Газовый контроль в котлах, — работает ли термопара?
Почему нет горения в газовом котле или колонке, почему не поступает газ в камеру сгорания? Часто причиной возникновения подобных вопросов является выход из строя термопары — устройства которое контролирует горение в камере котла и управляет срабатыванием блокирующего клапана поступления газа при затухании пламени.
Пламя в газовом котле может затухнуть по причине поломок самого котла, плохого качества газа, опрокидования тяги. В этом случае должно произойти скорейшее перекрытие поступления газа.
Принцип работы
Термопара, по сути, является главной защитой газового котла. Ее назначение предельно быстро дать управляющий сигнал на перекрытие поступления газа, если он перестает сгорать.
Обычные термометры не могут применяться в данном случае, так как температура в камере сгорания слишком высокая, а их реагирование происходит с задержкой.
Применяется специальное термоустойчивое устройство — преобразователь тепловой энергии в электрическую, являющийся термоэлектрическим датчиком пламени, или называемый термопарой.
Он подает электрический импульс на управляющую катушку (в схему управления) которая включает и выключает отсечной газовый клапан.
Если пламя гаснет, или датчик пламени выходит со строя, то управляющее напряжение в схеме уменьшается, в результате чего клапан перекрывает подачу газа.
Как устроена термопара — термоэлектрический преобразователь
Преобразователь тепловой энергии в электрическую работает на эффекте Зеебека, — если соединить в одной точке проводники из разных металлов и нагреть место их соединения, то на их свободных удаленных концах появится электрическое напряжение.
Этот датчик представляет из себя два проводника из различных металлов соединенных в одной или нескольких точках, которые нагреваются при горении в котле. Точку соединения проводников называют горячим спаем. Именно это место будет нагреваться до весьма высоких температур. От качества спаивания проводников обычно зависит и надежность термопары.
Обычные характеристики работы газового контроля в бытовом газовом котле (колонке):
- напряжение, которое генерируется термопарой во время горения — 40 — 50 мВ;
- напряжение, при котором происходит закрытие газового клапана — 20 мВ и меньше.
Во время поджига происходит принудительное включение (открытие) газового клапана. Когда газовоздушная смесь загорелась, газовый клапан переходит под управление термопарой и будет открытым до тех пор, пока имеется разность потенциалов, — пока горит пламя.
Поломка термопары, как выглядит, как устраняется, — дополнительная информация:
Маркировка и особенности конструкции
В термопаре применяются проводники из специальных сплавов, подобранных таким образом, чтобы выходное регулирующее напряжение было бы в принятых пределах. Все они весьма чувствительны к изменениям температуры.
Но при этом и чувствительны к составу атмосферы, так как металлы взаимодействуют друг с другом при высокой температуре. Появившийся избыток углекислого газа вследствие неисправности котла может привести к выходу из строя и термопары.
В бытовых котлах и другом газовом оборудовании в основном устанавливаются следующие типы термопар.
- К.
Маркировка ТХК. Рабочая температура -200 — +1350 град С. Состав проводников — хромель и алюминий. Эта термопара является самой распространенной, дешевой, применяется в бытовом оборудовании. - J.
Маркировка ТЖК. Рабочая температура -100 — +1200 град С. Состав проводников — хромель и железо. Термопара также не дорогая и встречающаяся не редко. - Е.
Маркировка ТХКн. Рабочая температура 0 — +600 град С. Состав проводников — хромель и констант. Отличается высокой надежностью, стабильностью, но дорогая.
Как ремонтировать газовой контроль и делать замену
Если пламя в газовом котле не загорается, то причиной может быть неисправность термопары.
Небольшой фильм расскажет о том, как можно проверить работоспособность термопары газового котла.
Неработающий датчик ремонту не подлежит и его нужно менять. Цена на термопару для бытового газового котла примерно 10 — 30 у.е. А найти замену, как правило, не составит труда.
Проверка работоспособности термопары весьма проста. Датчик необходимо нагревать обычной зажигалкой, и подключить его к вольтметру. Исправный датчик должен сгенерировать напряжение порядка 50 мВ.
Если напряжение существенно меньше, а на проводниках присутствуют следы окисла, коррозии, загрязнений, значит, термопару пора менять.
Еще популярные вопросы и ответы по газовым котлам и системам отопления
teplodom1.ru
Как проверить термопару?
Для того чтобы измерить температуру, используют термодатчики – первичные преобразователи. В промышленности обычно используются термометры сопротивления и термопары. Есть несколько видов термопар. Самые распространенные – хромель-алюмель и хромель-копель. Для измерения используют специальную программу термометра термопары.
Вам понадобится
- — для продолжительного мониторинга изменений температуры программа «Многоканальный самописец».
Инструкция
imguru.ru
Термопара газовой колонки – ремонт своими руками сваркой
Для обеспечения безопасной эксплуатации газовых нагревательных приборов с открытым пламенем в настоящее время, как правило, используются электрические схемы, в которых датчиком температуры служит термопара.
Термопара представляет собой спай двух проволочек из разных проводников (металлов). Благодаря простоте устройства термопара является очень надежным элементов схемы защиты и безотказно работает в газовых приборах многие годы. Внешний вид термопары с проводами для газовой колонки NEVA LUX-5013 показан на снимке ниже.
Термопара появилась в 1821 году благодаря открытию немецкого физика Томаса Зеебека. Он обнаружил явление возникновения ЭДС (электродвижущей силы) в замкнутой цепи при нагреве места контакта двух проводников из разных металлов.
Если термопару поместить в пламя горящего газа, то при сильном ее нагреве вырабатываемой термопарой ЭДС будет достаточно для открытия электромагнитного клапана подачи газа в горелку и запальник. Если горение газа прекратится, то термопара быстро остынет, в результате ее ЭДС уменьшится, и силы тока станет недостаточно для удержания электромагнитного клапана в открытом состоянии, подача газа в горелку и запальник будет перекрыта.
На фотографии показана типовая электрическая схема защиты газовой колонки. Как видно, она состоит всего из трех включенных последовательно элементов: термопары, электромагнитного клапана и реле тепловой защиты.
При нагреве термопара генерирует ЭДС, которая через реле тепловой защиты подается на соленоид (катушку из медного провода). Катушка создает электромагнитное поле, втягивающее в нее стальной якорь, механически связанный с клапаном подачи газа в горелку.
Реле тепловой защиты обычно устанавливают в верхней части газовой колонки рядом с зонтом, и служит оно для прекращения подачи газа в случае недостаточной тяги в газоотводящем канале. При отказе любого элемента схемы защиты газовой колонки подача газа в горелку и запальник прекращается.
В зависимости от модели газовой колонки применяется ручной или автоматический способ поджига газа в запальнике. При поджиге фитиля вручную используют спички, электрозажигалки (в старых моделях газовых колонок) или пьезоэлектрический поджиг, приводимый в действие нажатием кнопки. Кстати, если пьезоэлектрический поджиг перестал работать, то с успехом можно поджечь газ в запальнике с помощью газовой зажигалки или спички.
В газовых колонках с автоматическим поджигом воспламенение газа в горелке происходит без участия человека, достаточно открыть кран горячей воды. Для работы автоматики в колонку устанавливается электронный блок с батарейкой. Это является недостатком, так как в случае выхода батарейки из строя зажечь газ в колонке будет невозможно.
Для того чтобы зажечь газ в запальнике с помощью пьезоэлектрического элемента необходимо поворотом ручки на газовой колонке открыть подачу газа в запальник, привести в действие пьезоэлектрический элемент для создания в разряднике искры и после воспламенении газа в запальнике удерживать эту ручку нажатой около 20 секунд, пока не нагреется термопара.
Это очень неудобно, поэтому многие, и я в их числе, не гасят пламя в запальнике месяцами. В результате термопара всегда подвергается воздействию высокой температуры пламени (на фото термопара расположена слева от запальника), что уменьшает срок ее службы, с чем мне и пришлось столкнуться.
Газовая колонка перестала зажигаться, запальник потух. От искры со свечи газ в запальнике зажигался, но стоило отпустить ручку регулировки подачи газа, несмотря на продолжительность времени удержания ее нажатой, пламя гасло. Соединение между собой клемм теплового реле не помогло, значит, дело в термопаре или электромагнитном клапане. Когда снял кожух с газовой колонки и пошевелил центральный провод термопары, то она развалилась, что хорошо видно на снимке выше.
Как снять термопару с газовой колонки
Для того чтобы была возможность оперативно отремонтировать газовую колонку своими руками и всегда быть с теплой водой, с учетом опыта длительной эксплуатации газовых колонок разных моделей, у меня под рукой всегда имеется набор запасных частей. Резиновые прокладки, трубки, тепловое реле и термопара в комплекте. Поэтому за полчаса термопара была заменена новой, и колонка опять стала исправно нагревать воду.
Термопара закреплена слева на общей планке с запальником и свечей с помощью гайки. Прежде чем отвинчивать гайку нужно немного отвинтить левый саморез, удерживающий планку, чтобы он не мешал поворачиваться гаечному ключу.
Далее гаечным рожковым ключом гайка откручивается вращением против часовой стрелки до полного схода с резьбы на корпусе термопары. После этого термопара легко выйдет вниз из планки.
На следующем шаге нужно с помощью рожкового ключа выкрутить винт-контакт из газо-водорегулирующего узла. Винт находится с противоположной стороны ручки регулировки подачи газа.
Останется только снять две клеммы с реле тепловой защиты, и термопара в комплекте с проводами будет снята с газовой колонки.
Установка новой термопары производится в обратном порядке, при этом желательно, чтобы токоведущие провода не касались как внутренних металлических частей газовой колонки, так и кожуха после его установки.
Как сварить сгоревшую термопару газовой колонки
В связи с профессиональной необходимостью мне периодически приходится заниматься изготовлением термопар для приборов поддержания заданной температуры в сушильных шкафах и в оборудовании отжига витых магнитопроводов для трансформаторов при температуре 800°С. Поэтому при изготовлении очередной термопары решил попробовать сваркой восстановить работоспособность сгоревшей термопары от газовой колонки.
Центральный провод термопары был сварен с медным проводом электропроводки и имел длину около 5 см. На фотографии место спайки хорошо видно слева. Такой длины провода хватило бы на несколько ремонтов.
Трубчатый проводник термопары длиной около сантиметра весь выгорел, но осталась его часть с более толстой стенкой.
С центрального проводника было удалено место прежней сварки, и детали термопары были очищены от копоти и нагара с помощью мелкой наждачной бумаги.
Центральный проводник был вставлен в основание термопары с таким расчетом, чтобы его конец выступал на один миллиметр. Сварка производилась на специальной установке, устройство и схему которой я опишу ниже, в течение около четырех секунд при напряжении 80 В и силе тока около 5 А.
Видеозапись процесса сварки термопары я не стал делать из опасения повреждения фотоаппарата от яркой дуги, но сделал через пару секунд после окончания сварки снимок раскаленного графитного порошка.
Спай термопары получился, вопреки моим ожиданиям, отличного качества и красивой формы. Появилась уверенность, что ремонт термопары затеял я не зря.
Для исключения замыкания центрального проводника термопары на ее корпус, в зазор была плотно набита вата из стекловолокна. Хорошо для этих целей подойдет и асбест.
Для уверенности в том, что термопара работает, она была нагрета с помощью паяльника до температуры около 140°С.
Мультиметр зафиксировал ЭДС, вырабатываемую термопарой, величиной 5,95 мВ, что подтвердило исправность термопары. Осталось провести проверку работоспособности термопары в газовой колонке.
Хотя термопара стала на сантиметр короче, но все равно ее длины вполне хватило, чтобы месту спая находиться в пламени запальника. Реставрированная термопара безотказно работает в газовой колонке уже несколько месяцев, и, полагаю, проработает намного дольше, чем термопара заводского изготовления, так как место спая стало гораздо массивнее.
Устройство установки для сварки термопар
Внимание! При повторении и эксплуатации предлагаемой установки для сварки термопар, в связи с отсутствием гальванической развязки контактов для подключения термопары, необходимо строго соблюдать полярность подключения установки к бытовой электропроводке. К термопаре должен быть подключен исключительно нулевой провод. Прикосновение не защищенным участком тела человека к фазному проводу может нанести серьезный урон здоровью, вплоть до остановки сердца.
Существует несколько способов сварки термопар: в электрической дуге, в соляном электросварочном аппарате, с помощью ацетиленовой горелки и в графитном или угольном порошке. Я свариваю термопары для измерения температуры с помощью ЛАТРа и керамической емкости, наполненной порошком из графита. Технология простая, не требует специального оборудования, опыта и доступна для любого домашнего мастера.
По наследству мне досталась самодельная установка для сварки термопар, представленная на фотографии. Установка представляет собой металлическую коробку, в которой установлен ЛАТР, вольтметр переменного напряжения и керамический стакан для графитного порошка.
ydoma.info
Термопара для котла. Для чего нужна Термопара. Основные компоненты и принцип работы термопары. | ТЕПЛОТА
Термопара активно применяется в газовых котлах и котельных установках. Основное назначение термопары — измерение температуры в камере сгорания и автоматическое перекрытие подачи газа в случае исчезновения пламени. Такие случаи возникают нередко, начиная от внезапных порывов ветра и заканчивая обычным отключением газа.
Поскольку в камере сгорания котла очень высокая температура, обычные измерительные приборы и устройства защиты не способны справиться со своей задачей и выдержать такие термические нагрузки. В таких случаях используют термопару.
В статье блога Теплота рассмотрим для чего нужна термопара, основные компоненты и принцип ее работы, из каких металлов состоят проводники термопары, а также как проверить работоспособность термопары и ее заменить.
Для чего нужна Термопара.
Термопара применяется для преобразования термической энергии в электрический ток для электромагнитных катушек в газовых котлах и служит основным элементом защиты газ-контроля. Она изготавливается из нескольких видов металла, устойчивых к максимальным температурам внутри камеры сгорания. Термопара работает вместе с автоматическим отсекающим газовым клапаном, который перекрывает подачу газа.
Автоматика газового котлаОсновные компоненты и принцип работы термопары.
Термоэлектрический преобразователь представляет собой элементарную конструкцию, состоящую из двух проводников, которые соприкасаются друг с другом в одной или нескольких точках. Сами проводники состоят из разнородных металлов. Именно отличие в составах металла является основополагающим фактором работы термопары. В основе принципа действия заложено физическое явление, имеющего название эффект Зеебека. Когда два элемента из различных металлов прочно соединяют между собой в одной точке, а место стыка помещают в открытый огонь, то на оставшихся холодных концах спаянного проводника появляется разница потенциалов. Если к этим концам подсоединить измерительный прибор в виде вольтметра, то произойдет замыкание цепи, а датчик покажет появившееся напряжение. Напряжение от разницы потенциалов нагретых металлов будет незначительным, однако его будет вполне достаточно для проявления индукции в чувствительных катушках электромагнитных отсекающих клапанов. Как только на холодных концах проводников появляется напряжение, клапан автоматически срабатывает и открывает проход топлива к запальнику.
Термопара котла — эффект ЗеебекаИз каких металлов состоят проводники термопары.
Все термопары создаются из определенных сплавов благородных и неблагородных металлов, которые имеют постоянную повторяемую зависимость между разницей температурой и напряжением. Каждая группа сплавов используется для конкретных диапазонов температур и применяется в установленных нагревательных приборах.
Термопара арт.0.200.042 (Eurosit — Италия, A3, с резьбой M8x1, клапан М8×1, L=320 мм)На рынках современного котельного оборудования чаще всего применяются три основных типа термопар:
Тип Е. Изготавливается из пластин хромеля и константа. Отличается высокой надежностью. Имеет заводскую маркировку ТХКн. Диапазон рабочей температуры составляет от 0 до +600°С.
Тип J. Аналог предыдущей термопары, но вместо хромеля здесь применяется железо. Устройство практически не уступает по функциям типу Е, однако цена значительно меньше. Маркировка – ТЖК. Диапазон температур варьируется в пределах от -100 до +1200°С.
Тип К. Наиболее распространенный и повсеместно применяемый тип термопары. Маркировка – ТХА. В составе содержатся пластины из хромеля и алюминия. Рабочие температуры находятся в пределах от – 200 до +1350°С. Такие приборы довольно чувствительны к малейшим изменениям температур, но при этом сильно зависят от окружающей среды. К примеру углекислый газ способен существенно снизить срок эксплуатации устройства и вызвать преждевременный ремонт.
Проверка и замена термопары.
Как правило, термопара не подлежит восстановлению в случае преждевременного выхода из строя. Если газовая установка перестает зажигаться по причине отсутствия подачи газа, то это свидетельствует о неисправности клапана или самого терморегулятора. Чтобы проверить его 
работоспособность, достаточно один конец соединить с измерительным датчиком (мультиметром), а второй конец нагреть вручную с помощью зажигалки или газовой горелки. Исправная термопара должна показывать напряжение в районе 50 мВ. Если на самих проводниках имеются окисленные или загрязненные участки, а мультиметр показывает напряжение отличное от нормы – термопара вышла из строя. В таких случаях рекомендуется просто поменять термоэлемент и установить вместо него новый.
teplota.kh.ua
Термопары и термосопротивления
Для измерения температуры служат первичные преобразователи температуры — термодатчики (термопреобразователи).
В промышленности, как правило, используются две разновидности датчиков температуры — термопары и термосопротивления. С приборами Термодат могут быть использованы термопары любого отечественного или иностранного производителя, при условии, что они имеют стандартную градуировку по ГОСТ Р 50342-92.
С приборами Термодат могут использоваться термосопротивления любого отечественного или иностранного производителя, при условии, что они имеют стандартную градуировку по ГОСТ Р 50353-92, при этом термосопротивления должны быть электрически изолированы от корпуса. Следует отметить, что приборы Термодат имеют универсальный вход, к которому также можно подключить пирометры (с градуировкой 20-РК15 и 21-РС20), а также другие датчики с унифицированным сигналом напряжения 0-50мВ или тока 0-20 мА (0-5мА, 4-20мА).
Термоэлектрические преобразователи (термопары)
Существует несколько типов термопар. Самые распространенные термопары — хромель-алюмель ХА(К) и хромель-копель ХК(L). Другие типы — платина-платинородий ПП(S и R), железо-константан ЖК(J), медь-константан МК(T), вольфрам-рений ВР и некоторые другие менее распространены. Приборы Термодат могут работать с термопарой любого типа. В памяти прибора прошиты градуировочные таблицы, тип градуировочной таблицы и соответствующее обозначение в меню указывается в паспорте прибора. Перед установкой прибора на оборудование следует установить тип используемой термопары. Тип термопары устанавливается в третьем уровне режима настройки приборов. В многоканальных приборах ко всем каналам должны быть подключены термопары одного типа.
Следует помнить, что термопара по принципу действия измеряет температуру между «горячим спаем» (рабочим спаем) и свободными концами («холодными спаями») термоэлектродов. Поэтому термопары следует подключать к прибору непосредственно, либо с помощью удлиннительных проводов, изготовленных из тех же термоэлектродных материалов. Температура «холодных спаев» в приборах Термодат измеряется в зоне подключения термопар (вблизи клеммной колодки) специальным термодатчиком и автоматически учитывается при вычислении температуры. Для достижения наибольшей точности и правильного измерения температуры холодных спаев, необходимо следить, чтобы в зоне контактной колодки отсутствовали большие градиенты температуры, конвективные потоки (обдув, ветер, сквозняки), а также лучистый нагрев от горячих тел. Если включить прибор Термодат, а вместо термопары к входу прибора подключить перемычку (закоротить вход), то прибор должен показать измеренную температуру в зоне контактной колодки (температуру «холодного спая»). Сразу после включения эта температура близка к температуре окружающей среды, а затем несколько повышается по мере саморазогрева прибора. Это нормальный процесс, так как задача термокомпенсационного датчика измерять не температуру окружающей среды, а температуру холодных спаев. При необходимости термокомпенсационный датчик можно подстроить. Подстройку следует выполнять в соответствии с инструкцией по калибровке.
Если у Вас возникли сомнения в правильности работы прибора, исправности термопары, компенсационного провода, в качестве первого теста мы рекомендуем погрузить термопару в кипящую воду. Показания прибора не должны отличаться от 100 градусов более чем на 1-2 градуса. Более тщательную проверку и настройку прибора Термодат можно выполнить в соответствии с инструкцией по калибровке.Приборы Термодат имеют высокое входное сопротивление, поэтому сопротивление термопары и компенсационных проводов и их длина в принципе не влияют на точность измерения. Однако, чем короче термопарные провода, тем меньше на них электрические наводки. В любом случае длина термопарных проводов не должна превышать 100м. Если требуется измерять температуру на больших расстояниях, то лучше использовать двухблочные системы с выносным блоком (приборы типа Термодат-22). В этих приборах связь между измерительным блоком и блоком индикации цифровая, расстояние межу ними может превышать 200м. Следует учитывать, что конструктивно термопары изготавливаются двух типов — изолированные или неизолированные от корпуса (горячий спай либо изолирован, либо приварен к защитному чехлу). Одноканальные приборы могут работать с любыми термопарами, а многоканальные — только с изолированными от корпуса термопарами.
Термосопротивления
К приборам Термодат могут быть подключены как медные (ТСМ) так и платиновые (ТСП) термосопротивления. При настройке прибора следует установить тип термосопротивления и его градуировку (сопротивление при 0°C) в третьем уровне режима настройки. Стандартные значения составляют 50 и 100 Ом (50М, 50П, 100М, 100П), однако могут быть установлены и другие значения. В многоканальных приборах ко всем каналам должны быть подключены термосопротивления одного типа.
Термосопротивления могут быть подключены к прибору Термодат как по трехпроводной, так и по двухпроводной схеме. Двухпроводная схема подключения дает удовлетворительные результаты, когда датчик удален на небольшое расстояние от прибора. Уточним наши слова. Предположим, Вы используете медное термосопротивление номиналом 100 Ом (градуировка 100М). Сопротивление этого датчика изменяется на dR=0,4%R=0,4Ом, при изменении температуры на один градус. Это означает, что если сопротивление проводов, соединяющих термодатчик с прибором, будет равно 0,4 Ом, ошибка измерения температуры будет равна одному градусу. В таблице приведены справочные значения сопротивлений медных проводов разного сечения, и допустимые длины проводов при двухпроводной схеме подключения.
| Сечение подводящих проводов, мм² | Сопротивление провода при 20°C, Ом/км | Максимально допустимое удаление датчика, при котором ошибка, вызванная подводящими проводами при двухпроводной схеме подключения составляет один градус | |
|---|---|---|---|
| М50, П50 | М100, П100 | ||
| 0,25 | 82 | — | 2,5 |
| 0,5 | 41 | 2,5 | 5 |
| 0,75 | 27 | 3,5 | 7,1 |
| 1,0 | 20,5 | 5 | 10 |
| 1,5 | 13,3 | 7,5 | 15 |
| 2,0 | 10 | 10 | 20 |
| 2,5 | 8 | 12,5 | 25 |
При удалении термодатчика на большие расстояния следует применять трехпроводную схему подключения. Третий провод используется для измерения сопротивления подводящих проводов. Все три провода должны быть выполнены из одного и того же медного кабеля сечением не менее 0,5 мм² и иметь одинаковую длину (говоря точно, сопротивление проводов не должно отличаться друг от друга более чем на 0,2 Ом для ТСМ100 и более чем на 0,1 Ом для ТСМ50). Максимальная длина проводов не должна превышать 300м. Для работы с искрозащитными барьерами требуется четырехпроводная схема подключения термосопротивления. По специальному заказу приборы Термодат могут быть оборудованы входами для четырехпроводного подключения датчиков.
Для быстрой проверки работоспособности прибора, термодатчика, схемы подключения и настроек мы рекомендуем, как и в случае с термопарами, поместить подключенный датчик в кипящую воду или в тающий лед. Измеренная прибором температура не должна отличаться от 100°C (от 0°C) более, чем на 2°C. Прибор без датчика можно протестировать, подключив к входу вместо термосопротивления точный постоянный резистор номиналом 100 Ом (точность не хуже 0,5%). Установить тип термодатчика ТСМ или ТСП (роли не играет) и градуировку 100. После этого прибор должен показывать температуру 0±2°C. С помощью точного резистора аналогичным образом можно проверить качество длинной линии, подключив резистор вместо термосопротивления на длинной линии.
Диапазон измерения температуры, точность измерения и разрешение по температуре
Разрешение по температуре определяется последней значащей цифрой на индикаторе прибора и составляет 1°C для большинства моделей, работающих с термопарами. Для программных регуляторов температуры и части приборов, работающих с термосопротивлениями, разрешение составляет 0.1°C.
Разрешение по температуре следует отличать от точности измерения. Допускаемая относительная погрешность измерения приборов Термодат составляет 0,5% от нормирующего значения (класс точности 0,5). Под нормирующим значением принимается алгебраическая разность верхнего и нижнего пределов измерения. Максимальные диапазоны измерений температуры при работе с различными типами термодатчиков приведены в таблице. Из вышесказанного следует, что максимальная абсолютная погрешность измерения температуры приборов Термодат при работе с термопарой ХК (ХА) в диапазоне от -50 до 1100°C составляет 5,7°C. Погрешность измерения температуры приборами Термодат может быть уменьшена при их производстве путем уменьшения диапазона измерения. Так, например, при работе в диапазоне от 0 до 400°C погрешность составит 2°C. В этом случае, при выпуске и проведении поверки, в паспорте прибора должен указываться соответствующий диапазон измерений. Погрешность измерения темературы приборами Термодат не может быть меньше 2°C при работе с термопарами и меньше 0,5°C при работе с термосопротивлениями.
| Тип термопреобразователя | Диапазон измерения, °C | Обозначение в меню настройки |
|---|---|---|
| Термопара ХА(К) | -50 +1100 | 1 |
| Термопара ХК(L) | -50 +800 | 2 |
| Термопара МК(Т) | -50 +400 | указывается в паспорте |
| Термопара ЖК(J) | -50 +700 | указывается в паспорте |
| Термопара ПП (S) | 0 +1600 | указывается в паспорте |
| Термопара ПП (R) | 0 +1700 | указывается в паспорте |
| Термопара ПР (B) | +300 +1800 | указывается в паспорте |
| Термопара ВР (А-1,А-2,А-3) | +300 +2500 | указывается в паспорте |
| Термосопротивление ТСМ (М50, М100) | -50 +200 | Cu |
| Термосопротивление ТСП (П50, П100) | -50 +800 | Pt |
Погрешность измерения температуры складывается из погрешности измерения электронного прибора и погрешности датчика температуры. Максимально допустимая погрешность используемого Вами датчика температуры должна быть указана в его паспорте или ГОСТе. Для термопар, например, погрешность измерения связана с возможными отклонениями от номинальной статической характеристики (НСХ). В соответствии с ГОСТ Р 50342-92, для термопар ХА(К) второго класса точности допустимые отклонения от НСХ составляют 2,5°C в диапазоне температур 0-330°C и 0,0075*t °C в диапазоне температур 330-1000°C. В случае, если требуется более высокая точность измерения, следует применять термопары более высокого класса точности, а также термопары из благородных металлов (ПП или ПР). Следует отметить, что точность измерения температуры зависит не только от прибора и термодатчика. Многое зависит от конструкции объекта измерения, от точки расположения термодатчика, от качества теплового контакта с измеряемой средой, от условий отвода тепла холодной монтажной частью термодатчика. То есть, задача измерения температуры является сложной инженерной задачей и должна решаться специалистами.
Время измерения
В большинстве задач регулирования температуры быстродействия измерительного прибора не имеет значения, так как характерные времена тепловых процессов велики. Приборы Термодат последовательно опрашивают все каналы и производят измерения. В каждом цикле измерения производится измерение температуры холодных спаев и опрос опорных каналов для самокалибровки и балансировки нуля. Время измерения по одному каналу для малоканальных одноблочных приборов составляет 200мс, с учетом усреднений и пауз после переключения коммутатора. Полный цикл измерения составляет 2 сек для одноканального прибора, 2,5 сек для двухканального и 3 сек для трехканального. Время полного цикла измерения для многоканальных приборов зависит от количества установленных каналов измерения N и может быть оценено по формуле: Т= (0.6 + 0.2N) секунд.
Цифровой фильтр
В условиях повышенных электромагнитных помех показания прибора могут быть неустойчивыми и колебаться в пределах 1-2 последних разрядов. Эти колебания не выходят за пределы погрешности измерения, однако, вызывают неудовлетворенность работой аппаратуры. Мы рекомендуем в таких условиях включить программный цифровой фильтр. Фильтр включается наладчиком оборудования во втором уровне режима настройки. Алгоритм обработки результатов измерения при включении цифрового фильтра предусматривает анализ результатов измерений, отсев случайных выбросов, специальное цифровое сглаживание сигнала. Фильтр существенно увеличивает соотношение сигнал/шум в приборе и, соответственно, стабильность показаний прибора. Однако при включении фильтрации сигнала увеличивается постоянная времени прибора. Если условия работы прибора благоприятные, устанавливать цифровую фильтрацию не следует.
termodat.msk.ru
Устройство для проверки термопар
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (861982
Союз Советских
Социапистичвский
Республик т.. и (61) Дополнительное к авт. свид-ву (Я), К (22) Заявлено 13.11.79 (21) 2839357/18-10
М л.
6 01 К 15/00 с присоединением заявки ¹ .(23) Госуяарственннй аоивтет
СССР яо аеааи изобретеняв
-s открытия
Приоритет
Опубликовано 0709.81, Бюллетень ¹ 33 (53) УДК 53б.53 (088.8) Дата опубликования описания 07. 09. 81 (12) Автор изобретения
В.Н. Пеклер
Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) VCTPOHCTBO ДЛЯ ПРОВЕРКИ ТЕРМОПАР
Изобретение относится к области тепловых измерений и предназначено для контроля характеристик тер.мопар.
Известно устройство для провер- ки термопар, содержащее переключатель, усилитель, источник питания, блок формирования импульсов тока (1).
Это устройство обеспечивает проверку исправности термопары в ходе ее эксплуатации без демонтажа с места . установки, но не обеспечивает проверки метрологических характеристик термопар., Ф 1
Иэ известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения температуры с калибровкой, которое . в. процессе измерения .температуры осуществляет проверку метрологических характеристик термопары, содержащее коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и блок управления, соединенный с индикатором., аналого-цифровым преобразователем и коевеутатором f2). В этом устройстве термопара снабжена встроенным калиб ратором в виде материала с известной температурой плавления.
Недостатков этого устройства явля- ется низкая точность проверки характеристики термопары, так как количество проверяемых точек определяется конструкцией калибратора.
Целью изобретения является повышение точности проверки метрологических характеристик термопары.
Поставленная цель достигается . тем, что в устройство введены блок вычисления, блок формирования дозированных импульсов и блок вторичных преобразователей, включенный между коммутатором и аналого-цифровым t5 преобразователем, выход которого соединен с первым входом блока вычисления, второй вход которого соединен с блоком памяти, а выходы соединены ,с индикатором и блоком формирования
20 дозированнык импульсов, соединенным, с коммутатором, причем выходы блока управления соединены с управляющими входами блока вторичных преобразователей, блока вычисления н блока фор»
25 мирования дозированных импульсов.
Блок-схема устройства приведена на чертеже. устройство для проверки термопар содержит коммутатор 1, блок вторич-
30 ных преобразователей 2, в котором
861982 которое находят прн наладонных ис-.
| пытаниях исправной термопары. Изменение градуировочной характеристики термопары из-за старения приводит к .изменению ЭДС рабочего спая термопары (обычно в сторону уменьшения).
-Cpn3y после нагрева термопары ком- . .мутатор подключает выход «Минни связи термопары к входу блока вторичных преобразователей 2.
Блок вычисления производит обработку результатов измерения температуры и ЭДС после подачи на рабочий спай термопары доэированного импульса от блока 6. Полученный результат сравнивается с результатом, заложен-. ным в блоке памяти, т.е. тем, который должэн быть, если термопара исправна и ее метрологические характеристики находятся в норме.
По результатам проверки на табло индикатора 9 загораются символы «в норме», если термопара находится в исправном состоянии, и «неисправна», если имеют место какие-то отклонения
oi Ho, Одновременно на табло загораются символы фактического приращения ЭДС терйопары после пропускания доэированного импульса и ожидаемо го по результатам наладки, когда термопара была исправной.
Если проверка метрологических .свойств термопары проводится по нескольким точкам градуировочной характеристики, то блок формирования дозированных импульсов 6 формирует дозированные импульсы различной величины
Устройство может быть исцольэовако для контроля метрологических характеристик любых термопреобразователей.
Формула изобретения осуществляЕтся усиление, масштабиро ванне, фильтрация сигнала с термопары, компенсация температуры свободных концов термопары, аналогоцифровой преоб„эазователь 3, блок, вычисления 4, блок памяти 5,блок формирования дозированных импульсов 6:с источником питания 7,. блок управления ,8, блок индикации 9. Устройство для проверки термопар работает следующим образом.
Термопара 10, проверку которой необходимо провески, подключается, посредством линии связи 11. к .входу устi ройства, Перед проверкой термопары в блок памяти 5 вводятся характеристики .термопары.
Работа устройства происходит в несколько тактов.
В первом. такте проводится проверка работоспособности самого устройства. При включении устройотва блок управлейия .дает команды на приведение всех блоков в исходное состояние, а также команду коммутатору, который осуществляет подключение выхода фор« мирователя дозированных импульсов 6 3$ к. входу преобразователя 2. Далее по сигналу с блока управления с выхода формирователя дозированных импульсов
6. на вход преобразователя 2 через коммутатор 1 подается сигнал — им- — э0. пульс напряжения определенной величины, который проходит через блок вторичных преобразователей и далее с помощью аналого-цифрового преобразователя 3 преобразуется в числовой код.
Вычислительный блок 4 сравнивает полученный числовой код с контрольным кодом, записанным,в блоке памяти 5.
R случае несоответствия кодов инди: катор сигнализирует о неисправности прибора. ; 40
Во втором такте по сигналу с блока управления к входу греобразователя 2 подключается выход линии связи, при этом осуществляется измерение ЭДС проверяемой термопары, соответствую- g$ щей температуре среды, в которую она установлена.
В третьем такте осуществляется проверка метрологических характеристик термопары. Это достигается у0 тем, что блок управления дает команду блоку формирования дозированных импульсов 6 на выдачу импульса напря-. жения.определенной величины и длительнрсти. При этом термонара .пос« редстром коммутатора подключается к выход блока формирования импульсов
6 на время, необходимое для прохождения через нее импульса напряжения. Строго дозированная энергия электрического импульса, подаваемого е0 блоком 6 на рабочий спай термопары, приводит к выделению на нем опре-. деленного количества тепла, а значит — увеличит его .температуру на определенное число градусов Цельсия,. И
Наличие в устройстве новых элементов (блока. формирования дозированных импульсов,. блока вычисления) позволяет более точно проверить характеристику термопары..
Устройство для проверки термопар, содержащее коммутатор, аналого-циф ровой преобразователь, блоки памяти ,и блок управления, соединенный с индикатором, аналого-цифровым преобразователем и коммутатором о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности проверки метрологических характеристик термопары, в него введены блок вычисления,блок формирования дозировайных импульсов и блок вторичных преобразователей, включенный между коммутатором и.аналого-цифровым преобразователем, выход которого соединен с первым входом блока вычисления, второй вход которого соединен с блоком памяти, а выходы соединены с ин861982
Составителю В. аликов
Редактор H.Аристова ТехредМ. Контура корректор » 8 вЮ ая ев ееае «ейюююмюююа ююевююееююееюеааееююююююаввюэюаВЮЮЮЕЮававвююююЮЮЮВЮ
Заказ 6531/35 Тираж 907 Подписное
ВйййПй Государственного комитета СССР по делам нэобретений и открытий
113035, Иосква, В-35, Рауюаскаа наб., д. 4/5
° авюеВЮЮЮЮЮЮ ю ююаВю ю ю 4@ююю@ю ю ююаВюююю юаФВю »
Филиал ППП «Патент», г. ужгород, ул. Проектная,4 дикатором и блоком формирования до», зироваиных импульсов, соединенным с, коммутатором, причем выходы блока . правления соединены с управляющими входами блока вторичных. преобразователей, блока вычисления и блока формирования дозированных импульсов.
Источники информации, принятые во внимание при экспефтиэе
1. Патент Франции„В 2302514, кл.- G 01 g 15/00, опублик. 1976.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 717564 . кл ° 6 01 Е 15/00, 1978.(прототий).
www.findpatent.ru