Значение термопары для газовой плиты

Что это и для чего нужно?

Приобретение термопары для газовой плиты – забота о безопасности своей семьи.

По сути – это датчик, регистрирующий температуру. Но только не окружающей среды, а пламени горелки плиты. Впрочем, разработчики не пытались следить за изменением температуры огня, а лишь за его наличием. Горит огонь, датчик нагрет, все работает нормально. Погас огонь, датчик остыл, отключается газ.

Покупка газовой плиты с термопарой не намного дороже, чем без нее, зато гарантирована профилактика утечки газа.

Все просто, эффективно и незатратно. Наличие опции незначительно влияет на цену модели. А безопасность такой плиты повышается.

В общих чертах термодатчик представляет собой небольших размеров цилиндр из спаянных вместе двух металлов. От него идут провода к электромагнитному клапану. Именно он и контролирует подачу газа. Работа системы построена на физических законах, о которых многие забыли сразу после школы.

Повторим физику

Устройство термопары основано на законах физики: закрытый контур из металлических проводников при нагревании производит электрический ток.

Первым эффект, легший в основу термопары, открыл немецкий физик Т. Зеебек. В своих опытах он установил, что закрытый контур из двух проводников различных металлов при нагревании образует электрический ток. При этом, чем больше нагревать спайку проводников, тем больший ток возникает.

Немецкий ученый Т. Зеебек первым обнаружил физическое явление, на котором основано действие термопары.

Один контакт контура нагревается и называется «горячим». Другой, «холодный» должен быть при более низкой температуре. С него и снимается показание температуры. Поскольку зависимость полученного тока от температуры нагревания строго линейна.

Маркировка термопар

Перед приобретением прибора важно разобраться в маркировке изделия, чтобы выбрать подходящий вариант. Опытным путем были установлены пары металлов, использование которых наиболее эффективно

В зависимости от использованных металлов, прибор имеет свою маркировку. Зная ее и характеристики полученных спаев, можно выбрать подходящий для своих нужд датчик

Опытным путем были установлены пары металлов, использование которых наиболее эффективно. В зависимости от использованных металлов, прибор имеет свою маркировку. Зная ее и характеристики полученных спаев, можно выбрать подходящий для своих нужд датчик.

Различают следующие типы:

• K (ТХА/ХА) – никель с хромом или алюмелем. Распространенный, точный и недорогой с точностью +/- 1.10 С и диапазоном от -270 до 12600C.
• L (ТХК) – хромель с копелем. Основная черта – долговечность.
• J – железо с константаном. Второй по популярности с диапазоном от -210 до 7600C, не долговечен.
• T – медь с константаном. Прибор узкой специализации для особо низких температур.
• E – никель или хром с константаном. Высокоточный прибор для средних температур до 8700С.
• N – нихросил. Чрезвычайно точный, но дорогой прибор с диапазоном измерений до 3920C.

В продаже есть сплавы с добавлением усилителей. Они не так популярны, но имеют применение.

Где и как это используют?

В конфорках термопара для газовой плиты работает по простому принципу: есть или нет пламени.

Принцип действия термопары для газовой плиты не сложен, она реагирует на наличие и отсутствие пламени.

В духовке уже требуется контролировать температуру нагревания. Хозяйка устанавливает температуру и, в зависимости от того, насколько близка реальная температура в духовке, датчик регулирует интенсивность подачи газа через электромагнитный клапан.

Термопара для газового духового пара контролирует степень нагрева, а не только наличие пламени.

На том же принципе основана работа термодатчика газовых котлов и колонок. Контролируется температура нагревания воды, что дает возможность экономить потребление газа.

Термопара, установленная на газовый котел и регулирующая нагрев воды, сэкономит семейный бюджет.

Часто встречаются электронные термометры. С их помощью измеряют температуру в помещениях и у человека. Такие приборы гораздо безопаснее ртутных. В свое время они широко использовались в быту.

В промышленности широко применяется такое свойство термопары, как низкая инерционность. Что дает возможность измерять малую разность температур. Высоко ценится и применение датчиков в агрессивных средах и при высоких температурах, порядка 2 000 градусов.

Есть термопары, подходящие для измерения температуры в агрессивной среде. Они обладают устойчивой защитной арматурой.

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

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

• Некорректно спаяны провода.
• Есть электрический шум.
• Утечка уже произошла.
• Термоэлектрическая неоднородность.

Чтобы избежать вышеупомянутых проблем, рекомендуется соблюдать следующие установки:

• Использовать большую по толщине проволоку.
• Позаботиться об отсутствии температурных перепадов на участке.
• Следить, чтобы проволока не испытывала натяжения и не колебалась.
• 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.

Замена устройства

Ремонт термопары газовой плиты практически никогда не осуществляют, поскольку данная комплектующая не подлежит ремонту, и новая стоит недорого. В некоторых случаях неисправность можно попытаться устранить с помощью пайки или чистки. Независимо от того, будете ли вы чинить или менять – комплектующую нужно снять. Делая ремонт своими руками, следуйте следующему алгоритму действий:

Извлеките все элементы, которые мешают вам получить доступ к устройству.
Перед тем как снять комплектующую и установить новую, рекомендуем визуально проверить термопару на предмет наличия поломок

Если внешне ничего не поменялось, но устройство по-прежнему не работает – переходите к следующему шагу.
Осторожно открутите все крепёжные элементы с помощью инструментов, затем извлеките устройство.
Выкрутите винт-контакт и отсоедините клеммы – далее можно осуществлять починку, чистку или замену.

Замена термопары газовой плиты – процесс, который не включает в себя никаких сложностей. Тем не менее перед началом процедуры рекомендуем ознакомиться с последовательностью действий и списком инструментов/деталей, которые могут пригодиться, чтобы заменить её в плите.

Перед тем как поменять термопару на новую, рекомендуем попробовать её почистить. В некоторых случаях это помогает вернуть в рабочее состояние устройство:

• когда конфорка горит только при включённом электророзжиге;
• если пламя сразу гаснет после включения плиты.

Чтобы приступить к чистке, комплектующую лучше всего снять, но необязательно. В газовой плите Gorenje, LG, Samsung или любой другой процедура извлечения может отличаться. Когда устройство будет извлечено из газового духового шкафа или плиты – можно приступать к чистке. Для этого используйте наждачную бумагу подходящей зернистости. Ею нужно почистить устройство от загрязнений, которые могли появиться во время эксплуатационного периода.

Пытаясь отремонтировать плиту своими руками, рекомендуем заранее перекрыть доступ газа.

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:

• 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.

Особенности осуществления термоконтроля в газовом котле

Практически единственным устройством, подходящим для измерения температур с крайне большим значением является термопара. Она может использоваться для множества разнообразных устройств, в том числе и для газовых котлов.

Устройство и принцип действия термопары в газовом котле

Поскольку термопара рассчитана на работу в условиях высокой температуры, для её изготовления применяются термостойкие материалы. Если говорить более точно, этот элемент производится с использованием нескольких металлов, что позволяет обеспечить ему необходимые свойства. Поскольку работа газового котла без применения термопары просто невозможна, то  любая её поломка влечёт за собой  необходимость полной остановки рабочего процесса и наискорейшей замены элемента. Подобная ситуация возникает от того, что при работе термоэлемент сцеплён с электромагнитным отсекающим клапаном. Дисфункциональность термоэлемента приводит к перекрытию топливного канала и прекращению подачи топлива. В результате происходит затухание горелочного устройства.

Рис.1: Схема термопары в газовом котле

Если говорить простым языком, то принцип работы термопары заключается в следующем: при спаивании между собой двух различных металлов и последующем нагревании точки спая, на противоположных концах получившегося элемента формируется разница потенциалов. Другими словами, образуется напряжение. Подключённый к этим концам измерительный прибор, позволяет замкнуть цепь и формирует условия для появления электрического тока. Уровень напряжения при этом довольно незначительный, однако его хватает для открытия электромагнитного клапана, пропускающего топливо к запальнику.

В работе термопары реализуется так называемый эффект Зеебека. С точки зрения учёных данный эффект обуславливается тем, что частицы, транспортирующие заряд в момент нагрева изменяют свой энергетический уровень. Как результат: поток электронов движется по направлению к холодной части проводника, либо наоборот, формирую электродвижущую силу плюсового или минусового значения. Конкретное направление движения частиц определяется характеристиками проводящих  материалов, из которых «собран» элемент

Самым важной точкой в конструкции этого элемента является место спайки металлов. Именно качественно выполненное соединение обеспечивает долговечность и бесперебойную работу элемента. Существует несколько возможных сочетаний металлов для создания термопары

Существует несколько возможных сочетаний металлов для создания термопары

В газовых котлах применяют элементы состава хромель-алюминий. Каждый из холодных концов при этом с помощь проводника покрытого защитной оболочкой соединяется с соответствующим гнездом автоматики, где и крепится зажимной гайкой

Существует несколько возможных сочетаний металлов для создания термопары. В газовых котлах применяют элементы состава хромель-алюминий. Каждый из холодных концов при этом с помощь проводника покрытого защитной оболочкой соединяется с соответствующим гнездом автоматики, где и крепится зажимной гайкой.

Чтобы в необходимый момент подать топливо на запальник, изначально придётся заняться открытием электромагнитного клапана вручную. Для этого достаточно нажать на шток, тогда газ попадёт на запальник, который его и подожжёт, после чего начинает происходить нагрев термоэлемента. Спустя полминуты удерживать клапан открытым самостоятельно уже нет необходимости, поскольку выработка напряжения термоэлементом уже началась.

Поджиг даёт искру, но конфорка не зажигается

В случаях, когда электроподжиг даёт искру, но загорание конфорки не происходит, необходимо попробовать заменить термопару. Иногда проблема связана с электромагнитным клапаном, и после его обновления техника работает в штатном режиме. Следует проверить блок розжига, ведь если с ним всё хорошо, но зажигания не происходит – нужно искать проблему в проводе питания или свече горелки.

Если искра подаётся, пламя загорается, но сразу же угасает, попробуйте подольше подержать кнопку подачи газа. Вполне вероятно, что датчики, отвечающие за образование пламени, просто не успевают прогреться.

Недостатки

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.

Проверочная диагностика

1. Закрываем подачу топлива к тепловому генератору (водонагревателю), пользуясь вентилем, которым снабжена подводящая труба. Далее нужно спереди снять панель. Можно только кожух.
2. Взяв ключи (называются рожковыми), откручиваем гайки, которыми крепится термоэлектрод, а также трубка соединения. Теперь можно снять датчик.
3. Осматриваем (визуально) электрод. Берем кисточку или ветошь, очищаем, если нужно, от налета сажи. В случае прогара термопару нужно заменить. Ремонт исключен.
4. Зажигаем на газплите конфорку. Возьмем мультиметр. Зажимами соединяем с медной трубкой и центральным контактом. Выставим измерительный порог: 0.1 или 1 в, то есть соответствует низшему.
5. Нагреваем термоэлемент на конфорке и следим, что показывает вольтметр.

Если термопара исправна, то будет выдавать напряжение 0.02 вольта, не меньше.

Когда вместо этого на приборе – нули, наблюдаются скачки напряжения или оно не выше 20 мВ, значит, датчик пора менять. Перепайка исключена.

Для информации. При покупке новой термопары выбирайте ту, которая соответствует модели вашего котлоагрегата. Это поможет избежать путаницы в обозначающей и маркировочной символиках.

Иногда хозяин считает, что радикальных мер не требуется, и, проводя проверку на котле, игнорирует съем элемента. В этом варианте ограничиваются откручиванием гайки и выключением автоматики на термопаре.

Затем задействуют мультиметр уже известным способом. Нажали кнопку, разожгли запальник и сняли данные.

Есть один большой минус. Не увидеть, насколько электрод забит сажей, соответственно – не почистить.

При замене старой детали на новую тщательно устанавливайте нагреваемый стержень. Он должен находиться в строго горизонтальном положении, без всяких отклонений вниз или вверх.

Тогда он будет в эпицентре пламени фитиля.

Термопара для газового котла: принцип работы, характеристики, устранение неисправностей

Применение газа для отопления частного дома или коттеджа очень удобно и экономически выгодно. Однако этот вид топлива таит в себе серьезную угрозу. Если по какой-либо причине горелка вдруг погаснет и подача газа не будет вовремя перекрыта, образуется утечка и это может обернуться серьезными неприятностями и поставить под угрозу жизнь людей, находящихся в помещении. Для того, чтобы незамедлительно перекрыть газ если пламя внезапно потухло и используется термопара для газового котла.

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.

Применение термопары

Проводки термопары помещаются в экран для избегания наводок, помех. Шаг позволит исключить ложные срабатывания оборудования, неправильные результаты измерений. Дополнительно избежать помех поможет скручивание проволочек друг с другом. На схожем принципе основана стабильность компьютерных витых пар.

Напряжение на выходе датчика зависит от разности температур между холодным и горячим концом. Поэтому в точных механизмах необходимо дополнительно оценивать параметры среды в месте снятия показаний. В бытовой технике, газовых плитах, нюансы упускаются за ненадобностью.

Термопара стоит неподалеку от свечи. Фактор контроля температуры — излучение. Огонь не задевает элемент, жар достигает датчика. Поскольку угасание конфорок происходит по раздельности, по науке выход каждой термопары подается на собственное измеряющее устройство. На практике скорее действует монтажное или схемное объединение логическим «и-не». Если один сигнал пропал, немедленно вырабатывается импульс тревоги, используемый по назначению. Отследим, чтобы работали все конфорки плюс духовка.

Основные схемы устройств

Что такого особенного в газовой плите? Простота и надежность. Две проволочки из разных металлов спаяны концами. Место соединения, называемое «спай», и есть тот датчик, что отслеживает температуру. Соединить можно и простой скруткой. Но при этом точность измерения будет страдать.

Датчиком в термопаре, который контролирует температуру, является место соединения, или «спай».

В промышленности, если нужен контроль высоких температур, проводники соединяют сваркой. Из-за того, что припой, применяемый в первом случае, имеет низкую температуру плавления. Такое соединение будет непрочным.

Впрочем, сварка тоже не идеальный вариант. От ее воздействия на металлы изменяются их структура, что отражается на качестве измерений.

Конструкции различают по виду спаев:

• открытый;
• изолированный;
• заземленный.

Первый по списку самый простой и используется в бытовых приборах. Следующие два позволяют применять термопару в агрессивных средах. В последнее время разрабатываются технологии термодатчиков с использованием полупроводников.

Изолированный слой термопар обеспечивает электрическую изоляцию от земли. При этом изоляция измерительного прибора не имеет значения. В случае, когда нет изоляции термопары, изолируют входы измерительных приборов. Без этого нельзя гарантировать точность измерений.

Специальный изолированный слой способствует электрической изоляции термопары от земли.

Что применяют для изоляции?

Изоляционный материал термопары добавляет свое сопротивление в рабочий контур. Что сказывается на точности и качестве измерений. Потому выбор изоляционного материала важный аспект.

При покупке термопары необходимо обратить внимание на материал изоляции, та как он влияет на качество измерений прибора. При работе с высокими температурами термопара должна быть изолирована

Материал изоляции должен иметь не только термо- и электроизоляционные свойства. Необходимо подобрать материал, нейтральный по отношению к используемым металлам. Химические примеси изоляционного слоя, проникая в электроды, изменяют электрические свойства металлов

При работе с высокими температурами термопара должна быть изолирована. Материал изоляции должен иметь не только термо- и электроизоляционные свойства. Необходимо подобрать материал, нейтральный по отношению к используемым металлам. Химические примеси изоляционного слоя, проникая в электроды, изменяют электрические свойства металлов.

Приобретая термопару для высоких температур, надо выбирать прибор с хорошими изоляционными свойствами, чтобы избежать износа датчика и обеспечить его долгую и качественную работу .

Низкая устойчивость изоляции к высоким температурам приведет к скорому износу датчика, погрешностям в измерениях, замене дорогостоящего прибора.

Устройство

Термопара для духовки и газовой плиты устроена по принципу Зеебека. Ученый нашел способ получать малую долю электрического тока при нагревании различных металлов. Термопара состоит из следующих элементов:

1. Рабочий наконечник с 2 типами металлов внутри. Именно эта часть находится в непосредственном контакте с открытым пламенем.
2. Контактную трубку длинной до 1.5 метров. Это электропроводящий контакт от наконечника к затворному механизму.
3. Электромагнитный клапан. Механизм открывающий и перекрывающий подачу газа к конфоркам и духовке. Клапан металлический. Приподнимается от воздействия магнитного притяжения.

Различаются 2 основных типа этого устройства:

1. Незаземленные. Пары этого типа имеют наконечник с разделенным покрытием. Такой подход позволил снизить восприимчивость к внешним электромагнитным колебаниям. Недостатком является способ соединения. Часто обе половины соединяются при помощи пайки или обжима. Оба варианта теряют герметичность при частом и долгом нагреве, по причине увеличения объема.

2. Заземленные. Более распространенный тип устройства. Наконечник не разделен изоляционным покрытием. Это повлияло на чувствительность наконечника к электромагнитным колебаниям от посторонних источников. Рядом с печью нельзя устанавливать микроволновые печи. Электромагнитное поле может спровоцировать открытие клапана. Несмотря на это, заземленные термопары являются самыми надежными.

Оболочка с металлическими стержнями фиксируется к трубке при помощи: сварки, пайки, обжима. Крепление зависит от назначения термопары и при каких температурных колебаниях она будет работать в дальнейшем. Самым надежным соединением является сварка. Такое соединение не нарушается от воздействия расширяющихся поверхностей корпуса. От температуры зависит и химический состав стержней внутри корпуса. Стержни бывают:

1. Хромель — алюминий. Работает при температуре — −200 ÷ +1000 °C. Обозначается буквой «К».
2. Копель — хромель. −200 ÷ +800 °С. Относится к самым чувствительным элементам. Обозначается как «L».
3. Хромель — констант. −40 ÷ +900 °C. Обладает повышенной чувствительностью. Обозначается «Е».
4. Медь — констант. – −250 ÷ +300 °C. Обозначается «Т».
5. Железо — констант. −100 ÷ +1200 °C. Относятся к самым дешевым устройствам. Обозначается «J».
6. Вольфрам — рений. Работает при температуре свыше +1800 градусов. Используется в нагревательных котлах. Имеет обозначение «А».
7. Нихросил — нисил. −200 ÷ +1300 °C. Обозначается как «N». Используется на высокоточных нагревательных приборах.
8. Двойной платинородий. +100 ÷ +1800 °C. Обозначается «В».
9. Платина — платинородий. Бывает 2 типов. Работает при температуре до + 1700 °C. Обозначение «S» или «R».

Зная состав внутренних стержней, легко подобрать подходящий элемент взамен неисправному.

В комплект термопары также входят трубка и клапан. Трубка имеет внутри токопроводящий элемент. Часто провод, заключенный в несгораемую оболочку. Электромагнитный клапан необходим для открытия и закрытия газа.