Производители бытовой техники часто вводят на новых моделях дополнительные системы безопасности. Один из контуров безопасности это термопара для газовой плиты – недорогая, но эффективная система контроля подачи газа.

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.

Важно! Сбежавшее молоко, закипевший чайник или суп могут загасить пламя. Если нет системы контроля, то газ поступает в кухню. Смешиваясь с воздухом, образует взрывоопасную смесь. Случайная искра или попытка вновь разжечь конфорку приведут к трагедии.

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.

Из чего состоит и как работает

Термоэлектрический преобразователь – это простейшая конструкция, включающая в себя два соприкасающихся в одной или нескольких точках проводника. Материалом изготовления проводников выступают разнородные металлы. Такая специфика состава дает возможность прибору выполнять свои функции, так как работает термопара в газовом котле благодаря физическому процессу «эффект Зеебека». При условии прочной коммутации двух тел из разного металла и последующем разогреве соединительного участка открытым пламенем, свободные концы проводника будут давать разницу потенциала. При коммутации к ним вольтметра цепь замыкается, и на измерительном приборе фиксируется напряжение.

Хотя уровень напряжения от разницы потенциалов нагретых металлов и не очень большой, однако даже он в состоянии возбудить индукцию внутри катушек отсекающих клапанов. Когда свободные концы начнут давать напряжение, клапан автоматически срабатывает. Как результат – топливо получает свободный доступ к запальнику. Важно помнить, что последние модели клапанов имеют специфическое устройство: повышенная чувствительность катушек позволяет топливному каналу оставаться в открытом положении до падения напряжения ниже отметки в 20 мВ. Термопара обычно выдает напряжение в 40-50 мВ.

Материалы изготовления термопары для газового котла

Для изготовления термопар используются специальные сплавы, в состав которых входят благородные и неблагородные металлы. Принципиальным условием при выборе материалов является наличие у них постоянной повторяемой зависимости между перепадами температуры и напряжением. Формирование групп сплавов для производства тех или иных нагревательных приборов зависит от определенных температурных диапазонов.

В специализированных магазинах имеются следующие разновидности термопар:

  1. Тип Е (заводская маркировка – ТХКн). Материалом изготовления здесь выступают пластины хромеля и константа, что делает приборы особенно надежными. Рабочая температура допускается в диапазоне от 0 до +600 градусов.
  2. Тип J (маркировка – ТЖК). Почти полная идентичность термопары типа Е, однако хромель в этом случае заменен железом. Качество термопары типа J также отличается высоким уровнем, при более низкой стоимости. Температурный режим варьируется от -100 до +1200 градусов.
  3. Тип К (маркировка ТХА). Самая популярная разновидность термопары в котле отопления, получившая повсеместное распространение. Состоит из алюминиевых и хромовых пластин. Температурный диапазон – от -200 до +1350 градусов. Для изделий типа К характерна высокая чувствительность по отношению к температурным колебаниям, при значительной зависимости от условий эксплуатации. Активный контакт с углекислым газом приводит к заметному уменьшению срока службы. Перед тем, как почистить термопару в газовом котле, котел необходимо полностью остановить.

Особенности проверки и замены

Как показывает практика, ремонтировать термопару в случае ее поломки не имеет смысла. Основными признаками того, что клапан или терморегулятор вышел из строя, является прекращение самостоятельного розжига газового котла. Чтобы проверить исправность прибора, необходимо присоединить к одному из концов мультиметр. Другой конец по ходу тестирования разогревают, используя зажигалку или другой способ. Признаком пригодности термопары является показатель напряжение на датчике в районе 50 мВ.

Если концы проводников имеют следы окисления и грязи, а показатели измерительного прибора далеки от нормы — это верный признак поломки. Оптимальным вариантом действия в подобной ситуации является замена старого элемента на новый, так как отремонтировать термопару газового котла практически невозможно. Что касается экспериментов с попытками реанимировать вышедший из строя прибор, то это чревато весьма плачевными последствиями.

Как термостат работает в газовых духовках?

В газовых моделях термостат сопряжен с регулятором температуры с подведенной трубкой, в которой содержится жидкость. Обратный конец полой трубки с зондом размещается внутри духовой камеры. Алгоритм работы таков:

  • когда сборочный зонд доведен до конкретной температуры, его содержимое расширяется и отключает источник тепла;
  • при остывании духовки терморегулятор подает больше газа, способствуя ее разогреву.

Электронный термостат для электрических моделей

Кухонные электродуховки оборудуются терморегулятором электронного типа. Он также подключен к зонду, но в нем отсутствует жидкость, в отличие от предыдущих моделей. С обратной стороны он соединяется с платой управления, регулирующей источник тепла. Если зонд «ощущает» повышение температуры, то сразу подает электроимпульс на главную плату. Та, в свое время, сразу принимает сигнал, как команду к снижению энергопотребления ТЭНа и делает его менее горячим. Такой алгоритм позволяет поддерживать заданную температуру в камере духового шкафа.

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.

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.

Ремонт своими руками

Уметь починить любую вещь в доме – признак настоящего хозяина. Но в отношении газового оборудования нужно быть осторожным.

Ремонтом газового оборудования должен заниматься специалист, имеющий сертификат.

Важно! Существующим законодательством строго запрещено вмешиваться в работу приборов, имеющих отношение к газу.

Но не все, что есть в таком приборе – газовое. Заменить конфорки, горелки, почистить детали – для этого не нужен мастер с допуском к работе. Прежде всего, нужно выявить неисправность.

Сбой в работе термопары для газовой плиты выглядит так. Газ горит только при нажатой кнопке. Стоит ее отпустить – пламя тухнет. Чтобы выяснить причину, нужно тщательно осмотреть как сам прибор, так и плиту в целом.

Работу по устранению неисправности термопары начинают с отключения подачи газа и осмотра техники.

Внимание! Проводить осмотр нужно при перекрытой подаче газа и отключении электросети.

  • Разбираем газовую плиту.
  • Снимаем с конфорки рассекатель.
  • Убираем отражатель.
  • Проверяем состояние термопары.

Частыми причинами поломки термопары являются ее загрязнение или повреждение датчика.

Возле газовой горелки находится два прибора. Один из них напоминает свечу зажигания в автомобиле. Это для розжига плиты. Второй – термопара. Причинами выхода ее из строя могут быть:

  • загрязнение;
  • повреждения;
  • смена вида газа;
  • поломка датчика или клапана.

Важно! Электромагнитный клапан не ремонтируется и подлежит замене.

Если загрязнен элемент термопары в газовой плите – его нужно как следует почистить. Термопара – два куска металла и чистка ее это пройти мелкой наждачной бумагой по поверхности.

Возможны повреждения проводки прибора. Потертости из-за неправильного монтажа, грызуны или домашние животные, возможны и другие причины повреждений.

После устранения неисправности газконтроля, необходимо тщательно проверить прибор.

После проверки и, при необходимости замены проводки, следует правильно подключить термопару. В противном случае «холодный» и «горячий» контакты контура окажутся не в противофазе. Все плюсовые провода подсоединяют к плюсовому выводу. Минусовые – к минусовому.

Правильно установленная термопара – залог безопасности при эксплуатации газового оборудования.

В зависимости от типа датчика цвет проводки меняется. В некоторых случаях изоляция может быть двойной и разного цвета. Но первичный слой будет всегда неизменным. В таблице представлены цвета основного изоляционного слоя.

Тип термопары Цвет изоляции
Плюс Минус
J белый красный
K желтый красный
T голубой красный
E малиновый красный
S черный красный
R черный красный

Внимание! Цвет минусового провода всегда красный!

Нетрудно запомнить, что цвет провода с минусом всегда красный.

Замена комплектующих

Перед тем как заменить термопару, попробуйте почистить. Характерный признак неисправности таков:

  • нажимается кнопка;
  • загорается пламя;
  • огонь горит, пока палец лежит на кнопке.

Стоит убрать руку, пламя исчезает. Следует наждаком почистить головку датчика, расположенную под рассекателем. Если действие бессильно помочь, производится замена термопары газовой плиты. Электромагнитный клапан рассчитан на срабатывание при достижении напряжением некоторого уровня. При невозможности достать оригинальную запчасть, вспомните факт. Порог срабатывания найдете в технических параметрах электромагнитного клапана. Разумеется, после сборки систему следует проверить на работоспособность.

Отметим малоизвестный факт: тип форсунки определен давлением газа магистрали. Учитывают при переходе с природного газа (метан) на баллонный. У последнего давление выше, диаметр форсунки уже. Где взять изделия заменить старые. Газовая плита комплектуется двумя наборами форсунок. Производитель учитывает возможность перехода на новый тип топлива. Для производства замены входит в комплект специальный торцовый ключ.

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.

Проверка работоспособности

Осуществлять ревизию, выполнять ремонтные работы и замену термодатчика в газплите собственными руками необходимо при перекрытии поступления топлива в устройство.

Только после этого можно выполнять мероприятия, с тем, чтобы отремонтировать термодатчик. Аналогично пользователю нужно помнить об отключении электрообеспечения, если плита является энергозависимой.

Рабочая термопара для газплиты при нагревании ее над парафиновой свечкой должна уже через 30 сек выработать ЭДС на уровне 20 мВ. Когда это значение будет меньшим, то термопара подлежит замене.

Когда самостоятельная работа невозможна?

Если все предварительные манипуляции оказались безуспешными, значит проблема в самом датчике или в клапане. В обоих случаях термопара для газовой плиты должна быть заменена.

Неисправность электромагнитного клапана устранить не получится, необходима его замена.

Несмотря на кажущуюся простоту этого прибора контроля менять его самостоятельно не рекомендуется. Это система безопасности, и ставить благополучие семьи на «авось» не следует.

Каждая мелочь влияет на работу всего оборудования. К тому же после установки термопары следует провести ее тестирование. А это можно сделать только с использованием оборудования, которого не бывает в личном пользовании.

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.

Важно! При выборе аналога обращайте внимание на креплении и переходники.

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.

Внимание! При работе с плитой на кухне не должно быть посторонних, уберите детей и домашних животных.

Профилактика лучше ремонта

Регулярный уход за газовой плитой продлит срок службы. Следите за чистотой как снаружи, так и внутри плиты. Регулярно удаляйте грязь с рабочих поверхностей.

Регулярный уход за газовой плитой позволит продлить срок ее службы и избежать поломок.

Важно! Чтобы не обжечься во время уборки, дождитесь полного остывания плиты и конфорок.

Ремонт газовой плиты несложен. Содержать ее в исправности и не допускать поломок – еще проще.

Физические основы работы термопары

Зеебек обнаружил любопытный эффект, взяв два куска проволоки разнородных проводников: спаял, соединение нагрел, цепь образовала ЭДС, потек ток.

В чем проявляется разнородность. При близком изучении вопроса выясняется: если нагреть проводник с одного конца, противоположный оставить при комнатной температуре, в проволоке возникает ЭДС. Значение бывает разного знака. Ученые объясняют изменением энергетических уровней частиц, переносящих заряд. В результате электроны устремляются из нагретой части проводника в холодную или наоборот, образуя ЭДС положительного/отрицательного знака.

От чего зависит направление движения носителей заряда. Определено физическими особенностями проводника. Для каждого материала ввели величину термоэдс, цифра положительная или отрицательная. У чистого железа параметр составляет +15 мкВ/ºС, у никеля – 20,8 мкВ/ºС. Теперь пару слов касательно назначения термопары.

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *