Термопара для котла: устройство и принцип работы

Устройство термопары

Принцип работы термопары. Эффект Зеебека

Работа термопары обусловлена возникновением термоэлектрического эффекта, открытым немецким физиком Томасом Зеебеком (Tomas Seebeck) в 1821 г.

Явление основано на возникновении электричества в замкнутом электрическом контуре при воздействии определенной температуры окружающей среды. Электрический ток возникает при наличии разницы температур между двумя проводниками (термоэлектродами) различного состава (разнородных металлов или сплавов) и поддерживается сохранением места их контактов (спаев). Устройство выводит на экран подсоединенного вторичного прибора значение измеряемой температуры.

Выдаваемое напряжение и температура находятся в линейной зависимости. Это означает, что увеличение измеряемой температуры приводит к большему значению милливольт на свободных концах термопары.

Находящийся в точке измерения температуры спай называется «горячим», а место подключения проводов к преобразователю — «холодным».

Компенсация температуры холодного спая (КХС)

Компенсация холодного спая (КХС) – это компенсация, вносимая в виде поправки в итоговые показания при измерении температуры в точке подсоединения свободных концов термопары. Это связано с расхождениями между реальной температурой холодных концов с вычисленными показаниями градуировочной таблицы для температуры холодного спая при 0°С.

КХС является дифференциальным способом, при котором показания абсолютной температуры находятся из известного значения температуры холодного спая (другое название эталонный спай).

Конструкция термопары

При конструировании термопары учитывают влияние таких факторов, как «агрессивность» внешний среды, агрегатное состояние вещества, диапазон измеряемых температур и другие.

Особенности конструкции термопар:

1) Спаи проводников соединяются между собой скруткой или скруткой с дальнейшей электродуговой сваркой (редко пайкой).

2) Термоэлектроды должны быть электрически изолированы по всей длине, кроме точки соприкосновения.

3) Способ изоляции подбирается с учетом верхнего температурного предела.

До 100-120°С – любая изоляция;
До 1300°С – фарфоровые трубки или бусы;
До 1950°С – трубки из Al₂O₃;
Свыше 2000°С – трубки из MgO, BeO, ThO₂, ZrO₂.

4) Защитный чехол.

Материал должен быть термически и химически стойким, с хорошей теплопроводностью (металл, керамика). Использование чехла предотвращает коррозию в определенных средах.

Удлиняющие (компенсационные) провода

Данный вид проводов необходим для удлинения концов термопары до вторичного прибора или барьера. Провода не используются в случае наличия у термопары встроенного преобразователя с унифицированным выходным сигналом. Наиболее широкое применение получил нормирующий преобразователь, размещенный в стандартной клеммной головке датчика с унифицированным сигналом 4-20мА, так называемая «таблетка».

Материал проводов может совпадать с материалом термоэлектродов, но чаще всего заменяется на более дешевый с учетом условий, предотвращающих образования паразитных (наведенных) термо-ЭДС. Применение удлиняющих проводов также позволяет оптимизировать производство.

Устройство и принцип работы

Известно, что в замкнутой цепи, которая состоит из двух проводников из разных металлов (напр., хромель и копель), возникает термоэлектродвижущая сила (ЭДС), при условии, что их горячий и холодный спаи имеют различную температуру ( эффект Зеебека ). Значение ЭДС зависит от материалов проводников, температур их холодного и горячего спаев.

Обычно, напряжение бытовой термопары находится в пределах 20-60 милливольт (мВ), чего достаточно для открытия газового клапана, но, разумеется, недостаточно для работы сложной автоматики и прочих модулей, для которых уже необходимо подключение к электросети.

Так выглядит стандартная термопара на фото.

Модуль не ограничивается парой спаев, однако устройство термопары достаточно простое и понятное:

Гильза, внутри которой находятся термоэлектроды с «горячим» спаем проводников, именно она крепится на горелочный модуль котла, рядом с пилотной горелкой (запальником).
Удлинитель, защищенный медной трубкой от внешнего воздействия электромагнитных полей, служит для соединения рабочей части (горячего спая) с электромагнитным газовым клапаном.
Диэлектрическая шайба с «холодным» спаем, именно она вставляется в гнездо газового электромагнитного клапана.

Чаще всего в термопарах бытовых газовых котлов используются спаи из хромеля и алюмеля (ТХА), хромеля и копеля (ТХК), железа и константана (ТЖК). Все используемые сплавы, их маркировка и характеристики указаны в таблице ниже.

Тип термопары (европейская классификация)	Материалы проводников спая	Российская маркировка	Диапазон температур, °C
K	хромель-алюмель	ТХА	-200 – 1 300
L	хромель-копель	ТХК	-200 – 850
J	железо-константан	ТЖК	-100 – 1 200
N	нихросил-нисил	ТНН	-200 – 1 300
T	медь-константан	ТМКн	-200 – 400
E	хромель-константан	ТХКн	0 – 600
S	платинородий-платина	ТПП10	0 – 1 700

Как работает термоэлектрический термометр в составе газового котла

Принцип работы термопары в составе газового котла везде один:

Сначала человек механическим путем открывает клапан подачи газа, удерживая кнопку электромагнитного клапана в течение 15-30 секунд.
Затем единожды нажимается кнопка пъезорозжига, возникает искра и зажигается запальная горелка.
Кнопка магнитного клапана удерживается еще на протяжении 30-60 секунд, пока рабочий спай термопары, находящийся рядом с запальником, не нагреется и не выдаст необходимое напряжение.
По прошествии 30-60 секунд кнопка электромагнитного клапана отпускается, но горение не прекращается, поскольку нагретая термопара вырабатывает достаточно напряжения для удержания газового клапана в открытом положении. Котел работает в штатном режиме, без вмешательства человека.
Как только горение прекращается, пламя больше не нагревает термопару, вследствие чего напряжения недостаточно для удержания электромагнитного газового клапана открытым, он закрывается, прекращая подачу газа.

Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок службы теплообменника

Чем измеритель t отличается от датчика

Схема работы топливного клапана на автоматике предусматривает, кроме термопары, также термобаллон.

Он отключает основную горелку, когда теплоноситель нагрелся до нужной t. Термобаллон соединен с клапаном котла.

По виду медные соединительные трубки измерителя и колбы датчиков (изготовлены из меди) несколько смахивают друг на друга. Не имеющий достаточного опыта домашний мастер обознаться.

Рассмотрим, чем различаются температурный измеритель и термопара.

Конструктивно датчик представлен цилиндрическим сильфоном, изготовленным как медная колба, у которой один конец запаян.

У термобаллона капиллярная трубка, которой он присоединяется к газовой автоматике, гораздо тоньше, чем датчик. Причем термочувствительная колба расположена внутри погружной гильзы, иногда – устанавливается под обшивку около водяной рубашки.

Рядом с запальником она никогда не крепится. Кроме того, измеритель t и разъем термопары имеют разные d гайки, а первый иногда и вовсе не отсоединяется от клапана.

Для информации. У термобаллона другой принцип действия. Когда колба нагревается, происходит расширение специальной жидкости, что у нее внутри. Давление по капилляру поступает на клапан и основная горелка затухает. Но запальник не гаснет.

Схема подключения термопары

Подключение потенциометра или гальванометра непосредственно к проводникам.
Подключение с помощью компенсационных проводов;
Подключение обычными медными проводами к термопаре, имеющей унифицированный выход.

Как работает датчик пламени в газовом котле

Датчик ионизации пламени – прибор, который призван обеспечить безопасную работу газового котельного оборудования. Устройство следит за наличием огня, и при обнаружении отсутствия пламени автоматически отключает котел. Принцип работы датчика пламени газового котла предусматривает следующее:

функционал основан на образовании ионов и электронов при зажигании пламени. Образование ионного тока вызывает процесс притягивания ионов к электроду ионизации. Устройство подключается к датчику контроля горения;
если при проверке датчиком контроля горения обнаруживается образование достаточного уровня ионов, это означает, что котел работает в штатном режиме. В случае снижения уровня ионов датчик блокирует работу котельного оборудования.

К ключевым причинам срабатывания датчика ионизации относят загрязнение клапана и некорректное соотношение уровня «газ-воздух». Также это происходит при оседании большого количества пыли на устройстве розжига.

Основные типы термопар для газового котла

При изготовлении термоэлектрических преобразователей применяют сплавы благородных и неблагородных металлов. Для конкретных диапазонов рабочих температур используют определенные группы сплавов.

В зависимости от металлических пар, применяемых при изготовлении, приборы делятся на несколько типов.

Для работы котельного оборудования на газовом топливе чаще всего используют следующие типы устройств:

термопара типа E. Заводская маркировка ТХКн, представляет собой пластины из хромеля и константана. Прибор предназначен для температурного диапазона от 0°C и до +600°C;
тип J. Предусматривает композицию из железа и константана, маркировка ТЖК. Используется для рабочих температур в пределах от -100°C и до +1200°C;
тип Kс маркировкой ТХА, изготавливается на основе пластин из хромеля и алюмеля. Температурный диапазон применения термопары типа Kзначительный – от -200°C и до +1350°C;
тип Lс маркировкой ТХК. Элементы конструкции представляют собой хромель и копель. Устройство предназначено для температур от -200°C и до +850°C.

Термопара для газового котла типа J

Следующие образцы продукции находят применение в сфере тяжелой промышленности:

тип Sс маркировкой ТПП10 представляет собой композицию платинородий-платина. Применяется в установках при температурном режиме до +1700°C;
тип Bс маркировкой ТПР состоит из композиции пластин платинородий-платинородий. Продукт предназначен для температурного диапазона от -100°C и до +1800°C.

Также изготавливаются и другие варианты аналогичных приборов из сплавов благородных металлов, которые актуальны в тяжелой промышленности и литейном производстве.

Термопара в системе газового контроля

При эксплуатации газового оборудования требуется энергонезависимая автоматика, что способствует оперативному перекрытию подачи газа в случае, если внезапно погаснет пламя. В современных отопительных котлах с газовой горелкой предусмотрена система газ-контроль, которая включает в себя электромагнитный клапан и термопару. К составным элементам электроклапана относятся:

сердечник с обмоткой;
колпачок;
возвратная пружина;
якорь;
резинка, перекрывающая подачу газа.

При нажатии на кнопку подачи газа, шток заглубляется внутрь катушки и заряжается пружина. По регламенту клапан подачи следует удерживать около 30 секунд, чтобы термопара прогрелась, и на концах образовалось напряжение для удержания клапана внутри катушки. Термопара начинает остывать, если гаснет горелка. Что дальше происходит:

это сопровождается уменьшением напряжения на концах термопары;
возвратная сила пружины превышает электромагнитную силу, которая удерживает шток внутри катушки;
клапан возвращается в исходное положение и перекрывается подача газа.

В этом заключается работа термопары в газовом котле. Система газ-контроль на термопаре отличается высокой надежностью, в том числе и благодаря тому, что она способна функционировать без подключения к энергосети.

Способы монтажа

Способ монтажа, как и принцип работы, у всех термопар одинаковый

И неважно, этот прибор от отечественного производителя или от зарубежного. Все делается своими руками

Обычно это входит в ремонт газового котла, поэтому будем рассматривать весь процесс от демонтажа старого прибора до монтажа нового. Вот схема последовательности проведения установки:

Варианты автоматики

К газовой магистрали термопара присоединяется через резьбовой патрубок. Сам контролер крепится к патрубку специальной гайкой, которая изготавливается или из меди, или из свинца. Поэтому, чтобы демонтировать старый аппарат, необходимо эту гайку просто открутить.
Теперь необходимо открутить компенсационный винт, который держит термопару по месту. Он расположен под монтажным кронштейном.
Теперь удаляйте старую термопару для газового котла, и вставьте новую.
Закрутите компенсационный винт и гайку. Необходимо проверить, что соединение было проведено герметично. Если вас что-то не устроило, то используйте в качестве уплотнителя керамические или полимерные прокладки. Но не забывайте, что недотянуть или перетянуть резьбовое соединение – это опасно в обоих случаях.

Теперь можно проверить, как работает новое устройство. То есть, включаем газ, электрический ток, зажигаем котел и проверяем показатели, которые выдает термопара.

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:

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

Различаются 2 основных типа этого устройства:

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.
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:

Хромель — алюминий. Работает при температуре — −200 ÷ +1000 °C. Обозначается буквой «К».
Копель — хромель. −200 ÷ +800 °С. Относится к самым чувствительным элементам. Обозначается как «L».
Хромель — констант. −40 ÷ +900 °C. Обладает повышенной чувствительностью. Обозначается «Е».
Медь — констант. – −250 ÷ +300 °C. Обозначается «Т».
Железо — констант. −100 ÷ +1200 °C. Относятся к самым дешевым устройствам. Обозначается «J».
Вольфрам — рений. Работает при температуре свыше +1800 градусов. Используется в нагревательных котлах. Имеет обозначение «А».
Нихросил — нисил. −200 ÷ +1300 °C. Обозначается как «N». Используется на высокоточных нагревательных приборах.
Двойной платинородий. +100 ÷ +1800 °C. Обозначается «В».
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.

Проверочная диагностика

Закрываем подачу топлива к тепловому генератору (водонагревателю), пользуясь вентилем, которым снабжена подводящая труба. Далее нужно спереди снять панель. Можно только кожух.
Взяв ключи (называются рожковыми), откручиваем гайки, которыми крепится термоэлектрод, а также трубка соединения. Теперь можно снять датчик.
Осматриваем (визуально) электрод. Берем кисточку или ветошь, очищаем, если нужно, от налета сажи. В случае прогара термопару нужно заменить. Ремонт исключен.
Зажигаем на газплите конфорку. Возьмем мультиметр. Зажимами соединяем с медной трубкой и центральным контактом. Выставим измерительный порог: 0.1 или 1 в, то есть соответствует низшему.
Нагреваем термоэлемент на конфорке и следим, что показывает вольтметр.

Если термопара исправна, то будет выдавать напряжение 0.02 вольта, не меньше.

Когда вместо этого на приборе – нули, наблюдаются скачки напряжения или оно не выше 20 мВ, значит, датчик пора менять. Перепайка исключена.

Для информации. При покупке новой термопары выбирайте ту, которая соответствует модели вашего котлоагрегата. Это поможет избежать путаницы в обозначающей и маркировочной символиках.

Иногда хозяин считает, что радикальных мер не требуется, и, проводя проверку на котле, игнорирует съем элемента. В этом варианте ограничиваются откручиванием гайки и выключением автоматики на термопаре.

Затем задействуют мультиметр уже известным способом. Нажали кнопку, разожгли запальник и сняли данные.

Есть один большой минус. Не увидеть, насколько электрод забит сажей, соответственно – не почистить.

При замене старой детали на новую тщательно устанавливайте нагреваемый стержень. Он должен находиться в строго горизонтальном положении, без всяких отклонений вниз или вверх.

Тогда он будет в эпицентре пламени фитиля.

Принцип работы и конструкция термопары

Термопара, или преобразователь температуры включает в себя для проводника, сделанных из разных металлов, соединенные друг с другом с одного конца сваркой.

Принцип действия термопары основывается на эффекте Зеебека, суть которого такая:

замкнутая цепь образована двумя разнородными проводниками;
места контактов подвержены воздействию разных температур;
в цепи возникает термоэлектродвижущая сила.

Механизм появления этой силы включает в себя пять этапов:

один конец проводника разогрет, и на нем электроны двигаются намного быстрее, чем на холодном конце, соответственно, они получают более высокую энергию;
под воздействием энергии электроны двигаются в сторону холодного конца проводника, вследствие чего на нем накапливается отрицательный заряд;
на горячем конца проводника заряд продолжает оставаться положительным;
накопление заряда происходит до тех пор, пока не получится отличия в потенциалах, вследствие чего можно повернуть поток электронов от холодного конца проводника в обратную сторону;
в конце придается равновесие.

Такая величина, как термоэлектродвижущая сила, зависит от таких факторов:

температура на контактах;
особенности материала проводника.

В контролируемую в плане температуры среду нужно погрузить рабочий спай термопары, в качестве которого выступает место соединения проводников. Нерабочие спаи следует присоединить к особо точному измерительному прибору. Иногда нужно применять милливольтметр, который измеряет различие потенциалов, что потом нужно перевести в привычные градусы по Цельсию.

Чтобы подключить термопару к измерительному прибору, нужно использовать специальные термопарные провода, которые сделаны из того же материала, что и проводники.

Термопара сломалась: что делать?

Классика неисправности: фитиль гаснет, стоит отпустить кнопку.

Но бывает, что запальник горит, однако при розжиге основной горелки путь топливу снова перекрывается. Котел останавливается.

Это может происходить по разным причинам. Вот некоторые из них:

сажа плотно облепила электрод, прогрев идет недостаточный, в цепи не хватает напряжения;
крепежная гайка развинтилась, что перекосило рабочий стержень, и запальник не может хорошо его прогреть;
на измерителе корпус испорчен прогаром или в месте «горячей» спайки нарушение в контакте;
датчик тяги изношен или его электроцепь нарушена обрывом.

Не забывайте время от времени проводить чистку электрода, который нагревает запальник, от нагара.

Насколько сильно он «зарос» грязью, снаружи толком не разглядеть. Так что, снимайте или планку, или панель целиком вместе с горелкой.

Для информации. Похожие явления бывают при неисправном датчике тяги. Он же находится в одной цепи с термопарой. Как тогда узнать, кто «виноват»? Нужно на время замкнуть провода датчика.

При проверке можно пользоваться мультиметром или еще каким устройством, которым можно измерить низкое – до 100 в напряжение

Подключение и проверка

Подключение термопары должно производиться электродами (проводами), изготовленными из того же материала, что и подключаемая термопара.

Либо могут использоваться металлические провода, которые имеют характеристики, аналогичные свойствам электродов на самой термопаре.

Перед подключением термопар для котлов отопления, важно зачистить концы проводов, чтобы удалить окислы, которые оказывают влияние на точность измерений. А во время установки важно проследить за тем, чтобы трубки отвода и подачи топлива были опущены строго вниз

В случае, если термопара сломалась, как правило, восстановить ее уже невозможно, поэтому важно знать, как проверить термопару мультиметром на газовом котле. Срабатывать рабочая термопара должна после 10-30 секунд нагрева

Срабатывать рабочая термопара должна после 10-30 секунд нагрева

Чтобы проверить её работоспособность, достаточно соединить один конец с мультиметром — измерительным датчиком, а другой конец нагреть, используя газовую горелку либо зажигалку.

Комбинированный электроизмерительный прибор, который может быть цифровым и аналоговым, объединяет в себе несколько функций (как минимум функции вольтметра, омметра, амперметра).
Мультиметр

Рабочая термопара должна иметь напряжение в районе 50 мВ.

В случае подтверждения неисправности термопары, заменить её можно своими руками.

Для чего нужна термопара в котле отопления на газе

Использование газовой горелки, таит в себе опасность, если по какой-либо причине, произойдет затухание огня, газ начнет поступать в помещение. При определенных обстоятельствах, данная ситуация становится причиной взрыва или отравления жильцов.

Термопара в газовом котле служит для предотвращения подобных обстоятельств. После затухания огня, подается сигнал на клапан, перекрывающий поступление газа.

Расположение термопары спроектировано так, чтобы чувствительные элементы непосредственно соприкасались с огнем на горелке. Устройство котла разработано так, чтобы при выходе из строя регулирующей арматуры, становилась невозможной подача газа. Поэтому, термопара в газовом котле – это такое устройство, без которого полностью останавливается работа агрегата.

Как устроена и работает термопара

Принцип работы термопары газового котла основан на физическом явлении, получившем название – эффект Зеебека. Было замечено, что при нагревании, два металла с разной плотностью и теплотехническими характеристиками, соединенными между собой спайкой, вырабатывают электрическое напряжение.

В зависимости от устройства термопары бытового газового котла, спайки устанавливают в одном, либо в нескольких местах. От качества соединения и количеств мест пересечения металлов, зависят рабочие параметры устройства и точность регулировки.

Работа регулирующей арматуры происходит следующим образом:

При нагревании металлов, вырабатывается электричество. Термопара должна выдавать напряжение 40-50 мВ.
Датчик температуры соединен с электромеханическим клапаном подачи газа. Как только необходимое напряжение на термодатчике достигнет необходимого значения, подается сигнал на пуск газа в систему.В классических устройствах, напряжение, достаточное для открытия клапана, находится в пределах 40-50 мВ, в современной чувствительной автоматике установлена арматура, способная работать, уже при 20 мВ.
Как только затухает пламя, два металлических стержня моментально остывают и перестают вырабатывать напряжение. Электромеханический термодатчик отключается и перекрывает доступ газа в систему.

Регулировка термопары возможна не во всех моделях. Изменения рабочих режимов, достигается благодаря увеличению или сокращению расстояния до горелки металлического стержня, соприкасающегося с пламенем. Настройки выполняются с помощью зажимной гайки.

Быстродействие измерения

Быстродействие обуславливается способностью первичного преобразователя быстро реагировать на скачки температуры и следующим за ними потоком входных сигналов измерительного прибора.

Факторы, увеличивающие быстродействие:

Правильная установка и расчет длины первичного преобразователя;
При использовании преобразователя с защитной гильзой необходимо уменьшить массу узла, подобрав меньший диаметр гильз;
Сведение к минимуму воздушного зазора между первичным преобразователем и защитной гильзой;
Использование подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем;
Быстро движущаяся среда или среда с большей плотностью (жидкость).

Параметры термопары

Производитель Honeywell

Чтобы начать разговор по теме – параметры термопары, необходимо понять, по какому принципу работает этот прибор. Итак, в нем две пластины-проводники из разных сплавов. У каждого сплава свои характеристики, пластины по-разному реагируют на изменения температуры. Получается так, что две пластины – это узел, который состоит из разнородных материалов, у каждого из них свое сопротивление и свой электрический потенциал. И все это зависит от температуры.

То есть, получается так, что температура полностью регистрирует электрический потенциал металла, который отображается на панели управления. Поэтому производители в процессе изготовления термопары для газового котла используют различные сплавы, подбирая их под определенный температурный диапазон. Поэтому, если вы подбираете это устройство под определенный газовый котел, то вам необходимо ознакомиться с паспортными данными этого прибора или проконсультироваться у специалиста.

Но тут есть еще один момент, который не стоит выбрасывать с поля своего зрения. Это коррозионная стойкость прибора. Чем этот показатель выше, тем дольше прибор отработает. Добавим, что между самой термопарой и измерительным прибором (панелью) устанавливаются специальные провода, которые по своей стоимости выше, чем все остальные элементы прибора. Так вот, чем длиннее провода у контролера, тем он дороже вам обойдется. Поэтому точно установите место измерения и место установки панели. Постарайтесь минимизировать данное расстояние, которое влияет на содержимое вашего кошелька. Хотя, если говорить в целом о стоимостном показателе, то это не очень дорогое устройство.

Все термопары, в независимости из какого сплава они изготавливаются, проходят в процессе производства корректировку по отношению к нулю градусов по шкале Цельсия. По сути, это обычная калибровка прибора. Но тут для производителя открываются возможности изменить точность измерения температуры. Чем точнее будет использован измерительный прибор при калибровке, тем точнее будет и сама термопара. В настоящее время производители пользуются электронными аппаратами, которые в несколько раз точнее остальных видов. Компенсация неточностей может коснуться не только температурного показателя, но и других характеристик. Проверить, правильно ли откалиброван прибор, можно на практике.

Самое удивительно, что термопары в газовых котлах выполняют функции обычных терморегуляторов (термостатов).

Виды термопар

Сегодня рынок котельного оборудования отличается обилием разнообразных термопар, которые подразделяются на несколько типов. Металл, использующийся при их изготовлении, является главным критерием, на основе которого они дифференцируются.

Из неблагородных металлов

Тип термопары	Сплав	Российская маркировка	Диапазон температур, °С	Особенности термопары
K	хромель-алюмель	TXA	от -200 °С до +1000 °С	Возможность работы в нейтральной атмосфере либо атмосфере с избытком кислорода
L	хромель-копель	TXK	от -200 °С до +800 °С	Самая высокая чувствительностью из всех промышленных термопар. Свойственна только высокая термоэлектрическая стабильность при температурах до 600 °С.
E	хромель-константан	TXKn	от -40 °С до +900 °С	Высокая чувствительность.
T	медь-константан	TMKn	от -250 °С до +300 °С	Может работать в атмосфере, в которой небольшой избыток или недостаток кислорода. Не чувствительна к повышенной влажности.
J	железо-константан	ТЖК	от -100 °С до +1200 °С	Хорошо работает в разряженной атмосфере. Невысокая стоимость обусловлена входящим в состав железом.
А	вольфрам-рений	ТВР	выше +1800 °С	Хорошие показатели механических свойств при высокой температуре. Может работать при частых и резких теплосменах и при больших нагрузках. Неприхотливость при изготовлении и монтаже, так как имеют небольшую чувствительность к загрязнениям.
N	нихросил-нисил	ТНН	от -200 °С до +1300 °С	В группе неблагородных металлов считается самой точной термопарой. Высокая стабильность при температурах от 200 до 500 °С.

Из благородных металлов

B	платинородий-платинородиевая	ТПР	от +100 °С до +1800 °С	Высокая механическая прочность. Большая стабильность при высоких температурах. Небольшая склонность к росту зерна и охрупчиванию. Невысокая чувствительность к загрязнению.
S	платинородий-платина	ТПП10	от 0 °С до +1700 °С	Высокая точность измерений. Хорошая воспроизводимость и стабильность термоЭДС.
R	платинородий-платиновая	ТПП14	от 0 °С до +1700 °С	Обладает свойствами, идентичными термопаре типа S.

В системах автоматики котлов чаще используются термопары типов: E, J, K.

Термопары на котлах АОГВ

В этот класс входят напольные и схожие с ними котлы. Подаем газ нажатием кнопки, открывая этим самым электромагнитный клапан.

Тут же включаем пьезорозжиг, не давая закрыться клапану, и запальник вспыхнет.

Причем кнопка удерживается от 5 до 30 сек. Временной интервал, который отводится на то, чтобы фитилем прогреть измерительный электрод, у каждой модели свой.

Термоэлектроды дают электромагнитной цепи постоянный ток. С его появлением можно отпустить кнопку.

Клапан останется открытым, удерживаемый напряжением термопары.

Может случиться, что пламя погаснет. Когда термоэлемент перестанет нагреваться, ЭДС «улетучится».

Произойдет отключение электромагнита, сработает пружина, и клапан захлопнется. Топливо перестанет подаваться.

Для информации. На газовых энергонезависимых водогрейках встречается автоматика, производимая ЖМЗ (Жуковский з-д), компаниями «Арбат», «EuroSIT», «Орион» и др. Но принципиальная схема действия термопары остается неизменной. Пламя нагревает электрод, газ поступает. Остывает – газ не поступает.

Устройство и принцип работы термопары в газовом котле

Термопара предусматривает два проводника из различных видов металла, устойчивых к максимальным температурам, которые соединены в кольцо. Одна из точек спайки устанавливается в зоне измерения, вторую подключают к преобразовательному устройству. Физическое явление в виде термоэлектрического эффекта (эффект Зеебека) составляет основу принципа работы термопары:

два элемента из различных металлических основ прочно соединяют в одной точке. Отличие в составах проводников – основополагающий фактор в работе устройства,
когда место стыка помещают в открытый огонь, на других концах спаянного проводника появляется разница потенциалов.

Как выглядит термопара для газового котла

Далее к холодным концам устройства подсоединяют вольтметр, цепь замыкается и измерительный прибор показывает напряжение.

Заключение

Невзирая на свою простую конструкцию, термоэлектрический элемент – одна из важнейших деталей любого современного газового котла. Она выступает в качестве датчика температуры и наличия пламени, обеспечивая безопасную работу отопителя. В случае если произойдет затухание запальника или превышение температуры, термопара отреагирует изменениям напряжения и заставит сработать отсекающий клапан.

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

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.