что такое термопара в газовой плите
Как устроена и зачем нужна термопара для газовой плиты?
Для приготовления пищи в быту зачастую применяются газовые плиты, в которых устанавливаются специальные устройства контроля температуры. За счет ряда преимуществ для измерения используется термопара. Как правило, одно упоминание об этом незамысловатом устройстве вызывает ряд трудностей в понимании его назначения и принципа работы. Поэтому в данной статье мы рассмотрим назначение и принцип действия термопары для газовой плиты.
Что такое термопара?
Термопара представляет собой датчик, преобразующий изменение температуры в электрический сигнал. В дальнейшем электрическая энергия от такого датчика участвует в работе электроники и автоматики плит, газовых котлах и колонках. При изменении электрического потенциала на концах термопары в определенных пределах происходит блокировка газконтроля и горение в газовой плите прекращается. Такое устройство позволяет, как поддерживать подачу газа к пламени горелки, так и прерывать его подачу в аварийных ситуациях.
Физически термопара представляет собой электрический контакт между двумя проводниками из различных материалов. Такой контакт может обеспечиваться посредством:
В зависимости от параметров работы газовых колонок или плит применяются соответствующие способы соединения проводников. Следует отметить, что термопара плиты – это сам контакт, в то время, как все остальные составляющие (провода, экран, выводы и т.д.) представляют собой термометр.
Принцип работы
Принцип работы термопары заключается в наличии определенного уровня электрического заряда у любого металла. Его уровень составляет порядка нескольких микровольт, эта величина определяет способность электронов металла совершать направленное движение в замкнутой электрической цепи. При соединении двух металлов с различным уровнем потенциала, в точке контакта возникает переход электронов из зоны с большим потенциалом в зону с меньшим.
В холодном состоянии на выходе получается небольшое напряжение, но, при увеличении температуры этих материалов с одной стороны, увеличивается и разность потенциалов, соответственно, растет величина вырабатываемой термопарой ЭДС. В физике такое явление получило название эффекта Зеебека, по фамилии ученного, открывшего процесс. Пример выработки термоэдс приведен на рисунке 1:
На практике для соединения используются материалы с различными по направленности термоэдс. К примеру, в термопаре из алюмеля и хромеля величина потенциала изменяется на – 17,3 мкВ и + 24 мкВ соответственно при изменении температуры на один градус Цельсия. Таким образом, при нагревании этого соединения до 300ºС, на выходе возникнет напряжение равное 24 мВ.
Если рассмотреть схему работы (рис. 2), в ее цепи включены три элемента: термопара, термореле и электромагнитный клапан. Термопара специально располагается вблизи очага горения, чтобы моментально реагировать на основные процессы в духовых шкафах.
Рис. 2: Схема работы
Посмотрите на рисунок, при нагревании контакта термопары в ней возникает ЭДС, которая обуславливает протекание электрического тока через цепь термореле к катушке электромагнита. Когда от электрического поджига зажигается газ, происходит нагревание одного конца термопары в духовке, благодаря описанному выше эффекту в цепи возникает ЭДС. При замкнутых контактах термореле электрический ток протекает от термопары через замкнутые контакты термореле по катушке электромагнитного клапана. При нагревании термопары величина тока в катушке становится достаточной для перемещения и удержания сердечника катушки, который открывает клапан подачи газа.
В случае нагрева духовки до установленной вами величины срабатывает термореле и разрывает свои контакты в цепи. Из-за чего катушка теряет возбуждение и магнитный поток больше не удерживает сердечник, который возвращается в исходное положение и закрывает клапан газконтроля. При отсутствии подачи газа пламя в плите гаснет.
Если возникает аварийная ситуация, когда в системе происходит утечка газа или перебой, при котором прекращается подача, а через какой-то промежуток снова возобновляется, срабатывает система газконтроля. Как только в плите тухнет газ, она стремительно остывает, из-за чего снижается и ЭДС, и величина тока в цепи электромагнита клапана. Клапан полностью закрывается и даже при возобновлении газового снабжения печи, клапан предотвращает его проникновение в духовку.
Таким образом, термопара осуществляет функцию газконтроля как в штатной ситуации, так и в аварийной.
Устройство и конструкция
Конструктивно термопару можно подразделить на такие элементы:
Спай включает в себя две проволоки из разнородных материалов. В состав которых могут входить цветные и благородные металлы, как правило, в сплавах. В зависимости от состава проводников термопары подразделяются на несколько типов, особенности которых приведены в таблице.
Таблица 1. Типы термопары
Как видите из таблицы, различный тип обуславливает разный рабочий диапазон температур, чувствительность к ее изменению, стабильность при длительной нагрузке и другие характеристики. Что обязательно следует учитывать при выборе конкретной модели для плиты в случае замены или установки с нуля.
В зависимости от рабочей температуры подбирается и соответствующий материал для изоляции витой скрутки проводников термопары. К примеру, до 120ºС могут применяться любые виды, до 1300ºС фарфоровые. Существуют модели и свыше 1300 ºС, в которых для изоляции используются окислы магния, бериллия и алюминия, но из-за того, что в бытовых приборах такие температуры отсутствуют, приобретать и рассматривать подобные термопары нецелесообразно.
Проверка, чистка, замена
Если плита начала плохо загораться, вполне вероятно, что термопара засорилась или вышла со строя. Но стоит отметить, что причина неисправности может и не затрагивать этот элемент. Для проверки следует выполнить такие действия – поверните ручку духовки и подожгите газ. Если после того, как вы отпустите ручку, духовка тухнет, это первый признак, что система газконтроля не открывает клапан подачи газа в плите.
Скорее всего, что поверхность измерительного элемента засорилась, и он не воспринимает температурные изменения в окружающей среде. Чтобы починить газовое оборудование в плитах фирм Гефест, Ariston, Indesit, Gorenje и т.д. следует для начала почистить термопару в плите, для этого:
Если такой ремонт газконтроля не принес желаемого результата, следует проверить термопару при помощи мультиметра или милливольтметра. Для этого вам понадобится добраться до места подключения термопары к электрической сети плиты. Как правило, она располагается под передней панелью или верхней крышкой, где находиться переключатель температуры или газовый клапан. Здесь также могли отойти контакты, тогда их достаточно просто поправить, если нет, переходите к измерениям.
Установите предел измерения мультиметра в районе десятков милливольт. Подключите щупы к выводам термопары и подогрейте измерительный элемент (не обязательно открытым огнем, но это довольно доступный способ).
Рис. 7: проверка термопары мультиметром
Если милливольтметр покажет изменение напряжения на выводах, устройство исправно и причина в чем-то другом. В противном случае вы могли неправильно установить предел для вашей модели термопары или автоматика газконтроля неисправна.
Замена термопары газовой плиты
В большинстве случаев, выход со строя характеризуется перегоранием проводников. Их самостоятельная пайка или сваривание в домашних условиях возможны, но нецелесообразны, так как после сращивания невозможно обеспечить прежнюю точность измерений. Поэтому оптимальным вариантом является замена термопары. Для этого:
Советы по безопасности
Ввиду того, что термопара отвечает за безопасную работу газовой плиты, следует проследить, чтобы во время замены и эксплуатации обеспечивались оптимальные условия:
Если самостоятельно вам не получается выполнить данную процедуру или после замены вы ощущаете запах газа, сразу обратитесь в газовую службу для предотвращения аварийной ситуации.
Ремонт и замена термопары для газовой плиты
Бытовое газовое оборудование представляет высокую опасность. Часто открытый огонь духовых шкафов и плит может погаснуть, по причине сквозняка или перекрытия подачи газа. Для предотвращения утечки и подачи газа, на плиты устанавливают термопары. Далее будет раскрыта тема: что такое термопара для газовой плиты, принцип работы, основные неисправности и проверка этого оборудования. Также будет дано описание самостоятельной замены.
Назначение
Термопары нашли широкое применение в нагревательном газовом оборудовании, в промышленности и быту. Главным назначением этого устройства является своевременное перекрытие подачи газа. Система устроена таким образом, что может срабатывать без участия человека. Она является газовой защитой от случайного прекращения подачи воспламеняемого топлива.
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:
Различаются 2 основных типа этого устройства:
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:
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.
Принцип работы
Термопара достаточно простое устройство. Принцип работы термопары можно объяснить следующим образом:
Если пламя гаснет, без контроля человека, термопара охлаждается, электрическое напряжение пропадает. Электромагнитное поле также пропадает, тем самым закрывая клапан. Поступление газа в систему перекрывается.
Термопары чаще всего устанавливаются внутри духовых шкафов. Это необходимо по причине отсутствия визуального контроля за пламенем. У такого устройства газового контроля есть ряд преимуществ:
Устройство контроля подачи газа является надежным и долговечным. Но и у него есть свой срок службы.
Неисправности
Определить неисправность элемента газового контроля достаточно просто. У неисправного датчика следующие признаки неисправности:
Итак, причин всего две и обе ведут к клапану. Для определения неисправности необходима последующая проверка.
Проверка
Проверить термопару на работоспособность достаточно просто. Для этого необходимо сначала демонтировать элемент. Перед демонтажем можно провести чистку. Выполняется она следующим образом:
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.
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:
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:
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.
Замена
Замена термопары в газовой плите должна выполняться только в специализированном центре. Но ее достаточно просто произвести своими руками, при соблюдении строгих мер безопасности. Перед заменой термопары газовой плиты, ее необходимо приобрести. На корпусе элемента есть маркировка английской буквой. Именно эта маркировка указывает на химический состав стержней внутри корпуса. Установка элемента с другим составом может повлиять на время открытия или закрытия клапана, общую чувствительность детали. Также детали с иной маркировкой могут иметь отличные от оригинала соединительные детали, толщину и длину трубки. Нужно приобрести именно полный аналог. Далее необходимо:
Перед тем как поменять термопару, обязательно обезопасить себя от утечки газа и поражения электрическим током.
При покупке новой детали взамен старой, нужно обратить внимание на длину токопроводящей трубки. Она должна быть идентична заводскому аналогу. При монтаже на газовую плиту необходимо установить трубку по местам крепления, она не должна болтаться, провисать, находится вблизи пламени.
Также при установке наконечника термопары нужно соблюдать расстояние между ней и конфоркой. Близкое расположение значительно снизит срок службы детали, если расположение превышает 1 см, это грозит проблемами с воспламенением газа.
Советы
Эксплуатация и последующий ремонт термопары, должен проводится с соблюдением техники безопасности.
Замена термопары легкий, но очень ответственный процесс. Не стоит пренебрегать простыми правилами безопасности.
Заключение
В статье была подробно раскрыта тема замены газа регулирующего устройства для плит. Данное устройство не подлежит ремонту, но его можно проверить и самостоятельно заменить в домашних условиях, без вызова специалиста.
Видео по теме
Термопара в газовой плите: принцип работы + инструктаж по замене устройства
Готовить на газовой плите или работающей на газу варочной поверхности так же просто, как на обычных электрических конфорках. Даже использование газового духового шкафа какие-либо проблемы вызывает крайне редко. Но у многих сразу встает вопрос о безопасности такого оборудования, ведь «голубое топливо» взрывоопасно.
Увидеть свое жилье разрушенным в результате взрыва газообразного горючего вряд ли кому хочется. Чтобы предотвратить подобную трагедию, применяется такое устройство, как термопара в газовой плите. Она представляет собой основной элемент системы контроля исправности самого популярного газового прибора.
Согласитесь, что в случае с природным газом теме снижения рисков пожаров и взрывов уделять приходится особое внимание. В представленном нами статье приведены и детально описаны правила эксплуатации бытового оборудования, перерабатывающего газ. полезную информацию мы дополнили ценными рекомендациями.
Зачем газовой плите термопара?
Газ в горелке плиты разжигается спичками, ручной пьезозажигалкой либо встроенным электроподжигом. Потом пламя должно гореть само без участия человека, пока топливо не будет перекрыто вентилем.
Рабочая функция термопары – контроль наличия пламени. Пока газ горит, температура на кончике контрольного устройства доходит до 800–1000 0 С, а нередко и выше. В результате возникает ЭДС, которая держит газовый электромагнитный клапан на патрубке к горелке в открытом состоянии. Конфорка работает.
Однако при исчезновении открытого огня термопара перестает выдавать ЭДС на электромагнит. Происходит перекрытие крана и подачи топлива. В итоге газ не попадает в кухню, не скапливаясь в ней, что и исключает возникновение пожара от подобной нештатной ситуации.
Термопара – это простейший температурный датчик без каких-либо электронных устройств внутри. В нем нечему ломаться. Он может лишь прогореть от длительного использования.
С полным набором датчиков, предназначенных для контроля и безопасности работы газовой колонки, ознакомит следующая статья, полностью посвященная этому интересному вопросу.
Среди достоинств термопар:
Сколько-либо значимый недостаток у термопары один – сложность ремонта прибора. Если термопарный датчик неисправен, то его проще заменить на новый.
Чтобы отремонтировать подобное устройство, необходимо сварить или спаять при высокой температуре (около 1 300 0 С) два разных металла. В быту дома добиться таких условий крайне сложно. Гораздо проще под замену купить новый контрольный блок для газовой плиты.
Устройство и принцип работы
В основе работы термопары лежит термоэлектрический эффект Зеебека. Согласно нему, на концах соединенных последовательно проводников из разных металлов при условии, что их контакты находятся под разной температурой, возникает термо-ЭДС (ТЭДС).
То есть необходимо наличие двух разных по составу проводников, которые способны выдерживать сильный нагрев, и высокотемпературное тепло (в рассматриваемом случае от сгораемого природного газа) в точке их соединения.
В большинстве пар возникающая между холодным и горячим контактами электродвижущая сила совсем мала и малоприменима. Но есть металлы и сплавы, совмещение которых дает до 4–5 мВ/100 0 С. А этого уже вполне достаточно для управления электромагнитом, контролирующим тот или иной затвор.
Принцип работы термопар, вмонтированных в газовые плиты, предельно прост:
Состоит термопара из двух термостабильных проводников длиной до полутора метров, которые на одном конце соединены пайкой или сваркой.
Именно этот кончик находится непосредственно в огне и нагревается от горящего газа. Второй конец прибора представляет собой пару контактов либо разъем для подключения к электромагнитному клапану.
Разновидности термодатчиков для газа
Термопары газовых плит различаются по сплаву проводников и типу подсоединения к клапану. И главное здесь – каждый производитель оборудования на газу использует свои варианты электромагнитов с разными разъемами подключения.
В большинстве случаев переставить термопарный датчик газконтроля с одно плитки на другую невозможно.
Сплавы и металлы для создания термопар используются следующие:
От используемых сплавов зависит точность устройства и диапазон его рабочих температур. Например, хромель-алюмелевая термопара рассчитана на работу при 0–1100 0 С, железо-константантная при 0–700 0 С, а платино-платинородиевая выдерживает нагрев до +1700 0 С.
В бытовых газовых плитах обычно применяются термопарные датчики из алюмеля и хромеля либо константана и железа. Они недороги и вполне подходят для температурных условий варочной панели на газу.
Руководство по ремонту газконтроля
Если газ на плите гаснет, то проблема может крыться не только в термопаре. Однако чаще всего дело именно в ней.
Основной признак проблем с газконтролем – после розжига конфорки и отпускания ручки или кнопки открытия «голубого топлива» пламя сразу тухнет. Это происходит из-за перекрытия клапана, так как термо-ЭДС для поддержания его открытым отсутствует либо недостаточна.
Причины шума конфорок газовых плит подробно изложены в статье, с полезной информацией которой стоит ознакомиться.
Самостоятельно выполнять проверку, производить ремонт и замену термопары в газовой плите своими руками следует только при полном перекрытии газа. Сначала необходимо закрыть вентиль на баллоне с газовой смесью или трубе с метаном, а только потом приступать к каким-либо работам. Также не стоит забывать об отключении электроснабжения, если в конструкции есть энергозависимые приборы.
Наконечник термопары располагается непосредственно возле конфорки и газового огня. А в духовке его найти можно возле рассекателя пламени в верхней части духового шкафа. Этот кончик должен быть без нагара, минеральных отложений и каких-либо повреждений.
Если рабочий наконечник термопарного датчика покрыт окалиной, то ее в обязательном порядке следует счистить наждачной бумагой. Чем больше нагара, тем меньше тепла доходит до термопары, а тем меньше она соответственно создает ЭДС. Полученных милливольт может банально не хватать для открытия электромагнитного клапана.
Как проверить перед заменой?
Термопара обычно имеет один наконечник для установки возле огня. Но есть и варианты с двумя или тремя кончиками контроля температуры. Их обычно используют в духовках, однако все зависит от конкретной модели плиты.
У термопар с несколькими рабочими наконечниками имеется особенность – если лишь один из них не нагрет или вышел из строя, то электромагнитный клапан окажется закрыт. Поэтому, чтобы точно найти причину проблем, подобные термопарные устройства проверять придется особенно внимательно. Неисправным может быть лишь один из датчиков.
Еще один момент – проводники термопары на участке до клапана должны быть натянуты или болтаться в корпусе плиты. При этом их подсоединение к электромагниту должно быть жестким, висящий «на честном слове» разъем здесь недопустим.
Выпускаются рассматриваемые устройства с длиной от 40 до 130 см. Выбирать по этому показателю термопарный прибор газконтроля следует очень внимательно. С одной стороны проволоку проводников нельзя излишне натягивать, а с другой она не должна лежать на нагреваемых поверхностях или свободно болтаться.
Как поменять устройство?
Перед тем как поменять поврежденную термопару в газовой плите, следует осмотреть прибор на:
Менять рассматриваемый прибор следует только тогда, когда он точно неисправен. Во многих случаях, чтобы газовая плита вновь заработала, можно обойтись очисткой наконечника от нагара и проверкой контактов.
Рабочий наконечник термопары жестко зафиксирован возле конфорки или горелки с помощью гайки. Если она из-за накипи не поддается откручиванию, то излишне давить на ключ не стоит. Так можно лишь сломать крепление. Лучше воспользоваться сначала растворителем.
Второй конец термопары к электромагнитному клапану крепится с помощью резьбового разъема либо двух обжимных контактов. Снять их не представляется чем-то сложным. Новый термопарный датчик ставится в аналогичной последовательности – одним концом он крепится возле конфорки, а вторым к электромагниту.
Выводы и полезное видео по теме
Как своими руками производится замена термопары:
Принцип работы газконтроля в варочной панели и духовке:
Устройство термопары для плит, работающих на газу:
Газовая плита без исправно работающей термопары является источником опасности. Если газконтроль перестал функционировать, произвести замену датчика вполне допустимо своими руками. Ничего сложного в демонтаже старого и установке нового контрольного прибора нет. Надо лишь приобрести устройство, соответствующее имеющейся модели плитки, и поработать немного газовым ключом с отверткой.
Если у вас есть комментарии по теме или свои замечания по вышеприведенной информации, напишите их в блоке ниже. Интересны нам, а также другим читателям будут и ваши рассказы о нюансах замены термопары, которую вы производили самостоятельно. Пишите, не стесняйтесь.