Термопара для газовой


принцип работы, устройство, типы, замена

Для приготовления пищи в быту зачастую применяются газовые плиты, в которых устанавливаются специальные устройства контроля температуры. За счет ряда преимуществ для измерения используется термопара. Как правило, одно упоминание об этом незамысловатом устройстве вызывает ряд трудностей в понимании его назначения и принципа работы. Поэтому в данной статье мы рассмотрим назначение и принцип действия термопары для газовой плиты.

Что такое термопара?

Термопара представляет собой датчик, преобразующий  изменение температуры в электрический сигнал. В дальнейшем электрическая энергия от такого датчика участвует в работе электроники и автоматики плит, газовых котлах и колонках. При изменении электрического потенциала на концах термопары в определенных пределах происходит блокировка газконтроля и горение в газовой плите прекращается. Такое устройство позволяет, как поддерживать подачу газа к пламени горелки, так и прерывать его подачу в аварийных ситуациях.

Физически термопара представляет собой электрический контакт между двумя проводниками из различных материалов. Такой контакт может обеспечиваться посредством:

  • Пайки – обеспечивает хороший контакт для легкоплавких материалов;
  • Сварки – обеспечивает наиболее точные измерения, но и наиболее энергоемкий процесс при изготовлении контакта, хорошо подходит для тугоплавких материалов;
  • Обжима – наиболее простой способ, но обеспечивает достаточно низкую точность, поскольку при температурном расширении и сужении нарушается плотность контакта.

В зависимости от параметров работы газовых колонок или плит применяются соответствующие способы соединения проводников. Следует отметить, что термопара плиты – это сам контакт, в то время, как все остальные составляющие (провода, экран, выводы и т.д.) представляют собой термометр.

Принцип работы

Принцип работы термопары заключается в наличии определенного уровня электрического заряда у любого металла. Его уровень составляет порядка нескольких микровольт, эта величина определяет способность электронов металла совершать направленное движение в замкнутой электрической цепи. При соединении двух металлов с различным уровнем потенциала, в точке контакта возникает переход электронов из зоны с большим потенциалом в зону с меньшим.

В холодном состоянии на выходе получается небольшое напряжение, но, при увеличении температуры этих материалов с одной стороны, увеличивается и разность потенциалов, соответственно, растет величина вырабатываемой термопарой ЭДС. В физике такое явление получило название эффекта Зеебека, по фамилии ученного, открывшего процесс. Пример выработки термоэдс приведен на рисунке 1:

Рис. 1: принцип работы термопары

На практике для соединения используются материалы с различными по направленности термоэдс. К примеру, в термопаре из алюмеля и хромеля величина потенциала изменяется на – 17,3 мкВ и + 24 мкВ соответственно при изменении температуры на один градус Цельсия. Таким образом, при нагревании этого соединения до 300ºС, на выходе возникнет напряжение равное 24 мВ.

Если рассмотреть схему работы (рис. 2), в ее цепи включены  три элемента: термопара, термореле и электромагнитный клапан. Термопара специально располагается вблизи очага горения, чтобы моментально реагировать на основные процессы в духовых шкафах.

Рис. 2: Схема работы

Посмотрите на рисунок, при нагревании контакта термопары в ней возникает ЭДС, которая обуславливает протекание электрического тока через цепь термореле к катушке электромагнита. Когда от электрического поджига зажигается газ, происходит нагревание одного конца термопары в духовке, благодаря описанному выше эффекту в цепи возникает ЭДС. При замкнутых контактах термореле электрический ток протекает от термопары через замкнутые контакты термореле по катушке электромагнитного клапана. При нагревании термопары величина тока в катушке становится достаточной для перемещения и удержания сердечника катушки, который открывает клапан подачи газа.

В случае нагрева духовки до установленной вами величины срабатывает термореле и разрывает свои контакты в цепи. Из-за чего катушка теряет возбуждение и магнитный поток больше не удерживает сердечник, который возвращается в исходное положение и закрывает клапан газконтроля. При отсутствии подачи газа пламя в плите гаснет.

Если возникает аварийная ситуация, когда в системе происходит утечка газа или перебой, при котором прекращается подача, а через какой-то промежуток снова возобновляется, срабатывает система газконтроля. Как только в плите тухнет газ, она стремительно остывает, из-за чего снижается и ЭДС, и величина тока в цепи электромагнита клапана. Клапан полностью закрывается и даже при возобновлении газового снабжения печи, клапан предотвращает его проникновение в духовку.

Таким образом, термопара осуществляет функцию газконтроля как в  штатной ситуации, так и в аварийной.

Устройство и конструкция

Рис. 3: пример конструкции термопары

Конструктивно термопару можно подразделить на такие элементы:

  • Спай термопары – состоит из двух проводников, реже полупроводников, соединенных в одну цепь;
  • Изолированные металлы – продолжают вывод рабочих проводников от места спайки до точки подключения к электрической цепи, на всей протяженности провода изолируются друг от друга;
  • Экранирующее покрытие – выполняется в виде металлической трубки по всей длине датчика температуры и проводов его подключения.

Спай включает в себя две проволоки из разнородных материалов. В состав которых могут входить цветные и благородные металлы, как правило, в сплавах. В зависимости от состава проводников термопары подразделяются на несколько типов, особенности которых приведены в таблице.

Таблица 1. Типы термопары

Тип термопары Сплав Российская маркировка Диапазон температур, °С Особенности термопары
K хромель-алюмель TXA от -200 °С
до +1000 °С
Возможность работы в нейтральной атмосфере либо атмосфере с избытком кислорода
L хромель-копель TXK от -200 °С
до +800 °С
Самая высокая чувствительностью из всех промышленных термопар. Свойственна только высокая термоэлектрическая стабильность при температурах до 600 °С.
E хромель-константан TXKn от -40 °С
до +900 °С
Высокая чувствительность.
T медь-константан TMKn от -250 °С
до +300 °С
Может работать в атмосфере, в которой  небольшой избыток или недостаток кислорода. Не чувствительна к повышенной влажности.
J железо-константан ТЖК от -100 °С
до +1200 °С
Хорошо работает в разряженной атмосфере. Невысокая стоимость обусловлена входящим в состав железом.
А вольфрам-рений ТВР выше +1800 °С Хорошие показатели механических свойств при высокой температуре. Может работать при частых и резких теплосменах и при больших нагрузках. Неприхотливость при изготовлении и монтаже, так как имеют небольшую чувствительность к загрязнениям.
N нихросил-нисил ТНН от -200 °С
до +1300 °С
В группе неблагородных металлов считается самой точной термопарой. Высокая стабильность при температурах от 200 до 500 °С.
B платинородий-платинородиевая ТПР от +100 °С
до +1800 °С
Высокая механическая прочность. Большая стабильность при высоких температурах. Небольшая склонность к росту зерна и охрупчиванию. Невысокая чувствительность к загрязнению.
S платинородий-платина ТПП10 от 0 °С
до +1700 °С
Высокая точность измерений. Хорошая воспроизводимость и стабильность термоЭДС.
R платинородий-платиновая ТПП14 от 0 °С
до +1700 °С
Обладает свойствами, идентичными термопаре типа S.

Как видите из таблицы, различный тип обуславливает разный рабочий диапазон температур, чувствительность к ее изменению, стабильность при длительной нагрузке и другие характеристики. Что обязательно следует учитывать при выборе конкретной модели для плиты в случае замены или установки с нуля.

В зависимости от рабочей температуры подбирается и соответствующий материал для изоляции витой скрутки проводников термопары. К примеру, до 120ºС могут применяться любые виды, до 1300ºС фарфоровые. Существуют модели и свыше 1300 ºС, в которых для изоляции используются окислы магния, бериллия и алюминия, но из-за того, что в бытовых приборах такие температуры отсутствуют, приобретать и рассматривать подобные термопары нецелесообразно.

Проверка, чистка, замена

Если плита начала плохо загораться, вполне вероятно, что термопара засорилась или вышла со строя. Но стоит отметить, что причина неисправности может и не затрагивать этот элемент. Для проверки следует выполнить такие действия – поверните ручку духовки и подожгите газ. Если после того, как вы отпустите ручку, духовка тухнет, это первый признак, что система газконтроля не открывает клапан подачи газа в плите.

Скорее всего, что поверхность измерительного элемента засорилась, и он не воспринимает температурные изменения в окружающей среде. Чтобы починить газовое оборудование в плитах фирм Гефест, Ariston, Indesit, Gorenje      и т.д. следует для начала почистить термопару в плите, для этого:

  • Предварительно закройте газовые краники и отключите плиту от сети внешнего электроснабжения; Рис. 4: перекрыть подачу газа на духовку
  • Откройте духовку и удалите из нее все лишнее – вы должны свободно проникнуть внутрь, если что-то вам мешает, уберите это, при необходимости можете снять дверцу с плиты; Рис. 5: удалите из духовки все лишнее
  • Найдите саму термопару – как правило, она расположена в верхней части духовки, ее обязательно устанавливают вблизи рассекателя пламени; Рис. 6: термопара в духовке
  • При обнаружении нагара, копоти и прочего мусора на ее поверхности их следует очистить при помощи мелкой наждачки, очищать ударным методом категорически запрещено, так как вы можете повредить термопару безвозвратно;
  • Соберите удаленный мусор и опробуйте работоспособность.

Если такой ремонт газконтроля не принес желаемого результата, следует проверить термопару при помощи мультиметра или милливольтметра. Для этого вам понадобится добраться до места подключения термопары к электрической сети плиты. Как правило, она располагается под передней панелью или верхней крышкой, где находиться переключатель температуры или газовый клапан. Здесь также могли отойти контакты, тогда их достаточно просто поправить, если нет, переходите к измерениям.

Установите предел измерения мультиметра в районе десятков милливольт. Подключите щупы к выводам термопары и подогрейте измерительный элемент (не обязательно открытым огнем, но это довольно доступный способ).

Рис. 7: проверка термопары мультиметром

Если милливольтметр покажет изменение напряжения на выводах, устройство исправно и причина в чем-то другом. В противном случае вы могли неправильно установить предел для вашей модели термопары или  автоматика газконтроля неисправна.

Замена термопары газовой плиты

В большинстве случаев, выход со строя характеризуется перегоранием проводников. Их самостоятельная пайка или сваривание в домашних условиях возможны, но нецелесообразны, так как после сращивания невозможно обеспечить прежнюю точность измерений. Поэтому оптимальным вариантом является замена термопары. Для этого:

  • Приобретите в интернете новую модель для замены, лучше это делать по коду термопары, который можно обнаружить на самом устройстве либо в паспорте газовой плиты;
  • Также отключите плиту от электрической сети и системы газоснабжения;
  • Снимите переднюю панель и верхнюю крышку плиты и отключите электрические выводы в месте их подключения к электромагнитному клапану; Рис. 8: Снимите переднюю панель или верхнюю крышку
  • Открутите в духовке гайку крепления и выньте термопару, если крепежный элемент сразу не поддается, не прилагайте чрезмерный усилий, чтобы не сломать место крепления, используйте WD-40 или любой другой растворитель; Рис. 9: Открутите термопару
  • Установите новую термопару в отверстие и закрепите ее по аналогии с предыдущей, подключите к цепи внутренней электропроводки плиты; Рис. 10: Установите новую термопару
  • Соберите в обратной последовательности и опробуйте работоспособность газовой плиты.

Советы по безопасности

Ввиду того, что термопара отвечает за безопасную работу газовой плиты, следует проследить, чтобы во время замены и эксплуатации обеспечивались оптимальные условия:

  • При первых признаках утечки газа сразу перекрывайте газовые краны и обеспечьте проветривание помещения;
  • Направление измерительного элемента должно равномерно приближаться к пламени или располагаться вдоль источника тепла;
  • Проволока не должна испытывать механической нагрузки или натяжения, но и свободно болтаться она так же не должна;
  • При замене одной модели на другую, выбирайте подходящую по параметрам и температурному режиму для вашей плиты.

Если самостоятельно вам не получается выполнить данную процедуру или после замены вы ощущаете запах газа, сразу обратитесь в газовую службу для предотвращения аварийной ситуации.

Видео по теме

Термопара для газовой плиты: как устроена, зачем нужна

Такая деталь, как термопара, устанавливается в целях контроля над пламенем газовой плиты. Она перекрывает подачу газа к горелке, если огонь вдруг погаснет. Устройство применяется во многих приборах, в том числе и в плитах. Если термопара повредится, возникнут перебои в подаче газа, пламя перестанет гореть равномерно и начнет пропадать.

Содержание

  • 1 Как устроена термопара
  • 2 Положительные и отрицательные стороны
  • 3 Чистка
  • 4 Советы по безопасности

Как устроена термопара

Термопары являются чуть ли не единственными приборами, способными измерять высокие температуры, именно поэтому их и используют в конструкции газовых плит. Эта важная деталь имеет следующее устройство.

  1. Основой являются два провода из разных металлов, которые неразрывно спаяны между собой.
  2. Под воздействием температуры появляется сопротивление, цифровое значение которого и выводится на экран.
  3. Конечно, образованное напряжение не сильное, но его хватает, чтобы открыть магнитный клапан.
  4. Во время работы электрические токи не дают захлопнуться магнитному клапану, что позволяет газу беспрепятственно поступать в конфорку. Это позволяет не заботиться о фиксации ручки плиты. Если огонь по какой-то причине погаснет, то система прекратит подачу газа.

Термопара – это, в первую очередь, забота о вашей безопасности, поэтому при выборе газовой плиты обращайте внимание на наличие этой опции. Существуют элементы, для работы которых хватает и 20 мкВ, но чаще всего требуется напряжение в 40-50 мкВ.

Принцип работы термопар основан на эффекте Зеебека, что в физическом понимании означает, что частицы-транспортировщики изменяют свой заряд при нагревании. В зависимости от выбранных материалов, электроны могут двигаться к холодному полю либо притягиваться к точке нагрева. Для создания термопар используют:

  • хромель и константан;
  • железо и константан;
  • алюминий и хромель;
  • нихросил и нисил;
  • медь и константан.

В газовых моделях сплавляют алюминий с хромом. Важно учитывать, что именно от качества спайки зависит прочность и работоспособность конструкции.

Положительные и отрицательные стороны

Конечно, производители плит, изготавливая термопару, взвесили все ее достоинства и недостатки. Но как же обычному пользователю понять, для чего нужно это устройство и почему именно оно, а не другое.

Достоинства:

  1. Его просто и недорого изготавливать, что сказывается на себестоимости техники.
  2. Это устройство может одновременно контролировать и температуру, и процесс подачи пламени.
  3. Так как деталь находится в статичном положении, у нее крайне долгий срок службы.
  4. Она может фиксировать температуру с большим разбросом.
  5. Данные, полученные при помощи термопары, достаточно точны.
  6. Ее легко установить и заменить.

Недостатки:

  1. Так как максимально допустимое напряжение только 50 мкВ, это может вызвать некоторую неточность в измерениях.
  2. Отремонтировать прибор чаще всего совершенно невозможно. При выходе из строя его придется заменить.

Чистка

Если ваше устройство работает с перебоем, то причина может быть в отходящих контактах. В этом случае их необходимо просто поправить. Иногда термопара может просто засориться, и ее не придется менять. Понять это можно по следующим признакам:

  1. Нажимаете кнопку электророзжига, конфорка загорается и горит до тех пор, пока вы не отпустите электророзжиг.
  2. После того как вы уберете руку, пламя тут же гаснет.

Если вы наблюдаете такую систему, то попробуйте прочистить устройство мелкой наждачкой в месте под рассекателем пламени. Подробнее об этих и других неисправностях газовых плит и их устранении можно прочитать здесь.

Советы по безопасности

Необходимо помнить, что от корректной работы термопары может зависеть не только работоспособность плиты, но и ваша безопасность. Ведь если опция контроля не сработает правильно, может произойти утечка, которая приведет к взрыву.

Очень важно регулярно проверять точность показаний прибора, это может предотвратить серьезную катастрофу.

Чтобы показания были максимально точными, следует учитывать, что есть факторы, которые могут снизить качество измерения:

  1. Некорректно спаяны провода.
  2. Есть электрический шум.
  3. Утечка уже произошла.
  4. Термоэлектрическая неоднородность.

Чтобы избежать вышеупомянутых проблем, рекомендуется соблюдать следующие установки:

  1. Использовать большую по толщине проволоку.
  2. Позаботиться об отсутствии температурных перепадов на участке.
  3. Следить, чтобы проволока не испытывала натяжения и не колебалась.
  4. Использовать датчики только в рабочем температурном разбросе.

Если на определенном участке вам необходимо применить термопару из тонкой проволоки, в остальных местах необходимо сделать ее максимально прочной и толстой.

Установленные в плитах термопары отвечают не только за качественную работу, но и за безопасность работы техники. В случае ее повреждения необходимо срочно произвести замену. Сделать это можно и самостоятельно, но лучше всего вызвать газовщика. Помните: газовая плита — источник повышенной опасности, и при ее использовании нужно неукоснительно соблюдать правила эксплуатации.

Что такое термопара и как она работает?

18 декабря 2017 г. | Нагрев

Термопары — это датчики, используемые для измерения температуры. Это устройство, используемое внутри газовой печи в Канзасе, чтобы помочь запальнику поддерживать работу печи и обеспечивать ее безопасность. Он работает скорее как предохранитель, чтобы предотвратить накопление и возгорание несгоревшего газа, взрыв или другой тип риска для здоровья.

Термопара состоит из двух проводов или проволочных ветвей, изготовленных из разных металлов. Ноги свариваются вместе на одном конце, в стык, где измеряется температура. Напряжение создается, когда переход ощущает изменение температуры. Затем напряжение можно интерпретировать с помощью справочных таблиц термопар для расчета температуры.

Существует множество типов термопар. Различные типы лучше всего подходят для различных приложений. Обычно они выбираются в зависимости от диапазона температур и необходимой чувствительности. Термопары доступны в различных комбинациях металлов или калибровок: термопары из недрагоценных металлов, типы J, K, T, E и N, являются наиболее распространенными; Термопары из благородных металлов типов R, S, C и GB предназначены для высокотемпературной калибровки. Позвоните в B&C Mechanical по любым вопросам, связанным с термопарами. Наши опытные технические специалисты обладают необходимыми знаниями и подготовкой, чтобы ответить на ваши вопросы.

Каждая калибровка имеет различные условия окружающей среды и температурный диапазон, хотя максимальная температура зависит от диаметра используемого провода термопары. Поэтому очень тонкая термопара может не достигать полного температурного диапазона. Из-за низкой стоимости и температурного диапазона термопара типа K известна как термопара общего назначения.

Благодаря тому, что термопары измеряют широкий диапазон температур и являются сравнительно прочными, они часто используются в промышленности. При выборе термопары для достижения наилучшего результата необходимо учитывать следующие факторы:

  • Определите приложение, в котором будет использоваться термопара.
  • Анализ температурных диапазонов для воздействия термопары.
  • Оцените любую химическую стойкость, необходимую для термопары или материала оболочки.
  • Оцените потребность в стойкости к истиранию и вибрации.
  • Перечислите все требования к установке, если таковые имеются.

Термопары обычно выбираются на основе их высоких температурных пределов, широкого диапазона температур, низкой стоимости и долговечности. Они используются в широком спектре процессов измерения температуры, как правило, в науке, промышленности и OEM-приложениях. Термопары используются почти на всех промышленных рынках, таких как производство цемента, нефти и газа, производство электроэнергии, биотехнологии, производство бумаги и целлюлозы. Они также используются в бытовой технике Канзаса, такой как печи, тостеры и плиты.

Запросить услугу онлайн сегодня. B & C Mechanical предоставляет коммерческие услуги по ремонту, замене, установке и техническому обслуживанию жителей Канзаса и Миссури. От Олате до Канзас-Сити, от Блу-Спрингс до Рэйтауна, мы являемся компанией № 1 в области ОВКВ в этом районе. Посетите нашу страницу зоны обслуживания, чтобы увидеть список сообществ, которые мы обслуживаем. Мы также обслуживаем жителей близлежащих районов. Если вы не видите свой город в списке, позвоните нам по телефону 913-681-0088 и узнайте, что мы можем сделать для вас.


B & C Mechanical с гордостью предлагает коммерческие услуги по отоплению и охлаждению жителей Канзаса и Миссури. В штате Канзас наши услуги включают Олате, Оверленд-Парк, Ливуд, Ленексу, Прери-Виллидж, Шони, Мерриам, Мишн, Канзас-Сити, Роланд-Парк и близлежащие районы. В штате Миссури наши зоны обслуживания включают Блу-Спрингс, Гладстон, Грандвью, Индепенденс, Лис-Саммит, Либерти, Северный Канзас-Сити, Рэйтаун, Южный Канзас-Сити и прилегающие районы. Позвоните нам сейчас в 913-681-0088 или запросите услугу онлайн.

Что такое термопара и как она работает?

Автор: Джерри Келли Team

16 мая 2022 г. 2 мин

Без категории

Ранее на этой неделе мы разместили в блоге информацию о различиях между электронным зажиганием и обычными сигнальными лампами. Несмотря на то, что электронное зажигание становится все более и более распространенным, у многих домовладельцев в районе Сент-Луиса все еще есть печи, в которых используются обычные контрольные лампы. Если вы один из таких домовладельцев, вы должны знать об устройстве безопасности, которое напрямую связано с вашим пилотным светом: термопаре. Сегодня мы поговорим о том, что такое термопара, как она обеспечивает безопасность вашей печи и что может пойти не так с этим важным компонентом печи!

Что такое термопара?

Термопара — это защитное устройство, которое используется для определения того, горит ли контрольная лампа вашей печи. Он содержит металлический стержень, который помещается очень близко к пламени запальника. Этот стержень соединен с газовым клапаном вашей печи.

Когда зажигается запальник, тепло от пламени посылает напряжение через термопару, которая держит газовую линию открытой. Если контрольная лампа погаснет, термопара потеряет свое напряжение, и газовая линия к вашей печи будет закрыта.

Как термопара делает вашу печь более безопасной?

Ваш пилотный свет отвечает за зажигание горелок вашей печи. Без него газ просто накапливался бы в вашей печи, фактически не зажигая ее. Это было бы очень опасно по двум причинам. Во-первых, если запальник снова включится после того, как газ накопится в печи и вокруг нее, это может привести к взрыву. Во-вторых, избыточное накопление газа может привести к попаданию угарного газа в воздух вашего дома.

Поскольку термопара перекрывает подачу газа, когда не обнаруживает пламя, она предотвращает поступление газа в печь при выключенном запальнике. Это предотвратит накопление газа в вашей печи и сделает вашу систему намного безопаснее, поскольку предотвратит взрывы и утечки угарного газа (обсуждалось выше).

Что может пойти не так с термопарой вашей печи?

Есть несколько вещей, которые могут выйти из строя с термопарами, которые препятствуют их правильной работе. Одна из наиболее распространенных проблем заключается в том, что термопара может загрязниться. Это приведет к тому, что термопара будет давать неправильные показания, что может привести к преждевременному прекращению подачи газа в вашу печь или вообще предотвратить попадание газа в печь. Кроме того, провода могут ослабнуть или может потребоваться повторная калибровка термопары. Многие из этих проблем можно предотвратить, заменив воздушный фильтр и планируя ежегодные настройки.

Важно отметить, что термопары не рассчитаны на срок службы печи, в которой они установлены, поэтому их необходимо периодически заменять. Вот почему так важно планировать настройку печи каждый год, чтобы мы могли заменить вашу термопару, как только она перестанет работать.

Если у вас есть какие-либо вопросы о печи с электронным розжигом или если вы хотите, чтобы система отопления обслуживалась или устанавливалась в вашем доме, свяжитесь с Jerry Kelly Heating & Air Conditioning, вашим подрядчиком по установке и ремонту печи в Сент-Луисе. Мы предоставляем услуги по всему району Сент-Луиса, включая такие города, как Дарденн-Прери, Де-Перес и Фронтенак, штат Миссури.

фото предоставлено memotec Messtechnik через photopin cc

Джерри Келли Команда

Мы просто заставляем


работать!

СВЯЖИТЕСЬ С НАШИМИ СПЕЦИАЛИСТАМИ ПО HVAC СЕГОДНЯ

Вы новый клиент?*ДаНет

Запрос о.


Learn more