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.
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.
Принцип проверки термопары мультиметром одинаков, но могут быть некоторые отличия в зависимости от конструкции газоиспользующего оборудования, например, для котла или 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.
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
Эксплуатация и последующий ремонт термопары, должен проводится с соблюдением техники безопасности.
- Необходимо своевременно реагировать на утечку газа. Даже новая газовая защита может не сработать. Такое случается по причине попадание в затворное седло мусора. Мусор появляется в системе подачи газа из-за некачественного ремонта труб.
- Запрещается охлаждать термоэлемент водой. Резкий перепад температуры может разрушить образующие ток стержни.
- Запрещается эксплуатировать термопары с налипшей пищей, нагаром. Инородные покрытия сохраняют высокую температуру. После отключения плиты, затворный механизм не сработает, что приведет к утечке газа.
- После замены элемента нужно контролировать его работу в течение нескольких дней.
- Запрещается приобретать детали от неизвестных производителей, подделки низкого качества. За новой парой лучше обратиться в специализированный магазин или сервис компании производителя газовой плиты.
- Если есть сомнения в том, что самостоятельно удастся проверить или заменить термопару, лучше доверить это специалистам, отвезти плиту в сервис.
Замена термопары легкий, но очень ответственный процесс. Не стоит пренебрегать простыми правилами безопасности.
Зачем нужен датчик
Термопары отвечают за безопасность газкотла. Под влиянием нагрева обеспечивают напряжение, поддерживая клапан, через который поступает топливо, при горящем запальнике открытым.
Для энергонезависимых водонагревательных устройств, плит кухонь и печек на газе, можно использовать автономный датчик. Ему не нужен источник питания извне.
Работа термопар строится согласно эффекту Зеебека. Возьмем два проводника, на изготовление которых пошел разный металл, и соединим (спайкой или сваркой) их концы.
Нагреем место соединения. В цепи появится ЭДС (электродвижущая сила).
Разницу потенциалов определят t спайки и то, из чего сделан проводник.
В случае бытовой техники это, как правило, 20-50 милливольт. Минимум напряжения у самой термопары – 20 мВ.
Конструкция датчика представлена:
- термоэлектродом горячей спайки 2-х разнородных металсплавов, который прикручивается гайкой на монтажную пластину. Ее место – горелка котла (пилотная);
- удлинителем-проводником, он помещен внутрь трубочки из меди, служит минус-контактом, а кожух (медный) защищает плюс- проводник от помех 220-вольтной сети, характерной для жилых домов, и прочей бытовой техники;
- плюсовой клеммой, имеющей диэлектрическую шайбу, место которой в гнезде автоматического (газового) клапана, крепится при помощи гайки.
Есть и такие термопары, которым для подсоединения к автоматике достаточно стандартных винтовых клемм.
Для изготовления электродов ЭДС, нужны «свои» термоэлектродные сплавы.
В ходу комбинации хромеля с алюмелем, копелем и константаном, соответственно типы К,L,Е.
По евроклассификации –ТХА, ТХК, ТХКн. Они представляют смеси: никель- алюминий- кремний- марганцевую, никель-хромовую и никель-кремний-медную.
Для информации. Сплавы для устройства термопар выбирают из-за выраженного эффекта. «Чистый» металл способен порадовать лишь слабеньким напряжением. Для оснащения теплогенераторов в частных домовладениях чаще всего используют датчики ТХА.
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.
Проверка термопары домашней газовой колонки
Длительная эксплуатация домашней газовой колонки вполне допускает такой момент, когда термопара выходит из строя. В этом случае необходима проверка функционирования системы и, соответственно, проверка непосредственно сенсора контроля.
Конечно, далеко не все владельцы газового оборудования способны выполнить такую работу. Да и с точки зрения безопасности, лучшим решением станет обращение в газовую компанию для решения такой задачи.
Но вместе с тем, ситуации могут быть разные, включая невозможность обращения к специалистам по каким-то причинам. Тогда остаётся единственный выход – попытаться сделать работу своими руками.
На картинке показан один из вариантов установленной термопары, которую нужно проверить: 1 – непосредственно горячая область датчика, чаще всего поддающаяся разрушениям; 2 – гайка крепления, которую нужно отвинчивать для демонтажа; Такая же гайка может использоваться на другом конце термопары
В таком варианте развития событий неискушённого в газовых делах пользователя интересует, каким образом проверить термопару на газовом котле с помощью тестера – распространенным прибором диагностики электрики и электроники. Попробуем раскрыть этот технологический момент, дабы облегчить задачу.
Этап #1 — подготовка к проверке тестером
Для начала напомним – тестер представляет собой измерительный прибор – стрелочный или цифровой, при помощи которого доступно измерить:
- сопротивление;
- величину напряжения (переменного и постоянного);
- силу тока (переменного, постоянного).
Отмеченные измеряемые значения являются своего рода основными. А еще, современные тестеры способны проверять ещё целый ряд параметров, к примеру, индуктивность или ёмкость.
Но с учётом принципа работы термопары бытового газового котла, вполне достаточно режима измерения напряжения в диапазоне милливольт.
Процедура тестирования термопары при помощи измерительного прибора и простого нагревательного элемента – парафиновой свечи. Как видно из показаний тестера (25 мВ), датчик контроля пламени газовой горелки исправен
Помимо измерительного прибора (тестера), наладчику потребуется ещё один достаточно простой инструмент – источник нагрева. Лучше, если такой источник будет иметь способность излучать открытое пламя. Поэтому, оптимальным вариантом здесь будет использование обычной парафиновой свечи.
Этап #2 — визуальный осмотр на наличие дефектов
Сама процедура тестирования сенсора контроля пламени несложная. Однако, прежде чем приступать к выполнению горячего теста, рекомендуется внимательно изучить термопару визуально с внешней стороны.
При осмотре области спая и нисходящего стержня на поверхности не должны просматриваться физические дефекты металла, в том числе области прогара.
Этап #3 — тестирование работоспособности датчика
Завершив визуальный осмотр, можно приступить непосредственно к выполнению горячей проверки. Для этого область спая и нисходящий участок стержня термопары газовой колонки помещается над фитилем свечи.
Далее на терминальные концы термопары подключается измерительный прибор (тестер), после чего свечу зажигают. Формируемый потенциал наблюдают на рабочей шкале измерительного прибора.
По сути, для проверки работоспособности сенсора допустимо использовать любой подходящий источник нагрева, например, бытовую зажигалку. Правда, в зависимости от мощности нагревающего источника, показания на тестере могут быть ниже нормы или, напротив, выше нормы
Отсутствие каких-либо показаний электрического потенциала явно свидетельствует о неисправности сенсора. При частичных дефектах на измерительном приборе могут отмечаться хаотичные (неустойчивые) показания единиц милливольт. Если же датчик газовой колонки исправен, на приборе, как правило, фиксируют стабильное значение, равное десяткам милливольт (20-30 мВ).
Причём, по мере нагрева корпуса термопары пламенем свечи, показания на шкале прибора незначительно меняется в сторону увеличения. Если же пламя свечи загасить, показания тестера устремятся к нулевому значению по мере остывания корпуса стержня и области спая. Вот, собственно и всё. При таком развитии событий, термопару, как вполне исправную, можно смело ставить по месту действия.
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.
Неисправности
Определить неисправность элемента газового контроля достаточно просто. У неисправного датчика следующие признаки неисправности:
- Во время включения конфорки, пламя не разгорается. Причина в не открывшемся клапане подачи газа. Если плита оборудована кнопочным включением, кнопка отожмется обратно, сразу после нажатия.
- После включения, пламя горит недолгое время и снова тухнет. Причина та же. На плитах с кнопочным управлением, отключение произойдет сразу после нажатия.
Итак, причин всего две и обе ведут к клапану. Для определения неисправности необходима последующая проверка.
Распространенные проблемы газовых плит
Часто бывает, что купить такую термопару в газовую плиту, какая установлена изготовителем невозможно. Не всегда в наличии комплектующие для новых или устаревших моделей. В этом случае можно приобрести подходящий по характеристике датчик. Естественно, после консультации со специалистами.
Иногда сложно найти подходящий к модели газовой плиты прибор газконтроля. В этом случае можно заменить только неисправный датчик.
Грамотно подобранные крепления для установки термопары помогут избежать проблем при выполнении работ.
Если тухнет газ в духовке, это не всегда может быть из-за сбоя работ системы газового контроля.
Не всегда виновницей потухшего газа будет функция газконтроля. Существует много других причин, способных вызвать данную проблему.
Часто причинами могут быть:
- износ электромагнитного клапана;
- сбой термостата;
- слишком плотно прилегающая дверца;
- термопара выше огня;
- ослабли контакты системы газ-контроль;
- газ при горении коптит;
- неисправность газового крана.
Самостоятельно определить причину может быть трудно. Мастер ремонтник проведет диагностику и качественный ремонт.
Качественную диагностику газового оборудования и выяснение причин неисправности может провести только мастер.
Основные причины поломки
Неисправности и их причины:
Запах горелого появляется во время включения в электросеть. В данном случае нужно сначала проверить плиту визуально. Для этого выключают её из электросети, осматривают конфорки. Если причина — в скопившихся и пригорающих остатках пищи, их убирают, хорошо промывают поверхность.
Если же плиты чистые, но запах гари всё равно выделяется из оборудования, то дело может быть в неисправности проводки. Необходимо вызвать мастера или попытаться отремонтировать самостоятельно.
- Перестаёт нагреваться ТЭН. Причиной стали соединительные провода или конфорка. Сначала проверяют детали управления, у которых часто слетает контакт. Если это не помогает, нужно полностью заменить ТЭН на исправный.
- Из-за поломки переключателя не удаётся настроить необходимую температуру нагрева конфорки. Причина — смещение контактов, их отсоединение.
- Проблемы со спиралью выявляются при плохом нагреве конфорки или его отсутствии. Спираль может повредиться из-за перегрева, разрыва или попадания внутрь влаги.
- Духовой шкаф может разогревать неравномерно либо не набирать нужную температуру. В данном случае дело в ТЭНах. Ремонт или замена необходимы.
Важно
Самостоятельно проводить ремонт стеклокерамических плит можно, если хорошо изучить инструкцию по эксплуатации и знать строение электроплиты. Иначе необходимо вызвать на дом специалиста
Чистка
Если датчик перестал подавать сигнал на клапан-отсекатель, не стоит сразу его менять, нужно проверить термопару и возможно придется выполнить ее чистку.
Специфический признак такого сбоя можно определить следующими действиями:
- нажимают кнопку запальника;
- горелка зажигается;
- факел горит, до тех пор палец покоится на кнопочке;
- как только рука снимается с кнопки — пламя пропадает.
Это признак грязной термопары. Конец термодатчика размещается прямо около горелки и пламени. В духовке он также находится близко с рассекателем пламени вверху камеры. Эта часть термопары не должна иметь нагар, отложения и любых дефектов.
Когда рабочий участок термодатчика покрыт нагаром, то его очищают наждачной бумагой. Чем значительнее слой нагара, тем меньше тепловой энергии поступает к датчику и меньше создается ЭДС.
Выработанных милливольт вероятно не достаточно для запуска клапана-отсекателя. Если это действие не поможет нужно проверить работоспособность термопары.
Плюсы и недостатки термопар
Термопреобразователь — дешевый и простой элемент, чем обусловлено его широкое применение для газовых котлов. Имеются и другие плюсы:
- уже упомянутая выше независимость от внешнего питания;
- возможность параллельного использования в качестве температурного датчика, наравне с контролем пламени;
- нет сложной электроники и движущихся частей, а значит — долговечность и надежность;
- работа в широком спектре температур;
- высокая чувствительность, позволяющая применять датчики в защитных системах обогревателей;
- простой монтаж и замена неисправной термопары в газовом котле.
Но имеются и минусы. Немаловажен факт, что температура и рост разности потенциалов связаны нелинейно, зависимость не пропорциональная. А напряжение увеличивается лишь до некоторого предела — как правило, большинство «гражданских» моделей выдает не более 50 мВ. Для работы отсекающего устройства этого достаточно, но желание задействовать термопару как измеритель температуры потребует усиления сигнала и калибровки принимающей части.
Еще один существенный минус — ремонт термопары чаще всего невозможен, только замена. Ниже приведена схема расключения для самостоятельной замены на примере блока управления 630 SIT.
Заключение
Термопары нашли применение не только в газовых котлах, но и во множестве других регулирующих устройств бытового и промышленного назначения. С их помощью можно даже вырабатывать электроэнергию для маломощных потребителей — существуют образцы работающих от пламени костра походных электростанций, способных зарядить телефон или планшет.
Выбор рассмотренных преобразователей стандартом для обеспечения безопасной работы АОГВ обусловлен простотой устройства и надежностью узла: при исчезновении пламени газ будет сразу же перекрыт. А вкупе с дополнительным контролем выхода термодатчика из строя современные котлы дают почти стопроцентную гарантию защиты от фатальных сбоев. При этом эти модули недороги, просты в установке, их можно поменять своими руками.
