Термопара своими руками: Из чего сделать термопару в домашних условиях. Самодельная термопара? (датчик температуры)

Содержание

принцип работы, как проверить работает ли мультиметром, ремонт своими руками, для чего нужна, замена

Во многих домах центральным элементом системы отопления является газовый котёл. Однако для поддержания исправности прибора необходимо принимать во внимание особенности функционирования оборудования.

Например, в процессе работы котельной установки внутри камеры сгорания температура воздуха повышается, поэтому важно контролировать данный параметр.

Специально для этого используется термопара — термоэлектрический прибор, который является практически единственным устройством для точного измерения повышенных температур. Сегодня применяют оборудование, функционирующее вместе с автоматическими клапанами.

Особенности регулировки температуры в газовых котлах термопарой

Широкое применение оборудования обуславливается тем, что этот прибор считается главным способом измерить температуру воздуха, а также контролировать уровень пламени.

Ведь устройство не подвергается воздействию повышенных температур и функционирует по специальному принципу, позволяющему получать точные показатели и быстро реагировать даже на незначительные изменения.

Для чего нужна

Термопара — прибор, который устанавливается в отопительном оборудовании и предназначен, чтобы преобразовать термическую энергию в электрический ток для электромагнитных катушек и выполняет функцию главной составляющей защиты газо-контроля. Прибор работает в комплексе со специальным отсекающим газовым клапаном, перекрывающим подачу потока топлива.

Принцип работы

Для изготовления прибора используется сплав из металлов. Он выдерживает воздействие высокими температурами. Однако если в оборудовании произойдёт сбой, то работа газового котла будет остановлена.

Фото 1. Термопара для газового котла с автоматикой 345-1000 мм, производитель - «Арбат», Россия.

Ведь этот термоэлемент функционирует в комплексе со специальным электромагнитным отсекающим клапаном, регулирующим поступление газа в топливный тракт, который закрывается сразу же после поломки термопары.

Принцип работы прибора, построен на таком физическом явлении:

два металла соединяются и при нагреве в точках крепления (рабочая зона, которая помещается в пламя) на холодных концах появляется напряжение. Это называется эффектом «Зеебека».

Внимание! Многие модели электромагнитных клапанов чувствительны, поэтому остаются открытыми до того момента, как напряжение на входе не снизится до 20 мВ.

Технические характеристики

У термопары следующие технические параметры:

  • широкий диапазон температур;
  • высокая точность измерения;
  • повышенная устойчивость к коррозии;
  • электронный механизм управления.

Разновидности

Термопара характеризуется несложным строением. При наличии соответствующих навыков это устройство можно даже сделать собственными руками в домашних условиях. Однако лучше приобрести промышленный прибор, прежде изучив технические характеристики, а также особенности всех типов устройств.

Специализированные компании производят термопару

трёх видов:

  1. Типа Е — для изготовления используются две пластины: константан и хромель. Этот прибор отличается повышенной производительностью. Кроме того, он контролирует процесс, протекающий в диапазоне температур от —5°С до 74°С.
  2. Типа J — в приборе вместо хромеля установлена железная пластинка, которая ничуть не ухудшает технические характеристики устройства. Имеет повышенную чувствительность к изменениям, а температурный диапазон — от —4°С до 74°С.
  3. Типа К — такие термопары пользуются наибольшей популярностью. Они оснащены пластинами, сделанными из алюминия и хромеля.

    Рабочий диапазон изменяется в пределах от —20°С до 135°С, а саму чувствительность производителям удалось повысить на несколько позиций.

    Продолжительность срока эксплуатации этого прибора определяется средой использования: так, в углекислом газе пластина из хромеля покрывается ржавчиной в виде зелёной гнили, сплав быстро портится и устройство теряет немагнитные свойства.

Существуют и другие типы термопар, однако, они не подходят для применения в газовых котлах по причинам:

  • сплавы содержат дорогие металлы, поэтому у них высокая стоимость;
  • такие модели ничем не лучше, чем типы К, Е или J.

Вам также будет интересно:

Как проверить, исправно ли работает устройство с помощью мультиметра

Если возникло подозрение на поломку, то выполняют диагностику исправности терморегулятора. Она проводится следующими способами:

  1. Один конец прибора соединяется с мультиметром, а противоположный нагревается газовой горелкой либо зажигалкой. Если устройство исправно, то напряжение ниже 50 мВ.
  2. Нужно тщательно проверить состояние проводников на наличие загрязнений или окисленных участков. Они также свидетельствуют о поломке.

Как правильно выбрать

Чтобы прибор исправно работал и не привёл к сбою всю систему, необходимо внимательно выбирать устройство. Для этого учитываются такие особенности:

  1. Технические параметры термопары должны полностью соответствовать характеристикам газового котла.
  2. На устройстве не должно быть видимых повреждений (микротрещины, сколы, потёртости).
  3. Маркировки должны быть видны.
  4. Предпочтение отдают продукции только проверенных компаний, которые несут ответственность за качество изделий.

Замена, если нельзя отремонтировать своими руками

Устройство вызывает сбои по разным причинам. Заменить сломанный прибор на новый можно самостоятельно. Для этого необходимо выполнить поэтапную инструкцию:

  1. Сначала ключом откручивается специальная гайка, которой термопара прикреплена к патрубку.
  2. Откручивается компенсационный винт, фиксирующий прибор к месту (он находится непосредственно под монтажным кронштейном).
  3. Аккуратно снимается старое устройство.
  4. В освободившееся отверстие вставляется
    новый прибор.
  5. Все фиксируется компенсационным винтом, а затем гайкой.
  6. Выполняется проверка на герметичность. При необходимости используется уплотнитель — полимер либо керамика.

При проведении процедуры следует помнить, что недотянутое, как и перетянутое резьбовое соединение будет опасным для исправности системы.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как устроена и работает термопара.

Можно ли гнуть во время ремонта

Термопара — один из элементов отопительной системы, который отличается довольно простой конструкцией. Устройством оснащены все современные модели отопительного оборудования, работающего на газу. Оно является датчиком измерения температуры воздуха внутри камеры сгорания, а также проверки наличия пламени.

Благодаря этому обеспечивается безопасная эксплуатация отопительной системы.

При затухании запальника либо превышении температуры устройство мгновенно реагирует, изменяя напряжение, а также активизирует работу отсекающего клапана.

Однако для бесперебойного функционирования термопары необходимо правильно выполнить установку, строго следуя правилам инструкции. А также нужно регулярно проверять исправность прибора и ни в коем случае не сгибать его, чтобы не нарушить точность работы.

Термопара – устройство и принцип работы простым языком

Практически каждое отопительное оборудование требует применения дополнительных элементов, предостерегающих систему от перегрева. Одним из таких контролеров считается термопара. Принцип ее работы заключается в регулярном измерении температурного режима для поддержания заданного значения.

Общие характеристики

Согласно Номинальных статических характеристик преобразования ГОСТ Р8.585-2001 термопара – устройство, состоящее из 2-х разнородных контактирующих друг с другом проводников, предназначенное для измерения температуры. При изменении температурного режима на одном участке создается напряжение, вследствие чего происходит конвертация температуры в электроток.

Термопары

Конструкция элемента устроена из двух разнотипных проводников, которые соединяются друг с другом в одном узле. Существует три типа соединений:

  • спайка;
  • ручная скрутка;
  • сварка.

Зачастую в виде проводящих электроэнергию элементов применяется металлический проводник, однако встречаются случаи, когда вместо него используют полупроводниковые устройства. 

Параметры устройства определяет материал, из которого изготовлены проводники. Понятно, что любой металл образует сопротивление, значит будет производить электроток. Но для корректной работы термопары используются определенные сплавы, которые выдают прогнозируемые вводные и точно с минимальной погрешностью определяют зависимость между температурой и сопротивлением. Для определенного диапазона должен использовать определенный материл.

Говоря простым языком, термопара, в зависимости от материалов, из которых состоят проводники, позволяет определять температурный режим в разнообразных диапазонах значений. В целом, термопара определяет температуру ориентировочно от -250°С до +2 000°С.

ВИДЕО: Измерение температуры с помощью термопары

Принцип действия термопары

Вне зависимости от имени производителя, работа всех термопар основывается на термоэлектрической схеме, разработанной в 1821 году известным физиком Т.И. Зеебеком. Принцип действия термопары заключается в поочередном соединении двух разновидных переходника в одно замкнутое кольцо. Первый узел предназначен для нагрева, в результате чего, по кольцу образовывается электрический движущий заряд, который называется – термо-ЭДС. Под влиянием ЭДС-силы, по цепочке протекает электрически ток.

Схематическая работа устройства

Сама область нагрева называется узлом нагревательного предназначения, второй конец обозначается как холодный спай.

Чтобы измерить значение микро или милливольт электрической движущей силы, следует разъединить кольцо и соединить его при помощи микровольтметра. Количество милливольт полностью зависит от интенсивности нагрева соединений и температурного режима холодного узла. Принцип работы простым языком базируется на разности значений температуры двух соединительных спаев, между холодным и горячим обозначением.

Получается, что если область спая двух разных проводов нагреть, то в зоне несоединенных концов образуется разносторонний потенциал, измеряемый специальным инструментом. Преобразователи, разработанные по инновационным технологиям, возникшую разность электрической силы переводят в цифровые символы, обозначающие температурный режим нагрева соединенных узлами частей.

Конструкция устройства

Устройство производится разных форм и размеров. Подразделяется по конструктивному производству на два основных типа:

  • термопары, не имеющие корпуса;
  • с кожухом, служащим в качестве защиты.

В первом случае устройство в месте соединения не имеет закрытого корпуса, выполняющего защитную функцию от разнообразных воздействий внешней окружающей среды. Данный вид обеспечивает быстрое определение инертности и температурного режима, не затрачивая на процесс много времени.

Термопара для котельного оборудования

Второй тип производится подобно зонду, который выполнен из металлической трубы с хорошей внутренней изоляцией, способной противостоять высоким температурным показателям. Изнутри термопар оснащен термоэлектрической системой. Конструкция с защитным корпусом не поддается воздействиям агрессивной среды.

Разновидности термопары

Принцип работы термопара достаточно прост и понятен, однако, прежде чем создать устройство своими руками, следует знать, чем отличаются такие модификации как ТХА,TKX, ТПП, ТСП, ТПР и ТВР, а также, по каким критериям и группам они распределяются.

  • Группа Е – состоит из комбинированного материала - хромель-константан. Соединительный спай обладает повышенной производительностью – более 69 мкВ/оС, подходящей для криогенного применения. Помимо всего, система не имеет магнитные свойства, а температурный режим варьируется от – 50°С до + 740°С.
  • Группа J – термоэлектроны производятся из положительного железа и отрицательного типа константаны. Разбег функционирования данной серии термопара меньше, чем в прошлой группе -40°С - + 750°С, однако показатель чувствительности более высокий – 50 мкВ/°С.
  • Группа К – самый распространенный тип устройств, состоящий из комбинации материалов – алюминий и хромель. Производительность системы равняется 40 мкВ/°С, функционирование происходит в пределах температурных показателей от – 200°С до 1 350°С. Следует помнить, что даже при низком уровне окисления в диапазоне температуры 800-1050°С, элемент из хромеля отсоединяется и приобретает намагниченное состояние, что называется «зеленая гниль». Данный фактор отрицательно сказывается на функционировании регулятора.
  • Группа М – применяется в комплектациях печей вакуумного вида. Рабочие силы варьируются от -260 до + 1400°С с максимальной погрешностью в 2 градуса.

Принцип работы термопары

  • Группа N – устройство выпускается для использования в устройствах обладающих температурными обозначениями – 270 и 1300°С, что является гарантией хорошей работоспособности и устойчивости перед окислительными процессами. Чувствительность не превышает 40 мкВ/°С.
  • Группы В, S, R отличаются стабильной работой с более пониженным ЭДС – 10мкВ/°С. Из-за плохой чувствительности, используется исключительно для определения повышенных температур.
  • Группы В, С, S – первый символ обозначает модификацию, подходящую для измерения температуры до 1 800оС, S – 1 600°С, С – до 1 500.
  • Рениево-вольфрамовые термопары применяются для измерения высоких температур 25 000°С и менее. Также устройство предназначено для устранения окислительной атмосферы, разрушающей материал.

Термопары хромель-алюмель

Монтаж

Принципиальной разницы между установкой российского или европейского оборудования нет – схема везде одинакова. Мы опишем самый простой способ.

  1. Откручиваете гайку внутри резьбового соединения к газопроводу.
  2. На самой термопаре откручиваете компенсационный винт.
  3. В отверстие монтажного кронштейна вставляете термопару.
  4. Протрите место соединения ветошью резьбовое соединение и гайку.
  5. Закрутите соединение до упора, но не затягивайте слишком сильно. Если есть необходимость, можно использовать прокладку.

Контролер газовой плиты должен быть соединен максимально плотно, но чтобы его можно было снять по мере надобности.

Термопара для печи

Обратите внимание на то, чтобы обе трубы были направлены строго вниз.

Теперь разбираемся, как работает. Концевой выключатель всегда расположен на несколько сантиметров ниже пленума под автоматом контроля безопасности плиты. Когда пленум нагревается до предела, выключатель дает сигнал на отключение горелки и сразу же срабатывает вентилятор. В этот момент происходит резкое снижение температуры.

На некоторых устройствах вентилятор не останавливается. Причиной этого может быть выключенный контроль вентилятора (посмотрите на рычаг, он должен быть на отметке «вкл») либо выход из строя термостата. Как вариант, может быть установлен ручной режим вместо автоматического.

После установки устройства необходимо проверить правильность работы. И если настройка происходит в лабораторных условиях, то калибровать термопару можно и собственноручно.

Для этого снимаете крышку блока управления и смотрите на циферблат. Со стороны вентилятора есть 2 датчика, которые изначально настроены на 25°F. Вам нужно выставить верхний на 115°F, нижний – не меньше 90°F.

Если во время градуировки или калибровки отчетливо слышен запах газа, необходимо проверить уплотнители или вызвать службы газа на предмет выявления утечки.

Преимущества и недостатки применения измерителя

Температурный датчик, невзирая на простоту в устройстве, обладает как преимуществами, так и недостатками.

Плюсы:

  • Широкий диапазон температурных режимов, делающих устройство самым устойчивым контактным датчиком перед высокими показателями.
  • В результате нарушения целостности спая можно полностью заменить узел или создать прямой контакт непосредственно через измеряемые системы.
  • Простота устройства, прочность и большой эксплуатационный срок.

Термопара "Арбат"

Минусы:

  • При установке температурного датчика необходимо регулярно контролировать изменения напряжения холодных спаев. Для облегчения задачи требуется приобрести дополнительный термистор. Также можно заменить устаревший прибор полупроводниковым сенсором, способным автоматически вносить изменения в ТЭДС.
  • Подверженность к поражению коррозией, в результате чего происходит термоэлектрическая недостаточность и нарушение градуировочных характеристик.
  • Электроды состоят из материалов, которые не считаются химически инертным, поэтому при нарушении герметичности корпуса система становится подверженной агрессивным процессам окружающей среды.
  • Длинные термопарные провода образовывают электромагнитное поле.
  • Возникают сложности в процессе создания вторичного преобразователя сигналов из-за несущественного взаимодействия ТЭДС и температурных режимов.
  • Для стабильной работы с термической инерцией, обязательным условием термопара считается обеспечение качественной электроизоляцией, заземление функционирующих спаев, предостерегающих от возникновения утечки в землю.

ВИДЕО: Сравнение термосопротивления и термопары. Основы измерения температуры от Emerson

принцип работы, как проверить мультиметром, устройство и как работает, что это такое

Термопара для газового котла имеет простую конструкцию, поэтому ее достаточно легко ремонтироватьГазовый котел – это сложная конструкция, которая нуждается в дополнительных комплектующих. Особенно важны в этом устройстве части, контролирующие его работу и защищающие от перегрева. Одним из самых важных составляющих газового котла является термопара. Давайте разберемся, что она собой представляет и как отремонтировать ее своими руками.

Что такое термопара для газового котла

Чтобы понять, как работает термопара, нужно сначала определиться, что она собой представляет. Только в этом случае вы сможете поменять ее в случае неисправности и проверить ее работу.

Термопара – это элемент не только газового котла, но и колонки. Именно благодаря ней обеспечивается безопасность работы газового оборудования.

Вы можете найти ответ на вопрос: «Что такое термопара?», в специальных документациях. Однако мы предлагаем вам объяснение устройства этого элемента простым языком.

Что такое термопара:

  1. Термопара представляет собой устройство контроля за оборудованием. Она состоит из двух проводников разного типа.
  2. Проводники термопары обязательно должны контактировать между собой. Такой контакт обеспечивается в одной или двух точках устройства.
  3. Благодаря разнотипности проводников в термопаре, нагреваясь, они создают между собой напряжение. Это напряжение учитывается в процессе работы газового котла.
  4. Именно благодаря проводникам и их характеристикам, вам не придется применять внешнее возбуждение газового котла. Эти детали могут питаться автономно.

Таким образом, термопара является датчиком контроля температуры в котле. Она имеет очень простое устройство, за счет этого обеспечивается ее универсальность.

Термопара для газового котла может отличаться по длине и толщине трубки

Есть лишь одно правило касательно выбора термопары. При покупке подобного устройства нужно обращать внимание на качества фиксации точек соединения проводников. Если данный параметр выполнен не качественно, то устройство может давать погрешность больше чем в один градус. Это недопустимый показатель для газового оборудования.

Как работает термопара        

Если вы хотите научиться ремонтировать и находить неисправность в термопаре, нужно сначала разобраться в принципе ее работы и понять, как она устроена.

На самом деле, в ремонте термопары нет большой необходимости. Это устройство имеет весьма доступную цену, что делает возможным ее частую замену.

Итак, как устроена термопара мы уже разобрались. Она состоит из двух соединенных в одной или нескольких точках проводников. Выглядит это устройство как толстый металлический провод с утолщениями на концах. Утолщения – это проводники, а сам провод состоит из хромеля и алюминия.

Принцип работы термопары:

  • Соединенные между собой разнородные металлы, а точнее их место соединения, нагреваются до определенной температуры;
  • На холодных концах этих металлов образуется напряжение;
  • К концам проводников подключается измерительный прибор, и цепь замыкается;
  • Из-за возникшего напряжения, в катушке электромагнитного клапана возникает индукция;
  • Благодаря этому клапан-отсекатель открывается и удерживается в открытом состоянии.

Если объяснять, как мы видим то, как работает термопара, то принцип ее работы будет следующим: мы нажимает на шток электромагнитного клапана, открывая его вручную, запальник получает порцию газа, от чего разгорается, в это время находящиеся над ним концы термопары разогреваются, через полминуты этот элемент начинает вырабатывать напряжение и клапан открывается, можно отпускать шток.

Преимущества термопары для котла

Термопара присутствует во всех газовых нагревательных оборудованиях. Она есть и в колонках и в котлах. При этом, раньше данный элемент в котлах не использовался и они вполне обходились без него. Почему сейчас без этого элемента не обходится ни один газовый котел?

Сама термопара стоит недорого, а вот провода, установленные между панелью и термопарой, имеют более высокую стоимость, чем остальные элементы прибора.

Свою популярность термопара получила благодаря большому количеству преимуществ ее использования. Ведь только с появлением этого устройства, производители смогли обеспечить безопасный и качественный электророзжииг.

Преимущества использования термопары:

  • Несмотря на то, что термо пара является датчиком контроля пламени, она может одновременно являться и тестером температуры;
  • Этот элемент газового котла устроен очень просто, в нем нет дополнительных деталей и сложной аппаратуры, такое устройство делает термопару дешевой;
  • Данная деталь может выдержать широкий диапазон изменяемых температур;
  • Точность термопары находится на высоте, именно поэтому ее можно использовать в таких опасных изделиях, как газовые котлы и колонки;
  • Ремонт и установка термопары настолько просты, что с ними справиться даже простой обыватель.

Среди достоинств термопары стоит отметить компактность и небольшую стоимость

Несмотря на то, что у термопары масса достоинств, она имеет свои недостатки. Во-первых, связь между температурой нагрева и ростом потенциала не линейная, то есть электрический потенциал не возрастает при росте температуры. Во-вторых, предел роста потенциала достаточно мал. Эти отрицательные качества не влияют на работу оборудования в целом, но при изменении температур, прибор требует качественной калибровки.

Также достоинство термопары – простота и надежность, одновременно является и ее недостатком. Вы спросите как? Дело в том, что если термопара перегорит, а это иногда случается, ее ремонт будет невозможен. В этом случае термопару придется попросту заменить. Кроме того, газовый котел без этого элемента работать не будет. Однако цена термопары вполне приемлема, а ее монтаж достаточно прост.

Как проверить термопару на газовом котле   

К сожалению, термопара чаще других деталей газового котла выходит из строя. При этом все оборудование попросту перестает работать. Поэтому при выходе из строя газового котла, первым возникает подозрение, что перегорела именно термопара.

Если у вас вышел из строя газовый котел, то первым делом нужно проверить термопару. Именно этот элемент чаще других становится причиной остановки работы всего оборудования.

Прежде чем отправляться в магазин за новой термопарой, нужно проверить, действительно ли причина поломки оборудования заключается именно в ней. Вы можете сделать это не вызывая мастера самостоятельно. Однако в ходе работы вам придется сделать измерения мултьтиметром, поэтому заранее позаботьтесь, чтобы он у вас был. Его можно приобрести в магазине, или прозвонить своих знакомых и найти его бесплатно.

Проверка на исправность термопары:

  1. Разъедините конец термопары с электромагнитным клапаном. Для этого их нужно раскрутить.
  2. Снимите с котла термопару. Нагрейте ее конец, который находился над горелкой котла, над свечкой или газовой горелкой;
  3. Далее необходимо подождать полминуты и измерить показания на входном контакте с помощью мультиметра. Если они будут меньше 17 милливольт, то в термопаре неисправность.

Вот таким простым способом вы сможете проверить, не в термопаре ли причина остановки работы газового котла. Данная работа проста и не требует много времени. Единственной проблемой в данном случае является поиск мультиметра.

Ремонт термопары или ее замена

В большинстве случаев ремонт вышедшей из строя термопары невозможен. Дело в том, что если это устройство перегорает, то ремонтировать там становится нечего, поэтому мы предлагаем рассмотреть процесс ее замены.

В большинстве случаев любая термопара подходит к самым разным котлам. Все дело в простате ее устройства и универсальности.

Замена термопары – это достаточна простая работа. С ней сможет справиться даже человек, далекий от подобных работ. Поэтому и в этом случае вы можете обойтись без помощи мастера.

Если вы не имеете опыта ремонта термопары, то стоит обратиться к профессионалу

Действия для камены термопары:

  1. Термопара устанавливается на газовую магистраль через специальный патрубок, к которому термопара крепится с помощью гайки из меди. Чтобы отсоединить термопару, эту гайку нужно просто раскрутить.
  2. Также нужно открутить компрессионный винт. Вы его найдете под кронштейном.
  3. Теперь можно снять старую термопару.
  4. Чтобы установить новый элемент, нужно завинтить гайку и винт. При этом необходимо проверить, чтобы соединение было герметичным. Если это не так, то используйте керамические или полимерные прокладки.

Как видите замена термопары – это очень простая работа. Главное, чтобы при ваших действиях не пострадали другие части котла, например, отсенатель.

Ремонт термопары своими руками (видео)

Термопара – это очень важный элемент газового котла. И несмотря на то, что она частью выходит из строя, производители еще не нашли устройства лучше. Ведь термопара имеет простое строение и невысокую цену.


Добавить комментарий

Все своими руками Цифровой термометр с термопарой

Опубликовал admin | Дата 6 июня, 2019

В статье рассматривается простая схема цифрового термометра с модулем индикации, реализованном на микросхеме ТМ1637 и модулем преобразователя сигнала термопары в цифровой сигнал с использованием микросхемы МАХ6675. Внешний вид модулей на фото ниже.


Схема цифрового амперметра представлена на рисунке 1.

Основой схемы является микроконтроллер PIC16F628A с залитой в него программой. Благодаря китайским партнерам схема, как можно заметить получилась весьма и весьма простой. Каждую секунду микроконтроллер считывает цифровой код реальной температуры по последовательному протоколу SPI. Программа считывания данных с микросхемы МАХ6675 микроконтроллером PIC на Ассемблере представлена в статье «Программа взаимодействия MAX6675 с микроконтроллером PIC».

Далее из шестнадцати принятых бит программа выделяет нужные десять, преобразует числовое значение температуры в двоичном коде в двоично-десятичный код. Затем через табличные данные идет преобразование в семисегментный код, который передается в модуль индикации ТМ1637. Программа взаимодействия PIC контроллера с микросхемой ТМ1637 была рассмотрена в ранее опубликованной статье «Модуль TM1637 с PIC контроллером».

Вся схема питается стабилизированным микросхемой DA1 напряжением пять вольт. Трехвыводные однокристальные стабилизаторы с фиксированным напряжением пять бывают с разным максимальным входным напряжением, так что обратите на это внимание. Ток потребления термометра находится в пределах 15 миллиампер. Это вместе с током потребления индицирующего светодиода в модуле индикации ТМ1637. Этот светодиод находится на обратной стороне платы относительно индикатора. Для экономии энергии его можно исключить из схемы. При таком токе нагрузки в качестве микросхемы стабилизатора напряжения подойдет практически трехвыводной стабилизатор. Возможно, например, применение микросхемы LM78L05 в корпусе ТО-92. Ток нагрузки микросхемы – 100мА, а входное напряжение – 35 вольт.

В случае применения радиоэлементов в корпусах SMD в качестве DA1можно применить стабилизатор из серии AMS1117. Максимальное входное напряжение этого стабилизатора ограничено величиной восемнадцать вольт.

Все микросхемы устройства работают в импульсном режиме и паразитные пульсации питающего напряжения неизбежны, поэтому в целях улучшения фильтрации питающего напряжения и стабильности работы схемы, а также ее безотказной работы, в качестве конденсатора С1 стоит применить танталовый конденсатор. А конденсатор С2 при монтаже разместить непосредственно между выводами питания микроконтроллера.

Не думаю, что данная термопара рассчитана на измерение температуры +1023˚С (b’11 1111 1111’), хотя исходя из данных в документации, микросхема МАХ6675 имеет десяти разрядный АЦП. Я разогревал термопару газовой горелкой до +600˚С. Температура кипящей воды, измеренная данным термометром, составляла +102˚С. Я, думаю, для выпечки пирогов такой точности температуры вполне достаточно.

Успехов и удачи. К.В.Ю.

Скачать “Цифровой_термометр_с_термопарой” Цифровой_термометр_с_термопарой.rar – Загружено 544 раза – 153 КБ

Обсудить эту статью на - форуме "Радиоэлектроника, вопросы и ответы".

Просмотров:1 285


Ремонт термопары в газовой плите своими руками

Мы постараемся ответить на вопрос: ремонт термопары в газовой плите своими руками по рекомендациям подлинного мастера с максимально подробным описанием.

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.

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.

Нет тематического видео для этой статьи.

Видео (кликните для воспроизведения).

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.

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.

  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.

  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.

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.

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.

Нет тематического видео для этой статьи.
Видео (кликните для воспроизведения).

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.

Газовые плиты импортных производителей имеют несовершенноре устройство “газ-контроль”, в функции которого входит отключение подачи газа при случайном пропадании пламени (залив,сквозняк и т.д.). Устройство очень капризно и часто отказывает в работоспособности.

Много домыслов и “легенд” бытует на страницах интернета. Таже участь постигла и мою плиту-отказала духовка. То потухнет, то погаснет. ) Решил провести изыскательные работы в данной теме. Как говорится . хорошо изученное устройство – это устройство поломанное вашими руками. что я и сделал.

Предисторию этих “иследований ” я изложил в этом посте. Почитайте, попытайтесь оживить ваш газ-контроль или “убейте” его совсем, превратив плиту к СССРовским девайсам, не плохо работающим и без газ-контроля. В крайнем случае ознакомитесь c устройством.

Особенно понравилось “попытайтесь оживить ваш газ-контроль или “убейте” его совсем, превратив плиту к СССРовским девайсам, не плохо работающим и без газ-контроля”

Либо это никто не читает, либо одно из двух.
Интересная статья. Жаль, тяжело читается.. Шрифт мелкий и расплывчатый. А на картинках текст (в пояснительных рамках) и вовсе нечитабельный. Видимо материальчик содран откуда-то и некачественно скопирован.
Посмотреть бы оригинальчик.

сбросьте свой @ . сброшу на почту. статью. если будет тот же эффект – подкорректирую , я “афтар” этого творения.
плагиатом не занимаюсь. ). ковырялся лично..

не понятно почему потерялось качество . в оригинале Word-документ выглядит безупречно.

Добрый день. Хотел узнать мнение или получить совет у знатоков. “Перестал” работать клапан: проверил по отдельности термопару – выдает 40мВ от обычной горелки; проверил клапан – срабатывает начиная от 700мВ точно(дохлая батарейка ААА). В чем косяк пока не понимаю, т.к. вроде едс термопары в границах нормы(очень удивлен показателю вашей термопары. Может в нем и есть проблема. ). Т.к. клапан работает от внешнего питания, хотел узнать – обмотка на клапане не накроется при таком использовании?

Добрый день,показателей термопары я не знаю ,т. к. она вышла из строя ,но клапан срабатывал где-то около 1в,”тянул” 400ма.Вся “кухня” моя в посте ,при питании от внешего блока питания актуальна как временное решение проблемы на период приобретения(покупки) клапана или термопары ,или комплекта в целом.Если не думаете их приобретать – выкрутите клапан,снимите прокладку резиновую,снимите пружинку -исчезнет головная боль. ) Плита превратится в СССР – девайс. )Удачи.

PS. Попробуйте отревезировать контактные соединения со снятием термопары ,зачистки посадочного места т.п . соединения клеммы с корпусом .Сдаётся мне – больная ваша термопара. За обмотку клапана не беспокойтесь.Повышайте напряжение до срабатывания клапана – он лишнего тока не возьмёт.

Благодарю за столь скорый ответ! Контакты термопары по мере возможности уже зачистил, но, увы, или к счастью, кроме нагара там нечего было чистить. Замеры я уже делал на тестовом стенде без лишних деталей. Учитывая прожорливость клапана, мне тоже кажется что проблема в термопаре, но в противовес этому идет таблица ТЭДС стандартных термопар(http://kipiya.ru/2008/04/04/tablica-termo-eds-standartnyx-termopar/, http://temperatures.ru/pages/graduirovochnye_tablicy), где максимальные показания не превышают 70мВ. Именно поэтому я и стал искать помощи, ибо на данный момент сложилось два впечатления: испортилась обмотка клапана раз так много требует для удержания и испортилась термопара раз выдает так мало. Но и то, и другое не выдерживает критики. Либо я что то упускаю. В общем остается два варианта, либо убрать клапан, либо покупать комплект. А пока просто обойду термопару с помощью внешнего питания.

в плане стандартов – таблица орентирует на промышленные термопары ,слаботочные (стандарты СССР- СНГ,) что касается газ-контроля – эти термопары “заточены ” под буржуйские плиты.По сути промтермопары выдают СЛАБОТОЧНЫЙ СИГНАЛ на электронные приборы (с дальнейшим усилением такового) для контроля термопроцессов.
.Что касается т/п газ-контроля ,то она (она спецназом разработана для клапана) выдаёт значительный ток на клапан ,а клапану нужно преодолеть сопротивление пружины и ещё придавить прокладку.
На производстве есть закалочные трансформаторы (напайка резцов). выдают 2вольта с понижающей обмотки между контактами.Зажимается резец ,накаляется. идёт ток 400 – 600а. примерно и термопара газ-контроля расчитана на ток до 500ма.
Газ-контроль отсекает газ от краников духовки,горелок..Не куда он далее не пойдёт пока вы не откроете краник.
Если посмотреть комменты в инете про газ-контроль ,можно сделать вывод – он не совершенен,недолговечен. = смывной бачёк с блоком электроники. )
Его ставят чтобы” срубить бабло “( ИМХО ). и запчастей нет.
Для самодельщиков есть где поупражняться.

В повседневности вокруг человека проводники, изоляторы, электроника функционирует, используя иной подход. Попробуем заглянуть внутрь, приподнимем занавес. Заодно отметим, что такое термопара для газовой плиты, зачем нужна. В умелых руках пригодится.

Современная газовая плита — сложное устройство, зато пользоваться агрегатом одно удовольствие. Большинство изделий снабжены электроподжигом, значит, готовьтесь к розетке подключать, как другие бытовые кухонные приборы. Принцип действия розжига заключается в накоплении заряда конденсатором с последующим разрядом через ключевой элемент после достижения напряжением фиксированного значения. Вольтаж амплитудой 2-3 кВ пробивает разрядник, расположенный в конфорке, возникает электрическая дуга, зажигающая газ. Кран подачи голубого топлива открывается одновременно с вышеописанным процессом. Разряд происходит мгновенно.

Электроподжиг присутствует только на конфорках. Иногда для автоматизации духовки необходимо либо проложить дополнительные проводники согласно инструкции, либо вовсе доработать конструкцию. Как скоро автоматизация достигла таких высот, что газовая плита зажигается сама, неудивительно, что конструкторы снабдили технику защитой против угасания огня. Простейший пример, когда в сетевых коммуникациях пропадает газ, потом подается снова. Причем без предупреждения со стороны коммунальных служб.

Хозяин находит кухню, наполненную специфическим острым запахом. Взрыв далеко, а воду из чайника придется вылить в раковину, опасаясь отравиться. Некоторые продукты набирают запахи, кушать испорченные ароматом будет нельзя.

Наличие термопары газовой плиты помогает избежать подобных эксцессов. Если осмотреть конфорку, сняв отражатель, рассекатель, заметим две вещи:

  1. Свечу, напоминающую автомобильную.
  2. Термопару.

Первая отвечает за розжиг пламени, вторая контролирует, чтобы огонь горел исправно. Честно говоря, не приходилось видеть модели, дающие искру при повторной подаче газа, сделано для безопасности (если концентрация достигнет взрывоопасной, кухня рванет). Нынешний уровень технологии попросту не дает 100% гарантию исправной работы конструкции. Если газа в кухне хватает, пожар гарантирован. На практике пара анализаторов снаружи, турбинный датчик оборотов в трубопроводе поправили бы ситуацию, но кто хочет рисковать. Автоматика может 3-4 раза попробовать зажечь затухший огонь.

Ввиду описанных причин, термопара фиксирует угасание пламени, тракт подачи голубого топлива газовой плите перекрывается. Не всегда духовка оборудуется электроподжигом и защитой против угасания пламени. Важно отслеживать поставляемые опции. Имеем шансы наполнить кухню порцией газа, если защита от угасания пламени отсутствует. Осведомитесь у консультанта, в каких местах стоят термопары. Затем во избежание человеческой ошибки сверьте слова с руководством на газовую плиту. Лучше потратить лишние четверть часа, проделав указанные операции, чем подвергать жизнь опасности.

Типичное устройство розжига (блочок внутри газовой плиты) снабжается шестью или четырьмя парами контактов. Каждая способна выдавать искру. Профессиональный сленг описывает словами: выходы соединены параллельно. Всегда дооборудуете газовую плиту. На прилавке представлены модели, где специальная схемка показывает трассу укладки проводников, дополняющих духовку электроподжигом. Аналогичную процедур можно проделать с контролем горения, оборудовав термопарой выбранную область. Внедрить еще один элемент, не составит сложности опытному технику.

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.

Согласно определению международного стандарта, термопара представлена двумя соединенными проводниками, используемыми в составе устройства, измеряющего температуру. Осталось добавить: материал проволочек выбирается различного знака коэффициентов термоэдс. Достигается максимальная разность потенциалов. Точность измерений напрямую определена величиной измеряемого параметра. Поскольку приборы демонстрируют абсолютные, относительные погрешности.

Распространенной термопарой считают изделие алюмеля (– 17,3 мкВ/ºС), хромеля (+ 24 мкВ/ºС). При температуре спая 300 ºС изделие выдает на контакты напряжение 12 мВ. Цифровой измеритель оценивает значение согласно полученному результату, газовая плита отрабатывает необходимые операции. В простейшем случае термопара определяет наличие огня конфорки. Огонь гаснет — срабатывает предохранительный клапан, перекрывающий подачу газа. Реализуется концепция безопасного пользования плитой.

Иногда точного измерения температуры не требуется, схема организована на цифровом компараторе, сравнивающем напряжение термопары с заданным уровнем. Порог перейден — происходит срабатывание схемы. Дальнейшие действия газовой плиты определены алгоритмом, заложенным разработчиками.

Термопары применяются в бытовой технике из-за беспримерной надежности, дешевизны, отказоустойчивости. Действительно, как может сломаться обыкновенный провод. Порвется — недолго срастить. Место пайки восстанавливается запросто. Газовая плита с термопарой надежно работает, ремонтопригодна.

Немалую роль играет аспект унификации. Термопара алюмель-хромель легко заменяется другой аналогичной. Сплавы легко приобрести по отдельности, можно своими руками изготовить измеритель температуры для газовой плиты. Немаловажный критерий маркетинговой привлекательности оборудования.

Видя простоту, покупатель готов потратить деньги. Монтаж несложен. Проложить пару проводов под силу каждому. Пару слов о назначении 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.

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.

Практически каждый владелец газовой плиты хотя бы раз в жизни сталкивался с ее поломкой. Зачастую обращаться за помощью к мастеру довольно накладно, поэтому домашние умельцы пытаются самостоятельно устранить неполадки, чтобы лишний раз не транспортировать плиту. Есть такие модели газовых плит, которые вполне можно отремонтировать своими руками, особенно, если проблемы связаны с регулировкой пламени, заменой электроподжига и другими незначительными поломками. В данной статье мы расскажем, как осуществить ремонт духовки газовой плиты и варочной поверхности своими руками, приведем ряд наиболее распространенных поломок и пути их устранения.

Многие газовые плиты разных производителей имеют одинаковое устройство. Достаточно на одном примере рассмотреть, как происходит ремонт, чтобы понять технику выполнения работ. Чтобы выдержать давление природного газа, придется запастись полезной информацией.

Важно! В случае правильной настройки пламя горит синим цветом ровно. Если возникают оранжевые всполохи, то это свидетельствует о нарушении баланса топливной смеси.

Прочитав информацию ниже, вы сможете выполнить ремонт газовой плиты “Гефест” или любой другой торговой марки своими руками. Решив освоить правильную чистку такого оборудования, вам необходимо разобраться в том, что же находится внутри.

Важно! Духовка является неотъемлемой частью газовой плиты и требует такого же ухода и бережного отношения, как и варочная поверхность. В отдельной статье мы собрали лучшие советы — кликайте на ссылку и читайте про эффективные способы чистки духовки.

Под столешницей плиты находятся следующие элементы:

  • Конфорки. Как правило, они крепятся к плите болтами, при этом каждая конфорка состоит из рассекателя, крышки, инжектора. К каждой из них подходит медная или стальная трубка. Чтобы снять конфорку, понадобится ключ на 13.

Важно! Главное — не сорвать головку или резьбу во время чистки. Герметичность сборки лучше проверять с помощью мыльного раствора. Необходимо нанести пену на узлы, испытать деталь.

  • Свечи. Они располагаются по периметру каждой горелки: одна — используется для розжига, другая — является термопарой, то есть включенной схемой контроля горения. Их отличить друг от друга достаточно легко. Высоковольтная свеча розжига прикрыта керамическим кафтаном.
  • Коллектор. Это — толстая трубка, непосредственно от которой идет проводка к каждой конфорке. Подача газа контролируется электромагнитным клапаном. Их количество соответствует числу конфорок. Если пламя одной из них затухает, то остальные все еще будут гореть.
  • Распределительный арматурный щиток. К каждому электроду розжига разбегаются одиночные высоковольтные провода.

Важно! Если плита лишится заземления, то возникнет риск удара током.

  • Тиристор, конденсатор, диод, предохранители. Эти детали присутствуют внутри плиты в том случае, если заряд формируется посредством электронной схемы. Она питается зарядом конденсатора и начинает работать от всплеска энергии от свечи.

Важно! Если что-то из перечисленных в последнем пункте деталей перегорит, то их легко самостоятельно заменить.

Давайте же разбираться, как починить газовую плиту, если, к примеру, конфорка стала гореть слабо. Кстати, это — наиболее распространенная проблема таких приборов: постепенно пламя начинает частично пропадать вследствие засора рассекателей или форсунок горелок.

Важно! Если вы будете неаккуратно готовить на плите, то маленькие отверстия забьются остатками вскипевшего молока или супа, крошками. Такое случается даже по причине использования чрезмерного количества моющего средства. Поэтому старайтесь не доводить конфорки до такого состояния, когда синее топливо перестает в горелку поступать.

Если же проблема все-таки возникла, то необходимо снять конфорку, тщательно прочистить рассекатель или форсунку с помощью спицы или иглы.

Важно! Некоторые модели газовых плит имеют пластиковые ручки кранов, надетые на шток посредством металлической пластинки, которая вставляется в паз. Ручки по мере эксплуатации начинают разбалтываться, пластинка вылетает и просто теряется. Не стоит расстраиваться, можно решить проблему. Возьмите самую обыкновенную металлическую крышку для консервирования или от консервной банки, ножницами аккуратно вырежьте подходящую пластину и вставьте ее в специальный паз на ручке.

Если со временем ручки кранов стали туго поворачиваться либо западать, то следует их смазать и почистить стоки от масла, жира, грязи. Достаточно:

  • Снять ручки, переднюю панель плиты, которая крепится чаще на защелки или болты.
  • Потом аккуратно разобрать краники, выкрутить шпильки, удерживающие шток.
  • Затем вынуть пружину, пробку, с помощью тряпок очистить их от грязи.

Важно! Пробку чистить следует максимально осторожно, чтобы не поцарапать ее, ведь это может стать причиной утечки газа.

  • Дальше надо смазать пробки графитовой смазкой, но важно здесь не залепить отверстия.
  • Затем необходимо взять шток, с него счистить грязь и жир ножом, пробку вставить обратно, в нее вставить пружинки, и закрепить шпилькой шток.

Многие хозяйки сталкиваются с такой проблемой, как заедание или неплотное прилегание дверцы духовки. Ремонт газ плиты в таком случае осуществляется очень просто:

  1. Необходимо открутить винты, которыми дверца крепится к плите, но только не до конца.
  2. Немного раскачать ее, чтобы она вернулась на место и прочно села на петли.
  3. Затем необходимо закрутить на место болты и проверить плотность прилегания дверцы. Делается это просто: между уплотнителем и верхним краем плиты вставьте лист бумаги, убедитесь, что он плотно прижимается уплотнителем.

Важно! Работа с современной техникой может даже самого продвинутого человека завести в тупик. Предлагаем вашему вниманию статьи с самыми распространенными вопросами от пользователей духовок. Их название говорит само за себя:

Не реже владельцы газовых плит сталкиваются с проблемой, когда выходит из строя система газ-контроля: при зажигании конфорки жмешь на кнопку, и пламя горит, как только отпускаешь ее, оно сразу тухнет. Сразу впадать в панику не стоит.

Первым делом очистите термопару, проще говоря, это — железная деталь, которая находится рядом с конфоркой. Когда она нагревается, образуется ток, задерживающий магнитный клапан в рабочем положении и не дает ему препятствовать поступлению газа к конфорке. Если по какой-то причине газ тухнет, то термопара остывает, и клапан сразу закрывается, не давая газу поступать в помещение. Чтобы система начала работать в прежнем режиме, необходимо с помощью наждачной бумаги зачистить эту деталь.

Важно! Если этой процедуры оказалось недостаточно, то придется менять термопару.

На вашей кухне присутствует газовая плита “Горение”? Ремонт своими руками данного прибора вы сможете выполнить легко, если прислушаетесь к советам профессионалов. Но если вдруг вы почувствовали запах газа, то сразу перекройте кран подачи топлива и вызывайте мастера. Не забывайте регулярно чистить и мыть плиту, ухаживать за ней, ведь на это она ответит вам качественной и долговечной работой.

Существует категоричный запрет, подкрепленный административным и уголовным правом, на несанкционированное вмешательство в работу газового оборудования. Но не все то, что называется газовым, непосредственно им и является. А в реальности ремонт газовой плиты своими руками не только возможен, но и необходим. Ведь оплачивать вызов и работу мастера, заменившего неисправную ручку или отрегулировавшего уровень подачи топлива, не всегда целесообразно. И, тем более, не нужно брать на это официальное разрешение у газовой службы.

Принцип работы газовых плит заключается в следующем. В горелку из централизованной газовой магистрали или автономного баллона подается природный газ. В момент перехода из сопла горелки в рассекатель на конфорке горючее смешивается с кислородом из воздуха. После этого становится возможным воспламенение газовоздушной смеси, горение которой будет продолжаться до полного перекрытия газового вентиля.

Печь включает в себя несколько систем, отвечающих за корректную работу всего агрегата:

  • газовую систему, в которую входят трубы и шланги с кранами и горелками;
  • электрическую составляющую, предназначенную для освещения, автоподжига и работы гриля;
  • корпус прибора, имеющий шаблонный набор деталей и изготавливающийся из листовой стали, покрытой эмалью.

Важно! Общая конструкция у всех печей одинакова. Отличие некоторых моделей заключается лишь в дизайне и функционале.

Конфорка – это конечный этап подачи газа. Уже горящая струя газовоздушной смеси, двигаясь по основанию, подается на крышку, отражаясь от которой попадает в рассекатель. Там пламя делится на равномерные маленькие язычки. Когда конфорки снимаются при уборке, то видны горелки с соплами на концах. Их еще называют жиклерами и форсунками. Горелки используются трех видов.

  1. Диффузионные. В них газ смешивается с воздухом естественным способом. Используются в духовом шкафу.
  2. Кинетические. Давление в газовом трубопроводе печи небольшое. Его энергии как раз хватает на всасывание воздуха для смешивания и подачи на конфорку.
  3. Комбинированные. Современные печи используют одновременно два способа.

Панель может быть изготовлена из эмалированного стального листа. Но сегодня большинство плит производится из ударопрочного стекла специальной закалки. Непосредственно под варочной панелью расположены электрические устройства и газовая система, в трубопровод которой врезаны несколько регулировочных кранов. Именно от степени открытия регуляторов зависит интенсивность пламени.

Электрическая составляющая печи включает таймер, термометр и элементы подсветки. В нее также входят электронные средства управления, контролирующие работу ТЭНов и вентиляторов, которые присутствуют в некоторых образцах.

Духовки газовых печей делятся на два вида.

  1. Двухрежимные, без вентиляции. Иногда вверху духовой камеры крепят гриль.
  2. Многорежимные. Воздух в духовке перемещается принудительно за счет вентилятора. А чтобы он не загасил пламя, применяются специальные полые горелки.

Для сохранности тепла в духовых шкафах используется теплоизоляция, а дверца изготавливается из двух или трех слоев стекла.

Контроль над утечкой газа осуществляется при помощи термопары, которая находится в центре пламени и при разогреве генерирует ток, питающий небольшой электромагнит. В задачу последнего входит удерживать заслонку на газовом трубопроводе в открытом состоянии. При внезапном прекращении горения, не связанном с выключением подачи топлива вручную, датчик быстро остывает и магнит отключается. Это приводит к прекращению подачи газа.

Для включения плиты требуется несколько секунд, чтобы датчик достиг нужной температуры. И все это время нужно удерживать ручку регулятора нажатой. Некоторые пользователи считают это серьезным неудобством и выбирают печи без газ-контроля. Такие модели можно найти у нескольких производителей – Mora, Gefest, Ardo, Ariston, Darina и Indesit.

Важно! Выявлять неисправность газовой печи лучше при ее выключенном состоянии. В противном случае использование поврежденного прибора может привести к серьезной аварии.

Если в помещении чувствуется запах газа, а плита в этот момент не работает, значит где-то происходит утечка голубого топлива. Необходимо разобрать печь и мыльным раствором промазать все соединения газового трубопровода как снаружи, так и внутри. Пузырьки воздуха покажут, где выходит газ.

Чтобы осмотреть регуляторы и запорные краны, нужно снять верхнюю крышку. Для этого следует убрать решетки и конфорки, отверткой вывернуть крепежные болты и поднять крышку варочной панели.

Чтобы проверить на предмет утечки внутреннюю конструкцию духовки, сначала следует посмотреть, с какой стороны плиты идет в нее подвод газа. В зависимости от увиденного, снимать нужно правую или левую стенку. После обнаружения утечки требуется заново произвести скрутку узлов, подмотав на резьбу больше уплотнителя в виде ленты ФУМ или нити Локтайт 55.

Совет! Для работ, связанных с утечкой газа, рекомендуется вызвать аварийную газовую службу.

Газовые плиты, как и любые другие сложные механизмы, также подвержены неполадкам, которые заключаются в следующем:

  • перестает гореть газ;
  • зажигание происходит не сразу;
  • неровное пламя;
  • работа сопровождается шумом и посторонним запахом;
  • проблемы с духовым шкафом;
  • затруднение при включении и другие.

Чтобы починить такие поломки, не обязательно вызывать мастера. Провести самостоятельный ремонт вполне по силам каждому. Но прежде, чем ремонтировать прибор, необходимо отключить подачу на него газа. Ручка запорного крана находится на стене за плитой или непосредственно на печи в районе задней стенки.

Устранение неисправностей нужно начинать с чистки плиты. При попадании мелких пищевых частиц в горелку часто происходит засор сопла. Мусор перекрывает путь для топлива. При этом пламя не зажигается вообще или горит неравномерно. Иногда из-за преграды горит огонь только на минимуме. Прочистить форсунку можно при помощи тонкой иголки.

Также кусочки еды или другой сор могут попасть в рассекатель. Находясь на пути пламени, инородный предмет может издавать неприятный запах. Необходимо снять конфорку и провести тщательную чистку.

Мощность или высота пламени регулируется при помощи ручек на варочной панели. Иногда она может проворачиваться с трудом или вовсе оставаться на месте. Чтобы провести ремонт ручки потребуется полная разборка краника. Для этого сначала нужно снять регуляторы и переднюю панель.

У краника следует аккуратно вытащить шпильку, затем вынуть пружину и пробку. Все детали необходимо очистить от жира и мусора. Нельзя использовать острые предметы, чтобы не нарушить целостность пробки. После чистки нужно покрыть поверхности деталей графитовой смазкой и собрать их в обратной последовательности.

Совет! Чтобы отрегулировать пламя при использовании баллонного газа, помимо прочего необходимо поменять весь комплект жиклеров. Для этой работы нужен специалист из газовой службы. Только он сможет произвести правильную настройку оборудования, чтобы топливо сгорало без остатка.

Почти все современные газовые плиты выпускаются с такой полезной функцией, как электроподжиг. И только у самых бюджетных моделей он может отсутствовать. Например, есть такие печи у производителей Электа, Flama, Gorenje и Hansa.

Система автоподжига часто подвержена поломкам. Если проблема с одной конфоркой, то нужно проверить у нее запальный электрод. На его керамической поверхности может быть трещина, из-за чего искра пробивает в сторону.

Затем проверяется целостность провода, соединяющего пьезо и блок электророзжига. При неисправности всего блока, поджиг не работает у всех горелок. Дефектные элементы требуется заменить новыми. Отсутствие искры у всех конфорок также может быть вызвано неисправностью кнопки включения. Если кнопка исправна, то проверяют провода питания. Точно также обследуется пьезоэлемент в духовке.

Часто бывает, что не закрывается дверца у духового шкафа. При неплотном прилегании дверцы духовки происходит значительная потеря тепла, и процесс приготовления пищи может затянуться на неопределенный срок. Причин может быть две:

  • разболталось крепление;
  • пришла в негодность уплотнительная прокладка.

Крепление необходимо подтянуть с помощью отвертки. А прокладку нужно заменить. Для этого снимают с петель дверцу и удаляют старую прокладку. Очищают желоб при помощи моющего средства и проводят монтаж нового уплотнителя.

Может выйти из строя газ-контроль устройства: из-за постоянного перепада температур термопара нередко перегорает. Ремонт газконтроля заключается в замене детали. Но иногда пользователи предпочитают отключить функцию защиты. Как это делается, показывает следующее видео на примере плиты Брест 1457:

При нарушении баланса газовоздушной смеси слышится громкий шум при горении топлива. Чтобы устранить неполадку, в старой плите нужно провести коррекцию заслонки для воздуха, а в новых моделях шум прекратится после замены рассекателей.

Если перестало работать все электрооборудование газовой плиты, то причина, скорее всего, в нарушении подачи электроэнергии. Поиск проблемы нужно начинать с розетки, в которую подключен прибор.

Важно! При проверке электрооборудования с последующим ремонтом предварительно необходимо отключить устройство от сети.

Ремонт таймера, температурного датчика и элементов подсветки проводят заменой вышедших из строя деталей новыми.

Чтобы кухонный агрегат работал долгие годы без серьезных поломок, требуется регулярный профилактический уход. После каждого приготовления пищи, дождавшись остывания плиты, необходимо тщательно мыть и удалять пищевой мусор с поверхности. Это обезопасит технику от различных засоров.

Не рекомендуется оставлять работающее оборудование без присмотра. Выкипающая жидкость может залить пламя на конфорке, тем самым сокращая срок службы механизма газ-контроля и элементов автоподжига.

Совет! При чистке поверхности от пригоревшей еды, можно воспользоваться пищевой содой. Это ускорит процесс уборки и добавит дезинфекции. Горелки и решетки из чугуна чистят металлической щеткой.

Необходимо регулярно проводить смазку трущихся поверхностей у регулировочных кранов. Как это сделать, описывалось выше.

Отремонтировать газовую плиту не трудно. Но еще легче содержать ее в чистоте и порядке. И тогда незаменимый кухонный прибор прослужит многие годы, радуя безупречной работой.

Автор статьи: Артем Кондратьев

Добрый день! Я Артем. Чуть меньше 9 лет работаю слесарем и мне нравиться работать руками. Когда создаешь новые полезные вещи или возвращаешь к жизни сломанные предметы. Разве это не прекрасно? Рекомендую, перед реализацией идей с моего сайта, проконсультироваться со специалистами. Удачного рабочего дня!

✔ Обо мне ✉ Обратная связь Оцените статью: Оценка 5 проголосовавших: 3

Муфельная печь дешевле, чем своими руками. Часть 2

С вами снова в муфельные печи Project, а именно Григорий. Сегодня мы продолжаем обзор нашей новой печи project economy. Вот я специально расположил тут 2 печи: 1 на 40 литров, другая на 30 литров, и в сегодняшнем выпуске, я покажу Вам особенности теплоизоляции этой печи, и как легко на ней можно заменить расходные материалы, то есть термопару и спирали. И внимание, в 1 из печей установлен терморегулятор термодат 14е5 по специальному заказу. На стандартной Economy печи, которая является базовой, это трм 251. Раньше мы им активно пользовались, потом перестали, по причине устарения, но в ценовой политике он выигрывает по сравнению с термодатом.

Итак, самый главный датчик и единственный термодатчик, располагающийся в печи - это термопара. Находится у нас здесь в верхней части печи project economy. Усли термопара будет располагаться сбоку, при загрузке печи можено будет просто повредить термопару, придется её часто менять. Несмотря на то, что это делается все очень быстро, естественно, лишний раз не хотелось бы этим никому заниматься. Вот поэтому у нас термопара расположена в верхней части и когда мы закрываем печь, измерения температуры происходят практически центра камеры. Термопара подключена через компенсационный провод. Подводится сразу непосредственно к терморегулятору.

Как и в любой печи, мы большое внимание уделяем простоте замены расходных материалов, таких как термопара, спирали. Во время рабочего процесса, как правило, все перегорания термопары и спиралей происходит не вовремя в 100 из 100 случаев, когда у клиентов больше всего заказов. Например к новому году поступил большой предзаказ, в этот момент, заканчиваются спирали и термопара. Вот, чтобы этого избежать, у нас всегда в наличии все расходные материалы на наши печи, и всегда можно заказать заранее. В случае острой необходимости, можно было быстро заменить. Чтобы не было трудности в замене расходного материала, мы стараемся делать так, чтобы не обязательно было привозить печь к нам на обслуживание, чтобы это можно было сделать самостоятельно. И это в особенности, наверно, касается и печи economy от Project .

Итак, начнем с самой частой поломки - это замена термопары. Для этого нам потребуется: отвертка крестовая - 1 штука, ключ на 10 - 2 штуки. Можно приобрести у нас комплект по замене термопары ,там все это будет находиться, что очень удобно. Мы видим перед нами 2 свободных конца, сейчас мы полностью её извлечем и, соответственно, эту термопару заменяем на новую. При помощи 2 ключей разворачиваем эти два контакта ,вытаскивая термопару, вставляем новую, конечно соблюдая полярность, это все в инструкции у нас есть, и устанавливаем термопару назад, то есть просто засовываем ее вот так вот до конца, прижимаем провод термопары и закрываем крышку в обратном направлении. Всё, печь готова к дальнейшему использованию, и замена одной рукой заняла минут 5-7, если менять двумя руками, без видео, как это делал я, то займет это дело минуты 2 . Всегда хорошо иметь в запасе термопару, потому что, её очень быстро можно заменить и практически не заметить простоя в вашем производстве.

Далее, хотелось бы особое внимание отметить футеровке печи, естественно, футеровку очень сложно назвать расходным материалом, но, тем не менее, случаются часто форс-мажоры, по тем или иным причинам, например - потекшей глазури, если она выходит из строя, и дабы не менять целиком на печи целиком всю плиту, мы придумали замену именно вот такими частями. К примеру, у вас здесь лежат какие то изделия, которые вы покрыли глазурью и по каким-то обстоятельствам, предположим : вы перепутали и запустили не ту программу обжига, глазурь у вас потекла, попала на стенку. К примеру, вот наша обычная печь и, действительно, случаются варианты, когда вот здесь где-то на стенках протекает глазурь, эта стенка повреждается, и приходится осуществлять ремонт. Он не локальный, не местный, чаще всего, эту печь приходится везти именно к нам , чтобы мы могли её качественно обслужить, вот здесь все сделано намного проще. Так вот, это покрытие, это cerablanket, имеет толщину 10 мм, то есть под ним уже находится твердые плиты . Здесь смысл какой: у вас попала глазурь на какую-то из этих стенок, без паники, нужно с начала связаться с нами, как с производителем, чтобы мы оценили визуально - насколько критические повреждения, и можно ли все это сделать на месте или же потребуется везти её к нам, и мы все сделаем за то время, пока вы у нас выпьете чашечку кофе.

Порядок работ следующий: отсверливается несколько клепок и этот лист освобождается, и вот этот материал мы просто меняем на другой. Делается это, буквально, минут за 15, за 20, то есть заменять 1 стенку очень быстро, соответственно, работа по замене будет проходить проще и дешевле.

Итак, по нагреву корпуса и применяемым материалам, хотелось бы немного рассказать. Наверное, будет интересно посмотреть тепловизором во время работы печи, где она греется. Project Economy началась с печей вот такого промышленного масштаба, с подобной большой печи 300 с чем-то литров. У неё многослойная изоляция, и она собирается по определенной своей методике. Нарисуем схематично стенку муфельной печи: здесь у нас камера, здесь, вне печи, то есть ничего. Естественно, что с этой стороны мы не хотим, чтобы происходил нагрев, тем более, всякие возгорания, и футеровку мы подбираем по специальной методике. То есть , насколько мы знаем из законов физики, что более плотные материалы хорошо проводят тепло, менее плотные - менее проводящие, то есть, например , карбид кремний имеет очень большую плотность, как и металл, и он очень хорошо проводит тепло. Теплоизоляционный материал, чаще всего пористый, он имеет частички воздуха в себе, что позволяет сдерживать тепло именно в камере. Так вот, у нас идет 1 слоем cerablanket - это керамические маты 10 мм, они имеют крайне малую плотность и используются как именно отражающая теплоизоляция. Температура, которая сюда поступает, она сразу отражается в камеру, и происходит, именно, нагрев в камеры. Дальше у нас установлены керамические плиты из керамического волокна, толщиной 40 мм, их Температура применения 1260°, далее у нас идет слой картона, который сделан на основе ваты мкррх 150, то есть, это - запрессованная вата ,толщина те же 40 мм, а сверху все это закрывается, опять же cerablanket, 10 мм слоем, который проходит и заворачивает все это сверху. Вот кстати, про картон ещё забыл уточнить, у него температура до 1100°, то есть самая плотная тут, это керамическая плита, чуть менее плотный это cerablanket и воздушная прослойка, которая идет снаружи, что хуже всего будет передавать тепло - это либо воздух, либо вакуум, то есть, это тот материал, у которого плотность самая маленькая. Итого, воздушная прослойка отлично предотвращает нагрев корпуса. Но воздушная прослойка имеется только на печах промышленного объёма, потому что в крупного размера печах выделяется огромное количество энергии внутри, соответственно, очень сильно будет разогреваться корпус. В муфельной печи Project Economy сразу же после cerablanket, который имеет минимальную плотность, сразу же идет металл итого можно будет на видео посмотреть, я надеюсь наглядно и доходчиво .

Ну и последний момент, на котором хотелось бы остановиться, это замена нагревательных элементов, а именно спиралей , спиралей нижнего нагрева и независимого контура нагрева. Итак, мы берем спирали, которые будем размещать на под, кстати именно в таком виде мы и отправляем нашим клиентам. Здесь есть специальные подгибы, которыми осуществляется увеличение или уменьшение зазора между спиралями, а также, фиксация за боковые канавки. Втыкаем в специальное отверстие в муфеле проволоку, для того, чтобы в дальнейшем ее подключить именно в свои установочные места снизу. Наша задача будет сейчас разровнять эти спирали, зафиксировать их в рабочем положении. Для того, чтобы спираль лежала ровно и не задевала лещадку, либо различные предметы которые будут нагреваться в печи. Теперь попробуем собрать сам каркас, который от четырехстороннего нагрева, мы его называем «независимый контур нагрева». Берем трубки МКР, по краям вот эти вот шарниры, это у нас изоляторы, они служат для того, чтобы спираль не могла замкнуть на металлический каркас, на котором стоит вся конструкция . Их нужно обязательно не забывать и ставить с всех сторон печи .Так же, сразу хочу сказать о том, что любую из трубок при поломке можем заменить, поставить, сделать копию, отправить в самый короткий срок, потому что уже сталкивались с этим делом. У одного из наших клиентов свой кирпичный завод, и ребята, которые на нем работают, относятся, скажем так, наплевательски к технике, по этой причине, они кирпичи и различные другие объекты, которые они пробно обжигали в печи, просто закидывают в печь, тем самым, выбивая стенки, а бывает и сами нагревательные элементы. Касаемо трубок, если где-то случится поломка заменить одну трубку не вызовет никаких трудностей. И наша сборка подходит к концу, ставим последний изолятор, теперь нам нужно поставить металлические стойки, они выполнены из специального термостойкого материала, поэтому никакой деформации при работе в печи, при ее нагреве не должно происходить, фиксируем конструкцию, внимательно следим, затем, чтобы она имела минимальной люфт, чтобы все соединения состыковались между собой, чтобы ничего не вываливалось. Вот это - единственное условие, хотя, опять же, промахнуться с этим практически невозможно, собрать как-то это неверно, потому что, в любом случае, первично мы на своем производство прогоняем этот момент сборки, и любая комплектующая часть уже изначально собрана нами, поэтому она просто не может не подходить, далее вот ставим последнюю стоечку . Каркас готов к установке в печь Project Economy. Осталось отрегулировать усики. Проверяем все еще раз, и вот эти вот концы фехрали мы фиксирует, убираем их внутрь , чтобы они не болтались не задевали камеру ,потому что они могут помешать при установке контуров в печь. Берем всю эту конструкцию, обычно, достаточно 1 человека, но если хотите, то можно вдвоем, втроем ,вчетвером, результат от этого явно не изменится. Самое главное - это аккуратно все это поставить, помним, что все эти трубки керамические и не в коем случае не прикладываем больших усилий на впихивание, вообще, впихивание не допустимо, каркас нужно просто спокойно установить внутрь печи, заправляем усики в отверстия, которые идут непосредственно в подключение под печь, плюс, нам вот эти усики не будут мешать, и потихоньку отпускаем каркас вниз в свои отверстия. На видео видно, что никаких вибраций, никакой расхлябанности конструкции не может быть, потому что все встает плотно, все встает на свои места в своей пазы. Проверяем все, на всякий случай, то есть, чтобы опять же, повторюсь, нигде не было касания об металл, нагревательных элементов. Чтобы все было заизолировано, чтобы все стояло на своих местах и все готово.

Ну вот, примерно, рассказал сказал все, что знал, все, что удалось сделать с этой печью ,сделать эту печь в принципе, поэтому и удалось по ней что то рассказать .Смотрите сами, выбирайте - подойдет ли она вам или не подойдёт, со своей стороны мы сделали все, что смогли. Хочу напомнить, что у нас доступна рассрочка на покупку муфельной печи, именно рассрочка, без всяких дополнительных навязанных услуг, то есть, если печка стоит 60000 р., рассрочка у нас на 6 месяцев, по 10000 р в месяц без первоначального взноса - очень удобно. Смотрите, решайте, зачем выкладывать большую сумму, если сразу можно взять в рассрочку. Покажу опять же видео, как это все заполнять, делается онлайн, заявку в банк мы отправляем сами, все это делается очень быстро, и в течение 1 часа вам приходит одобрение. Спасибо всем. Подписываемся и смотрим дальнейшие видео. Всем пока.

Получаем электричество из огня. Теплоэлектрогенератор своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Из этой статьи вы узнаете, как добыть электричество прямо из огня, а так же, как своими руками собрать небольшой компактный теплоэлектрогенератор.

Дальнейшая инструкция взята с YouTube канала «Огненное ТВ».
Вообще, идея получения электричества из тепла не нова. В недалеком прошлом можно было встретить огромное количество разнообразных безумных устройств, таких как «партизанские котелки» и керосиновые электрогенераторы, которые способны были обеспечить питание небольших радиостанций.

Подобных устройств раньше было множество, но все они работали примерно на одном и том же принципе. Внутри находилось огромное количество термопар, один контакт термопары нужно было нагреть, а второй остудить. За счет этого и получался электрический ток.
Зачастую в качестве термопары использовали сплав сурьмы с цинком и сплав константан. Вместе эти сплавы давали достаточно неплохой результат, и в принципе стоили недорого, собственно благодаря этому и получили широкое применение в устройствах подобного типа.

Давайте соберем свой теплоэлектрогенератор из более-менее доступных компонентов и посмотрим, что реально можно запитать с помощью такого приспособления.

Вообще получить электричество из тепла довольно просто. Достаточно соединить 2 куска различных металлов или сплавов и нагреть место контакта. В первой версии теплоэлектрогенератора будем использовать самые доступные металлы, и начнем с железа (стали) и меди.


Задача стоит следующая: необходимо сварить стальную и медную проволоку. Для этого понадобится угольный электрод, очищенный от медного покрытия.

На сварочном аппарате выставляем ток 40А (этого достаточно, чтобы зажечь небольшую дугу и аккуратненько сварить вместе две проволоки).

Как оказалось, в принципе сварить вместе сталь с медью не так уж и сложно. Теперь давайте посмотрим сколько же электричества можно получить из такой простой штуковины. Для этого подключаем мультиметр, подогреваем термопару и смотрим за показаниями прибора.

Как видим, при нагреве термопары зажигалкой, напряжение начинает расти и уже получаются какие-то там микровольты. Но это совсем мало, давайте усилим нагрев и прибегнем к помощи горелки.

В пламени горелки термопара раскалилась докрасна, а максимальное напряжения, которое получилось выжать из этой термопары достигло 0,004В.


Значит для того, чтобы получить напряжение в 5В потребуется примерно 1250 таких термопар. Согласитесь, компактным такое решение точно не назовешь. Давайте попробуем использовать другую пару металлов, например, железо и алюминий.

Свариваем обе проволоки вместе и тестируем точно таким же образом.


Из этой термопары получилось выжать почти 0,003В, что меньше предыдущих показаний. Алюминиевая проволока очень быстро плавится и сильного нагрева не выдерживает, а значит не подходит для поставленной задачи.

Теперь давайте проверим термопару с висмутом, ведь если верить таблицам, то результаты должны быть просто зверские. У автора как раз есть кусок висмута (остался после прошлых экспериментов). Металл очень легко плавится (температура плавления висмута составляет всего 270°C). Поэтому не составит труда отлить пруток и вплавить туда стальной стержень и таким образом получить термопару.


Как видим, даже при малейшем нагреве напряжение начинает расти.

А теперь возьмем термопару из сплавов хромель и алюмель. Это самая распространенная термопара. Давайте посмотрим сколько вольт можно будет выжать из такой термопары.

Как видим, даже при небольшом нагреве напряжение растет выше 10мВ. Если же нагреть термопару докрасна, то получим уже больше 30мВ. Хоть результат и неплохой, но все равно слабоват для компактного генератора малых размеров.
Теперь возьмем элемент Пельтье.

Внутри у него расположено большое количество термопар из полупроводников. Полупроводниковые термопары должны быть гораздо эффективнее, чем металлические, и за счет большого количества последовательно соединенных термопар, они дают достаточно высокое напряжение при относительно невысоком нагреве. Простая кружка с кипятком поставленная на элемент Пельтье, и он уже дает напряжение 1В.

Давайте попробуем собрать небольшую установку с использованием 4-х элементов Пельтье, чтобы получить более высокое напряжение. Для изготовления прибора потребуется алюминиевая профтруба и полоса, тарелка, и вот такая вот мочалка:


Сперва отрежем 4 куска трубы по 6см. Если сложить их вместе, то получится неплохой теплообменник, который будет равномерно распределять тепло по всем четырем сторонам и будет исключать локальный перегрев.

В качестве стенок корпуса будут куски полосы шириной в 4см.

Далее с помощью винтов собираем боковые стенки и теплообменник, вот такой дымоход получился:

Теперь необходимо установить элементы Пельтье и систему охлаждения. Радиаторы изготовим из все той же полосы алюминия. Сначала на листе бумаги расчертим, как должен выглядеть радиатор. На чертеже можно легко измерить примерный угол наклона каждого из ребер радиатора и это очень поможет в дальнейшей работе.


В итоге получилась вот такая матрешка:

Изготовим еще 3 аналогичные конструкции и закрепим радиаторы с помощью алюминиевой проволоки.

Когда все радиаторы установлены на свои места, можно провести первое тестирование. Зажигаем свечу и помещаем ее внутрь устройства.


Как видим, напряжение начинает расти, но останавливается едва, преодолев 0,5В. При этом теплообменник нагрелся всего лишь до 40°C, что очень мало, так что можно греть дальше.

Большая часть горячего воздуха просто проходит мимо и нужно это исправлять. А поможет в этом обычная мочалка из нержавейки, которую используют для мытья посуды. Стальная проволока будет задерживать воздушный поток и будет хорошо передавать тепло алюминиевому теплообменнику. Тут главное не переборщить, чтобы воздух мог легко проходить сквозь этот теплообменник.


Такой вот простой доработкой получилось увеличить эффективность конструкции и повысить напряжение почти до 1,5В. Можно сказать, получилась пальчиковая батарейка.


Температура у основания радиатора поднялась до 48°C, до предела далеко, так что можно греть дальше. И давайте попробуем подключить простенький китайский повышающий DC-DC преобразователь. На вход ему можно подавать напряжение от 1 до 5В, а на выходе получаем стабильные 5В пригодных для зарядки смартфона и питания различных usb-устройств.


Небольшой светодиодный светильник хоть и не слишком ярко, но все-таки светится от этого реактора. А теперь подключим смартфон.

Как видим, телефон действительно видит зарядку. Но спустя пол часа, заряд телефона снизился на 1%, а спустя еще 30 минут еще на 1%. То есть телефон на отрез отказывается заряжаться от этой штуковины.

Попробуем подключить Arduino. Платка потребляет очень мало, буквально 20-30мА.


При подключении к генератору она начинает моргать светодиодами, значит она загрузилась и работает.
В общем получать электричество таким способом можно, но чтобы вы понимали, мощность этого агрегата примерно в 10 раз меньше чем у самой простой зарядки для телефона на 300мА.
Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видеоролик автора:


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Простая в изготовлении термопара Термобатарея

В нашей статье Что такое Peltier Cooler , мы представили Seebeck Effect . Когда два разных типа металла соединяются вместе и разница температур между двумя соединениями составляет , течет электрический ток.

Что такое термопара

Эта конструкция из трех проводов, один из металла одного типа и два другого типа, соединенных вместе, как показано выше, называется термопарой и демонстрирует эффект Зеебека .Термопары очень широко используются для измерения температур - особенно очень высоких температур, где нельзя использовать стандартные термометры, заполненные жидкостью. Прецизионный вольтметр используется для измерения напряжения , генерируемого , и по нему может быть рассчитана разница температур между двумя соединениями.

Если один из переходов поддерживается при известной температуре - например, при нуле Цельсия в ледяной воде - можно получить очень точные показания температуры .Если точность менее важна, можно принять, что эталонный спай имеет комнатную температуру. Термопары очень простые и очень прочные, так как у них нет движущихся частей.

Сделайте простую термопару

Термопары , используемые сегодня в промышленности, очень точно изготавливаются из всех видов экзотических металлов, чтобы обеспечить требуемый диапазон рабочих температур и точность, но сделать термопару так же просто, как припаять пару отрезков медной проволоки. к скрепке!

Когда первый медный провод подсоединен к одному концу развернутой скрепки из нержавеющей стали , а затем другой конец скрепки подсоединен ко второму медному проводу, два свободных конца медного провода можно подключить к вольтметру.С одним переходом при комнатной температуре (сегодня приятные 27 градусов по Цельсию!), А другим переходом в контакте с паяльником 220 градусов по Цельсию, было измерено напряжение 1,1 мВ (0,0011 В). Подержав этот переход в пламени прикуривателя, получилось напряжение 0,9 мВ.

На изображении выше показана термопара DIY . Обратите внимание, что в идеале будет использоваться медный провод с твердым сердечником и вся изоляция кабеля должна быть удалена, но для быстрого теста он сработал.

Изготовление термобатареи

Напряжение, генерируемое одной термопарой, невелико, но если несколько переходов соединены вместе последовательно , все их индивидуальные термоэлектрические напряжения сложатся, чтобы получить большее полезное напряжение.Опять же, это можно продемонстрировать с помощью кусочков канцелярской скрепки и медной проволоки, конфигурация которых показана ниже:

Обратите внимание, что нет необходимости иметь:
(медь - сталь - медь) - (медь - сталь - медь) - (медь - сталь….
, так как переход медь - медь может быть заменен одним куском меди, что дает нам :
(медь - сталь) - (медь - сталь)….

В идеале центральные стыки должны располагаться как можно ближе к центру круга, не касаясь друг друга.Установите центр термоэлемента над пламенем, например, на ночник (свечу), а затем измерьте напряжение между двумя свободными концами проводов.

С помощью нашей термобатареи с 10 термопарами, удерживаемой над пламенем зажигалки, мы измерили напряжение 9,7 мВ . Все еще не очень большие, но легко измеримые, что делает этот хороший вводный эксперимент с термоэлектрическими генераторами .

Вот видео, показывающее создание и испытание самодельной термобатареи :

Термопары из обычной медной и стальной проволоки

Термопары из обычной медной и стальной проволоки

Найл Штайнер K7NS.

Июнь 2011г.

Две медные и стальные термопары.

Кусок обычной медной проволоки и кусок обычной стальной проволоки были спаяны вместе на концах, образуя две термопары, расположенные вплотную друг к другу в петле. Проволока термопары в этих экспериментах не использовалась. Я хотел посмотреть, что можно сделать с обычной медной и стальной проволокой.

Согласно второму закону термопар, припой, используемый в соединениях термопар, оказывает незначительное влияние или не оказывает никакого влияния, пока температура термопары поддерживается ниже точки плавления припоя.

Медь и сталь не являются широко используемым сочетанием для изготовления термопар и по уважительной причине. При заданной температуре термопара из меди и стали будет вырабатывать несколько десятых милливольт, тогда как более обычная термопара может вырабатывать 20 милливольт. Соответственно, у меня возникли трудности с поиском данных зависимости напряжения от температуры для медных и стальных термопар.

Несмотря на очень низкое напряжение, создаваемое термопарой из меди и стали, можно генерировать впечатляющие значения тока, если поддерживать очень низкое сопротивление цепи.Стандартный миллиметр Д'Арсонваля имеет слишком большое сопротивление, чтобы использовать его при напряжении около одного милливольта.

Зажим постоянного тока на миллиметре не добавляет сопротивления цепи и может точно указать, какой ток генерируется простой термопарой из меди и стали.


Пять миллиампер пройдут через этот контур, просто приложив тепло моих пальцев к одному стыку. Если на мгновение удерживать пламя под одним переходом, мы легко можем наблюдать 80 мА.

20 мА можно получить, прикоснувшись куском льда к противоположному стыку.


Петля термопары, сделанная в виде катушки, может отклонять стрелку компаса. Измерители постоянного тока

, конечно, не везде можно найти, но компас можно использовать для определения тока, превратив петлю термопары в катушку. В этой катушке используется 5 футов медного провода, но использование 12-го калибра обеспечивает достаточно низкое сопротивление для протекания наблюдаемого тока.

Стрелка компаса наиболее легко отклоняется, когда она перпендикулярна оси катушки, как показано на рисунке выше.Кусок папиросной бумаги был помещен поверх зеркала в футляре компаса, чтобы исключить блики света при фотографировании.

Пламя, находящееся под одним соединением, вызовет легко заметное отклонение стрелки компаса.

Когда пламя удерживается под противоположным соединением, стрелка компаса отклоняется в противоположном направлении.


Магнитное поле земли притягивает стрелку компаса, как пружина, что затрудняет ее отклонение.Я могу добиться гораздо большего отклонения стрелки компаса после того, как осторожно поместите один или два магнита в непосредственной близости от компаса, чтобы частично отменить магнитное притяжение Земли.


Установив магниты, чтобы противодействовать магнитному полю Земли, я могу получить очень заметное отклонение стрелки, просто приложив тепло пальцами к одному спайю термопары.


Если хороший компас недоступен, те же результаты можно получить, повесив магнит внутри катушки на веревке.На изображении выше шнур подвешен к штативу для фотосъемки. Слева находится магнит, осторожно расположенный, чтобы противодействовать притяжению магнитного поля Земли.


Я заметил особенность в медно-стальной термопаре при нагреве одного спая, подключенного к вольтметру. Когда я повысил температуру перехода, показание напряжения также увеличилось, как и ожидалось. Когда температура достигнет определенного значения, намного превышающего температуру кипящей воды, я оставлю прибл. 1.5 милливольт положительный. Но по мере того, как температура повышается выше этой точки, выходное напряжение на переходе начинает уменьшаться до тех пор, пока не будет достигнута точка, дающая показание нулевого напряжения. При дальнейшем повышении температуры выше этой точки выходное напряжение на переходе снова начнет увеличиваться, но с противоположной полярностью, пока не будет считано значение примерно 1,5 милливольта минус. В этот момент я больше не применял нагрев, потому что соединение было раскаленным до докрасна и, казалось, было близко к температуре плавления меди.


Домашняя страница Sparkbangbuzz.

Как сварить собственный термощуп K с использованием обычного источника питания

Предложение по некоторым приличным K-зондам получило относительно высокую цену, например, 20-30 долларов США за зонд, без учета доставки. Иногда этого бывает слишком много для двух сваренных вместе кусков проволоки.

Итак, вспомним школьные уроки физики и дома сделаем термопары…

Существует множество различных типов термозондов, использующих в качестве электродов разные металлы.Но на самом деле нас могут заинтересовать два типа: хорошо известные Type K и Type T.

Тип К широко используется и состоит из двух проводов из разных металлов.

Хромель (+)
Алюмель (-)

Оптимальные рабочие температуры от 273К до 1500К. Они не очень хорошо подходят для LN2 (дешевые датчики часто показывают температуру около -175 ° C в кипящем LN2), но хорошие датчики близки к реальным температурам.

Одна сторона концов проволоки вварена в горячий спай, а другая сторона просто соединена с двумя электродами (у качественных же металл используется и для соединителей).

Тип T технически одно и то же, но с использованием разных металлов:

Медь (+)
Константин (-)

И рабочий диапазон от -200 ° C до нескольких сотен.

Тепловой переход можно получить, просто скрутив два неизолированных металлических провода.
Но дело в прочном, надежном и прочном соединении. Это сохраняется только при сварке двух металлических наконечников в один шарик на конце.

Так давай займемся практикой:

Необходимых инструментов:

Мощный блок питания (здесь использовался приличный блок питания ATX с номинальной мощностью 550 Вт)
Разъем Minifit JR с 8 контактами для подключения шин +12 В
Некоторые куски толстой медной проводки для силовых проводов
Графитовая щетка от любого двигателя переменного тока и т. Д.
Термометр для проверки результата

И 10 минут на выполнение задания.

Я купил случайную щетку для двигателя переменного тока за 2 доллара.

Нам нужна графитовая щетка в качестве электрода, потому что, если мы просто протолкнем электричество, чтобы расплавить провода в открытом воздухе, злой кислород окислит горячий металл, и мы получим только дрянь с окислением. Это неправильный путь.

А вот если использовать кусок графита - уголь горит и действует как защита от кислорода. Так мы получим намного лучший сварной шов.

Прикрепил щетку маленьким зажимом. Также металлические губки зажима служат соединителем для щеточного электрода.

Затем зачищаем провода будущего зонда. Одна проволока здесь алюмель, вторая хромель.

Следующий шаг - подготовить силовые кабели. Я только что использовал 8-контактный кабель процессора через розетку с двумя медными проводами AWG6. Один будет удерживать нашу термопару под ударом, другой будет соединен через металлический зажим с щеткой.

Следующий шаг - скрутите оба провода вместе, чтобы он надежно закрепился.

Общий вид сварочного агрегата 🙂

А теперь подайте питание от блока питания на электроды и осторожно коснитесь кисти концом проводов термопары. Если провода тонкие - используйте токоограничивающий резистор, чтобы избежать чрезмерного ожога.

Позаботьтесь о том, чтобы сделать этот шаг в хорошо проветриваемом помещении или, лучше, на открытом воздухе, потому что уголь сильно горит.

После первой-второй попытки - должно получиться вот это. Идеальное шаровое сварное соединение из смеси двух проволок.Подключаем к градуснику и проверяем результат;)

Также я пробовал использовать толстую проводку для термопар промышленного класса (а также алюминий и хромель).

Та же технология, густой дым без резисторов…

И проверьте 🙂 Температура воздуха с окружающим воздухом на моем fluke

И сохраненное значение с температурой кипятка из моей кухни 🙂

Описанный метод также очень хорошо подходит для термопары Type-T типа:

Вот пример с 30-метровым проводом Omega от eBay, сваренным вместе с блоком питания.

Тип T намного более стабильный для температур LN2, всегда получается -190… -195c даже при плохой сварке, но не так распространен, как тип K.

Другой пример, с высококачественным проводом термопары Omega Type-K AWG28, с использованием прецизионного мультиметра Keithley 2001 и термоса LN2 в качестве точки проверки.

Надеюсь, это кому-нибудь поможет. Также вы можете купить несколько длинных термопар, разрезать их и приварить к некоторым пригодным для использования зондам.

Автор: Илья Цеменко
Опубликовано: 25 июля 2015 г., 6:37 а.м.
Изменено: 8 апреля 2016 г., 17:55


Два способа измерения температуры с помощью термопар: простота, точность и гибкость

Введение

Термопара - это простой и широко используемый компонент для измерения температуры. В этой статье представлен базовый обзор термопар, описаны общие проблемы, возникающие при их проектировании, и предложены два решения по преобразованию сигналов. Первое решение сочетает в себе компенсацию холодного спая и преобразование сигнала в одной аналоговой ИС для удобства и простоты использования; Второе решение отделяет компенсацию холодного спая от обработки сигнала, чтобы обеспечить измерение температуры на цифровом выходе с большей гибкостью и точностью.

Теория термопар

Термопара, показанная на Рисунке 1, состоит из двух проводов из разнородных металлов, соединенных вместе на одном конце, называемых измерительным («горячим») спаем. Другой конец, где провода не соединены, подключается к дорожкам схемы преобразования сигнала, обычно сделанным из меди. Этот спай между металлами термопары и медными дорожками называется эталонным спаем («холодный»). *

Рисунок 1. Термопара.

* Мы используем термины «измерительный спай» и «эталонный спай», а не более традиционные «горячий спай» и «холодный спай».«Традиционная система именования может сбивать с толку, потому что во многих приложениях измерительный спай может быть холоднее эталонного спая.

Напряжение, создаваемое на холодном спине, зависит от температуры как на измерительном, так и на холодном спайах. Поскольку термопара является дифференциальным устройством, а не устройством для измерения абсолютной температуры, для получения точных абсолютных показаний температуры необходимо знать температуру эталонного спая.Этот процесс известен как компенсация холодного спая (компенсация холодного спая).

Термопары

стали промышленным стандартом для экономичного измерения широкого диапазона температур с разумной точностью. Они используются во множестве применений при температуре примерно до + 2500 ° C в котлах, водонагревателях, духовках и авиационных двигателях - и это лишь некоторые из них. Самой популярной термопарой является термопара типа K , состоящая из Chromel ® и Alumel ® (никелевые сплавы с товарными знаками, содержащие хрома и алюминия , марганец и кремний, соответственно), с диапазоном измерения - От 200 ° C до + 1250 ° C.

Зачем нужна термопара?

Преимущества
  • Температурный диапазон: Большинство практических температурных диапазонов, от криогенных до выхлопных газов реактивных двигателей, можно обслуживать с помощью термопар. В зависимости от используемой металлической проволоки термопара может измерять температуру в диапазоне от –200 ° C до + 2500 ° C.
  • Надежность: термопары - это надежные устройства, устойчивые к ударам и вибрации, и подходящие для использования во взрывоопасных средах.
  • Быстрый отклик. Поскольку термопары маленькие и обладают низкой теплоемкостью, они быстро реагируют на изменения температуры, особенно если чувствительный спай обнажен.Они могут реагировать на быстро меняющиеся температуры в течение нескольких сотен миллисекунд.
  • Без самонагрева: поскольку термопарам не требуется мощность возбуждения, они не склонны к самонагреву и искробезопасны.
Недостатки
  • Комплексное преобразование сигнала: Для преобразования напряжения термопары в пригодное для использования значение температуры необходимо существенное преобразование сигнала. Традиционно преобразование сигнала требовало больших затрат времени на разработку, чтобы избежать ошибок, снижающих точность.
  • Точность: В дополнение к присущей термопарам неточности из-за их металлургических свойств, измерение термопары является настолько точным, насколько может быть измерена температура эталонного спая, обычно в пределах от 1 ° C до 2 ° C.
  • Восприимчивость к коррозии: поскольку термопары состоят из двух разнородных металлов, в некоторых средах коррозия со временем может привести к снижению точности. Следовательно, им может потребоваться защита; и уход и обслуживание имеют важное значение.
  • Восприимчивость к шуму: при измерении изменений сигнала микровольтного уровня могут возникнуть проблемы с шумом от паразитных электрических и магнитных полей. Скручивание пары проводов термопары может значительно уменьшить наводку магнитного поля. Использование экранированного кабеля или прокладки проводов в металлическом кабелепроводе и ограждении может уменьшить наводку электрического поля. Измерительный прибор должен обеспечивать фильтрацию сигнала аппаратно или программно с сильным подавлением частоты сети (50 Гц / 60 Гц) и ее гармоник.

Трудности измерения с помощью термопар

Преобразовать напряжение, генерируемое термопарой, в точное показание температуры непросто по многим причинам: сигнал напряжения мал, зависимость температуры от напряжения нелинейная, требуется компенсация холодного спая, а термопары могут создавать проблемы с заземлением. Давайте рассмотрим эти вопросы по порядку.

Сигнал напряжения мал: Наиболее распространенные типы термопар - J, K и T.При комнатной температуре их напряжение составляет 52 мкВ / ° C, 41 мкВ / ° C и 41 мкВ / ° C соответственно. Другие, менее распространенные типы имеют еще меньшее изменение напряжения с температурой. Этот слабый сигнал требует каскада с высоким коэффициентом усиления перед аналого-цифровым преобразованием. В таблице 1 сравниваются чувствительности различных типов термопар.

Таблица 1. Изменение напряжения в зависимости от повышения температуры
(коэффициент Зеебека) для различных типов термопар при 25 ° C.

Термопара
Тип
Коэффициент Зеебека
(мкВ / ° C)
E 61
Дж 52
К 41
N 27
R 9
S 6
т 41

Поскольку сигнал напряжения мал, схема формирования сигнала обычно требует усиления около 100 или около того - довольно простое преобразование сигнала.Что может быть сложнее, так это отличить реальный сигнал от шума, улавливаемого выводами термопары. Провода термопары длинные и часто проходят в среде с электрическими помехами. Шум, улавливаемый проводами, может легко подавить крошечный сигнал термопары.

Для выделения сигнала из шума обычно комбинируют два подхода. Первый заключается в использовании усилителя с дифференциальным входом, такого как инструментальный усилитель, для усиления сигнала. Поскольку большая часть шума возникает на обоих проводах (, синфазный, ), дифференциальное измерение устраняет его.Второй - это фильтрация нижних частот, которая удаляет внеполосный шум. Фильтр нижних частот должен устранять как радиочастотные помехи (выше 1 МГц), которые могут вызвать выпрямление в усилителе, так и 50 Гц / 60 Гц (источник питания) фон . Важно установить фильтр радиопомех перед усилителем (или использовать усилитель с фильтрами на входах). Расположение фильтра 50/60 Гц часто не критично - его можно комбинировать с фильтром RFI, помещать между усилителем и АЦП, включать в состав сигма-дельта АЦП, или его можно запрограммировать в программном обеспечении как усредняющий фильтр.

Компенсация холодного спая: Температура холодного спая термопары должна быть известна для получения точных показаний абсолютной температуры. Когда термопары были впервые использованы, это было сделано путем выдерживания эталонного спая в ледяной бане. На рисунке 2 изображена схема термопары, один конец которой находится при неизвестной температуре, а другой конец находится в ледяной бане (0 ° C). Этот метод использовался для исчерпывающей характеристики различных типов термопар, поэтому почти во всех таблицах термопар используется 0 ° C в качестве эталонной температуры.

Рис. 2. Базовая схема железо-константановой термопары.

Но держать эталонный спай термопары в ледяной бане нецелесообразно для большинства измерительных систем. Вместо этого в большинстве систем используется метод, называемый компенсацией холодного спая (также известный как компенсация холодного спая ). Температура эталонного спая измеряется другим термочувствительным устройством - обычно ИС, термистором, диодом или RTD (резистивным датчиком температуры). Затем значение напряжения термопары компенсируется, чтобы отразить температуру холодного спая.Важно, чтобы эталонный спай считывался как можно точнее - с помощью точного датчика температуры, поддерживающего ту же температуру, что и эталонный спай. Любая ошибка в считывании температуры холодного спая будет отображаться непосредственно в окончательном показании термопары.

Для измерения эталонной температуры доступны различные датчики:

  1. Термисторы: они имеют быстрый отклик и небольшой корпус; но они требуют линеаризации и имеют ограниченную точность, особенно в широком диапазоне температур.Им также требуется ток для возбуждения, который может вызвать саморазогрев, что приведет к дрейфу. Общая точность системы в сочетании с формированием сигнала может быть низкой.
  2. Резистивные датчики температуры (RTD): RTD являются точными, стабильными и достаточно линейными, однако размер корпуса и стоимость ограничивают их использование для приложений управления технологическим процессом.
  3. Дистанционные термодиоды: диод используется для измерения температуры рядом с разъемом термопары. Микросхема кондиционирования преобразует напряжение на диоде, пропорциональное температуре, в аналоговый или цифровой выходной сигнал.Его точность ограничена примерно ± 1 ° C.
  4. Встроенный датчик температуры: Встроенный датчик температуры, автономная ИС, которая измеряет температуру локально, должна быть осторожно установлена ​​рядом с эталонным спаем и может сочетать компенсацию холодного спая и формирование сигнала. Может быть достигнута точность с точностью до малых долей в 1 ° C.

Сигнал напряжения нелинейный: Наклон кривой отклика термопары изменяется в зависимости от температуры.Например, при 0 ° C выходной сигнал термопары типа T изменяется на 39 мкВ / ° C, но при 100 ° C крутизна увеличивается до 47 мкВ / ° C.

Есть три распространенных способа компенсации нелинейности термопары.

Выберите относительно плоский участок кривой и аппроксимируйте наклон как линейный в этой области - подход, который особенно хорошо работает для измерений в ограниченном диапазоне температур. Никаких сложных вычислений не требуется. Одна из причин популярности термопар K- и J-типа заключается в том, что они обе имеют большие диапазоны температур, для которых наклон приращения чувствительности (коэффициент Зеебека) остается довольно постоянным (см. Рисунок 3).

Рисунок 3. Изменение чувствительности термопары в зависимости от температуры. Обратите внимание, что коэффициент Зеебека K-типа примерно постоянен и составляет около 41 мкВ / ° C от 0 ° C до 1000 ° C.

Другой подход - сохранить в памяти справочную таблицу, которая сопоставляет каждый из набора напряжений термопары с соответствующей температурой. Затем используйте линейную интерполяцию между двумя ближайшими точками в таблице, чтобы получить другие значения температуры.

Третий подход заключается в использовании уравнений более высокого порядка, которые моделируют поведение термопары.Хотя этот метод является наиболее точным, он также требует больших вычислительных ресурсов. Для каждой термопары существует две системы уравнений. Один набор преобразует температуру в напряжение термопары (полезно для компенсации холодного спая). Другой набор преобразует напряжение термопары в температуру. Таблицы термопар и уравнения термопар более высокого порядка можно найти на http://srdata.nist.gov/its90/main/. Все таблицы и уравнения основаны на температуре холодного спая 0 ° C. Компенсацию холодного спая необходимо использовать, если он имеет любую другую температуру.

Требования к заземлению: Производители термопар изготавливают термопары как с изолированными, так и с заземленными наконечниками для измерительного спая (рисунок 4).

Рисунок 4. Типы измерительного спая термопары.

Устройство преобразования сигнала термопары должно быть спроектировано таким образом, чтобы исключить контуры заземления при измерении заземленной термопары, но также иметь путь для входных токов смещения усилителя при измерении изолированной термопары. Кроме того, если наконечник термопары заземлен, диапазон входного сигнала усилителя должен быть рассчитан таким образом, чтобы выдерживать любые различия в потенциале земли между наконечником термопары и заземлением измерительной системы (рисунок 5).

Рисунок 5. Варианты заземления при использовании разных типов наконечников.

Для неизолированных систем система формирования сигнала с двумя источниками питания обычно будет более надежной для типов заземленных и открытых наконечников. Благодаря широкому входному диапазону синфазного сигнала усилитель с двумя источниками питания может справиться с большим перепадом напряжения между землей печатной платы и землей на наконечнике термопары. Системы с однополярным питанием могут удовлетворительно работать во всех трех случаях, если синфазный диапазон усилителя имеет некоторую возможность измерения под землей в конфигурации с однополярным питанием.Чтобы справиться с ограничением синфазного сигнала в некоторых системах с однополярным питанием, полезно смещение термопары до среднего напряжения. Это хорошо работает для изолированных наконечников термопар или если вся измерительная система изолирована. Однако это не рекомендуется для неизолированных систем, предназначенных для измерения заземленных или открытых термопар.

Практические решения с термопарами: Преобразование сигнала термопары сложнее, чем в других системах измерения температуры.Время, необходимое для разработки и отладки системы формирования сигнала, может увеличить время вывода продукта на рынок. Ошибки в формировании сигнала, особенно в секции компенсации холодного спая, могут привести к снижению точности. Следующие два решения устраняют эти проблемы.

В первом описывается простое аналоговое интегрированное аппаратное решение, сочетающее прямое измерение с помощью термопары с компенсацией холодного спая с использованием одной ИС. Второе решение представляет собой программную схему компенсации холодного спая, обеспечивающую повышенную точность измерения термопар и гибкость в использовании многих типов термопар.

Измерительное решение 1: оптимизировано для простоты

На рисунке 6 показана схема измерения термопары К-типа. Он основан на использовании усилителя термопары AD8495, который разработан специально для измерения термопар типа K. Это аналоговое решение оптимизировано для минимального времени разработки: оно имеет прямую сигнальную цепочку и не требует программирования.

Рис. 6. Измерительное решение 1: оптимизировано для простоты.

Как эта простая сигнальная цепочка удовлетворяет требованиям к формированию сигнала для термопар K-типа?

Масштабный коэффициент усиления и выхода: Сигнал малой термопары усиливается коэффициентом усиления AD8495, равным 122, в результате чего чувствительность выходного сигнала составляет 5 мВ / ° C (200 ° C / В).

Подавление шума: Высокочастотный синфазный и дифференциальный шум удаляется внешним фильтром радиопомех. Низкочастотный синфазный шум подавляется инструментальным усилителем AD8495. Любой оставшийся шум устраняется внешним постфильтром.

Компенсация холодного спая: AD8495, который включает датчик температуры для компенсации изменений температуры окружающей среды, должен быть размещен рядом с холодным спаем, чтобы поддерживать одинаковую температуру для точной компенсации холодного спая.

Коррекция нелинейности: AD8495 откалиброван так, чтобы выдавать выходной сигнал 5 мВ / ° C на линейном участке кривой термопары K-типа с погрешностью линейности менее 2 ° C в диапазоне от –25 ° C до + 400 ° Температурный диапазон C. Если требуются температуры за пределами этого диапазона, в примечании к применению AN-1087 компании Analog Devices описывается, как можно использовать справочную таблицу или уравнение в микропроцессоре для расширения диапазона температур.

Работа с изолированными, заземленными и незащищенными термопарами: На рисунке 5 показан резистор сопротивлением 1 МОм, подключенный к земле, который подходит для всех типов наконечников термопар.AD8495 был специально разработан, чтобы иметь возможность измерять несколько сотен милливольт под землей при использовании с одним источником питания, как показано. Если ожидается больший перепад заземления, AD8495 также может работать с двумя источниками питания.

Подробнее об AD8495: На рисунке 7 показана блок-схема усилителя термопары AD8495. Усилители A1, A2 и A3 - и показанные резисторы - образуют инструментальный усилитель, который усиливает выходной сигнал термопары K-типа с коэффициентом усиления, подходящим для создания выходного напряжения 5 мВ / ° C.Внутри коробки с надписью «Компенсация реф. Перехода» находится датчик температуры окружающей среды. С измерением температуры перехода поддерживается постоянным, дифференциальное напряжение от термопары будет уменьшаться, если температура спая поднимается по какой-либо причине. Если крошечные (3,2 мм × 3,2 мм × 1,2 мм) AD8495 находится в непосредственной тепловой близости от спая, компенсация опорного спая схемотехника впрыскивает дополнительное напряжение в усилитель, так что выход остается напряжение постоянным, таким образом, компенсируя ссылки изменение температуры.

Рисунок 7. Функциональная блок-схема AD8495.

Таблица 2 обобщает производительность интегрированного аппаратного решения с использованием AD8495:

Таблица 2. Решение 1 (Рисунок 6) Сводная информация о производительности

Термопара Тип Диапазон измерения температуры спая Диапазон температур холодного спая Точность
при 25 ° C
Потребляемая мощность
К от –25 ° C до + 400 ° C

от 0 ° C до 50 ° C

± 3 ° C (класс А)

± 1 ° C (класс C)

1.25 мВт

Измерительное решение 2: оптимизировано для обеспечения точности и гибкости

На рисунке 8 показана схема измерения термопары J-, K- или T-типа с высокой степенью точности. Эта схема включает высокоточный АЦП для измерения напряжения малосигнальной термопары и высокоточный датчик температуры для измерения температуры холодного спая. Оба устройства управляются через интерфейс SPI от внешнего микроконтроллера.

Рис. 8. Измерительное решение 2: оптимизировано для обеспечения точности и гибкости.

Как эта конфигурация учитывает упомянутые ранее требования к формированию сигнала?

Устранение шума и усиление напряжения: AD7793, подробно показанный на Рисунке 9 - высокоточный маломощный аналоговый входной каскад, - используется для измерения напряжения термопары. Выход термопары фильтруется извне и подключается к набору дифференциальных входов AIN1 (+) и AIN1 (-). Затем сигнал направляется через мультиплексор, буфер и инструментальный усилитель, который усиливает небольшой сигнал термопары, и на АЦП, который преобразует сигнал в цифровой.

Рисунок 9. Функциональная блок-схема AD7793.

Компенсировать температуры спая: The ADT7320 (подробно на рисунке 10), если их поместить достаточно близко к спаю, может измерять температуру опорного спая точно, до ± 0,2 ° C, от -10 ° C до +85 ° C. Встроенный датчик температуры генерирует напряжение, пропорциональное абсолютной температуре, которое сравнивается с внутренним опорным напряжением и подается на прецизионный цифровой модулятор. Оцифрованный результат модулятора обновляет 16-битный регистр значения температуры.Затем регистр значения температуры может быть считан с микроконтроллера с использованием интерфейса SPI и объединен со считыванием температуры с АЦП для осуществления компенсации.

Рисунок 10. Функциональная блок-схема ADT7320.

Правильная нелинейность: ADT7320 обеспечивает отличную линейность во всем номинальном температурном диапазоне (от –40 ° C до + 125 ° C), не требуя корректировки или калибровки пользователем. Таким образом, его цифровой выход можно считать точным представлением состояния холодного спая.

Чтобы определить фактическую температуру термопары, это эталонное измерение температуры должно быть преобразовано в эквивалентное термоэлектрическое напряжение с помощью уравнений, предоставленных Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Затем это напряжение добавляется к напряжению термопары, измеренному AD7793; и суммирование затем переводится обратно в температуру термопары, снова с использованием уравнений NIST.

Работайте с изолированными и заземленными термопарами: На рисунке 8 показана термопара с оголенным наконечником.Это обеспечивает лучшее время отклика, но такая же конфигурация может также использоваться с термопарой с изолированным наконечником.

В таблице 3 приведены характеристики программного решения для измерения холодного спая с использованием данных NIST:

Таблица 3. Решение 2 (Рисунок 8) Сводная информация о производительности

Термопара Тип Диапазон измерения температуры спая Диапазон температур холодного спая Точность
Потребляемая мощность
Дж, К, Т Полный диапазон

от –10 ° C до + 85 ° C

от –20 ° C до + 105 ° C

± 0.2 ° С

± 0,25 ° С

3 мВт

3 мВт

Заключение

Термопары обеспечивают надежное измерение температуры в довольно широком диапазоне температур, но они часто не являются первым выбором для измерения температуры из-за необходимого компромисса между расчетным временем и точностью. В этой статье предлагаются рентабельные способы решения этих проблем.

Первое решение концентрируется на уменьшении сложности измерения с помощью аппаратного метода компенсации аналогового эталонного спая. В результате получается прямая сигнальная цепочка без необходимости программирования программного обеспечения, основанная на интеграции, обеспечиваемой усилителем термопары AD8495, который выдает выходной сигнал 5 мВ / ° C, который может подаваться на аналоговый вход большого количества микроконтроллеров.

Второе решение обеспечивает высочайшую точность измерения, а также позволяет использовать различные типы термопар.Программный метод компенсации эталонного спая, он основан на высокоточном цифровом датчике температуры ADT7320, который обеспечивает гораздо более точное измерение компенсации эталонного спая, чем это было возможно до сих пор. ADT7320 поставляется полностью откалиброванным и рассчитанным на диапазон температур от –40 ° C до + 125 ° C. Полностью прозрачный, в отличие от традиционного измерения термистора или датчика RTD, он не требует дорогостоящего этапа калибровки после сборки платы, а также не потребляет ресурсы процессора или памяти с коэффициентами калибровки или процедурами линеаризации.Потребляя только микроватты энергии, он позволяет избежать проблем с саморазогревом, которые снижают точность традиционных решений резистивных датчиков.

Приложение

Использование уравнения NIST для преобразования температуры ADT7320 в напряжение

Компенсация холодного спая термопары основана на соотношении:

(1)

где:

Δ В = выходное напряжение термопары

В при Дж 1 = напряжение, генерируемое на спайе термопары

V @ J 2 = напряжение, генерируемое в спае

Чтобы это соотношение компенсации было действительным, обе клеммы холодного спая должны поддерживаться при одинаковой температуре.Выравнивание температуры достигается с помощью изотермической клеммной колодки, которая позволяет выравнивать температуру обоих клемм при сохранении гальванической развязки.

После измерения температуры эталонного спая ее необходимо преобразовать в эквивалентное термоэлектрическое напряжение, которое будет генерироваться переходом при измеренной температуре. В одном методе используется многочлен степенного ряда. Рассчитано термоэлектрическое напряжение:

(2)

где:

E = термоэлектрическое напряжение (микровольт)

a n = коэффициенты полинома, зависящие от типа термопары

T = температура (° C)

n = порядок полинома

NIST публикует таблицы полиномиальных коэффициентов для каждого типа термопар.В этих таблицах приведены списки коэффициентов, порядок (количество членов в полиноме), допустимые диапазоны температур для каждого списка коэффициентов и диапазон ошибок. Для некоторых типов термопар требуется более одной таблицы коэффициентов, чтобы охватить весь рабочий температурный диапазон. Таблицы полиномов степенных рядов перечислены в основном тексте.

Building LM358 Демонстрация усилителя термопары

Составлено Льюисом Лофлином

В 1821 году Томас Иоганн Зеебек обнаружил, что небольшое напряжение создается, когда два разных металла соединяются вместе и соединение нагревается.При добавлении второго спая при более низкой температуре эффект был еще более выраженным. Эта разница увеличивается с температурой и составляет от 1 до 70 микровольт на градус Цельсия (мкВ / градус Цельсия) для различных комбинаций металлов.

Термопары

используются при гораздо более высоких температурах, чем термисторы, которые изменяют сопротивление при изменении температуры и вообще не вырабатывают напряжение.

Это лучший способ использовать тепловую пару: Simple 3-Wire MAX6675 Thermocouple ADC Arduino Interface

Как работает термопара в газовых печах

Термопара (технически называемая спайом термопары) - это устройство, которое содержит две разные металлические проволоки, приваренные к концам и помещенные в защитный металлический (часто стальной) корпус.Датчик термопары вставлен в пилотное пламя и предназначен для размещения в самой горячей части пламени. Другой конец подключен к электромеханическому клапану пилота.

Когда термопара нагревается, она вырабатывает небольшое напряжение, а когда она становится достаточно горячей, напряжение открывает газовый клапан с помощью соленоида, управляемого 24-вольтным трансформатором. Термопара, преобразовывая тепло в электрический сигнал, позволяет газовому клапану открываться или закрываться.

Как только газовый клапан открыт, газ постоянно подается к пилоту и в соответствии с требованиями газовых горелок (в соответствии с запросом термостата).Если пилот гаснет, то термопара остывает и не выдает электрический сигнал для открытия соленоида газового клапана, и газовый клапан перекрывает подачу газа к пилоту и горелкам. Если термопара выходит из строя или пилот выходит из строя, клапан остается закрытым, что приводит к отключению системы.

В то время как типичная термопара вырабатывает напряжение около 30 мВ, термобатарея будет производить 750 мВ, достаточное для работы чувствительного газового клапана без использования 24-вольтового трансформатора или подключения к линии электропередачи.Я знаю, что модели на 30 мВ можно купить в Lowes или Home Depot, но насчет термобатареи не уверен. Скорее всего, их можно было достать из кемперов.

Можно было купить один и поэкспериментировать с ними. Они были бы более надежными, но где в этом веселье? Дополнительные сведения о теории термопар см. В файле thermocouple.pdf.


Создайте свой собственный

ИНСТРУКЦИЯ

: скрутите один конец железной проволоки с одним концом медной проволоки. провод. Подключите свободные концы этих проводов к соответствующим клеммам на клеммник.Установите вольтметр на наиболее чувствительный диапазон и подключите его к клеммам, где присоединяются провода. Счетчик должен указывают почти нулевое напряжение.

Вы только что сконструировали термопару : устройство который генерирует небольшое напряжение, пропорциональное температуре разница между точками подключения наконечника и счетчика. Когда наконечник имеет температуру, равную температуре клеммной колодки, не будет напряжение вырабатывается, поэтому на вольтметре не видно никаких показаний.

Зажгите свечу и вставьте кончик скрученной проволоки в пламя. Ты должен заметить индикацию на вашем вольтметре. Снимите термопару. наконечник от пламени и дайте остыть, пока не появится показание вольтметра. снова почти ноль.

Теперь коснитесь кончиком термопары кубика льда и обратите внимание на напряжение, указанное на измерителе. Это больше или меньше величина, чем показания, полученные с помощью пламени? Каким образом полярность этого напряжения сравнить с тем, что генерируется пламенем?

Прикоснувшись кончиком термопары к кубику льда, нагрейте его держа его между пальцами.Это может занять некоторое время, чтобы добраться до температура тела, так что наберитесь терпения, наблюдая за показаниями вольтметра. индикация.

Термопара - это применение эффекта Зеебека : производство небольшого напряжения, пропорционального температурному градиенту по длине проволоки.

Это напряжение зависит от величина перепада температур и тип провода. Напрямую измерение напряжения Зеебека, создаваемого на протяжении непрерывного провод от перепада температур довольно сложен, и поэтому не будет попытка в этом эксперименте.

Термопары, состоящие из двух разнородных металлов, соединенных в один конец, создайте напряжение, пропорциональное температуре перехода.

Температурный градиент вдоль обоих проводов в результате постоянного температура на стыке создает различные напряжения Зеебека вдоль длины этих проводов, потому что они сделаны из разных металлов. Результирующее напряжение между двумя свободными концами провода равно разнице между двумя напряжениями Зеебека:

Термопары

широко используются в качестве датчиков температуры, поскольку математическая связь между разницей температур и результирующее напряжение является повторяемым и достаточно линейным.Измеряя напряжение, можно сделать вывод о температуре. Различные диапазоны измерение температуры возможно путем выбора различных пар металлов быть соединенными вместе.

Поскольку напряжение термопары очень мало, его может быть трудно измерить. На изображении выше показан работающий и испытанный усилитель термопары, использующий сдвоенный операционный усилитель с одним напряжением Lm358. Прирост составляет от 50 до примерно 150 в зависимости от настройки R3. Моя тестовая термопара (коммерческий блок) выдавала максимальное напряжение 20 мВ, произведенное 3.Выход 8 вольт при s-вольтах.

Подключите отрицательную сторону термопары к Tp2, а положительную - к Tp3.

Также обратите внимание, что эта схема может быть подключена к 12 вольт вместо 5 вольт. Измените R2 на 1000 Ом и R3 на 1 мег. На самом высоком выходе (8,6 вольт или около того) на термопаре отрегулируйте R3 на максимум 5 вольт. Не подключайте операционный усилитель к выходному напряжению выше 5,1 В на Tp1, если собираетесь использовать микроконтроллер.

Соблюдайте полярность напряжения на входе. Если шум является проблемой, подключите.001 мкФ от Vin до земли.

Опубликовано в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License

Арт. http://www.allaboutcircuits.com/
Авторские права 1999-2000 Майкл Штутц [email protected]

Термопара типа К | Hackaday

[Энди Браун] - плодовитый хакер, который в конечном итоге создает много оборудования. Около года назад он построил контроллер печи оплавления. В разработанной им плате использовалось большое количество деталей для поверхностного монтажа.Это выглядело как первая проблема с курицей или яйцом. Поэтому он разработал новый, простой в сборке контроллер оплавления на базе Android. В новой версии используется всего одна деталь для поверхностного монтажа, которую легко припаять. Установив дешевый модуль Bluetooth на контроллер, он смог написать приложение, которое могло бы управлять духовкой с любого телефона или планшета Android с поддержкой Bluetooth.

Одиночная печатная плата разделена на высоковольтную секцию с питанием от сети, отделенную от управляющей электроники малой мощности с прорезями для устранения проблем утечки.Симистор BTA312-600B используется для включения и выключения печи (нагрузки). Симистор управляется оптически изолированным драйвером симистора MOC3020M, который, в свою очередь, управляется микроконтроллером через транзистор. Ожидается, что мощный симистор в корпусе T0220 на 12 Ампер станет горячим при переключении нагрузки 1300 Вт, и [Энди] работает с математикой, чтобы показать, как он пришел к выбору радиатора. Для обеспечения безопасности он использует изолированный, полностью закрытый понижающий трансформатор для подачи питания на низковольтную секцию управления.Одним из его требований было обнаружение перехода через нуль формы волны сети. Использование этого сигнала позволяет ему включать симистор на определенный угол, который может изменяться микроконтроллером в зависимости от того, какой ток требует нагрузка. Выпрямленный, но нефильтрованный сигнал переменного тока подается на базу транзистора, который переключается каждый раз при достижении порогового значения напряжения база-эмиттер.

Для измерения температуры [Энди] использовал термопару типа k и термопару Maxim MAX31855 в цифровой преобразователь.Эта деталь доставила ему немало огорчений из-за плохой производственной партии, и он узнал об этом через форум eevblog - в конце концов, разобрался, заказав замену. Функции Bluetooth реализуются популярным и дешевым модулем HC-06, который обеспечивает простое автоматическое сопряжение. Он создал прототип кода на ATmega328P, а затем перенес его на ATmega8 после оптимизации и уменьшения его до менее 7,5 КБ с помощью оптимизатора gcc. Чтобы сделать плату автономной, он также добавил заголовок для дешевого дисплея Nokia 5110 и переключатель поворотного энкодера с переключателем.Это позволяет осуществлять локальное управление без использования устройства Android.

Gerbers (zip-файл) для платы доступны в его блоге, а код ATmega и приложение для Android - в его репозитории на Github. Список BoM в его блоге позволяет легко заказать все детали. В часовом видео после перерыва [Энди] проведет вас через выбор паяльного жала, советы по пайке SMD-деталей, весь процесс сборки платы и демонстрацию. Затем он завертывает его, подсоединяя доску к своей духовке и показывая ее в действии.Ему все еще нужно отполировать настройку ПИД-регулятора и алгоритм, так что добавляйте свои советы в комментариях ниже.

Читать далее «Оплавление припоя на базе Android приносит в вашу лабораторию профили припоя» →

Что такое термопара и как она работает?

Термопара - это тип датчика температуры, который используется для измерения температуры. Он состоит из двух разных типов металлов, которые соединены вместе, образуя два соединения. Одно соединение связано с телом, температуру которого необходимо измерить.Другой переход связан с телом известной температуры, которое имеет более низкую температуру.

Разница температур вызывает развитие напряжения, которое приблизительно пропорционально разнице между температурами двух переходов. Затем напряжение можно интерпретировать с помощью справочных таблиц термопар для расчета температуры, или измерительный прибор может быть откалиброван для непосредственного считывания температуры.

[спонсор_1]

Принцип работы

Принцип работы термопары в основном зависит от трех эффектов, а именно Зеебека, Пельтье и Томпсона.

[inaritcle_1]

Когда два разных металла соединяются вместе в двух соединениях, в двух соединениях создается электродвижущая сила (ЭДС). Количество генерируемой ЭДС зависит от сочетания металлов.

Когда два, в отличие от металлов, соединяются вместе, образуя два перехода, внутри цепи генерируется ЭДС из-за разной температуры двух переходов в цепи.

Когда два разнородных металла соединяются вместе, в цепи существует потенциал из-за градиента температуры по всей длине проводников в цепи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *