Termočlánky (TC) fungují v mnoha tepelných procesech jako primární snímače teploty automatického bezpečnostního a řídicího systému. V domácích tepelných elektrárnách se instalují k ochraně hořáků před oddělením plamene na plynových kotlích, ohřívačích vody a kamnech pro vaření.
Pracují ve vysokoteplotní zóně plynového hořáku, a proto mohou selhat. Automatický bezpečnostní systém zároveň okamžitě vypne zařízení využívající plyn. Pro zajištění bezproblémového a dlouhodobého provozu plynových sporáků, ohřívačů vody a bojlerů je nutné vyloučit falešné spuštění ochrany a také musíte vědět, jak testovat termočlánek multimetrem. To lze bez problémů provést doma.
Co je termočlánek
Termočlánek je zařízení sestávající z pájených odlišných vodičů nebo polovodičů, které tvoří jeden elektrický obvod. TC funguje na základě termoelektrického jevu známého jako „Seebeckův efekt“.
Efekt, kdy dva různé kovy svařené dohromady při určité teplotě generují napětí úměrné výsledné tepelné energii. Čím vyšší je teplotní rozdíl v bodě přechodu, tím více termočlánek produkuje E.M.F.
Výstavba
Provozní účinnost a vysoká přesnost činnosti tohoto primárního snímače teploty je založena na jednoduchém principu.
Jeho provoz je zajištěn následujícími základními konstrukčními prvky:
- Termočlánkový přechod vyrobený ze 2 různých vodičů. Někdy lze místo vodičů instalovat polovodiče.
- Izolované vodiče, které tvoří obvod od místa pájení až po místo, kde je signál vyveden do externích sběračů proudu.
- Stínící ochranný povlak je kovová trubice, která pokrývá vodiče obvodu před vystavením otevřenému ohni v plynovém hořáku.
Důležité! Složení přechodu může zahrnovat jak neželezné, tak ušlechtilé kovy. V závislosti na tom jsou termočlánky seskupeny do několika modifikací, jejichž charakteristiky jsou uvedeny níže.
Princip činnosti
Termočlánek je instalován v měřené zóně vysoké teploty. Kovová slitina se zahřeje na provozní teplotu. Mezi studenými a horkými spoji v obvodu vzniká napětí. Ke studeným vodičům termočlánku je připojen sběrač proudu nebo měřící zařízení, čímž se obvod doplňuje. Napětí, které vzniká v cívce plynového uzavíracího ventilu elektromagnetického typu, vytváří indukci, způsobuje jeho otevření a umožňuje proudění plynu k hořáku.
Aby bylo možné spustit kotel nebo gejzír, musíte nejprve stisknout tyč v ručním režimu. Do hořáku začne proudit plyn a piezoelektrický zapalovač zapálí hořák. Termočlánek se zahřeje do 30 sekund. Když termočlánek generuje provozní napětí, elektromagnetický ventil bude tímto napětím držen otevřený. Poté, co přestane vstupovat plyn do topeniště nebo dojde k nouzovému oddělení hořáku od hořáku, dojde k ochlazení termočlánkového přechodu a zastavení přívodu napětí do plynového ventilu, který se uzavře, čímž se přeruší přívod paliva do kotle nebo plynové vody. ohřívač.
Help. Podle tohoto principu funguje bezpečnostní systém nejen v domovních plynárenských zařízeních, ale také ve výkonných energetických zařízeních od tepelných elektráren po jaderné elektrárny, dále v hutních, chemických a dalších typech průmyslových odvětví, která využívají plyn v technologických procesech.
Proč potřebujete kontrolovat termočlánky?
Pokud teplotní čidlo nefunguje, jakákoliv napájecí jednotka bude v případě nouze vypnuta. Výměna termočlánku je nákladný proces, zejména proto, že není ve všech případech potřeba. Pro vyloučení falešného spuštění bezpečnostní automatiky plamenným hořákem je lepší zkontrolovat TP. Obnova jeho funkčnosti začíná vizuální kontrolou termočlánku.
Zpravidla selhává kvůli vyhoření tepelného indikátoru, což se u kotlů stává poměrně často. V tomto případě lze na povrchu snímače nalézt černý důlek nebo dokonce průchozí otvor. V tomto případě je takový měřič okamžitě odmítnut a bude nutné nainstalovat nový.
Důležité! V některých případech nemá termočlánek žádné vnější odchylky. V tomto případě lze jeho výkon zkontrolovat pouze pomocí multimetru.
Jaké zařízení zvolit pro měření
K provádění testování termočlánků je vhodný nejjednodušší multimetr, který je obvykle k dispozici v arzenálu domácího řemeslníka. Pokud potřebujete koupit nový, je lepší vzít model schopný vyřešit mnoho problémů, včetně měření teplot.
Musíte také věnovat pozornost skutečnosti, že multimetr má kromě standardních měření napětí, odporu a vodivosti elektrických obvodů následující funkce:
- „HOLD“ – funkce fixace výsledků měření na displeji;
- „REL“ je funkce, která provádí měření vzhledem k základní hodnotě;
- ●))) – funkce pro testování elektrických obvodů se zvukovým signálem.
Důležité! Použití multimetru musí být bezpečné. Údaje o jeho elektrické bezpečnosti jsou uvedeny v návodu výrobce a aplikovány na tělo zařízení. Pro testování termočlánku postačují přístroje třídy CAT II / III, které odpovídají elektrické bezpečnosti pro vnitropodnikové rozvody a místní elektrické sítě.
Termočlánek můžete také zkontrolovat pomocí avometru – jedná se o zařízení kombinovaného principu činnosti. Měří hlavně konstantní proud, odpor a napěťové charakteristiky. Název „avometer“ se v podstatě shromažďuje z názvů 3 zařízení, která se tradičně používají k měření uvedených parametrů: ampérmetr, voltmetr, ohmmetr.
Pokyny krok za krokem pro kontrolu termočlánku
Testování termočlánku pomocí testeru není obtížné. Přichází však s určitými riziky v důsledku přítomnosti tepla, plynu a nebezpečného napětí. Proto musí uživatel při práci dodržovat následující pravidla:
- Pracovní plocha by měla být dobře osvětlená.
- Nepoužívejte multimetr v blízkosti hořlavých nebo výbušných látek nebo v místnosti s vysokou vlhkostí.
- Multimetr by měl být na rovném povrchu. Během testování musí být sondy drženy za jejich izolované části.
- Je zakázáno přetěžovat multimetr během provozu.
Pozornost! Při testování termočlánku se jeho tělo může velmi zahřát až do poloviny délky těla, proto se pracuje v ochranných rukavicích.
Princip kontroly termočlánku pomocí multimetru je stejný, ale mohou existovat určité rozdíly v závislosti na konstrukci zařízení využívajícího plyn, například u kotle nebo plynového sporáku.
Vytápění plynovým kotlem
Pokud je plynový kotel abnormálně zastaven a diagnostika kotle informuje majitele, že na hořáku není žádný plamen, pak první věc, kterou musíte udělat, je zkontrolovat funkčnost termočlánku pomocí multimetru:
- Z bezpečnostních důvodů odpojte kotel od elektrické a plynové sítě.
- Termočlánek má volný konec, který je umístěn v plameni hořáku, a druhý je zajištěn k elektromagnetickému ventilu maticí.
- Pro vyjmutí TP z kotle odšroubujte matici.
- Volný konec TP se zahřívá nad zdrojem otevřeného plamene. Postačí hořící svíčka nebo plynový hořák. V tomto případě je důležité dodržet minimální úroveň umístění TP – 1 cm od plamene.
- Po zahřátí TP začíná testování multimetrem.
- Nastavte multimetr do režimu měření minimálního konstantního elektrického napětí.
- Trubice má vodivý kontakt, je třeba k ní připojit „+“ sondu multimetru.
- Připojte zápornou sondu k tělu prvku.
- Špičku zahřejte na otevřeném plameni.
- Pokud jsou naměřené hodnoty v rozmezí 20–25 mV, pak termočlánek funguje a poruchy kotle podle tohoto ochranného parametru mohou být způsobeny špatnými kontakty mezi vodiči TP a plynovým uzavíracím ventilem.
- I když napětí TC nedosáhne 20 mV, k odstranění chyby budete muset termočlánek několikrát zazvonit a dodatečně jej zahřát. Pokud všechna měření ukazují výsledky pod 20 mV, pak je nutné termočlánek vyměnit, protože moderní snímače této třídy nelze opravit.
Abyste správně vybrali nový TP pro výměnu, musíte se řídit značkou kotle, protože termočlánek může být vyroben podle klasifikace EU, nikoli podle domácích norem, což vytváří určitý zmatek.
Plynový sporák
Všechny moderní plynové sporáky mají systém regulace plynu, který pracuje s termočlánkem. V případě, že se kamna nespustí kvůli aktivaci ochrany tohoto indikátoru, je pravděpodobně termočlánek ucpaný nebo vadný.
Důležité! Před zahájením testování je třeba vypnout přívod plynu k hořákům a troubě, odpojit sporák od napájení a odstranit veškeré náčiní a náčiní.
Pokyny krok za krokem pro kontrolu funkčnosti termočlánku s multimetrem v plynových kamnech:
- Vyjměte dvířka z trouby.
- Najděte TP. Obvykle se nachází v blízkosti rozdělovače plamene.
- Pokud byly při vnější kontrole zjištěny nečistoty a saze na povrchu těla termočlánku, opatrně je odstraňte jemným brusným papírem.
- Odstraňte z trouby veškeré nečistoty. Znovu zkontrolujte funkčnost snímače.
- Pokud je plynový sporák stále vypnutý ochranným systémem, pokračujte ke kontrole TP pomocí multimetru.
- Chcete-li to provést, musíte najít elektrické vedení spojující snímač s elektrickou ochranou kamen. Zpravidla se nachází pod předním panelem nebo pod horním krytem v místě uzávěru plynu a teplotního spínače.
- Kontrolují integritu skupiny kontaktů, což může také způsobit poruchu TP.
- Nastavte mez měření přístroje v rozsahu desítek mV.
- Připojte sondy ke svorkám termočlánku a zahřejte měřicí část.
- Pokud multimetr ukazuje napětí na svorkách TC do 20 mV, zařízení nepracuje správně. Pro zajištění přesného určení se měření provádí několikrát.
Tipy pro kontrolu termočlánku
Pokud uživatel nechce předčasně odstranit TP z kotle, pak jej lze vyzkoušet na stávajícím zařízení. Chcete-li to provést, odpojte trubici TP od automatizačního systému a připojte multimetr. Držte stisknutý klíč uzavíracího ventilu, zapalte zapalovací zařízení a po 30–40 sekundách. odečtěte napětí z primárního senzoru.
Výhodou této metody je jednoduchost měření, nevýhodou však chybějící vizuální kontrola čidla a nemožnost čištění jeho povrchu od sazí, což může způsobit i nouzový provoz kotle.
Obecně jsou termočlánky považovány za méně přesné a citlivé snímače teploty než například termistory. Ale díky své nízké ceně a vysoké spolehlivosti se tyto termočlánky úspěšně používají v procesech vytápění po celá desetiletí.
Navzdory skutečnosti, že konstrukce termočlánku je poměrně jednoduchá, je považována za mimořádně důležitý prvek moderní ochrany plynových zařízení. Termočlánek, který funguje jako primární měřič teploty v systému regulace plynu, vytváří spolehlivou ochranu plynového zařízení před možnými nouzovými situacemi. Výkon termočlánku je klíčem k bezpečnosti v domácnosti a lze jej sledovat pomocí jednoduchých měření provedených multimetrem.
V soukromých domech a bytech, kde je instalován plyn, se kromě kuchyňských sporáků často nacházejí plynové kotle, které zajišťují dodávku teplé vody a vytápění. Většina topných a plynových spotřebičů pro domácnost má ve své konstrukci termočlánek, který chrání zařízení před přehřátím, což zase zajišťuje bezpečný provoz takového zařízení.
Co je termočlánek?
Konstrukce termočlánku obsahuje dva různé vodiče, které jsou v přímém vzájemném kontaktu v jednom nebo více bodech (ve vzácných případech jsou spojeny kompenzačními vodiči). Při změně teploty v oblasti senzoru se uvnitř zařízení vytvoří napětí.
To zajišťuje kontrolu teploty a ochranu proti přehřátí. Termočlánky lze také použít k přeměně tepelné energie na jiné druhy energie, včetně elektrického proudu.
Hlavní charakteristiky termoelektrického měniče přímo závisí na materiálu, ze kterého jsou vyrobeny. Jakýkoli teplotní senzor vyrobený ze dvou různých kovů bude při vystavení teplotě produkovat elektrický potenciál, ale teplota odezvy se bude pro každou kombinaci kovů lišit. Díky tomu se termočlánky liší úrovní regulace teploty.
Termostatů je mnoho druhů, ale důležitá bude jejich odolnost proti korozi. U těch modelů termoelektrických převodníků, kde je teplotní čidlo umístěno v dostatečné vzdálenosti od měřícího zařízení, je v návrhu pro jejich připojení použito rozšiřující vedení, čímž se snižuje cena zařízení.
Většina termočlánků je při výrobě standardizována na teplotní standard 0 stupňů Celsia. Většina výrobců používá elektronické kompenzační technologie studeného pájení, které korigují teplotní rozdíly na svorkách zařízení.
Také díky speciální elektrotechnice je možné minimalizovat odchylku ostatních charakteristik, díky čemuž jsou termočlánky přesnější a měření co nejblíže realitě.
Termoelektrické měniče se rozšířily v domácích i průmyslových topných zařízeních. Tato jednoduchá, ale užitečná zařízení lze nalézt v designu gejzíru, kuchyňského sporáku, průmyslové pece, turbíny výfukových plynů, dieselového motoru atd.
Kontrola termočlánku
Občas se stane, že plynový kotel přestane stabilně fungovat a může to mít mnoho důvodů, ale často nejčastější je porucha termočlánku. Prvním příznakem nefunkčnosti plynového kotle je nejčastěji problém s tlačítkem na magnetickém boxu, respektive jeho nezablokování při provozu kotle.
Ve většině případů majitelé plynových kotlů v takové situaci jednoduše zafixují tlačítko ve stlačené poloze pomocí lepicí pásky nebo izolační pásky. Ale za prvé to řeší problém pouze dočasně a za druhé může tato metoda vést k nepředvídatelným následkům, například úplnému selhání plynového kotle nebo nehodě.
Pokud se takový problém s tlačítkem začne objevovat, měli byste okamžitě přijmout opatření k jeho odstranění. Nejprve musíte zkontrolovat termostat. Existuje jednoduchý způsob, jak zkontrolovat termočlánek pomocí multimetru:
- Nejprve musíte odpojit plynový kotel od elektrické sítě a plynovodu, abyste zajistili bezpečnost při opravách.
- Na jednom konci termočlánku je teplotní čidlo a na druhém konci je termočlánek připevněn k solenoidovému ventilu pomocí matice.
- Matice se odšroubuje z ventilu a termočlánek se odstraní z plynového kotle.
- Dále musíte zahřát snímač termoelektrického převodníku nad zdrojem stabilního ohně (například plynovým hořákem na sporáku nebo svíčkou). Senzor musí být umístěn ve výšce přibližně 1 cm od plamene.
Pozornost! Při zahřátí čidla se může tělo termoelektrického převodníku zahřát až do středu. Při zahřívání termočlánku byste měli používat rukavice, abyste si chránili ruce před popáleninami.
Také v případech, kdy napětí termoelektrického měniče nepřekročí 18 mV, může být stále funkční. Je potřeba hýbat termostatem v plameni a opět měřit multimetrovými sondami.
Optimální hodnota elektrického napětí pro stabilní provoz elektromagnetického ventilu je 20-25 mV. Ale i při 18 mV může ventil pokračovat v činnosti bez vyřazení. Tlačítko se trvale vypne, když je hodnota napětí nižší než 16-17 mV.
Nejčastějším typem poruchy termočlánku je spálení teplotního čidla.
Pokud je při vizuální kontrole na povrchu snímače viditelný hluboký černý důlek nebo díra (vypálení), je nutné termoelektrický převodník vyměnit. K vyhoření termoelektrických měničů dochází u plynových kotlů všech výrobců, což je běžná praxe při jejich provozu.
Pro zvýšení napětí v termočlánku a následně i pro zvýšení citlivosti solenoidového ventilu byl otvor zapalovače speciálně dále zvětšen. To vede ke zvýšení napětí na 30 mV, ale životnost termostatů v takových podmínkách se snižuje.
