W gazowym podgrzewaczu wody ukryty jest mały płomień. Nazywa się to zapalnikiem. Ten płomień jest „biciem serca” urządzenia. Czeka na swoją kolej, aby zapalić główny palnik w momencie, gdy temperatura w zbiorniku spadnie poniżej wartości ustawionej na termostacie. Ale obok tego płomienia znajduje się mała metalowa rurka. Być może nie znasz jego nazwy. To jest termopara.
Jeśli lampka kontrolna ciągle gaśnie, przyczyną często jest termopara.
Urządzenie to jest przede wszystkim elementem zabezpieczającym. Kontroluje stan zapalarki. Jeśli płomień zgaśnie, termopara wysyła sygnał zamykający zawór gazowy. Nie dodaje gazu, dopóki nie poczuje się znów ciepło. Jeżeli ta część ulegnie uszkodzeniu, zawór zamyka się na stałe. Brak ogrzewania. Brak ciepłej wody.
Oto jak działa ta zasada. A jak to sprawdzić samemu.
Jak działa termopara
Termopara jest prosta. Genialne, ale proste. Wykorzystuje dwa różne metalowe druty połączone na jednym końcu. Po podgrzaniu tego związku pojawia się tak zwany efekt Seebecka. Generuje niewielkie napięcie. Im więcej ciepła na złączu, tym wyższe napięcie.
Ilość wytwarzanego napięcia zależy od różnicy temperatur pomiędzy gorącym i zimnym końcem. Mierząc to napięcie, określasz temperaturę.
Jest trwały. Szybko reaguje na zmiany. Dlatego stosuje się go we wszystkim, od piekarników przemysłowych po piekarniki domowe. Wytrzymuje ekstremalne temperatury lepiej niż większość czujników. Ale ona nie jest idealna.
Wyjaśnienie zrostów na gorąco i na zimno
W jednym punkcie przylutowane są dwa metalowe druty. To jest gorący lut. To jest część znajdująca się w płomieniu pilotującym. W tym miejscu odbywa się pomiar temperatury.
Kiedy złącze lutowane nagrzewa się lub ochładza, następuje efekt termoelektryczny. Gęstość elektronów różni się w przypadku dwóch różnych metali. To tworzy napięcie.
Pozostałe końce przewodów są oddzielone. Tworzą zimne złącze. Znany również jako spoidło łącznika. Tytuł wprowadza w błąd. Nie musi być zimno. Musi to być tylko koniec, w którym przewody łączą się z urządzeniem pomiarowym.
Zimne złącze działa jako punkt podparcia. Pozwala obliczyć rzeczywistą temperaturę na gorącym złączu. Musisz znać temperaturę otoczenia na tym zimnym końcu. Zwykle jest stabilny. Albo jest mierzone. Bez tego punktu odniesienia odczyt napięcia nic nie znaczy. Działanie systemu opiera się na różnicy temperatur pomiędzy dwoma końcami.
Gdzie stosuje się termopary
Termopary są wszędzie. Ich niezawodność czyni je idealnymi do stosowania w trudnych warunkach.
Warunki przemysłowe
Fabryki używają ich cały czas. Piekarniki. Komory do wypalania pieców. Reaktory. Monitorują i regulują temperaturę w krytycznych środowiskach. Od ich niezawodności zależy bezpieczeństwo i skuteczność.
Urządzenia gospodarstwa domowego
Jest jeden w twoim piekarniku. Twój gazowy podgrzewacz wody jest w niego wyposażony. Regulują temperaturę. Zapewniają bezpieczeństwo. Błyskawicznie reagują na zmiany. Dzięki temu idealnie nadają się do utrzymywania stałej temperatury w urządzeniach codziennego użytku.
Badania naukowe
Naukowcy potrzebują precyzji. Do eksperymentów używają sond termoparowych. Mierzą temperaturę w gradiencie. Od podstawowych prac laboratoryjnych po zaawansowane badania – są niezastąpione.
Przemysł motoryzacyjny
Używają ich także samochody. Mierzą temperaturę spalin. Kontrolują pracę silnika. Dane te optymalizują wydajność. Redukują emisję. Lepsze zarządzanie silnikiem skutkuje lepszymi osiągami pojazdu.
Korzyści
Największą zaletą jest zasięg. Termopary mierzą szeroki zakres różnic temperatur. Działają w ekstremalnie niskich temperaturach. Działają w warunkach intensywnego ciepła.
Trwałość jest kluczowa. Warunki pracy w przemyśle i motoryzacji są trudne. Wysokie temperatury. Wibracja. Uderzenia. Te czujniki są w stanie wytrzymać wszystko. Ich prostota sprawia, że są łatwe w montażu i wymianie.
Ograniczenia
Nie są bezbłędne. Dokładność to słaby punkt. Są mniej dokładne niż inne czujniki temperatury.
Sygnał wyjściowy jest nieliniowy. Zależność pomiędzy temperaturą i napięciem nie jest bezpośrednia. Nie można po prostu odczytać skali liniowej. Ta nieliniowość wymaga kalibracji. Do dokładnych pomiarów potrzebne są zaawansowane systemy elektroniczne. W niektórych zastosowaniach jest to poważna wada.
Sprawdzanie termopary
Jeśli zapalnik nie może pozostać włączony, musisz sprawdzić termoparę. Nie potrzebujesz dyplomu z fizyki. Potrzebujesz multimetru. I klucz.
- Wyłącz gaz. Bezpieczeństwo przede wszystkim. Odciąć dopływ gazu do podgrzewacza wody.
- Dostęp do zaworu. Zdejmij panel dostępu. Znajdź zawór sterujący gazem. Termopara to cienka miedziana rurka, która pasuje do boku zaworu.
- Odłącz rurkę. Za pomocą klucza nastawnego poluzuj nakrętkę łączącą termoparę z zaworem. Wyjmij to.
- Zmierz napięcie. Ustaw multimetr na miliwolty (mV). Przyłóż sondy do końcówki termopary i jej drugiego końca.
- Zapal pilota. Przy wciąż odłączonej termoparze, zapal pilota. Przytrzymaj go tam przez minutę.
- Sprawdź odczyty. Dobra termopara będzie generować około 25-30 miliwoltów. Jeżeli odczyt jest mniejszy niż 10 mV, należy go wymienić.
Słaba termopara nie jest w stanie utrzymać otwartego zaworu gazowego. Uruchamia się mechanizm zabezpieczający. Płomień gaśnie. Cykl się powtarza.
Wymiana jest niedroga. Część kosztuje kilka dolarów. Praca jest bezpłatna, jeśli wykonasz ją samodzielnie. Ale nauka, która za tym stoi, jest ważna. Zrozumienie efektu Seebecka pomaga zaufać procesowi. To nie magia. To jest fizyka. A fizykę można poprawić.
Zapalnik miga. Metal się nagrzewa. Napięcie rośnie. Zawór pozostaje otwarty. Woda się nagrzewa. Bierzesz prysznic. Wszystko działa.
Dopóki punkt odniesienia zimnego złącza nie poruszy się ponownie. W przeciwnym razie drut nie będzie korodował. Potem zaczynasz od nowa. Z kluczem. I nowy szczegół.
Jak faktycznie działa termopara podgrzewacza wody
Łatwo jest pomylić się z terminologią dotyczącą otwartych połączeń i przedłużaczy. Ale w istocie jest to po prostu prosty czujnik. Mianowicie termopara w gazowym podgrzewaczu wody. Prawdopodobnie nie będziesz o tym myśleć, dopóki nie zgaśnie lampka kontrolna. Następnie trzymasz w rękach tani metalowy pręt i zastanawiasz się, dlaczego gorąca woda stała się zimna.
Termopara to sonda składająca się z dwóch różnych metali zlutowanych ze sobą. Znajduje się bezpośrednio w płomieniu pilotującym. Kiedy płomień dotyka końcówki sondy, różne metale wytwarzają niewielki prąd elektryczny. To nie magia. To jest fizyka. Ciepło tworzy napięcie.
Ten niewielki prąd jest dostarczany przewodem do zaworu gazowego. Działa jak elektromagnes. Pole magnetyczne utrzymuje elektromagnes gazu w stanie otwartym. Płomień pozostaje zapalony, a zawór pozostaje otwarty. Prosty łańcuszek.
Dlaczego lampka kontrolna zawsze gaśnie?
Jeżeli lampka kontrolna miga i gaśnie, oznacza to, że źródło ciepła zniknęło. Termopara ochładza się. Prąd elektryczny zatrzymuje się. Bez tego prądu zawór gazowy zamyka się gwałtownie. Odcina dopływ paliwa.
Jest to funkcja bezpieczeństwa. Nie jest to niedogodność. Wadliwy zawór może spowodować przedostanie się gazu do domu. Może to spowodować eksplozję lub pożar. Termopara zapobiega temu, zapewniając dostarczanie gazu tylko wtedy, gdy pali się aktywny płomień. Jeśli nie ma płomienia, nie powinno być gazu.
Jak przetestować termoparę jak profesjonalista
Do postawienia diagnozy nie jest wymagany stopień doktora. Potrzebujesz meczu i odrobiny cierpliwości.
Zapal lampkę kontrolną. Naciśnij i przytrzymaj przycisk resetowania na zaworze regulacji gazu. Trzymaj wciśnięty przez 30–60 sekund. Umożliwi to nagrzanie termopary i wygenerowanie prądu wystarczającego do utrzymania zaworu w pozycji otwartej.
Teraz zwolnij przycisk.
Obserwuj zapalnik. Jeśli płomień pozostaje zapalony, oznacza to, że termopara działa. Problem może tkwić w czymś innym. Jeśli lampka kontrolna zgaśnie natychmiast lub w ciągu minuty, najprawdopodobniej termopara uległa uszkodzeniu. Lub nie jest prawidłowo wyregulowany. Upewnij się, że końcówka sondy znajduje się dokładnie w najgorętszej części płomienia. Nie obok niego, ale w nim.
Jeśli po wykonaniu tych czynności zapalnik w ogóle się nie zapali, najpierw sprawdź dopływ gazu. Zatkany zawór lub pusta butla nie jest problemem termopary. Ale jeśli gaz przepływa, a płomień nie utrzymuje się, wymień pręt. Kosztują około piętnastu dolarów. I nie potrzebujesz do tego specjalnych narzędzi. Tylko klucz.
Mam to naprawić samodzielnie?
Termopara to jedna z niewielu części urządzenia gazowego, którą można wymienić bez wzywania specjalisty. Ona jest bierna. Nie ma w nim żadnej elektroniki. Nie ma żadnych problemów ze zgodnością, takich jak w przypadku tablicy sterującej. To tylko metalowa rurka.
Koszt wizyty technika wynosi zwykle pięćdziesiąt dolarów lub więcej. Sama część kosztuje grosza. Jeśli wiesz, jak używać klucza, zrób to sam. Jeśli przerażają Cię rury gazowe, zatrzymaj się tutaj. Zadzwoń do specjalisty.
Piękno tego projektu polega na jego prostocie. Nie potrzeba baterii. Nie ma czujników wymagających aktualizacji. Tylko ciepło i napięcie. Działa, dopóki nie działa. A kiedy zawodzi, robi to bezpiecznie.
Trzymaj zapasową termoparę w szufladzie na drobne przedmioty. Podziękujesz sobie, gdy nadejdzie zima i przestanie płynąć gorąca woda.
