Меряем температуру термопарой
На сегодняшний момент существует два типа датчиков, позволяющих измерить температуру: терморезистор (термистор) и термопара. Принцип их работы почти ясен 🙂 из названия: терморезистор — это резистор изменяющий свое сопротивление под действием температуры, термопара — два провода из разных материалов спаянные вместе, в которых при нагреве, за счет разности потенциалов, возникает ЭДС.
Обычно в автомобильных системах применяют терморезисторы, так как они способны работать при значительных механических нагрузках, но одновременно с этим преимуществом они имею и ряд недостатков: способны работать только в узком диапазоне температур, да и в этом диапазоне зависимость температура -сопротивление у них нелинейная, причем в течении срока службы эта зависимость изменяется. Термопара в этом плане проще, да и если ее механически не нагружать, то надежнее, да и диапазон рабочих температур у нее побольше. Поэтому в различных системах измерений чаще применяют термопару. А раз ее применяют, то нужно научится ее применять и нам — мы что рыжие? 🙂
На этом с теорией все, перехожу к практике. Кто хочет почитать о типах датчиков подробнее, могу порекомендовать статью — www.picad.com.ua/0105/pdf/50-54.pdf
Электроника
ЭДС вырабатываемая термопарой очень небольшая — порядка нескольких миливольт, поэтому без усилителя не обойтись. Поискав в интернете я нашел 5 различных схем усилителей под термопару и на основе одной из них нарисовал свою
Как потом понял R3 лишний и его можно из схемы выбросить — коэффициент усиления мы все равно учтем потом программно.
Ну тут мне немного повезло — термопара паяльника (который нужно подключить) и имеющегося у меня мультиметра имели одинаковые характеристики, поэтому я просто крокодильчиками мультиметра "сел" на выход термопары, а второй мультиметр прицепил на выход схемы. Нагревая кончик паяльника(а соответственно и термопару) горелкой записал значения температуры и соответствующие им значения напряжения на выходе схемы.
Тем кому такая халява "не прокатит" придется или располагать обе термопары (подключаемую к контроллеру и мультиметра) рядом или мерять термопарой температуру у тел с точно известной температурой (например: льда — 0 С, человеческого тела -36,6С, кипятка — 100С).
Немножко математики
Заносим полученные данные в Excel, выделяем их и нажимаем кнопочку "мастер диаграмм"
Далее выбираем тип диаграммы "точечная" и нажимаем "готово"
Получили нашу зависимость "температура — напряжение" графически.
Если полученные точки не лежат примерно на одной линии, то значит намеряли мы чегой то неправильно — перемеряем. Если все "Ок", то клацаем мышкой на любой из построенных точек и, нажав на правую кнопочку, получим окошко, где выбираем "Добавить линию тренда".
В открывшимся окошке проверяем, чтобы "Тип" был "Линейный", а на вкладке "Параметры" нужно поставить галочку напротив "Показать уравнение на диаграмме".
Добавившееся на графике уравнение и есть искомая зависимость "напряжение-температура"
Теперь вспоминаем, что для AtMega АЦП при 0В на входе выдает 0, а при 5В — 1024 и пересчитываем "температура — напряжение" в "показание АЦП — температура" умножив на 5/1023:
у=206.36*х*(5.0 / 1023.0) -13.263
где х — показание АЦП, у — реальное значение температуры
Сборка
Описывать в данном пункте особо нечего — цепляем нашу схему к МК или платке Ардуино, подключаем туда же цифровую панель отсюда — www.drive2.ru/b/2826794/
Программа
Программу тоже берем для цифровой панели, изменив только основной цикл
void loop() <
unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 1000;
int sensorValue;
int temp_real;
//cчитываем показания АЦП
unsigned long currentMillis = millis();
if (currentMillis — previousMillis >= interval)
temp_real = abs(int(206.36*sensorValue*(5.0 / 1023.0) -13.263));
>
showNumber(temp_real);
>
Результат
Как то так
как видно изображение слегка дрожит -нужно усреднять показания, а не мерять через какой то интервал, но это уже будет учтено в окончательной версии
Как правильно проверить термопару мультиметром
Термопары (ТП) функционируют во многих тепловых процессах в качестве первичных датчиков температуры автоматической системы безопасности и регулирования. На объектах бытовой теплоэнергетики они устанавливаются для защиты горелок от отрыва пламени на газовых котлах, колонках и плитах, для приготовления пищи.
Они работают в высокотемпературной зоне газового факела, в связи с чем могут выходить из строя. При этом автоматика безопасности мгновенно отключает газоиспользующее оборудование. Для того, чтобы обеспечить безаварийную и продолжительную работу газовых плит, колонок и котлов, необходимо исключить ложное срабатывание защиты, а так же требуется знать, как проверить термопару мультиметром. В домашних условиях это возможно выполнить без проблем.
Что такое термопара
Термопара — это устройство, состоящее из спаянных разнородных проводников или полупроводников, образующих единую электроцепь. ТП работает на базе термоэлектрического эффекта, известного как «эффект Зеебека».
Эффект, когда два спаянных разнородных металла при определенной температуре генерируют напряжение, пропорциональное полученной тепловой энергии. Чем выше температурный напор в точке спая, тем больше термопара вырабатывает Э.Д.С.
Конструкция
Эффективность работы и высокая точность срабатывания данного первичного датчика температур базируется на простом принципе.
Его работа обеспечена такими основными элементами конструкции:
- Спай термопары из 2-х разнородных проводников. Иногда вместо проводников могут быть установлены полупроводники.
- Изолированные проводники, составляющие цепь от места спайки до точки вывода сигнала к внешним токоприемникам.
- Экранирующее защитное покрытие — металлическая трубка, закрывающая провода цепи от воздействия открытого огня в газовом факеле.
Важно! В состав спая могут быть включены как цветные, так и благородные металлы. В зависимости от этого термопары группируются по нескольким модификациям, характеристика которых представлена ниже.
Принцип работы
Термопара устанавливается в измеряемую зону с высокой температурой. Сплав металлов нагревается до рабочей температуры. Между холодными и горячими соединениями в цепи образуется напряжение. К холодным выводам термопары подключается токоприемник или измерительный прибор, тем самым замыкая цепь. Возникшее напряжение в катушке газового клапана-отсекателя электромагнитного типа создает индукцию, в связи чем он открывается и пропускает газ к горелке.
Для того, чтобы запустить котел или газовую колонку, вначале в ручном режиме потребуется нажать на шток. Начнется пропуск газа к горелке и пьезозапальник подожгет факел. В течении 30 сек будет происходить разогрев термопары. При выработке термопарой рабочего напряжения, электромагнитный клапан будет удерживаться этим напряжением в открытом положении. После того, как газ перестанет попадать в топку или произойдет аварийный отрыв факела от горелки, спай термопары остывает и прекращается подача напряжения на газовый клапан, который закрывается, тем самым отсекая подачу топлива в котел или газовую колонку.
Справка. По этому принципу функционирует система безопасности не только в бытовых газовых установках, но и на мощных энергетических станциях от ТЭЦ до АЭС, а также на металлургических, химических и других видах производств, которые используют газ в технологических процессах.
Для чего нужно проверять термопары
Любой энергетический агрегат будет отключен аварийно, если не сработает датчик температур. Замена термопары дорогостоящий процесс, тем более что она нужна не во всех случаях. Чтобы исключить ложное срабатыватывание автоматики безопасности по факелу пламени, лучше провести проверку ТП. Восстановление его работоспособности начинают с визуального осмотра термопары.
Как правило, она выходит из строя по причине перегорания термального индикатора, что случается довольно часто в котлах. В этом случае на поверхности датчика можно обнаружить черную вмятину либо даже сквозную дыру. В таком случае такой измеритель отбраковывается сразу и потребуется установить новый.
Важно! В некоторых случаях термопара не имеет внешних отклонений. В этом случае ее работоспособность можно проверить только с помощью мультиметра.
Какой прибор выбрать для измерения
Для выполнения тестирования термопары подойдет самый простой мультиметр, который обычно имеется в арсенале у домашнего мастера. В том случае, если потребуется купить новый, то лучше взять модель способную решать многие задачи, в том числе и замер температур.
Также нужно обратить внимание на то, чтобы мультиметр, кроме стандартных замеров напряжения, сопротивления и проводимости электроцепей, обладал такими функциями:
- «HOLD» — функция фиксации результатов измерения на дисплее;
- «REL» — функция выполняющая измерение относительно базового значения;
- ●))) — функция тестирования электроцепей с подачей звукового сигнала.
Важно! Мультиметр обязан быть безопасным для пользования. Данные по его электробезопасности указывается в инструкции завода-изготовителя и наносятся на корпус прибора. Для тестирования термопары достаточно приборов класса CAT II / IIІ, соответствующим электробезопасности для внутридомовых распредсетей и локальных сетей питания.
Также можно проверить термопару авометром — это прибор комбинированного принципа действия. В основном измеряет постоянные характеристики тока, сопротивления и напряжения. В сущности, название «авометр» собрано из названий 3-х приборов, которые традиционно используют для замера отмеченных параметров: амперметра, вольтметра, омметра.
Пошаговая инструкция проверки термопары
Проверка термопары тестером не является сложной. Тем не менее, она связана с определенными рисками из-за наличия высокой температуры, газа и опасного напряжения. Поэтому пользователь должен придерживаться при работе следующих правил:
- Рабочая зона должна быть хорошо освещена.
- Запрещается пользоваться мультиметром вблизи легкогорючих и взрывоопасных веществ, а также в помещении с повышенной влажностью.
- Мультиметр должен находиться на ровной плоскости. В процессе тестирования, щупы необходимо держать за изолированные части.
- Запрещено перегружать мультиметр в процессе работы.
Внимание! При тестировании термопары ее корпус может сильно нагреваться до середины длины корпуса, поэтому работу проводят в защитных перчатках.
Принцип проверки термопары мультиметром одинаков, но могут быть некоторые отличия в зависимости от конструкции газоиспользующего оборудования, например, для котла или газовой плиты.
Отопительный газовый котел
Если газовый котел остановлен аварийно, а диагностика котла сообщает владельцу, что отсутствует пламя на горелке, то первым делом потребуется проверить работоспособность термопары мультиметром:
- В целях безопасности отключают котел от электрической и газовой сети.
- Термопара имеет незакрепленный конец, который размещен в факеле горелки, а второй закреплен к электромагнитному клапану с помощью гайки.
- Для снятия ТП с котла откручивают гайку.
- Свободный конец ТП нагревают над источником открытого огня. Подойдут горящая свеча или газовая конфорка. При этом важно выдерживать минимальный уровень размещения ТП — 1 см от пламени.
- После того, как ТП нагрелась, начинают тестирование мультиметром.
- Мультиметр установить в режим замера минимального постоянного электрического напряжения.
- В трубке имеется токопроводящий контакт, к нему необходимо присоединить «+» щуп мультиметра.
- Щуп «минус» соединить с корпусом элемента.
- Нагреть наконечник на открытом пламени.
- Если показания будут в пределах 20–25 мВ, то термопара исправна, а сбои в работе котла по данному параметру защиты могут быть вызваны плохими контактами между проводами ТП и газовым клапаном-отсекателем.
- Даже в том случае, если напряжение ТП не достигает 20 мВ, чтобы исключить ошибку потребуется несколько раз прозвонить термопару, дополнительно нагревая ее. Если все замеры покажут результаты ниже 20 мВ, то термопара подлежит замене, поскольку современные датчики этого класса ремонту не подлежат.
Для того чтобы правильно выбрать новую ТП для замены, нужно ориентироваться по марке котла, так как термопара может производиться по классификации ЕС, а не по отечественным стандартам, и это создает определенную путаницу.
Газовая плита
Все современные газовые плиты имеют систему газ-контроль, которая работает с термопарой. В том случае, когда плита не запускается из-за срабатывания защиты по данному показателю, скорее всего, засорилась либо вышла из строя термопара.
Важно! Перед началом тестирования нужно закрыть подачу газа на конфорки и духовку, отключить плиту от электросети и убрать все приспособления, посуду.
Пошаговая инструкция проверки работоспособности термопары мультиметром в газовых плитах:
- Снимают дверцу с духовки.
- Находят ТП. Обычно она расположена вблизи рассекателя пламени.
- Если при внешнем осмотре на поверхности корпуса термопары была обнаружена грязь и копоть, то осторожно мелкой наждачной бумагой ее убирают.
- Выносят образовавшийся мусор из духовки. Повторно проверяют работоспособность датчика.
- Если газовая плита по-прежнему отключается системой защиты, то приступают к проверке ТП мультиметром.
- Для этого нужно найти электролинию соединения датчика с электрической защитой плиты. Как правило, она расположена под лицевой панелью либо под верхней крышкой в месте расположения газового клапана-отсекателя и переключателя температур.
- Проверяют целостность контактной группы, которые также могут давать сбой в работе ТП.
- Устанавливают настройку предела измерения прибора в районе десятков мВ.
- Подключают щупы к выводам термопары и нагревают измерительный участок.
- Если мультимер покажет напряжения на выводах ТП до 20 мВ, устройство не исправно. Для точности определения замеры выполняют несколько раз.
Советы по проверке термопары
В том случае, если пользователь не хочет прежде времени снимать ТП с котла, то можно ее протестировать на действующем оборудовании. Для этого отключают трубку ТП от системы автоматики и подсоединяют мультиметр. Удерживая клавишу клапана-отсекателя, разжигают запальное устройство и через 30–40 сек. снимают показания напряжения первичного датчика.
Преимуществом этого метода является простота измерений, а недостатком — отсутствие визуального обследования датчика и невозможность очистки его поверхности от сажи, что также может быть причиной аварийного срабатывания котла.
В целом считается, что термопары менее точные и чувствительные датчики температуры, чем, например, термисторы. Но благодаря своей низкой стоимости и высокой надежности эти термопары десятилетиями успешно использовались в нагревательных процессах.
Невзирая на то, что конструкция термопары довольно простая, она считается исключительно важным элементом современной защиты газового оборудования. Выполняя роль первичного измерителя температуры в системе «газ-контроль», термопара создает надежную защиту газового оборудования от возможных аварийных ситуаций. Работоспособность термопары — залог безопасности в доме и контролировать ее можно с помощью простых замеров, выполняемых мультиметром.
Как проверить термопару мультиметром на газовом котле
Во многих домах центральным элементом системы отопления является газовый котёл. Однако для поддержания исправности прибора необходимо принимать во внимание особенности функционирования оборудования.
Например, в процессе работы котельной установки внутри камеры сгорания температура воздуха повышается, поэтому важно контролировать данный параметр.
Специально для этого используется термопара — термоэлектрический прибор, который является практически единственным устройством для точного измерения повышенных температур. Сегодня применяют оборудование, функционирующее вместе с автоматическими клапанами.
Особенности регулировки температуры в газовых котлах термопарой
Широкое применение оборудования обуславливается тем, что этот прибор считается главным способом измерить температуру воздуха, а также контролировать уровень пламени.
Ведь устройство не подвергается воздействию повышенных температур и функционирует по специальному принципу, позволяющему получать точные показатели и быстро реагировать даже на незначительные изменения.
Для чего нужна
Термопара — прибор, который устанавливается в отопительном оборудовании и предназначен, чтобы преобразовать термическую энергию в электрический ток для электромагнитных катушек и выполняет функцию главной составляющей защиты газо-контроля. Прибор работает в комплексе со специальным отсекающим газовым клапаном, перекрывающим подачу потока топлива.
Принцип работы
Для изготовления прибора используется сплав из металлов. Он выдерживает воздействие высокими температурами. Однако если в оборудовании произойдёт сбой, то работа газового котла будет остановлена.
Фото 1. Термопара для газового котла с автоматикой 345-1000 мм, , Россия.
Ведь этот термоэлемент функционирует в комплексе со специальным электромагнитным отсекающим клапаном, регулирующим поступление газа в топливный тракт, который закрывается сразу же после поломки термопары.
Принцип работы прибора, построен на таком физическом явлении: два металла соединяются и при нагреве в точках крепления (рабочая зона, которая помещается в пламя) на холодных концах появляется напряжение. Это называется эффектом «Зеебека».
Внимание! Многие модели электромагнитных клапанов чувствительны, поэтому остаются открытыми до того момента, как напряжение на входе не снизится до 20 мВ.
Технические характеристики
У термопары следующие технические параметры:
- широкий диапазон температур;
- высокая точность измерения;
- повышенная устойчивость к коррозии;
- электронный механизм управления.
В чем особенность термопары для газовых котлов
Термопары для газовых котлов и для других промышленных целей изготовлены из неблагородных металлов. С целью защиты от агрессивной рабочей среды их помещают в трубу, которая оснащается подвижным фланцем для крепления конструкции.
Конструкция термопары для газовых котлов включает в себя такие элементы:
- литой корпус головки с крышкой;
- в головке винтами и плавающими зажимами прикреплены колодки из фарфора.
Такая конструктивная особенность позволит компенсировать при разогреве газовой плиты линейное расширение электродов термопары.
Рабочий спай изолирован при помощи наконечника, а защитная труба имеет рабочий и нерабочий участок. Провода соединения проходят через штуцер с асбестовым уплотнителем.
Если электроды в термопаре сделаны из благородного металла, тогда можно применять защитные трубы не из металла, а из кварца, фарфора и другого материала. Лабораторные термопары следует защищать при помощи эмали, шелка или теплостойкой резины.
Разновидности
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:
- 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.
- 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.
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.
Как проверить и заменить термопару для газового котла?
Это сложно отследить, если опыта недостаточно, поэтому нужно рассмотреть детальнее, как проверить работу термопары на газовом котле. Способ рабочий, но только временно, при этом не безопасный — газовое оборудование и вовсе может выйти из строя. Когда кнопка начала себя так вести, сразу необходимо принимать меры.
В первую очередь проверяют терморегулятор. Для проверки термопары пользуются мультиметром:. В ходе нагрева нужно пользоваться перчатками во избежание ожогов на руке.
Подготовка к работе
Электрическое напряжение в термопаре должно быть в пределе мВ. Тем не менее, даже при значении в 18 мВ она способна работать исправно. Выключаться она будет при напряжении, сниженном до мВ. На термопаре попросту может прогореть термодатчик. Юг России. SpyGrek, 07 Окт. Для удлинения термопары нужно использовать специальный «термокомпенсационный провод».
Если надо небольшое удлинение- можно воспользоваться толстеньким медным проводом аккуратнее с «китайским» проводом — они любят стальной покрытый провод выдавать за медь.
Особенности замены термопары
Полученную длинную «термопару-самоделку» нужно проверить по двум точкам — кипящая вода градусов и температура подмышкой не путать с компьютерной или с серой домовой!! Если у вас нет родильной горячки — 36,6. Вставлять надо конец термопары, удлинительный медный провод желательно не греть в жарких рабочих руках! Значения сравниваются с показаниями прибора и вычисляется статическая ошибка, которая учитывается в дальнейшем.
Подразумевается, что характеристика термопары от 36,6 до почти линейна. Alex Научный сотрудник Алма-Ата Если надо небольшое удлинение- можно воспользоваться толстеньким медным проводом kardinalius, 03 Янв. На стыке скрутке с медью дополнительно термопары получаются. Будет врать , и что самое обидное — непропорционально.
Удлинять медью можно только термосопротивление Cu50,Pt Колодка для прикручивания термопары должна иметь позолоченную поверхность, дабы исключить окисную пленку. Сигнал с термопары имеет уровень десятки милливольт, что не всегда способно пробить окисел. У меня такая же проблема.
Решил так:рядом с термопарой установил электронный термометр, и по его показаниям подстраиваю ОВЕН функция сдвиг характеристики. Пережатый, для фиксации кабеля, кончик корпуса датчика, имел кз с одним из кабелей SpyGrek, 08 Окт. Коллеги, забыли температуру таяния водяного льда упомянуть. А вообще — не люблю я термопары, лучше ИМХО термометр сопротивления.
Поверка та же: температура кипения воды, температура таяния льда Кстати, температура тела у всех разная по статистике. Термопара имеет низкий уровень точности Gogizz, 15 Окт. Повторяемости нет у термопар!
Для проверки термопары в котле отопления нужен тестер для измерения напряжения, также хорошо бы чтобы тестер поддерживал измерение силы тока. Термопара это сплав двух металлов, при нагревании термопары под действием температуры выделяется электрический ток. Берем тестер и меряем напряжение на концах термопары. Если термопара исправна напряжение должно быть в пределах от 0.
Если в вакууме сварить лазером или индукцией. То ничего не выгорит и не добавится в спай вот это и будет образцовая особо точная.
В этом сам убеждался несколько раз. Можно обжечься.
Тема в разделе » Отопление, газоснабжение, отопительное оборудование «, создана пользователем MaximW , Войти или зарегистрироваться.
Не хватайте термопару по середине! Включаем тестер на mV милливольты. Если да, то признается годной и дело здесь уже не в термопаре, а в плохом электрическом контакте термопары с электромагнитным клапаном. Это может быть второй причиной отскакивания кнопки клапана.
Как проверить, исправно ли работает устройство с помощью мультиметра
Если возникло подозрение на поломку, то выполняют диагностику исправности терморегулятора. Она проводится следующими способами:
- Один конец прибора соединяется с мультиметром, а противоположный нагревается газовой горелкой либо зажигалкой. Если устройство исправно, то напряжение ниже 50 мВ.
- Нужно тщательно проверить состояние проводников на наличие загрязнений или окисленных участков. Они также свидетельствуют о поломке.
Как правильно выбрать
Чтобы прибор исправно работал и не привёл к сбою всю систему, необходимо внимательно выбирать устройство. Для этого учитываются такие особенности:
- Технические параметры термопары должны полностью соответствовать характеристикам газового котла.
- На устройстве не должно быть видимых повреждений (микротрещины, сколы, потёртости).
- Маркировки должны быть видны.
- Предпочтение отдают продукции только проверенных компаний, которые несут ответственность за качество изделий.
Как сделать термоэлектрический преобразователь
Стоит отметить, что изготавливать термопару для газового котла самому очень сложно, поэтому если у вас нет соответствующего опыта и навыков, лучше не рискуйте.
Но если ситуация такова, что это нужно сделать, то самодельный агрегат для газового котла может на какое-то время вас спасти, пока вы не приобретете новый полноценный прибор.
Старая использованная термопара вам потребуется для работы, самое важное, чтобы наконечник был максимально подходящего размера.
Ход работы такой:
- отрежьте старый наконечник так, чтобы с ним осталась часть защитной трубки вместе с центральной частью;
- отрежьте такую же часть от старого прибора;
- скрутите центральные проводники, которые торчат из трубки, запаяйте соединение и поместите его в изоляцию;
- припаяйте к трубкам провод для их электрического соединения.
В итоге мы получим прибор, который состоит из элемента с гайкой от старой термопары и новой рабочей частью. Однако помните, что для газового котла и других приборов ее нельзя использовать слишком долго.
Замена, если нельзя отремонтировать своими руками
Устройство вызывает сбои по разным причинам. Заменить сломанный прибор на новый можно самостоятельно. Для этого необходимо выполнить поэтапную инструкцию:
- Сначала ключом откручивается специальная гайка, которой термопара прикреплена к патрубку.
- Откручивается компенсационный винт, фиксирующий прибор к месту (он находится непосредственно под монтажным кронштейном).
Аккуратно снимается старое устройство.
При проведении процедуры следует помнить, что недотянутое, как и перетянутое резьбовое соединение будет опасным для исправности системы.
Как проверить термопару при помощи мультиметра
В частных домах и квартирах, где проведен газ, помимо кухонных печей часто встречаются и газовые котлы для обеспечения горячего водоснабжения и отопления. Большая часть отопительной и бытовой газовой техники имеет в своей конструкции термопару, которая защищает устройство от перегрева, что в свою очередь обеспечивает безопасность эксплуатации подобной техники.
Что такое термопара?
В конструкцию термопары входят два разнородных проводника, которые непосредственно контактируют между собой в одной или нескольких точках (в редких случаях соединяются компенсационными проводами). Когда на участке датчика происходит изменение температуры, внутри устройства создается напряжение.
За счет этого осуществляется контроль температуры и защита от перегрева. Также термопары могут применяться для конвертации тепловой энергии в другие виды энергии, в том числе и в электрический ток.
Главные характеристики термоэлектрического преобразователя напрямую зависят от материала, из которого они производятся. Любой термодатчик сделанный из двух разных металлов будет вырабатывать электрический потенциал под воздействием температуры, но для каждой комбинации металлов температура срабатывания будет разной. За счет этого термопары различаются по уровню контроля температуры.
Видов терморегуляторов большое множество, но важным будет их устойчивость к коррозии. В тех моделях термоэлектрических преобразователях, где температурный датчик находится на достаточном удалении от измерительного прибора, в конструкции для их соединения применяют расширительную проводку, благодаря чему снижается стоимость устройства.
Большинство термопар при производстве стандартизируют по эталону температуры, который составляет 0 градусов Цельсия. Большинство производителей применяют технологии электронной компенсации холодной спайки, за счет чего производится корректировка перепадов температуры на клеммах устройства.
Также за счет специальной электротехники можно сводить к минимуму отклонение других характеристик, что делает термопары более точными, а измерения максимально приближенными к действительности.
Термоэлектрические преобразователи получили большое распространение как в бытовой, так и в промышленной нагревательной технике. Эти простые, но полезные устройства можно найти в конструкции газовой колонки, кухонной печи, промышленной печи, газовой турбины выхлопных газов, дизельного двигателя и т. д.
Проверка термопары
Иногда случается, что газовый котел перестает стабильно работать и причин этому может быть много, но зачастую, самой распространенной является неисправность термопары. Первым признаком неисправности газового котла чаще всего становится проблема с кнопкой на магнитной коробке, а точнее она не фиксируется во время работы котла.
В большинстве случаев хозяева газовых котлов в подобной ситуации попросту фиксируют кнопку в нажатом положении при помощи скотча или изоляционной ленты. Но, во-первых это решает проблему только временно, а во-вторых такой метод может привести к непредсказуемым последствиям, например, к полному выходу из строя газового котла или к несчастному случаю.
Если такая проблема с кнопкой начала проявляться, следует сразу принимать меры к ее устранению. В первую очередь необходима проверка терморегулятора. Есть простой метод, как проверить термопару мультиметром:
- Для начала необходимо отключить газовый котел от электросети и газопровода для обеспечения безопасности во время выполнения ремонтных работ.
- На одном конце термопары находится термодатчик, а вторым концом при помощи гайки термопара крепиться к электромагнитному клапану.
- Гайка откручивается от клапана, и термопара снимается с газового котла.
- Далее необходимо нагреть датчик термоэлектрического преобразователя над источником стабильного огня (например, газовая конфорка кухонной плиты или свеча). Датчик необходимо держать на высоте примерно 1 см от пламени.
Внимание! При нагреве датчика, корпус термоэлектрического преобразователя может нагреться до середины. При нагреве термопары стоит использовать перчатки для защиты рук от ожогов.
Также в случаях, когда напряжение термоэлектрического преобразователя не превышает 18 мВ, он может быть все же исправным. Необходимо подвигать терморегулятор в пламени и провести замер щупами для мультиметра еще раз.
Оптимальное значение электрического напряжения для стабильной работы электромагнитного клапана является 20-25 мВ. Но даже при 18 мВ клапан может продолжать работать без выбивания. Кнопка будет постоянно выключаться при значении напряжения меньше 16-17 мВ.
Самый распространенный тип поломки термопары это прогорание термодатчика.
Если при визуальном осмотре на поверхности датчика видна глубокая черная вмятина или дырка (прогар), то термоэлектрический преобразователь необходимо заменить. Прогорание термоэлектрических преобразователей случается в газовых котлах любого производителя, что является нормально практикой в их эксплуатации.
Также для повышения напряжения в термопаре, а, следовательно, и повышения чувствительности электромагнитного клапана, отверстие запальника специально дополнительно увеличивали. Это приводит к повышению напряжения до значения 30 мВ, но срок эксплуатации терморегуляторов в таких условиях снижается.