Как подключить батарейку вместо термопары

Разместил 18.04.2015 nik34
nik34 прислал:

Почему бы не вспомнить кружок "Юный техник" и не соорудить самодельный термогенератор? Как это сделать, описано в статье.

Установка (батарейка из двух проводов) использует эффект появления ЭДС в цепях, состоящих из различных металлов или полупроводников.

Возьмем два электрических проводника, которые изготовлены из разных металлов, и спаяем их концы. Теперь при нагревании одного и охлаждении другого конца в цепи проводников — термоэлементов (термопар) потечет электрический ток. Созданная ЭДС будет зависеть от разницы температур, а также от подбора материалов, составляющих термоэлемент. КПД таких преобразователей не превышает 5-6%.

Максимальная температура, до которой можно нагревать термопару, определяется точкой плавления элементов. К примеру, пару медь — константен можно нагревать до 350 градусов, сталь — константан до 315. 649 градусов — в зависимости от диаметра проволоки, а пару хромель — алюмель до 700. 1152 градусов. Для увеличения КПД, как вы понимаете, надо максимально увеличить разницу температур между холодным и горячим спаем. Но при этом при подборе пар надо учитывать теплопроводность материалов.

Лучше, если соотношение между средней теплопроводностью и средней электропроводностью будет минимальным.
При подборе материалов удобно пользоваться таблицей, приведенной ниже.

Лучше выбрать те из них, что максимально удалены а столбце друг от друга. Например, сталь (наверху), константан (внизу) дадут хорошие результаты, а медь и серебро — малоактивные элементы. Пара сурьма-висмут наилучшая, но практически недоступна любителю. Хотя и дает она самое большое термоэлектрическое напряжение — около 112 мкВ/град., материалы слишком специфичны и редки.

Кроме того, каждый материал, указанный в таблице, обладает отрицательным потенциалом по отношению ко всем другим, находящимся выше. Например, в паре сталь — константен сталь будет иметь относительный потенциал плюс, а константан — минус. В термопаре хромель — алюмель хромель имеет плюс, а алюмель минус.

Для изготовления батареи потребуются два куска проволоки (стальной и константановой) диаметром 1,3 мм, длиной 18 м каждый. Концы каждого элемента зачищают и скручивают вместе, затем сваривают. Элементы крепят на асбоцементной панели (рис. 1). При проверке отдельные термопары должны давать ток около 22 мА от нагревания спичкой и около 30 мА при нагревании спиртовой горелкой. При нормальном горении спиртовки батарея даст 1,5 В при тоне 0,3 А (рис 2).

Изготовив набор таких батарей и соединив их параллельно, можно получить постоянный электрический ток мощностью, достаточной для питания транзисторного приёмника и схожих электроприборов. Надо лишь помнить о том, что при последовательном подключении растёт внутреннее сопротивление батареи.

Набор, состоящий из нескольких батарей, можно использовать с керосиновой лампой, металлической печной трубой или другими похожими источниками тепла.

Разместил 18.04.2015 nik34
nik34 прислал:

Почему бы не вспомнить кружок "Юный техник" и не соорудить самодельный термогенератор? Как это сделать, описано в статье.

Установка (батарейка из двух проводов) использует эффект появления ЭДС в цепях, состоящих из различных металлов или полупроводников.

Возьмем два электрических проводника, которые изготовлены из разных металлов, и спаяем их концы. Теперь при нагревании одного и охлаждении другого конца в цепи проводников — термоэлементов (термопар) потечет электрический ток. Созданная ЭДС будет зависеть от разницы температур, а также от подбора материалов, составляющих термоэлемент. КПД таких преобразователей не превышает 5-6%.

Максимальная температура, до которой можно нагревать термопару, определяется точкой плавления элементов. К примеру, пару медь — константен можно нагревать до 350 градусов, сталь — константан до 315. 649 градусов — в зависимости от диаметра проволоки, а пару хромель — алюмель до 700. 1152 градусов. Для увеличения КПД, как вы понимаете, надо максимально увеличить разницу температур между холодным и горячим спаем. Но при этом при подборе пар надо учитывать теплопроводность материалов.

Лучше, если соотношение между средней теплопроводностью и средней электропроводностью будет минимальным.
При подборе материалов удобно пользоваться таблицей, приведенной ниже.

Лучше выбрать те из них, что максимально удалены а столбце друг от друга. Например, сталь (наверху), константан (внизу) дадут хорошие результаты, а медь и серебро — малоактивные элементы. Пара сурьма-висмут наилучшая, но практически недоступна любителю. Хотя и дает она самое большое термоэлектрическое напряжение — около 112 мкВ/град., материалы слишком специфичны и редки.

Кроме того, каждый материал, указанный в таблице, обладает отрицательным потенциалом по отношению ко всем другим, находящимся выше. Например, в паре сталь — константен сталь будет иметь относительный потенциал плюс, а константан — минус. В термопаре хромель — алюмель хромель имеет плюс, а алюмель минус.

Для изготовления батареи потребуются два куска проволоки (стальной и константановой) диаметром 1,3 мм, длиной 18 м каждый. Концы каждого элемента зачищают и скручивают вместе, затем сваривают. Элементы крепят на асбоцементной панели (рис. 1). При проверке отдельные термопары должны давать ток около 22 мА от нагревания спичкой и около 30 мА при нагревании спиртовой горелкой. При нормальном горении спиртовки батарея даст 1,5 В при тоне 0,3 А (рис 2).

Изготовив набор таких батарей и соединив их параллельно, можно получить постоянный электрический ток мощностью, достаточной для питания транзисторного приёмника и схожих электроприборов. Надо лишь помнить о том, что при последовательном подключении растёт внутреннее сопротивление батареи.

Набор, состоящий из нескольких батарей, можно использовать с керосиновой лампой, металлической печной трубой или другими похожими источниками тепла.

Конструкции современных газовых водонагревателей и котлов оснащаются целым рядом различных датчиков. Это очевидный момент, учитывая полностью автоматический режим работы подобного оборудования. При помощи датчиков анализируются различные параметры работы системы, а конечным результатом является корректная настройка газового оборудования на соответствующий режим работы.

Одним из важных технологических сенсоров является термопара для газовой колонки, контролирующая изменения рабочей температуры. В этой статье поговорим об устройстве и принципе работы термопары, способах проверки работоспособности. Также рассмотрим, как можно заменить этот элемент своими руками.

Устройство и назначение термопары

Сенсорные элементы, представляющие конструктивно термопару, нашли широкое применение не только в технике бытового назначения, но также в промышленном оборудовании. По сути, термопару следует рассматривать как термоэлектрический преобразователь.

Как правило, такой преобразователь используется для измерений температуры окружающей среды. В частности, если исследовать, как работает термопара в конструкции газового котла, можно отметить, что благодаря такому сенсору осуществляется контроль (измерение) температуры пламени газовой горелки.

Конструктивные особенности термопары

Исполнение термопары не отличается особой сложностью, но с технологичной точки зрения, изготовление этого элемента требует высокой точности и соблюдения характеристик используемых компонентов.

Собственно, основными компонентами сенсора выступают два металлических элемента с разными физическими свойствами.

Эти элементы (проволоки) спаиваются по концам с одной стороны, тогда как концевые части другой стороны остаются свободными — используются для подключения к преобразователю термо-ЭДС и передачи разницы потенциалов.

Принцип работы и назначение датчика

Термоэлектрический эффект (другими словами – эффект Зеббека) определяет принцип действия рассматриваемого устройства. Соединённые в одной точке проводники, выполненные из различных металлов, формируют разность потенциалов, учитывая тот факт, что разным металлам присущ разный коэффициент термо-ЭДС.

Применительно к газовой колонке, работа термопары обеспечивает контроль горения и защиту от возможной загазованности. Когда горелка газового котла или водонагревателя функционирует в активном режиме (выбрасывает пламя), установленная в зоне пламени термопара под нагревом формирует электрический ток. Величина тока достаточна для управления открытием и удержанием газового клапана.

Если же температура нагрева резко понижается (потухшее пламя горелки), величина формируемого тока также снижается, что приводит в результате к закрытию газового клапана. Соответственно, подача газа в систему блокируется, чем обеспечивается безопасная работа оборудования.

Если у вас не срабатывает газовый клапан на газовой колонке, рекомендуем ознакомиться с методами проверки и ремонта.

Проверка термопары домашней газовой колонки

Длительная эксплуатация домашней газовой колонки вполне допускает такой момент, когда термопара выходит из строя. В этом случае необходима проверка функционирования системы и, соответственно, проверка непосредственно сенсора контроля.

Конечно, далеко не все владельцы газового оборудования способны выполнить такую работу. Да и с точки зрения безопасности, лучшим решением станет обращение в газовую компанию для решения такой задачи.

Но вместе с тем, ситуации могут быть разные, включая невозможность обращения к специалистам по каким-то причинам. Тогда остаётся единственный выход – попытаться сделать работу своими руками.

В таком варианте развития событий неискушённого в газовых делах пользователя интересует, каким образом проверить термопару на газовом котле с помощью тестера – распространенным прибором диагностики электрики и электроники. Попробуем раскрыть этот технологический момент, дабы облегчить задачу.

Этап #1 — подготовка к проверке тестером

Для начала напомним – тестер представляет собой измерительный прибор – стрелочный или цифровой, при помощи которого доступно измерить:

• сопротивление;
• величину напряжения (переменного и постоянного);
• силу тока (переменного, постоянного).

Отмеченные измеряемые значения являются своего рода основными. А еще, современные тестеры способны проверять ещё целый ряд параметров, к примеру, индуктивность или ёмкость.

Но с учётом принципа работы термопары бытового газового котла, вполне достаточно режима измерения напряжения в диапазоне милливольт.

Помимо измерительного прибора (тестера), наладчику потребуется ещё один достаточно простой инструмент – источник нагрева. Лучше, если такой источник будет иметь способность излучать открытое пламя. Поэтому, оптимальным вариантом здесь будет использование обычной парафиновой свечи.

Этап #2 — визуальный осмотр на наличие дефектов

Сама процедура тестирования сенсора контроля пламени несложная. Однако, прежде чем приступать к выполнению горячего теста, рекомендуется внимательно изучить термопару визуально с внешней стороны.

При осмотре области спая и нисходящего стержня на поверхности не должны просматриваться физические дефекты металла, в том числе области прогара.

Этап #3 — тестирование работоспособности датчика

Завершив визуальный осмотр, можно приступить непосредственно к выполнению горячей проверки. Для этого область спая и нисходящий участок стержня термопары газовой колонки помещается над фитилем свечи.

Далее на терминальные концы термопары подключается измерительный прибор (тестер), после чего свечу зажигают. Формируемый потенциал наблюдают на рабочей шкале измерительного прибора.

Отсутствие каких-либо показаний электрического потенциала явно свидетельствует о неисправности сенсора. При частичных дефектах на измерительном приборе могут отмечаться хаотичные (неустойчивые) показания единиц милливольт. Если же датчик газовой колонки исправен, на приборе, как правило, фиксируют стабильное значение, равное десяткам милливольт (20-30 мВ).

Причём, по мере нагрева корпуса термопары пламенем свечи, показания на шкале прибора незначительно меняется в сторону увеличения. Если же пламя свечи загасить, показания тестера устремятся к нулевому значению по мере остывания корпуса стержня и области спая. Вот, собственно и всё. При таком развитии событий, термопару, как вполне исправную, можно смело ставить по месту действия.

Как заменить температурный датчик?

Большинство вариантов ремонта (замены) термопары бытовой газовой колонки требуют демонтажа этого элемента из конструкции оборудования. Соответственно, потенциальному мастеру необходимо быть в курсе того, каким образом снять и поставить датчик. Рассмотрим, как замена термопары выполняется в газовом котле и что для этого необходимо.

Инструментальный набор достаточно простой. Обычно требуется один-два рожковых гаечных ключа под гайку на 14 (или на 15).

Стоит отметить, что исходя из конкретной модели котла размер гаек крепления может отличаться, как и сама конструкция термопары. На некоторых моделях термопара крепится винтами.

Таким образом, мастеру необходимо освободить датчик от крепёжных винтов, после чего конструкция извлекается и может быть отремонтирована либо заменена новой. Монтаж нового элемента выполняется в обратной последовательности.

У вас проблемы с термопарой газовой колонки? В таком случае рекомендуем ознакомиться с руководством по ремонту и замене.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик ниже демонстрирует процесс тестирования термопары, установленной на одной из моделей газовых котлов.

Видеоматериал подробно разъясняет – как снимать, проверять, менять значимый компонент газовой колонки, без которого оборудование фактически остаётся работоспособным только в режиме без контроля, что крайне опасно для конечного пользователя:

Замена сенсора своими руками возможна. Однако для этого домашний мастер должен обладать слесарными навыками, уметь пользоваться измерительными приборами:

Благодаря термопаре автоматизируется процесс зажигания и нагрева, увеличивается степень безопасности эксплуатации газовой колонки и котла. Рассмотренный материал позволяет не только оценить в полной мере технологическую значимость устройства термопары в конструкции газоиспользующего оборудования и разобраться в конструкционных тонкостях домашних котлов, но и, при необходимости, выполнить ремонта техники своими руками. При этом важно помнить о правилах безопасности, и, если есть сомнения в собственных силах, лучше обратиться к специалистам.

Хотите рассказать о личном опыте проверки работоспособности термопары? Или у вас есть полезная информация по теме статьи и вы желаете поделиться своими знаниями с другими пользователями? Пишите свои комментарии, участвуйте в обсуждениях – форма обратной связи расположена ниже.