Термопары для газовой плиты: принцип действия, характеристики
Опубликовано: 03.09.2018
Существует множество устройств, позволяющих определить температуру окружающей среды или конкретного вещества, механизма. Предлагаем обсудить, что такое термопары для газовой плиты и котла, их принцип действия, какие бывают виды этих устройств, а также как подключить прибор своими руками.
Что такое термопары
Термопара ГОСТ Р 8.585-2001– это устройство, которое используется для измерения температуры, данное определение часто путают с термостатом или датчиком тока, но это совершенно разные понятия. Этот датчик может заменить метод естественного измерения температуры в широком использовании.
Формула работы по эффекту Зеебека:
E = α12 (T2 – T1),
Где α – это термоЭДС;
а разность T2 – T1 это, соответственно, температуры горячего и холодного проводников.
Фото – Эффект Зеебека
Приборы используются во многих промышленных, научных и бытовых приборах. Их можно найти почти во всех сферах деятельность: энергетическая промышленность, добыча газа и нефти фармацевтической, биотехнологической, и т.д. Термопары также применимы в повседневной бытовой технике, они необходимы для корректной работы колонки, газового котла (АОГВ), газовой плиты, муфельной печи, для блок-автоматики Арбат-1.
Фото – Термопара
Конструкция
Такие термодатчики состоят из двух проволок, изготовленных из разных металлов с различными температурными диапазонами. Эти гибкие проводки сваривают между собой, создавая неразрывное соединение. Именно этот узел отвечает за измерение температуры. Во время того, как концы спая испытывают изменение температуры, меняется сопротивление металлов. Этот показатель может фиксироваться при помощи специальных приборов или просто выводиться на табло, градуировочные таблицы, цифровой экран.
Конечно, есть более точные статические устройства с аналогичным принципом действия, но термопары выбирают из-за широкого применения, долговечности и относительно низкой стоимости (многие приборы можно купить за несколько сотен).
Фото – Термопара и мультиметр
Видео: измерение температуры с помощью термопары
Типы термопар и их обозначение
Есть много типов термопар, каждые датчики имеют определенные характеристики в плане температурного диапазона, долговечности, ЭДС, устойчивости к вибрациям, химическим вещества и совместимости приборов. Например, их можно разделить по виду металлов: бывают благородные и неблагородные соединения.
Очень важен правильный расчет приборов. Обязательно покупайте устройства, у которых нужные Вам термические диапазоны, независимо от того, какая цена у термопары. Иначе в скором времени понадобится либо ремонт датчика из-за неисправности, либо его полная замена.
Виды термопар , их параметры и состав:
Термопара K типа, ТХА либо ХА (никель-хром / никель-алюмель): этот вид является самым распространенным. Он недорогой, точный (погрешность +/- 1.1C или 0,4%), имеет большой диапазон температур (-270 к 1260C) и достаточно долговечный.
Фото – Термопара никель алюминь
Термопары L, ТХК (хромель / копель), хорошая и долговечная термопара, часто завод предоставляет этот датчик с wire-выходом 1.
Фото -Термопара ТХК
Термопара A-1, A-2, A-, ТВР – вольфраморениевые приборы.
Термопара типа J (железо / константан): второй тип по популярности. Она имеет меньший температурный диапазон и более короткую продолжительность работы, но зато используется при более высоких температурах (-210 до 760C), чем K, имеет больший показатель термосопротивления.
Фото – Термопара с цифровым экраном
T термопары (медь / константан): это узкоспециализированное устройство, оно часто применяется в чрезвычайно низких температурах (-270 до 370C), например, измерения холодного криогенного воздуха или сверхнизких морозильниках имеют хороший термоЭДС.
E термопары (никель-хром / константан): вид E имеет более сильный сигнал и высокую точность, K или типа J, но работает при умеренных температурных интервалах. Диапазон рабочих температур -270 до 870C;
Вид N (никросил / нисиловые): очень точные устройства, но их стоимость гораздо выше, чем у термопары K. Работают в пределах от-270 до 392C.
Менее популярные, но их продажа довольно успешна: медные ТСМ, ХК, ПП, термопары в которых встроен усилитель (преобразователь) и прочие.
Фото – Чертеж термопары
Термоэлектрические промышленные датчики из благородных металлов (тип S, R, и Б) из-за их способности работать в широких температурных диапазонах, отличной долговечности и точности. Но они стоят гораздо дороже, чем термометры, перечисленные выше.
Платиновые S ТП-датчики (платинородий – 10% / платина): этот вид используется в очень высоких температурах (от -50 до 1480C). Обычно его используют в биотехнологических и фармацевтических сферах. R термопара ТПП (платинородиевые -13% / платина): применяется в еще больших температурах, чем вид S. Датчик имеет более высокий процент родия, что делает его более дорогим. Его принято считать боле стабильным и точным. B термопара ТПР (платинородий – 30% / платинородий – 6%): необходим для измерения чрезвычайно высоких температур (от 0 до 1700C). Очень дорогой и точный датчик работает в нефтяной и газовой промышленности, на атомных станциях.Терморегуляторы также можно разделить по типу узла, которым соединены металлические проволоки. От этого фактора напрямую зависит точность прибора, чувствительность и прочие технические характеристики.
Фото – Устройство термопары
Заземленные температурные датчики (ТХА-0309, ТХК-079-1): Это наиболее распространенный вид соединения. Такой вид термопары производится при сварке двух концов проволоки в один узел, который завершает специальный зонд. Заземленные термопары имеют очень хорошее время отклика, потому что гильза имеет прямой контакт с внешней оболочкой, что позволяет очень быстро передавать тепло. Главным недостатком является чувствительность к электрическим помехам.
Незаземленные термопары (ТЖК) – это те, у которых провода сварены вместе, но не соединены, например это мультиметр с термопарой. Чувствительные элементы часто разделены минеральной изоляцией, иногда используется так называемый чехол.
Часто также используются открытые датчики, скажем, ТСП. У них очень быстрое время отклика, но они подвержены коррозии и недолговечны. Их редко используется производство, зато часто мы их видим в бытовых приборах.
Помимо этого, бывают даже многозонные термопары. Эти датчики могут измерять и фиксировать температуру по всей рабочей части, иногда их длина доходит до 10 метров. Принцип действия прибора прост: по всей протяженности расположены несколько точек, которые фиксируют изменения сопротивления, давления и температуры.
Фото – Длина термопар
Виды изоляции термопар
В зависимости от того, кто производитель, области применения и вида металла термопар, у них бывает разные защитные покрытия. Рассмотрим самые распространенные:
316SS (нержавеющая сталь): сравнительно устойчива к коррозии и долговечна, но такой кабель не выдержит высоких градусов; 304SS: также нержавейка, но с меньшим гидро-сопротивлением; Инконель 600: материал рекомендуется для высоко коррозионных сред. Им покрываются многие импортные приборы.Часто также можно встретить минеральный кожух (скажем, керамический материал), в основном им покрывают термопары для высоких температур.
Установка термопары
В зависимости от типа прибора, где Вам нужна термопара, будет значительно разниться её принцип установки. Монтаж датчика в духовку осуществляется очень легко, например у Indesit такое описание: нужно снять дно плиты и в него встроить в нужное отверстие провода термопары, после остается только градуировка. Если Вас интересует установка старого датчика, то перед подключением такого регулятора, нужно прочистить его головку наждачной бумагой средней зернистости.
Фото – Установка термопары
Замена термопары и калибровка производится только специалистом, чтобы не подвергать опасности Вас и Вашу семью. Крепление должно быть герметичным, иначе при поломке прибора он может дать искру, которая станет причиной взрыва или пожара.
Помните, для соединения этого приспособления к определенным приборам Вам понадобится компенсационный провод для термопар. Для каждого вида он имеет свои собственные характеристики включения. Также с целью контроля работы прибора часто присоединяется к цепочке градуировочная таблица, её можно купить в любом электротехническом магазине. Она поможет составить график перемены температур, напряжение и их зависимость от внешних факторов.
Нужно отметить, что изготовление такого датчика – это задача не из легких, часто самодельная термопара сильно грешит при работе или просто не включается. Мы рекомендуем всегда пользоваться только проверенными марками. Каждые полгода нужна проверка корректности данных (при постоянной работе проверить нужно прибор каждые три месяца), для поверки также вызывайте мастера.
Каждый производитель предоставляет свою стоимость этих приборов. Также, возможно, будет разная цена на термопары для газовых плит в разных городах и странах: России (Москве, Санкт-Петербург –СПб), Украине, Беларуси и т.д.