Les capteurs thermoélectriques - les thermocouples - sont utilisés exclusivement dans les chaudières à gaz et les chauffe-eau équipés d'automatismes de sécurité non volatils. La tâche de l'élément est de surveiller la présence d'une flamme de brûleur en fournissant en continu de la tension à l'électrovanne de l'unité de contrôle SIT 630 (ou similaire). Notre objectif est de vous dire ce qu'est un thermocouple, comment il fonctionne et évolue en cas de dysfonctionnement.
Dispositif de capteur de flamme thermoélectrique
Un thermocouple est une caractéristique de sécurité d'une chaudière à gaz qui génère de la tension pendant le chauffage et maintient la vanne d'alimentation en carburant ouverte pendant que l'allumeur est allumé. Le capteur montré sur la photo agit de manière autonome, sans connecter de source d'alimentation externe. Le champ d'application des thermocouples est celui des installations non volatiles à gaz: poêles, cuisinières et chauffe-eau.
Expliquons le principe de fonctionnement du thermocouple de la chaudière, basé sur l'effet Seebeck. Si vous soudez ou soudez les extrémités de 2 conducteurs de métaux différents, alors lorsque ce point est chauffé, une force électromotrice (EMF) est générée dans le circuit. La différence de potentiel dépend de la température de jonction et du matériau des conducteurs, se situe généralement dans la plage de 20 ... 50 millivolts (pour les appareils électroménagers).
Le capteur se compose des pièces suivantes (l'appareil est illustré ci-dessous dans le schéma):
- une thermoélectrode à jonction chaude constituée de deux alliages différents, vissée avec un écrou sur la plaque de montage à côté du brûleur pilote de la chaudière;
- rallonge - un conducteur enfermé dans un tube de cuivre, jouant simultanément le rôle d'un contact négatif;
- borne positive avec une rondelle diélectrique, insérée dans la douille de la soupape à gaz automatique et fixée par un écrou;
- Il existe différentes variétés de thermocouples connectés à l'automatisme à l'aide de bornes à vis conventionnelles.
Remarque. Un tube en cuivre est nécessaire pour protéger le conducteur positif des interférences externes créées par le réseau domestique 220 V et d'autres appareils électriques. N'oubliez pas: la tension minimale du thermocouple n'est que de 20 mV.
Pour la fabrication d'électrodes qui produisent des CEM, des alliages métalliques spéciaux sont utilisés. Les paires thermiques les plus courantes:
- chromel - alumel (type K selon la classification européenne, désignation - TXA);
- chromel - copel (type L, abréviation - THC);
- chromel - constantan (type E, désigné THKn).
Référence. L'alumel est un alliage de nickel avec de l'aluminium, du manganèse et du silicium. La composition du chrome est de 90% de nickel, 10% de chrome. Copel comprend également du nickel combiné avec du cuivre et du silicium.
Principe de fonctionnement dans le cadre de la chaudière
Le schéma de connexion du capteur thermoélectrique dans divers appareils utilisant du gaz est approximativement le même. L'électrode de mesure se trouve dans la zone de la mèche ou du brûleur principal, le conducteur est connecté à un électro-aimant qui ouvre l'alimentation en gaz.
Informations de référence. Dans les générateurs de chaleur turbocompressés et atmosphériques qui sont connectés au réseau électrique domestique, un capteur photoélectrique peut être utilisé à la place d'un thermocouple. Il détecte la présence d'un incendie sans chauffage direct.
Comment fonctionne un thermocouple sur des chaudières au sol comme AOGV et appareils similaires:
- L'utilisateur appuie sur le bouton d'une main et ouvre de force l'électrovanne d'alimentation en gaz.
- Avec la seconde main, le propriétaire met le contact piézo tout en maintenant la première clé. L'allumeur clignote.
- Selon le manuel d'instructions, le bouton doit être maintenu pendant 5-30 secondes (selon le modèle de l'unité), pendant lesquelles la mèche chauffe l'électrode de mesure.
- Un courant continu provient des thermoélectrodes dans le circuit de l'électro-aimant. L'utilisateur relâche la clé, mais l'alimentation en carburant ne s'arrête pas - la vanne maintient maintenant la tension du thermocouple.
Si, pour diverses raisons, le feu s'éteint, le chauffage du thermocouple s'arrête, l'EMF disparaît. L'électroaimant s'éteindra, le ressort fermera la soupape et bloquera le trajet du carburant.
Référence. Les chauffe-eau à gaz sans électricité sont équipés d'une automatisation de divers fabricants - EuroSIT, Zhukovsky Plant, Arbat, Orion, etc. Un thermocouple fonctionne partout sur le même principe - tandis que l'électrode est chauffée par une flamme, l'alimentation en gaz sera ouverte.
Différences par rapport au capteur de température
En plus d'un thermocouple, une ampoule thermique est connectée à la vanne de combustible automatique de la chaudière, qui est chargée d'éteindre le brûleur principal lorsque la température réglée du liquide de refroidissement est atteinte. Extérieurement, les flacons des éléments et les tubes de connexion en cuivre sont un peu similaires. Un propriétaire ignorant peut facilement confondre ces capteurs.
Nous listons les principales différences entre un thermomètre et un thermocouple:
- conception du capteur - un soufflet cylindrique réalisé sous la forme d'un flacon de cuivre avec une extrémité scellée;
- la thermobille est connectée à un système automatique de gaz avec un tube capillaire plus fin que le capteur générateur d'électricité;
- le ballon thermosensible lui-même est installé à l'intérieur du manchon d'immersion ou est caché sous le boîtier près de la chemise d'eau et n'est pas monté près de l'allumeur;
- le thermomètre ne se déconnecte pas du tout de l'automatisme ou diffère par la taille de l'écrou de fixation.
Remarque. L'ampoule thermique agit selon un principe différent: lorsqu'elle est chauffée, un liquide spécial se dilate à l'intérieur du ballon. La pression capillaire est transmise à une vanne d'automatisation qui éteint le brûleur principal. La flamme de l'allumeur ne s'éteint pas.
Comment vérifier et remplacer un thermocouple
Le principal symptôme d'un dysfonctionnement du capteur de flamme est que la mèche s'éteint simultanément lorsque le bouton est relâché. Parfois, le problème se manifeste différemment - la lumière sur l'allumeur reste, mais après l'allumage du brûleur principal, l'alimentation en combustible est à nouveau coupée et la chaudière s'éteint complètement. Les causes de ces problèmes:
- l'électrode thermique est recouverte de suie et ne chauffe pas bien, ce qui signifie que la tension dans le circuit tombe en dessous d'un minimum;
- épuisement du corps du compteur;
- violation du contact à la jonction chaude;
- l'écrou de fixation était dévissé, la tige de travail était de travers et ne se réchauffait pas bien avec l'allumeur;
- le capteur de traction est devenu inutilisable ou un circuit ouvert s'est produit.
Clarification. Un dysfonctionnement du capteur de traction provoque des symptômes similaires, car cette «remorque» est connectée en série avec le thermocouple (en circuit ouvert). Pour éliminer l'influence du capteur, court-circuitez temporairement ses fils.
Pour le diagnostic, vous aurez besoin d'un multimètre ou d'un autre appareil capable de mesurer la basse tension (jusqu'à 100 mV). Comment s'effectue le contrôle:
- Fermez l'alimentation en gaz du générateur de chaleur ou du chauffe-eau instantané avec un robinet situé sur le tuyau d'entrée. Retirez le couvercle ou le panneau avant de l'unité.
- À l'aide de clés plates, dévissez les écrous fixant la thermoélectrode et le tube de connexion. Retirez le capteur de flamme.
- Inspectez soigneusement l'électrode de travail, nettoyez-la de la suie avec une brosse et des chiffons. Si un grillage est détecté lors de l'inspection visuelle, le thermocouple doit être remplacé sans condition.
- Une fois dans la cuisine, allumez le brûleur de la cuisinière à gaz. Connectez les pinces du multimètre à la broche centrale et au tube en cuivre. Réglez la limite de mesure la plus basse - 0,1 ou 1 V.
- Chauffez le thermocouple avec un brûleur de cuisinière à gaz, en observant les lectures du voltmètre.
Condition principale: un thermocouple de travail pour la chaudière doit fournir une tension d'au moins 0,02 volt. Si l'appareil affiche des zéros, la tension saute ou ne dépasse pas 20 mV, l'élément doit être changé. Les capteurs modernes ne peuvent pas être réparés par soudure.
Pointe.Lors de l'achat d'un nouveau thermocouple, toujours être guidé par la marque et le modèle spécifique de la chaudière, afin de ne pas se confondre dans les marquages et les désignations.
Si vous ne souhaitez pas retirer l'élément à l'avance, le diagnostic peut être effectué directement sur la chaudière. Après avoir dévissé l'écrou, déconnectez le tube du thermocouple de l'automatisme et connectez le multimètre, comme décrit ci-dessus. Tout en maintenant la clé, allumez l'allumeur et prenez des mesures. L'inconvénient de cette méthode est l'impossibilité d'une inspection visuelle et d'un nettoyage de l'électrode à partir de suie.
Lors de l'installation d'un nouveau thermocouple dans une chaudière à gaz, réglez la position de la tige chauffante. Idéalement, l'électrode se tient horizontalement, ne dévie pas vers le haut ou vers le bas et est bien lavée par la flamme de la mèche.