Dans de nombreuses maisons, l'élément central du système de chauffage est une chaudière à gaz. Cependant, pour maintenir l'appareil en bon état, il est nécessaire de prendre en compte les particularités du fonctionnement de l'équipement.
Par exemple, pendant le fonctionnement de la chaudière à l'intérieur de la chambre de combustion température de l'air augmente, il est donc important contrôler ce paramètre.
Un thermocouple est utilisé spécifiquement pour cela - un dispositif thermoélectrique, qui est pratiquement le seul appareil pour mesure précise des températures élevées. Aujourd'hui, on utilise un équipement qui fonctionne en conjonction avec des vannes automatiques.
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Caractéristiques du contrôle de la température dans les chaudières à gaz avec un thermocouple
L'utilisation répandue de l'équipement est due au fait que cet appareil est considéré comme le principal moyen de mesurer la température de l'air, ainsi que contrôler le niveau de flamme.
Après tout, l'appareil n'est pas exposé à des températures élevées et fonctionne selon un principe spécial qui vous permet d'obtenir des lectures précises et de répondre rapidement à des changements, même mineurs.
Pourquoi est-ce
Un thermocouple est un appareil installé dans un équipement de chauffage et conçu pour convertir énergie thermique en courant électrique pour les bobines électromagnétiques et sert de composant principal de la protection de contrôle de gaz. L'appareil fonctionne en conjonction avec vanne d'arrêt spéciale de gaz, bloquer le débit de carburant.
Principe d'opération
Pour la fabrication de l'appareil est utilisé alliage métallique... Il peut résister à une exposition à des températures élevées. Cependant, si une panne survient dans l'équipement, le fonctionnement de la chaudière à gaz sera interrompu.
Photo 1. Thermocouple pour chaudière à gaz avec équipement automatique 345-1000 mm, Russie.
Après tout, ce thermoélément fonctionne en conjonction avec une vanne d'arrêt électromagnétique spéciale qui régule le débit de gaz dans le trajet du carburant, qui se ferme immédiatement après la panne du thermocouple.
Le principe de fonctionnement de l'appareil est basé sur le phénomène physique suivant: deux métaux se rejoignent et lorsqu'il est chauffé aux points d'attache (la zone de travail qui est placée dans la flamme) apparaît aux extrémités froides Tension... C'est ce qu'on appelle l'effet Seebeck.
Attention! De nombreux modèles d'électrovannes sont sensibles, ils restent donc ouverts jusqu'à la tension à l'entrée ne tombera pas à 20 mV.
Caractéristiques
Le thermocouple a les paramètres techniques suivants:
- large éventail les températures;
- haute précision des mesures;
- résistance accrue à corrosion;
- électronique mécanisme de contrôle.
De quoi il s'agit et comment ça marche
Un convertisseur thermoélectrique est la conception la plus simple qui comprend deux conducteurs se touchant en un ou plusieurs points. Des métaux différents sont le matériau pour la fabrication des conducteurs. Cette spécificité de la composition permet au dispositif de remplir ses fonctions, puisque le thermocouple fonctionne dans la chaudière à gaz grâce au processus physique «effet Seebeck». À condition que deux corps constitués de métaux différents soient fermement connectés et que la section de connexion soit ensuite chauffée avec une flamme nue, les extrémités libres du conducteur donneront une différence de potentiel. Lorsqu'un voltmètre est commuté sur eux, le circuit est fermé et la tension est enregistrée sur l'appareil de mesure.
Bien que le niveau de tension provenant de la différence de potentiel des métaux chauffés ne soit pas très important, même lui est capable d'induire une induction à l'intérieur des bobines des vannes de coupure.Lorsque les extrémités libres commencent à donner de la tension, la valve se déclenche automatiquement. En conséquence, le carburant a un accès gratuit à l'allumeur. Il est important de se rappeler que les derniers modèles de vannes ont une conception spécifique: la sensibilité accrue des bobines permet à la conduite de carburant de rester ouverte jusqu'à ce que la tension chute en dessous de 20 mV. Un thermocouple produit généralement une tension de 40 à 50 mV.
Variétés
Le thermocouple est caractérisé par une structure simple. Avec les compétences appropriées, cet appareil peut même être fabriqué de vos propres mains à la maison. Cependant, il vaut mieux acheter un appareil industriel avant d'avoir étudié Caractéristiques, ainsi que les fonctionnalités de tous les types d'appareils.
Des entreprises spécialisées produisent des thermocouples de trois types:
- Type E - deux plaques sont utilisées pour la fabrication: constantan et chromel. Cet appareil se caractérise par des performances accrues. De plus, il contrôle le processus qui se déroule dans la plage de température de -5 ° С à 74 ° С.
- Type J - au lieu d'un chromel, une plaque de fer est installée dans l'appareil, ce qui n'altère en rien les caractéristiques techniques de l'appareil. A une sensibilité accrue aux changements et à la plage de température - de -4 ° С à 74 ° С.
Type K - ces thermocouples sont les plus populaires. Ils sont équipés de plaques en aluminium et chromel.
La plage de travail varie dans de -20 ° С à 135 ° С, et les fabricants ont réussi à augmenter la sensibilité elle-même de plusieurs positions.
La durée de vie de cet appareil est déterminée environnement d'utilisation: ainsi, dans le dioxyde de carbone, une plaque de chromel devient rouillée sous forme de pourriture verte, l'alliage se détériore rapidement et l'appareil perd ses propriétés non magnétiques.
Il existe d'autres types de thermocouples, cependant, ils ne conviennent pas pour une utilisation dans les chaudières à gaz pour des raisons:
- les alliages contiennent métaux cherspar conséquent, ils ont un coût élevé;
- ces modèles ne sont rien pas mieux que les types K, E ou J.
Capteurs de température. Classification
Il existe plusieurs types de base de thermocouples. Ils se distinguent par le matériau de fabrication. Les principaux matériaux utilisés pour les capteurs de température sont les métaux - nobles et non nobles. C'est leur combinaison qui est devenue la base du classement. Voici les plus types courants d'éléments thermoélectriques
:
- Type K: Chromel et Alumel. Plage de température (long terme): de 0 ° С à + 1100 ° С;
- Type J: fer et constantan. Plage de température (à long terme): de 0 ° С à + 700 ° С;
- Type N: Nikrosil et Nisil. Plage de température (long terme): de 0 ° С à + 1100 ° С;
- Type R: Platine-rhodium (13% Rh) et platine. Plage de température (long terme): de 0 ° C à + 1600 ° C;
- Type S: Platine-rhodium (10% Rh) et platine. Plage de température (long terme): de 0 ° С à + 1600 ° С;
- Type B: Platine rhodium (30% Rh) et platine rhodium (6% Rh). Plage de température (long terme): de + 200 ° С à + 1700 ° С;
- Type T: Cuivre et Constantan. Plage de température (long terme): de -185 ° С à + 300 ° С;
- Type E: Chromel et Constantan. Plage de température (long terme): de -50 ° С à + 800 ° С;
Types d'éléments thermoélectriques
Bien entendu, chaque type de thermoélément est utilisé à des fins différentes. Les thermocouples coûteux sont utilisés dans la science et l'industrie, tandis que les thermocouples plus simples et moins chers sont idéaux pour un usage domestique - dans les chaudières à gaz ou les cuisinières.
L'appareil et le principe de fonctionnement du thermocouple
On sait que tous les matériaux ne peuvent pas être exposés en permanence à une flamme nue. Comme on peut le voir à partir de la description des types d'éléments thermoélectriques, ils sont constitués de plusieurs métaux qui peuvent résister longtemps à des températures élevées. En cas de panne du thermocouple, la chaudière à gaz nécessitera une réparation immédiate, car le brûleur s'éteindra.Pourquoi cela arrive-t-il? Le thermocouple fonctionne en conjonction avec une électrovanne d'arrêt. En cas de dysfonctionnement du capteur de température, la vanne se ferme et l'alimentation en gaz est immédiatement interrompue.
Le principe de base d'un thermocouple est un résultat thermoélectrique (ou effet Seebeck). L'essence de ce phénomène physique est la suivante
:
- Deux métaux aux propriétés physiques différentes forment un circuit fermé;
- L'endroit où les conducteurs sont interconnectés par une soudure de haute qualité est placé dans une flamme nue;
- Aux extrémités froides de la jonction, une tension apparaîtra - une différence de potentiel.
- Si un appareil de mesure leur est connecté, le circuit se fermera et un courant électrique apparaîtra, dont la tension sera suffisante pour l'induction dans la bobine de l'électrovanne, qui laissera du gaz à l'allumeur.
La conception et le principe de fonctionnement du thermocouple
Dans les cas où vous ne pouvez pas allumer la chaudière à gaz, l'allumeur s'éteint dès que vous relâchez le bouton d'alimentation en gaz - vous pouvez être sûr que le thermocouple est en panne.
Important: la qualité de la jonction métallique du thermocouple joue un rôle très important. La jonction est placée dans une flamme nue, donc une bonne jonction augmentera la durée de vie du thermocouple.
Pour les chaudières à gaz, les éléments thermoélectriques universels de type K (chromel-alumel), de type E (chromel et constantan) et de type J (fer et constantan) sont le plus souvent utilisés. Les conducteurs dans une gaine de protection sont soudés aux extrémités froides des métaux et la jonction est fixée avec un écrou de serrage à l'endroit approprié de l'automatisation de la chaudière.
Le reste des types de thermocouples dans les chaudières à gaz et les installations ne sont pas utilisés en raison du fait que le prix augmente en raison de l'utilisation d'alliages coûteux. Et pour les chaudières à gaz, les propriétés des alliages les plus simples sont assez bonnes.
Pour vérifier le fonctionnement d'un thermocouple, vous devez connecter une extrémité de celui-ci à un appareil de mesure - un multimètre, et chauffer l'autre avec un feu ordinaire. Si l'appareil fonctionne correctement, la tension sera d'environ 50 mV.
Le principe de fonctionnement d'un thermocouple est assez simple, mais lors du processus de production, chaque type de thermocouple est calibré, c'est-à-dire corrigé par rapport à 0 ° C. Plus le compteur utilisé pour l'étalonnage est précis, plus le thermocouple sera précis. De plus, un fabricant consciencieux ne se permettra pas de faire une soudure de mauvaise qualité des métaux de thermocouple. Par conséquent, essayez de choisir un produit d'une marque de confiance lors de l'achat d'un capteur thermique pour votre chaudière à gaz.
Il convient également de considérer que le point de mesure ne doit pas être éloigné de l'appareil de mesure, sinon vous devrez étendre les fils de connexion intermédiaires, ce qui est assez coûteux.
Comment vérifier si un appareil fonctionne correctement avec un multimètre
En cas de suspicion de panne, diagnostiquez l'état du thermostat. Il est réalisé de la manière suivante:
- Une extrémité de l'appareil se connecte à un multimètre, et le contraire est chauffé par un brûleur à gaz ou un briquet. Si l'appareil fonctionne correctement, la tension en dessous de 50 mV.
- Vous devez vérifier attentivement la condition conducteurs pour les zones contaminées ou oxydées. Ils indiquent également une panne.
Caractéristiques de vérification et de remplacement
Comme le montre la pratique, cela n'a aucun sens de réparer un thermocouple en cas de panne. Le principal signe que la vanne ou le thermostat est hors service est la fin de l'auto-allumage de la chaudière à gaz. Pour vérifier l'état de fonctionnement de l'appareil, il est nécessaire de connecter un multimètre à l'une des extrémités. L'autre extrémité est réchauffée pendant le test en utilisant une méthode plus légère ou autre. Une indication de l'adéquation du thermocouple est la tension aux bornes du capteur dans la région de 50 mV.
Si les extrémités des conducteurs présentent des traces d'oxydation et de saleté et que les lectures de l'appareil de mesure sont loin d'être normales, c'est un signe certain de rupture. La meilleure option dans une telle situation est de remplacer l'ancien élément par un nouveau, car il est presque impossible de réparer le thermocouple d'une chaudière à gaz. Quant aux expériences avec des tentatives de réanimation d'un appareil défaillant, elles ont des conséquences très désastreuses.
Comment choisir le bon
Pour que l'appareil fonctionne correctement et n'entraîne pas une panne de l'ensemble du système, vous devez sélectionner soigneusement l'appareil. Pour cela, les fonctionnalités suivantes sont prises en compte:
- Les paramètres techniques du thermocouple doivent être entièrement conformes aux caractéristiques de la chaudière à gaz.
- L'appareil ne doit pas avoir dommages visibles (microfissures, copeaux, abrasions).
- Marquages doit être visible.
- La préférence est donnée aux produits uniquement entreprises vérifiéesqui sont responsables de la qualité des produits.
Thermocouple dans le système de contrôle du gaz
Lors du fonctionnement d'un équipement à gaz, une automatisation non volatile est nécessaire, ce qui contribue à l'arrêt opérationnel de l'alimentation en gaz en cas d'extinction soudaine de la flamme. Les chaudières modernes avec brûleur à gaz sont équipées d'un système de contrôle du gaz, qui comprend une électrovanne et un thermocouple. Les éléments constitutifs de l'électrovanne comprennent:
- noyau avec enroulement;
- casquette;
- ressort retournable;
- ancre;
- bande élastique qui bloque l'alimentation en gaz.
Lorsque vous appuyez sur le bouton de gaz, la tige pénètre profondément dans la bobine et le ressort est chargé. Selon la réglementation, la vanne d'alimentation doit être maintenue pendant environ 30 secondes afin que le thermocouple se réchauffe et qu'une tension se forme aux extrémités pour maintenir la vanne à l'intérieur de la bobine. Le thermocouple commence à refroidir si le brûleur s'éteint. Que se passe-t-il ensuite:
- ceci s'accompagne d'une diminution de la tension aux extrémités du thermocouple;
- la force de rappel du ressort dépasse la force électromagnétique qui maintient la tige à l'intérieur de la bobine;
- la vanne revient à sa position d'origine et l'alimentation en gaz est coupée.
C'est ainsi que fonctionne un thermocouple dans une chaudière à gaz. Le système de contrôle du gaz par thermocouple est très fiable, également en raison du fait qu'il est capable de fonctionner sans être connecté au réseau électrique.
Remplacement s'il ne peut pas être réparé à la main
L'appareil plante pour diverses raisons. Vous pouvez remplacer un appareil défectueux par un nouveau. me débrouiller tout seul... Pour ce faire, vous devez suivre les instructions étape par étape:
- Dévisse d'abord avec une clé écrou spécial, dont le thermocouple est fixé à la buse.
- Dévisse vis de compensationfixer le luminaire en place (situé directement sous le support de montage).
Soigneusement retiré ancien appareil.- Dans le trou vide est inséré nouvel appareil.
- Tout est fixe vis de compensation, et alors noix.
- Exécuté vérifier l'étanchéité. Si nécessaire, un scellant est utilisé - polymère ou céramique.
Lors de l'exécution de la procédure, il ne faut pas oublier qu'une connexion filetée sous-serrée ou trop serrée sera dangereuse pour l'aptitude au service du système.
Avantages et inconvénients
L'utilisation de thermocouples dans le système d'automatisation de chaudière a ses propres avantages et inconvénients. Les avantages comprennent:
- le capteur a la capacité de fonctionner dans des conditions difficiles, en contact avec une flamme nue:
- puisque le produit a un appareil simple sans pièces mobiles, il est très fiable;
- l'appareil est capable de fournir un niveau de précision de mesure suffisant pour une utilisation dans des unités de chauffage;
- le remplacement du thermocouple, si nécessaire, est assez simple.
Les inconvénients de l'élément comprennent:
- dépendance non linéaire de la croissance potentielle de l'élévation de la température;
- le potentiel ne peut pas dépasser une certaine limite.
Conseils! Les thermocouples ayant de telles propriétés, ils ne peuvent être utilisés que pour un fonctionnement avec un dispositif d'arrêt de gaz. Mais cet appareil n'est pas adapté à la mesure des températures.
L'inconvénient est l'impossibilité d'effectuer des réparations, en cas de panne du thermocouple, celui-ci ne peut qu'être remplacé. Cependant, le coût de cet élément est faible, donc en acheter un nouveau ne sera pas un test sérieux pour le budget familial.
