора даст искру, из-за чего произойдет взрыв газовой плиты. Чтобы избежать пожара в своем доме, не проводите самостоятельно замену термопары, а попросите специалиста сделать это.

Для замены устройства вам необходимо будет купить новую термопару в специализированном магазине. При выборе этого устройства выбирайте только качественный прибор, который прослужит вам долгие годы. Прежде чем покупать новый прибор, проконсультируйтесь со специалистом, который посоветует именно тот датчик, который подойдет именно вашей газовой плите или колонке.

Замена датчика термопары на газовом котле немного сложнее. В газовом котле чаще всего используют термопару из хрома и алюминия либо же из хромеля и копеля, реже используется железо-константа. Все эти металлы рассчитаны на высокий температурный режим, такие датчики часто используют в промышленности литейного производства.

Система контроля газового котла имеет в составе электромагнитный клапан и термопару.

Чтобы провести замену устройства, нужно выполнить ряд последовательных шагов.

1. С помощью гаечного ключа открутить гайки, которыми закреплена термопара к электромагнитному клапану, после нужно достать один из концов термопары.
2. Осмотреть разъёмы. Если на них присутствуют различные загрязнения или окисления, их необходимо зачистить. Для этого понадобится мелкозернистая наждачная бумага.
3. Проверить с помощью мультиметра датчик термопары. Чтобы это сделать, приложите один из металлических концов устройства к мультиметру, а второй нагрейте с помощью зажигалки или горелки. Показатель мультиметра должен быть в пределах 50 мВ.
4. После этого, если показатель соответствует данным, нужно собрать его в той же последовательности. Если нет, то, скорее всего, его придется заменить.

Что такое термопара

Разновидности термопар

Основное различие между термопарами кроется в используемом материале для изготовления проводников. При этом встречаются довольно необычные названия сплавов, о которых могут знать лишь любители кроссвордов или сканвордов. В зависимости от этого все устройства делятся на несколько типов. Более наглядно это можно увидеть на таблице ниже.

При этом из всех перечисленных типов бытовое газовое оборудование с автоматикой оснащается лишь тремя – это разновидности K, E и N.

Термопара характеризуется несложным строением. При наличии соответствующих навыков это устройство можно даже сделать собственными руками в домашних условиях. Однако лучше приобрести промышленный прибор, прежде изучив технические характеристики, а также особенности всех типов устройств.

Специализированные компании производят термопару трёх видов:

1. Типа Е — для изготовления используются две пластины: константан и хромель. Этот прибор отличается повышенной производительностью. Кроме того, он контролирует процесс, протекающий в диапазоне температур от —5°С до 74°С.
2. Типа J — в приборе вместо хромеля установлена железная пластинка, которая ничуть не ухудшает технические характеристики устройства. Имеет повышенную чувствительность к изменениям, а температурный диапазон — от —4°С до 74°С.

3. Типа К — такие термопары пользуются наибольшей популярностью. Они оснащены пластинами, сделанными из алюминия и хромеля.

   Рабочий диапазон изменяется в пределах от —20°С до 135°С, а саму чувствительность производителям удалось повысить на несколько позиций.

   Продолжительность срока эксплуатации этого прибора определяется средой использования: так, в углекислом газе пластина из хромеля покрывается ржавчиной в виде зелёной гнили, сплав быстро портится и устройство теряет немагнитные свойства.

Существуют и другие типы термопар, однако, они не подходят для применения в газовых котлах по причинам:

• сплавы содержат дорогие металлы, поэтому у них высокая стоимость;
• такие модели ничем не лучше, чем типы К, Е или J.

Типы термопар и их характеристики

Примечательно, что термопарам не нужны никакие дополнительные источники питания. Они применяются для измерения температур достаточно большого диапазона: от -200 °C до 2000 °C. При этом они обладают меняющимися параметрами. Проблематично еще и то, что надо учитывать влияние температуры свободных концов на заключительные результаты измерений. Помимо этого, низкое выходное напряжение требует достаточно точных усилителей.

Ярким примером использования приборов, созданных по принципу термопар, служат компактные цифровые термометры. В настоящее время — это основной и, пожалуй, самый массовый прибор для осуществления статических и динамических измерений.

Выходным сигналом термопары является постоянное напряжение. Он достаточно просто преобразуется в цифровой код. А затем его можно измерить с помощью простейших приборов. Для этих целей можно взять, к примеру, малогабаритный цифровой мультиметр.

Измерительные приборы на основе термопар отличает высокая точность и чувствительность, а также правильность характеристик преобразования. Обычно напряжение на выходе колеблется от 0 до 50 мВ, а типичная производительность — от 10 до 50 мкВ/°C. Все зависит от используемых в датчике материалов.

Различные сплавы, используемые для изготовления термопар, обладают разными коэффициентами термо-ЭДС. В зависимости от того, из каких металлов изготовлены термоэлектроды, различают следующие основные типы термопар:

• ТПП13 – платинородий-платиновые (тип R);
• ТПП10 – платинородий-платиновые (тип S);
• ТПР – платинородий-платинродиевые (тип B);
• ТЖК – железо-константановые (тип J);
• ТМКн – медь-константановые (тип T);
• ТНН – нихросил-нисиловые (тип N);
• ТХА – хромель-алюмелевые (тип K);
• ТХКн – хромель-константановые (тип E);
• ТХК – хромель-копелевые (тип L);
• ТМК – медь-копелевые (тип M);
• ТСС – сильх-силиновые (тип I);
• ТВР – вольфрамрениевые (типы A-1 – A-3).

Технические требования к термопарам задаются параметрами определёнными ГОСТ 6616-94, а их НСХ (номинальные статические характеристики преобразования), оптимальные диапазоны измерений, установленные классы допуска регулируются стандартами МЭК 62460, и определены ГОСТ Р 8.585-2001. Заметим, также, что НСХ в вольфрам-рениевых термопарах отсутствовали в таблицах МЭК до 2008 г.

Классификацию термодатчиков можно провести и по другим признакам: по типу спаев, количеству чувствительных элементов.

Типы спаев

В зависимости от назначения термодатчика спаи термопар могут иметь различную конфигурацию. Существуют одноэлементные и двухэлементные спаи. Они могут быть как заземлёнными на корпус колбы, так и незаземленными. Понять схемы таких конструкций можно из рисунка 5.

Буквами обозначено:

• И – один спай, изолированный от корпуса;
• Н – один соединённый с корпусом спай;
• ИИ – два изолированных друг от друга и от корпуса спая;
• 2И – сдвоенный спай, изолированный от корпуса;
• ИН – два спая, один из которых заземлён;
• НН – два неизолированных спая, соединённых с корпусом.

Заземление на корпус снижает инерционность термопары, что, в свою очередь, повышает быстродействие датчика и увеличивает точность измерений в режиме реального времени.

С целью уменьшения инерционности в некоторых моделях термоэлектрических преобразователей оставляют горячий спай снаружи защитной колбы.

Часто требуется измерение температуры в различных точках одновременно. Многоточечные термопары решают эту проблему: они фиксируют данные о температуре вдоль оси преобразователя. Такая необходимость возникает в химических и нефтехимических отраслях, где требуется получать информацию о распределении температуры в реакторах, колоннах фракционирования и в других ёмкостях, предназначенных для переработки жидкостей химическим способом.

Многоточечные измерительные преобразователи температуры повышают экономичность, не требуют сложного обслуживания. Количество точек сбора данных может достигать до 60. При этом используется только одна колба и одна точка ввода в установку.