Как сделать термопару

Содержание

Ремонт термопары своими руками

Чтобы устранить неполадку своими руками необходимо:

  • прижимную гайку открутить гаечным ключом и и достать ее конец;
  • шнуровкой-нулевкой очистить от загрязнений;
  • произвести проверку термопары мультиметром;
  • убедиться, что все показатели соответствуют нормам;
  • собрать термопару обратно и запустить котел.

Если починить термопару не удается, то всегда есть возможность купить новую. Российский рынок предлагает большой ассортимент данных приборов, выпускаемых различными производителями, например, АБАТ, АОГВ, АКГВ. Их цена колеблется в диапазоне от 300 до 2000 рублей. На газовые котлы иностранного производства (например, Bosch, Viessmann, Vaillant) цена термопары будет выше.

Сегодня термопары нашли активное применение в , выбор их на рынке велик, и каждый имеет возможность приобрести универсальную термопару. Однако, выбирая термопару самостоятельно можно столкнуться с рядом трудностей. Следует обратиться к специалисту, который подскажет как выбрать прибор, соответствующий всем характеристикам газового котла. Также можно воспользоваться таблицей зависимости технических характеристик прибора с характеристиками газового котла.

Термопара представляет собой измеритель температуры, действие которого основано на способности двух разнородных металлических проводников или полупроводников, соединенных между собой, генерировать эдс, пропорциональную температуре места соединения, или, как говорят, спая. Термопары подсоединяют к милливольтметру или потенциометру, по показаниям которого и определяют температуру нагретого спая.

Термопару легко сделать своими силами (рис. 1, а, б). Для этого две проволоки 4 (например, из сплавов хромель и копель) скручивают между собой на длине 6 — 8 мм и после тщательной зачистки пропаивают чистым оловом или сваривают. При пайке применяют только бескислотные флюсы. После сварки головку 5 термопары можно проковать легкими ударами молотка для получения лопатообразной формы.

Термопары с такой головкой используют для измерения температуры сердечников машин и трансформаторов. Для установки термопары листы сердечника раздвигают и в образовавшуюся щель вставляют лопатообразную головку термопары.

Часто в электротехническое изделие закладывают несколько термопар для измерения температуры его различных частей. В этом случае концы термопар поочередно подключают к одному и тому же прибору. Конструкция переключателя должна обеспечивать отсутствие контакта между термопарами при переходе от одной термопары к другой, так как в противном случае стрелка прибора будет испытывать резкие толчки.

Для равенства сопротивления всех термопар их необходимо изготовлять с одинаковой длиной концов и из одной партии проволоки.

Помимо этого термопары после изготовления должны быть выверены между собой, для чего их погружают в закрытый сосуд с трансформаторным маслом, нагретым до температуры 70 — 80°С, и, передвигая ручку переключателя с одной термопары на другую, находят термопару с максимальными показаниями. Эту термопару принимают за контрольную и с ее показаниями сравнивают показания остальных термопар при укорачивании их длины для выравнивания сопротивлений.

Рис. 1. Изготовление термопары (а) и ее вид после сварки (б): 1 — клещи, 2 — сварочный электрод, 3, 4 — проволока, 5 — головка

Рис. 2. Встречно-последовательное включение термопар: 1 — горячий спай, 2 — холодный спай

При измерениях таким методом следует помнить, что ток, проходящий по термопаре, зависит от разности температур контролируемой точки и конца термопары, к которому подключен измерительный прибор. Поэтому для нахождения температуры контролируемой точки необходимо знать температуру в месте расположения измерительного прибора.

Это свойство термопары позволяет при необходимости измерять разность температур в двух контролируемых точках, для чего две термопары включают встречно-последовательно.

Люди всегда стремились экономить, да и в эпоху постоянно растущих коммунальных платежей – это совсем не удивительно. На сегодня уже существуют способы, с помощью которых человек может добыть бесплатное для него свободное электричество. Как правило, это определенные установки, сделанные своими руками, в основе которых находится электрогенератор.

Бесплатное электричество своими руками (видео)

Получение бесплатного электричества дело не такое уж и мудреное, как кажется. Благодаря различного рода генераторам, работающих с разными источниками, уже не страшно остаться без света при отключении электроэнергии. Немного сноровки и у вас уже готова собственная мини-станция по выработке электричества.

Многих электриков новичков интересует один очень популярный вопрос – как сделать электричество бесплатным и в то же время автономным. Очень часто, к примеру, при выезде на природу, катастрофически не хватает розетки для подзарядки телефона либо включения светильника. В этом случае Вам поможет самодельный термоэлектрический модуль, собранный на базе элемента Пельтье. С помощью такого устройства можно генерировать ток, напряжением до 5 Вольт, чего вполне хватит для зарядки девайса и подключения лампы. Далее мы расскажем, как сделать термоэлектрический генератор своими руками, предоставив простой мастер-класс в картинках и с видео примером!

Многоточечные термоэлектрические преобразователи

Иногда требуется замерить t° на разных точках одновременно. Решает данную проблему многоточечный тип термопары. Такие сенсоры фиксируют данные вдоль оси преобразователя. Для стандартных, бытовых задач подобные изделия редкость — они применяются в химической, нефтехимической отраслях, где надо исследовать, как распределена температура в емкостях, реакторах и пр. Количество точек может достигать 60. Такая термопара не требует сложного обслуживания, используется одна капсула и один ввод в установку.

Другие варианты по конструкции

Разные конструктивные решения отображены ниже:

Как сделать термопару

Ниже несколько вариантов термопреобразователей с кабельными выводами:

Как сделать термопару

Таблица сравнения термопар

Выше мы рассмотрели типы термоэлектрических преобразователей. У читателя, скорее всего, резонно возник вопрос: Почему так много типов термопар существует?

Дело в том, что заявленная производителем точность измерений возможна только в определённом интервале температур. Именно в этом диапазоне производитель гарантирует линейную характеристику своего изделия. В других диапазонах зависимость напряжения от температуры может быть нелинейной, а это обязательно отобразится на точности. Следует учитывать, что материалы обладают разной степенью плавкости, поэтому для них существует предельное значение рабочих температур.

Для сравнения термопар составлены таблицы, в которых отображены основные параметры измерительных преобразователей. В качестве примера приводим один из вариантов таблицы для сравнения распространённых термопар.

Таблица 1.

Тип термопары K J N R S B T E
Материал положительного электрода Cr-Ni Fe Ni-Cr-Si Pt-Rh (13 % Rh) Pt-Rh (10 % Rh) Pt-Rh (30 % Rh) Cu Cr-Ni
Материал отрицательного электрода Ni-Al Cu-Ni Ni-Si-Mg Pt Pt Pt-Rh (6 % Rh Cu-Ni Cu-Ni
Температурный коэффициент 40…41 55.2 68
Рабочий температурный диапазон, ºC 0 до +1100 0 до +700 0 до +1100 0 до +1600 0 до 1600 +200 до +1700 −185 до +300 0 до +800
Значения предельных температур, ºС −180; +1300 −180; +800 −270; +1300 – 50; +1600 −50; +1750 0; +1820 −250; +400 −40; +900
Класс точности 1, в соответствующем диапазоне температур, (°C) ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±1,0 от 0 °C до 1100 °C ±1,0 от 0 °C до 1100 °C ±0,5 от −40 °C до 125 °C ±1,5 от −40 °C до 375 °C
±0,004×T от 375 °C до 750 °C ±0,004×T от 375 °C до 1000 °C ± от 1100 °C до 1600 °C ± от 1100 °C до 1600 ° ±0,004×T от 125 °C до 350 °C ±0,004×T от 375 °C до 800 °C
Класс точности 2 в соответствующем диапазоне температур, (°C) ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±1,5 от 0 °C до 600 °C ±1,5 от 0 °C до 600 °C ±0,0025×T от 600 °C до 1700 °C ±1,0 от −40 °C до 133 °C ±2,5 от −40 °C до 333 °C
±0, T от 333 °C до 750 °C ±0,0075×T от 333 °C до 1200 °C ±0,0025×T от 600 °C до 1600 °C ±0,0075×T от 133 °C до 350 °C ±0,0075×T от 333 °C до 900 °C
Цветовая маркировка выводов по МЭК Зелёный – белый Чёрный – белый Сиреневый – белый Оранжевый – белый Оранжевый – белый Отсутствует Коричневый – белый Фиолетовый – белый
Популярные статьи  Нужно ли менять счетчик, если у меня большое потребление электроэнергии и счетчик постоянно моргает?

Разновидности преобразователей термоэлектрического типа

Как сделать термопару

Виды термопар чрезвычайно обширные.  Есть два основных фактора разделения: по разновидности сплавов и по варианту спайки. А также отдельным типом являются многоточечные ТП.

Как сделать термопару

Тип электропар в зависимости от сплавов проводников

Термопара создает ЭДС, принцип всегда аналогичный, но сплавы нагреваются по-разному, поэтому рабочие диапазоны, скорость срабатывания, погрешности могут колебаться.

Как сделать термопару

Разные сочетания металлов обладают своими параметрами, определяющими выходной импульс напряжения, но главное — температурный диапазон, в котором допускается использовать ту или иную разновидность сенсора

Как сделать термопару

При росте амплитуды выходного напряжения улучшается разрешение измерений. Растет повторяемость, соответственно, и точность.

Как сделать термопару

Есть разные соотношения разрешения и диапазона t° у конкретных типов ТП, что делает их подходящими для определенных условий.

Как сделать термопару

Есть 9 типов термопар по составу сплавов проводников:

Как сделать термопару

Разновидности обозначаются буквами. (J, K, T, E, N, R, S, B, C).

Как сделать термопару

Для нас важна термопара типа К (другое обозначение — ТХА): она наиболее распространенная, подходит для применения в бытовых, других приборах и для задач, не имеющих каких-либо особых требований.

Как сделать термопару

Традиционно ТХА рекомендована всегда, если только нет обоснований для использования иных видов. Ниже приведем описание термопары типа К из узкопрофилированного сайта по электронике:

Как сделать термопару

Солнечный тепловой генератор электричества и радиоволны

Источники электрической энергии могут быть самыми разными. Сегодня стало набирать популярность производство солнечных термоэлектрических генераторов. Такими установками могут пользоваться на маяках, в космосе, автомобилях, а также иных сферах жизни.

РИТЭГ (расшифровывается как радионуклидный термоэлектрический генератор) работает за счет преобразования энергии изотопов в электрическую. Это весьма экономный способ, позволяющий получить практически халявное электричество и возможность освещения в условиях отсутствия электроэнергии.

Особенности РИТЭГ:

  • Получить источник энергии из распадов изотопов проще, чем например, сделать то же самое нагревая горелку или керосиновую лампу;
  • Получение электричества и распад частиц возможны при наличии специальных изотопов, ведь процесс их распада может длиться десятилетиями.

Выбирая производителя установки, лучше остановиться на уже зарекомендовавших себя фирмах. Таких как Глобал, Алтек (Altec), ТГМ (Tgm), Криотерм, Термиона (Termiona).

Кстати, еще одним неплохим способом получить электричество на халяву, считается генератор по сбору радиоволн. Он состоит из пар пленочных и электролитических конденсаторов, а также маломощных диодов. В качестве антенны берется изолированный кабель около 10-20 метров и еще один заземляющий провод крепится к водопроводной или газовой трубе.

Типы термопары

В определенных условиях, легко создается термопара своими руками, но необходимо знать, какие бывают виды данных устройств, в частности, чем отличаются модели ТХА, ТХК, ТПП, ТВР, ТЖК, ТПР, ТСП. Они распределятся как:

  1. Тип E

Сплав хромель – константан. Данное соединение имеет высокую производительность (68 мкВ / ° C), что делает его подходящим для криогенного использования. Кроме того, он является немагнитным. Диапазон температур составляет от -50 ° С до +740 ° С.

  1. Тип J

Это железо – константан. Здесь область работы немного уже от -40 ° C до +750 ° C, но выше чувствительность – около 50 мкВ / ° С.

  1. Тип K

Это термопары, которые создан из сплав хромель алюминий. Они являются наиболее распространенными устройствами общего назначения с чувствительностью около 41 мкВ / ° C. Эти приборы могут работать в пределах -200 ° С до 1350 ° C / -330 ° F до +2460 ° F.

Как сделать термопаруФото – термопары хромель-алюмель

Термопары тип K могут быть использованы включительно до 1260 ° С в неокисляющих или инертных атмосферах без появления быстрого старения. В незначительно окислительной среде (например, углекислом газе) между 800 ° C-1050 ° С, проволока из хромеля быстро разъедается и становится намагниченной, также это явление известное как «зелена гниль». Это вызывает большое и постоянное ухудшение работы регулятора.

  1. Тип M

Класс термопар M (Ni / Mo 82% / 18% – Ni / Co 99,2% / 0,8%, по весу) используется в вакуумных печах. Максимальная температура составляет до 1400 ° С.

  1. Тип N

Никросил-нисиловые термопары являются подходящими для использования между -270 ° C и 1300 ° C, вследствие его стабильности и стойкости к окислению. Чувствительность около 39 мкВ / °С.

  1. Сплавы родия и платины

Платиновые термопары типа B, R, и S являются одними из самых стабильных термопар, но имеют более низкую термоЭДС, чем другие типы, всего около 10 мкВ / ° С. Класс B, R, и S обычно применяется только для измерения высоких температур из-за их высокой стоимости и низкой чувствительности.

  1. Тип B, S, C

Обозначение B у термопары означает, что в её состав входят такие металлы, как Pt / Rh 70% / 30% – Pt / Rh 94% / 6%, подходят для использования в среде до 1800 ° C. Класс S применяются до 1600 градусов, в то время как C до 1500.

  1. Сплавы рения и вольфрама

Эти термопары хорошо подходят для измерения очень высоких температур. Типичная область их применения – то автоматика промышленных процессов, производство водорода, вакуумные печи (особенно перед выходом обрабатываемого материала). Но ими нельзя работать в кислотных средах.

Изготовление термопары.

Изготовление термопары труда большого не представляет. Для этого берём два отрезка проволоки, добытую ранее константановую и любую медную, желательно близких по диаметру, скручиваем их вместе с одного конца на расстояние 0,5 — 1,0 см. Именно эту скрученную часть проволок мы и будем сваривать.

Как сделать термопару

Сваривать термопары в домашних условиях удобно способом, который был описан ранее вот в этой статье. Для лучшего контакта проволок термопары со сварочным крокодилом, можно обмотать элементы будущей термопары проводом, чуть ниже скрутки, прижать к проводу от трансформатора плоскогубцами, и коснуться самой скрутки угольным электродом. Напряжение для надёжной сварки подобрать опытным путём.

Как сделать термопару

У нас должен получиться на конце скрученных вместе проводов, оплавленный шарик (или подобие его), который и есть термопара.

Как сделать термопару

Скрученные ранее провода нужно будет аккуратно раскрутить до места сварки, это на всякий случай, чтобы исключить их замыкание между собой, и надеть на них изоляционные трубочки, в качестве которых можно использовать фторопластовую оболочку от проводов.

Как сделать термопару

Как подключаются термоэлектрические преобразователи

На каждой новой отметке соединения разносплавных жил образуется холодный спай, а это, как мы уж описали, влияет на корректность замеров. Подключение желательно делать проводами по составу аналогичными с электродами.

Как сделать термопару

Как правило, производители изначально комплектуют сенсоры такими компенсационными кабелями, их также можно докупить в спецмагазинах. Но, как мы отметили выше, это не актуально, если есть нормирующий преобразователь, схема корректировки, базирующаяся на термисторе. Провода ТП просто втыкаются в гнезда таких узлов согласно полярности.

Как сделать термопару

Измерительные системы желательно размещать ближе при подключении ТП, чтобы длину кабеля сократить до самого возможного минимума. На любом проводе есть риск возникновения помех, а чем он длиннее, тем значительнее отклонения. Если радиопомехи можно устранить экранированием, наводки нивелировать сложнее.

Как сделать термопару

Схема подключения термопары может включать терморезистор компенсации между контактами приемника и точкой холодного сегмента. Внешняя t° на эти элементы влияет аналогично, поэтому такая деталь будет исправлять погрешности:

Как сделать термопару

Подключив ТП к измерителю, надо выполнить градуировку, в сети есть специальные таблицы.

Обозначение термопар на схемах:

Как сделать термопару

Обозначения из ГОСТов:

Как сделать термопару

Пример:

Устройство

Термопара для духовки и газовой плиты устроена по принципу Зеебека. Ученый нашел способ получать малую долю электрического тока при нагревании различных металлов. Термопара состоит из следующих элементов:

  1. Рабочий наконечник с 2 типами металлов внутри. Именно эта часть находится в непосредственном контакте с открытым пламенем.
  2. Контактную трубку длинной до 1.5 метров. Это электропроводящий контакт от наконечника к затворному механизму.
  3. Электромагнитный клапан. Механизм открывающий и перекрывающий подачу газа к конфоркам и духовке. Клапан металлический. Приподнимается от воздействия магнитного притяжения.
Популярные статьи  Постоянный и переменный ток

Как сделать термопару

Различаются 2 основных типа этого устройства:

  1. Незаземленные. Пары этого типа имеют наконечник с разделенным покрытием. Такой подход позволил снизить восприимчивость к внешним электромагнитным колебаниям. Недостатком является способ соединения. Часто обе половины соединяются при помощи пайки или обжима. Оба варианта теряют герметичность при частом и долгом нагреве, по причине увеличения объема.
  2. Заземленные. Более распространенный тип устройства. Наконечник не разделен изоляционным покрытием. Это повлияло на чувствительность наконечника к электромагнитным колебаниям от посторонних источников. Рядом с печью нельзя устанавливать микроволновые печи. Электромагнитное поле может спровоцировать открытие клапана. Несмотря на это, заземленные термопары являются самыми надежными.

Оболочка с металлическими стержнями фиксируется к трубке при помощи: сварки, пайки, обжима. Крепление зависит от назначения термопары и при каких температурных колебаниях она будет работать в дальнейшем. Самым надежным соединением является сварка. Такое соединение не нарушается от воздействия расширяющихся поверхностей корпуса. От температуры зависит и химический состав стержней внутри корпуса. Стержни бывают:

  1. Хромель — алюминий. Работает при температуре — −200 ÷ +1000 °C. Обозначается буквой «К».
  2. Копель — хромель. −200 ÷ +800 °С. Относится к самым чувствительным элементам. Обозначается как «L».
  3. Хромель — констант. −40 ÷ +900 °C. Обладает повышенной чувствительностью. Обозначается «Е».
  4. Медь — констант. –  −250 ÷ +300 °C. Обозначается «Т».
  5. Железо — констант. −100 ÷ +1200 °C. Относятся к самым дешевым устройствам. Обозначается «J».
  6. Вольфрам — рений. Работает при температуре свыше +1800 градусов. Используется в нагревательных котлах. Имеет обозначение «А».
  7. Нихросил — нисил. −200 ÷ +1300 °C. Обозначается как «N». Используется на высокоточных нагревательных приборах.
  8. Двойной платинородий. +100 ÷ +1800 °C. Обозначается «В».
  9. Платина — платинородий. Бывает 2 типов. Работает при температуре до + 1700 °C. Обозначение «S» или «R».

Зная состав внутренних стержней, легко подобрать подходящий элемент взамен неисправному.

В комплект термопары также входят трубка и клапан. Трубка имеет внутри токопроводящий элемент. Часто провод, заключенный в несгораемую оболочку. Электромагнитный клапан необходим для открытия и закрытия газа.

Как и в каких случаях ее можно восстановить

Термопара устроена таким образом, что любые повреждения или загрязнения могут снизить выдаваемое ею напряжение ниже критической отметки. Очень частой причиной неисправной работы является нагар или слой сажи на ее рабочей (нагреваемой) части. Чтобы восстановить термопару, достаточно почистить ее мягкой щеткой или ваткой и спиртом, не допуская при этом царапин и прочих повреждений. После очистки стоит заново произвести проверку напряжения следуя инструкции выше.

Также частой причиной являются окислившиеся контакты, их можно аккуратно обработать наждачкой-нулевкой. Если на термопаре присутствует глубокая черная вмятина или дыра вследствие прогорания, ее гарантировано необходимо заменить.

Популярные схемы на lm358

Существуют различные устройства, собранные на LM358 N , выполняющие определенные функции. При этом это могут быть всевозможные усилители как УМЗЧ, так и в промежуточных цепях измерений различных сигналов, усилитель термопары LM358, сравнивающие схемы, аналого-цифровые преобразователи и прочее.

Неинвертирующий усилитель и источник опорного напряжения

Это самые популярные типы схем подключения, применяемые во многих устройствах для выполнения различных функций. В схеме неинвертирующего усилителя

выходное напряжения будет равно произведению входного на пропорциональный коэффициент усиления, сформированный отношением двух сопротивлений, включенных в инвертирующую цепь.

Схема источника опорного напряжения пользуется высокой популярностью благодаря своим высоким практическим характеристикам и стабильности работы в различных режимах. Схема отлично удерживает необходимый уровень выходного напряжения. Она получила применение для построения надежных и высококачественных источников питания, аналоговых преобразователей сигналов, в устройствах измерения различных физических величин.

Одной из самых качественных схем синусоидальных генераторов является устройство на мосте Вина

При корректном подборе компонентов генератор вырабатывает импульсы в широком диапазоне частот с высокой стабильностью. Также микросхема LM 358 часто используется для реализации генератора прямоугольных импульсов различной скважности и длительности

При этом сигнал является стабильным и высококачественным.

Усилитель

Основным применением микросхемы LM358 являются усилители и различная усилительная аппаратура. Что обеспечивается за счет особенностей включения, выбора прочих компонентов. Такая схема применяется, например, для реализации усилителя термопары.

Усилитель термопары на LM358

Очень часто в жизни радиолюбителя требуется осуществлять контроль температуры каких-либо устройств. Например, на жале паяльника

. Обычным градусником это не сделаешь, тем более, когда необходимо изготовить автоматическую схему регулирования. Для этого можно использоваться ОУ LM 358. Эта микросхема имеется малый тепловой дрейф нуля, поэтому относится к высокоточным. Поэтому она активно используется многими разработчиками для изготовления паяльных станций, прочих в устройствах.

Схема позволяет измерять температуру в широком диапазоне от 0 до 1000 о С с достаточно высокой точностью до 0,02 о С. Термопара изготовлена из сплава на основе никеля: хромаля, алюмеля. Второй тип металла имеет более светлый цвет и меньше подвержен к намагничиванию, хромаль темнее, магнитится лучше. К особенностям схемы стоит отнести наличие кремниевого диода, который должен быть размещен как можно ближе к термопаре. Термоэлектрическая пара хромаль-алюмель при нагреве становится дополнительным источником ЭДС, что может внести существенные коррективы на основные измерения.

Простая схема регулятора тока

Схема включает кремниевый диод

. Напряжения перехода с него используется как источник опорного сигнала, поступающий через ограничивающий резистор на неинвертирующий вход микросхемы. Для регулировки тока стабилизации схемы использован дополнительный резистор, подключенный к отрицательному выводу источника питания, к неивертирующему входу МС.

Схема состоит из нескольких компонентов:

  • Резистора, подпирающего ОУ минусовым выводом и сопротивлением 0,8 Ом.
  • Резистивного делителя напряжения, состоящего из 3 сопротивлений с диодом, выступающего источником опорного напряжения.

Резистор номиналом 82 кОм подключен к минусу источника и положительному входу МС. Опорное напряжение формируется делителем, состоящим из резистора 2,4 кОм и диода в прямом включении. После чего ток ограничивается резистором 380 кОм. ОУ управляет биполярным транзистором , эмиттер которого подключен непосредственно к инвертирующему входу МС, образовав отрицательную глубокую связь. Резистор R 1 выступает измерительным шунтом. Опорное напряжение формируется при помощи делителя, состоящего из диода VD 1 и резистора R 4.

В представленной схеме при условии использования резистора R 2 сопротивлением 82 кОм ток стабилизации в нагрузке составляет 74мА при входном напряжении 5В. А при увеличении входного напряжения до 15В ток увеличивается до 81мА. Таким образом, при изменении напряжения в 3 раза ток изменился не более, чем на 10%.

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.

Как сделать термопаруВот, примерно, так выглядит внешне термопара, но не для всех исключительно конструкций газовых колонок. Отдельные экземпляры оборудования могут оснащаться датчиками иной конфигурации

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.

Как сделать термопаруСхематика классической термопары: 1 – точка спая (фактически контрольный элемент); 2 – металл с одним значением ЭДС; 3 – металл с другим значением ЭДС; 4 – вольтметр, с помощью которого можно снять показания в милливольтах при нагреве датчика

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.

Как сделать термопаруСхема классического типа для газовых колонок, наглядно показывающая работу оборудования: 1 – датчик контроля пламени/термопара; 2 – реле, обеспечивающее тепловую защиту; 3 – механика электромагнитного 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.

Описание и характеристики

Термопара — это прибор, состоящий из двух различных проводников, которые соединяются в одной или нескольких точках компенсационными проводами. Когда на одном конце провода происходит измерение температуры, на другом создается напряжение определенного значения и силы. Это устройство используется для контроля температуры, а также для преобразования температуры в электрический ток.

Сделать термопару в домашних условиях не составит труда. Необходимо только помнить, что эти устройства создаются из специальных сплавов, поэтому прослеживается предсказуемая и стойкая зависимость между напряжением и температурой.

Датчики бывают разных типов. Они классифицируются по типу используемых металлов для сплава:

  1. хромель — алюмелевые;
  2. платинородий — платиновые.

Как сделать термопару своими руками — Металлы, оборудование, инструкции

Большинство предметов для обогрева и измерения, которые мы применяем в быту, требуют использования особых элементов контроля. Такие контроллеры (термопары) предохраняют приборы от перегрева и поломок.

Термопару можно использовать и для небольших домашних измерений, и для лабораторных опытов. Для этого не нужно специально искать ее в магазинах.

Можно разобраться в ее устройстве и сделать термопару для мультиметра своими руками.

  • Описание и характеристики
  • Принцип работы
  • Изготовление термодатчика

Термопара — это прибор, состоящий из двух различных проводников, которые соединяются в одной или нескольких точках компенсационными проводами.

Когда на одном конце провода происходит измерение температуры, на другом создается напряжение определенного значения и силы.

Это устройство используется для контроля температуры, а также для преобразования температуры в электрический ток.

Сделать термопару в домашних условиях не составит труда. Необходимо только помнить, что эти устройства создаются из специальных сплавов, поэтому прослеживается предсказуемая и стойкая зависимость между напряжением и температурой.

Датчики бывают разных типов. Они классифицируются по типу используемых металлов для сплава:

  1. хромель — алюмелевые;
  2. платинородий — платиновые.

От состава зависит и среда применения, ведь такие контроллеры используют как в науке и промышленности, так и в домашних условиях — для котлов, колонок, духовых шкафов.

Проверка

Проверить термопару на работоспособность достаточно просто. Для этого необходимо сначала демонтировать элемент. Перед демонтажем можно провести чистку. Выполняется она следующим образом:

Необходимо при помощи наждачной бумаги зачистить корпус наконечника. Скопившийся нагар не пропускает тепло, что приводит к долгому нагреву термоэлемента.
Также нужно проверить все электрические контактные соединения. Часто при включении нескольких конфорок происходит повышение температуры, от чего плавится изоляция проводов

Не изолированные провода могут касаться корпуса плиты, создавая короткое замыкание.
Стоит обратить внимание на жесткость усадки клемм. Нагрев медных наконечников может снизит контакт с проводником, от чего клапан просто не получит напряжения для создания магнитного поля.
После чистки нужно повторить включение плиты

Если проблема осталась прежней, термопару нужно демонтировать.

Часто в одной плите установлены термоэлементы на всех конфорках и внутри шкафа. Если чистка не привела к желаемому результату, придется демонтировать и проверить все элементы.

Перекрыть главный кран подачи газа.
Понять верхнюю панель плиты.
Если устройство находится внутри духового шкафа, демонтировать дверцу.
Найти электромагнитный клапан.
При помощи гаечного ключа отсоединить элемент от корпуса клапана. Газовые регуляторы имеют различное соединение, простое штуцерное или в виде клемм

Отсоединять клеммы нужно осторожно, чтобы не поломать выступающий наконечник. Восстановить его не удастся.

Как сделать термопару

Далее понадобится просто осмотреть поверхность элемента. Если он поврежден, то проверка не потребуется. Деталь придется заменить. Починить расплавленную пару невозможно. Если корпус целый, понадобится проверка мультиметром:

  1. Мультиметр установить в режим замера минимального постоянного электрического напряжения.
  2. В трубке имеется токопроводящий контакт, к нему необходимо присоединить «+» щуп мультиметра.
  3. Щуп «минус» соединить с корпусом элемента.
  4. Нагреть наконечник на открытом пламени.

Как сделать термопару

При нагреве, исправный термоэлемент должен выработать долю электрического тока от в 17–25 мВ. Если напряжение отсутствует или ниже этих значений, деталь требует замены. Прозванивать деталь на сопротивление не рекомендуется. Такая проверка покажет только целостность корпуса. Неработающую термопару запрещается разбирать с целью ремонта. Восстановить нагревательные элементы не получится, так как невозможно найти детали для замены.

В случае исправной термопары, проверки потребует электромагнитный клапан. Отремонтировать его сложно, при неисправности лучше заменить новым. Для проверки клапан нужно демонтировать, предварительно перекрыв подачу газа. На работающих плитах такую процедуру выполнять нельзя. Далее:

  1. Проверить деталь на загрязнения.
  2. Вынуть и почистить фильтр, на последних моделях он расположен со стороны входа.

Далее понадобится батарейка или блок питания. «+» контакт от батарейки необходимо соединить с единственной клеммой устройства, «минус» при помощи куска провода подается на корпус. В течение минуты должен прозвучать щелчок, оповещающий об открытии запорного устройства. После отсоединения батареи от клеммы, щелчок должен повторится, оповещая о закрытии затвора. Если клапан не отреагировал на подачу напряжения, его необходимо поменять строго на аналог. В случае закрытия во время подачи напряжения, клапан тоже признается непригодным.

Добавляем внешний дисплей

Очень часто возникает необходимость выводить данные температуры с термопары на внешний дисплей. Для этого можно подключить к Arduino вот такой LCD экран.

Как сделать термопару

В нашем случае SCL подключается к цифровому контакту digital 3, CS к цифровому пину digital 4, а DO — к цифровому пину digital 5. После того, как вы простестируете работоспособность, можете смело заменить пины (только не забудьте изменить соответствующие значения в скетче!).

Для подобной схемы в библиотеке предусмотрен пример. Его можно загрузить на Arduino из меню File->Examples->MAX31855>lcdthermocouple. Термопара с дополнительной интерфейсной платой подключается так же как это было описано выше. В результате вы получите значения температуры в градусах по Цельсию и в градусах по Фаренгейту на экране как это показано выше.

Солнечный тепловой генератор электричества и радиоволны

Источники электрической энергии могут быть самыми разными. Сегодня стало набирать популярность производство солнечных термоэлектрических генераторов. Такими установками могут пользоваться на маяках, в космосе, автомобилях, а также иных сферах жизни.

РИТЭГ (расшифровывается как радионуклидный термоэлектрический генератор) работает за счет преобразования энергии изотопов в электрическую. Это весьма экономный способ, позволяющий получить практически халявное электричество и возможность освещения в условиях отсутствия электроэнергии.

Особенности РИТЭГ:

  • Получить источник энергии из распадов изотопов проще, чем например, сделать то же самое нагревая горелку или керосиновую лампу;
  • Получение электричества и распад частиц возможны при наличии специальных изотопов, ведь процесс их распада может длиться десятилетиями.

Выбирая производителя установки, лучше остановиться на уже зарекомендовавших себя фирмах. Таких как Глобал, Алтек (Altec), ТГМ (Tgm), Криотерм, Термиона (Termiona).

Кстати, еще одним неплохим способом получить электричество на халяву, считается генератор по сбору радиоволн. Он состоит из пар пленочных и электролитических конденсаторов, а также маломощных диодов. В качестве антенны берется изолированный кабель около 10-20 метров и еще один заземляющий провод крепится к водопроводной или газовой трубе.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: