ДОБАВЛЕНО 23/12/2017 12:24
Если схема сложновата, можно со старого БУРСа взять. Там вообще одна лампа всего, 6Ф5П вроде.
Источник
Назначение и принцип работы ионизационного электрода
Ионизационный электрод контроля наличия и состояния пламени. Автоматическое отключение подачи газа при погасшем пламени горелки. Отслеживание состояния воздушно-газовой смеси и восстановление процесса горения. Совмещение в одном устройстве запальной и контрольной функций.
Ионизационные электроды используют в датчиках контроля пламени газовых горелок. Их главная задача — сигнализировать блоку управления о прекращении горения и необходимости перекрыть поступление газа.
Эти устройства применяют для контроля непрерывности пламени в промышленных печах, домашних котлах отопления, газовых колонках и кухонных плитах. Нередко их дублируют фотодатчиками и термопарами, но в самых простых тепловых аппаратах ионизационный электрод является единственным средством контроля за зажиганием газа и непрерывностью его горения.
Метод ионизации
Вторым по популярности является метод ионизации. В данном случае основа метода – это наблюдение за электрическими свойствами пламени. Датчики контроля пламени в таком случае называют датчиками ионизации, а принцип их работы основан на том, что они фиксируют электрические характеристики пламени.
У данного метода есть довольно сильное преимущество, которое заключается в том, что метод практически не имеет инерции. Другими словами, если пламя гаснет, то процесс ионизации огня пропадает моментально, что позволяет автоматической системе тут же прекратить подачу газа к горелкам.
Назначение, принцип работы и конструкция ионизационного электрода
Если в нагревательном устройстве по каким-то причинам пропадает пламя, то сразу же должна быть прекращена подача газа. В противном случае он достаточно быстро заполнит объем установки и помещение, что может привести к объемному взрыву от случайной искры.
Поэтому все нагревательные установки, работающие на природном газе, в обязательном порядке должны оснащаться системой слежения за наличием пламенем и блокировки подачи газа.
Ионизационные электроды контроля пламени обычно выполняют две функции: во время зажигания газа от запальника разрешают его подачу при наличии устойчивой искры, а при исчезновении пламени подают сигнал на отключение газа основной горелки.
Принцип работы
Принцип работы ионизационного электрода основан на физических свойствах пламени, которое по своей сути является низкотемпературной плазмой, т. е. средой, насыщенной свободными электронами и ионами и поэтому обладающей электропроводностью и чувствительностью к электромагнитным полям.
Обычно на него подается положительный потенциал от источника постоянного тока, а корпус горелки и запальник присоединяются к отрицательному.
На рисунке ниже показан процесс возникновения тока между корпусом запальника и электродным стержнем, возвышающийся торец которого предназначен для контроля пламени основной горелки.
Процесс зажигания газа в нагревательной установке происходит в два этапа. На первом в запальник подается небольшое количество газа и включается электроискровое зажигание. При возникновении в запальнике устойчивого воспламенения происходит ионизация и начинает протекать постоянный ток в сотые доли миллиампер.
Устройство контроля электрода подает сигнал системе управления, открывается электроклапан, и происходит поджигание основного потока газа. С этого момента электрод формирует управляющий сигнал уже от ионизации его пламени.
Система управления настроена на определенный уровень ионизации, поэтому, если ее интенсивность снижается до заданного предела и ток в плазме падает, происходит отключение подачи газа и гашение пламени. После этого весь цикл с использованием запальника повторяется в автоматическом режиме до тех пор, пока процесс горения не станет устойчивым.
Одним из главных достоинств ионизационных электродов является мгновенная скорость срабатывания при погасании пламени. В отличие от них термопарные датчики формируют сигнал только через несколько секунд, которые им требуются для остывания.
Кроме того, ионизационные электроды недороги, т. к. имеют очень простую конструкцию: металлический стержень, изолирующая втулка и разъем. Также они очень просты в эксплуатации и обслуживании, которое заключается в очистке стержня от нагара.
К недостаткам датчиков ионизационного контроля можно отнести их ненадежность при работе с газовым топливом, содержащим большие доли водорода или окиси углерода. В этом случае в пламени генерируется недостаточное количество свободных ионов и электронов, что приводит к невозможности удержания стабильного тока. Кроме того, этот метод может оказаться непригодным при работе в условиях повышенной запыленности.
Конструктивные особенности
Вместе с тем температура в верхней части пламени при горении природного газа может достигать 1600 °C, поэтому контрольные электроды размещают в его корне, где температура ниже — от 800 до 900 °C.
Изолирующий цоколь ионизационного электрода, с помощью которого он монтируется на запальнике, представляет собой высокопрочную и жаростойкую керамическую втулку.
Ионизационный электрод может быть только контрольным, а может выполнять сразу две функции: запальную и контрольную. Во втором случае для зажигания пламени запальника на него подается высокое напряжение, формирующее искру.
Через несколько секунд оно отключается, происходит переключение на питание постоянным током и переход в контрольный режим. Если электрод выполняет только контрольную функцию, то его изоляция, разъем и кабель должны соответствовать требованиям низковольтной аппаратуры, эксплуатируемой при высоких температурах.
При использовании его в качестве запального сопротивление изоляции должно выдерживать на пробой напряжение 20 кВ, а подсоединение к блоку управления производиться высоковольтным кабелем.
При установке ионизационного электрода в корпус конкретной горелки необходимо применять изделие оптимальной длины. Слишком большой стержень будет перегреваться, деформироваться и быстрее покрываться нагаром.
В случае малой длины возможны ситуации, когда ионизационный поток будет прерываться при уходе пламени от конца электрода к другому краю корпуса горелки. В реальных условиях длину электрода обычно подбирают экспериментальным путем.
В бытовых газовых плитах для зажигания используют электроискровые запальные электроды, а для контроля за пламенем — термопарные датчики. А почему в бытовых устройствах не применяют ионизационные электроды в раздельном или совмещенном виде?
Ведь они дешевле термопар. Если вы знаете ответ на этот вопрос, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к данной статье.
Источник
В каких случаях требуется регулировка пламени горелки?
Атмосферная газовая горелка для обогревательного оборудования чаще выходит из строя. Ею оснащаются модели как настенного, так и напольного котла. Инжекционная горелка напольного оборудования снижает свою эффективность по разным причинам:
- Мощность горелки завышена. Случается, когда для маленького обогревательного оборудования приобретается горелка высокой мощности. При этом для горения недостаточно места, приток воздуха для такой мощности слабый, что приводит к переходу пламени от голубого к желтому, закопчению камеры сгорания, дымохода.
- Если дымоход плохо прочищен, ухудшается тяга котла. При этом отработанные продукты горения слабо выводятся, приток воздуха малый. Это ухудшает горение, пламя желтеет.
- Дефект самой горелки не дает возможность правильно настроить полное сгорание топлива.
- Из-за перепадов давления в системе газоснабжения хорошо отрегулированное оборудование может выбрасывать большое количество неотработанного газа в дымоходную трубу. Частично он оседает копотью, сажей. Большой слой сажи снижает тягу, увеличивает расход топлива.
- Запуск отопительного оборудования после ремонта.
- Наличие посторонних шумов при работе котла, газовой горелки.
- Смена вида топлива.
Конструктивные особенности
Для предотвращения опасных ситуаций разработаны специальные датчики, которые отслеживают наличие процесса горения газа в устройстве. По конструкции датчики пламени существуют нескольких типов, использующие разные принципы контроля процесса горения. Наибольшее распространение получили следующие:
Каждый из перечисленных типов имеет как достоинства, так и недостатки.
Фотоэлектрические
В время горения происходит излучение светового потока, который регистрируется фоточувствительным элементом конструкции. В спектре пламени присутствует излучение всего спектра, поэтому разработаны устройства, реагирующие на:
Наиболее просты по конструкции инфракрасные датчики. Главный недостаток заключается в том, что инфракрасное излучение испускают все нагретые тела, поэтому велика вероятность ложных показаний при отсутствии пламени от нагретых стенок и элементов газового котла.
Датчики, реагирующие на видимое излучение могут давать ложное срабатывание от посторонней засветке и не могут работать при открытой камере сгорания.
Наиболее надежны ультрафиолетовые датчики, но доля ультрафиолетового излучения в пламени невелика, поэтому приходится применять меры по повышению чувствительности фотоэлемента. Наиболее распространено использование фотоумножительных конструкций. Увеличение надежности контроля достигается применением чувствительных элементов, реагирующих сразу на несколько частей спектра излучения.
Все фотодатчики обладают следующими недостатками:
К фотоэлектрическим относится широко распространенный датчик наличия пламени ДП1.
В зависимости от варианта исполнения (модификации)и схемы блока сигнализации датчик пламени ДП1 имеет различающиеся характеристики по типу установки, температурным характеристикам и может использоваться в широком диапазоне устройств.
Термопары
Работа основана на свойстве спаяразнородных металлов при нагреве генерировать электродвижущую силу. Ля регистрации ЭДС достаточно чувствительного вольтметра, роль которого в электронной схеме выполняет простейший компаратор.
Среди достоинств элементов на термопаре:
Основной недостаток — крайне высокая инерционность, которую можно уменьшить снизив размеры чувствительного элемента, но это снижает термостойкость и срок службы. Запаздывание срабатывания вызвано временем, необходимым для снижения температуры контакта при пропадании пламени.
Стоимость датчиков контроля пламени на термоэлектрическом эффекте может быть высокой из-за необходимости применения редкоземельных металлов в сплавах для увеличения чувствительности и повышения термостойкости.
Ионизационные
Работа данных устройств основана на том, что при горении раскаленные газы находятся в ионизированном состоянии, то есть представляют собой плазму. Плазма, как четвертое состояние вещества, за счет ионов обладает высокой электропроводностью.
Конструктивно ионизационный датчик наличия пламени горелки представляет собой металлический электрод, внесенный в зону горения. Между электродом и корпусом горелки (форсунками) приложена разность потенциалов. При наличии пламени между электродом и горелкой начинает протекать электрический ток, тем больший, чем больше интенсивность горения, то есть степень ионизации нагретых продуктов сгорания. Протекающий ток регистрируется электронной схемой. Схема контроля регулируется на определенное значение тока, которое зависит от интенсивности горения. Снижение мощности пламени приводит к подаче сигнала об его отсутствии.
К потере чувствительности приводят:
Ложное срабатывание может вызвать наличие пыли на изоляции, вызывающей токи утечки.
В зоне горения электрод располагают в корне пламени, где его температура не превышает 900 ⁰С. Конструктивно датчик выполняется из хромаля, сплава железа с примесью алюминия и хрома. Изоляция в стенке камеры сгорания выполняется из высокотемпературной керамики.
Наиболее часто ионизационный датчик объединяют с запальным электродом. Во время поджига на него подаются импульсы высокого напряжения. В это время схема контроля пламени отключена. После прекращения поджига реле подключает электрод к схеме контроля. При наличии необходимой величины тока между электродом и горелкой считается, что поджиг произошел успешно, в противном случае процесс повторяется заново.
Комбинированная конструкция требует наличия высоковольтной изоляции провода, подходящего к электроду.
Датчики-реле контроля пламени ДПЗ-01А, ДПЗ-71DIN ионизационные
Ионизационные сигнализаторы горения — датчики-реле контроля пламени ДПЗ-01А, ДПЗ-71DIN с выходным дискретным (релейным) сигналом предназначены для индикации наличия или отсутствия пламени горелок и выдачи сигнала для систем автоматики промышленного энергетического оборудования (котельной автоматики и др.).
Принцип работы ионизационных датчиков пламени ДПЗ-01А, -71DIN
Действие ионизационных датчиков контроля пламени (ДПЗ и аналогов) основано на эффекте электрической проводимости пламени под действием разности потенциалов, приложенной к корпусу горелки и электроду. В пламени, как в низкотемпературной плазме, всегда присутствуют свободные электроны и ионы. Под действием электрического потенциала начинается движение этих частиц, т. е. возникает ток. Этот ток фиксируется вторичным прибором, и наличие тока свидетельствует о наличии пламени. При желании установки в горелке датчиков ионизационного контроля пламени следует иметь в виду, что факел не любого топлива генерирует достаточное количество ионов, способных формировать ток ионизации (узнать больше об особенностях ионизационных датчиков пламени).
Стоимость датчиков-реле ДПЗ-01 и ДПЗ-71DIN
Цена* датчиков-реле контроля пламени ДПЗ-01А/24, ДПЗ-01А/24К, ДПЗ-01А/220, ДПЗ-01А/220К — 10 940 руб.
Цена* датчика-реле контроля пламени ДПЗ-71DIN — 9 020 руб.
*- Все цены указаны на базовое исполнение, без учета налога НДС, стоимости доп. опций, тары/упаковки и расходов на отгрузку/доставку. При крупных оптовых партиях и на проектные заказы цена формируется индивидуально, исходя из объема партии, достигнутых договоренностей и адреса объекта.
Использование
Перечисленные конструкции применяются не только в газовых котлах. Их используют также в металлургическом производстве для контроля за зоной плавления металла, в котлах, работающих на всех видах топлива. Это также относится и к упомянутому выше датчику пламени ДП1.
Область применения фотоэлектрических элементов определяется спектральной характеристикой. Так нагретые металлы имеют максимум излучения в инфракрасном диапазоне, а в пламени газа присутствует большая доля ультрафиолетовых лучей.
В бытовых газовых котлах наиболее часто используются ионизационные датчики, так как они имеют малые габариты, простую конструкцию и низкую стоимость.
Датчик, индикатор горения, пламени, огня, факела. Поджиг, запал, искровой воспламенитель. Схема.
Индикатор наличия пламени, совмещенный с запалом на одном электроде (10+)
Датчик пламени и искровой запал на одном электроде
Для газовой горелки мне понадобилась система искрового воспламенения и индикатор наличия огня. Причем очень хотелось, чтобы для работы обоих устройств использовался один и тот же электрод, помещенный в пламя.
Так что пришлось пойти несколько окольным путем. Датчик огня подключаю последовательно с катушкой зажигания. Во время запала датчик замыкаю накоротко. После переключения в режим контроля замыкающие контакты размыкаются. Напряжение для контроля пламени на электрод подается через катушку зажигания. Однако, при ее не очень высокой индуктивности, она не мешает прохождению электрического тока частотой 50 Гц от сети.
Вашему вниманию подборка материалов:
Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Датчики-реле контроля пламени АДП-01
Назначение датчика-реле контроля пламени АДП-01 (рисунок) — фиксировать наличие пламени в топке котла, а в случае его исчезновения — формировать сигнал для автоматики защиты.
Рисунок. Датчик-реле контроля пламени АДП-01.
В корпусе небольшого прибора (габаритные размеры датчика составляют 98×56 мм, вес — 125 г) находится печатная плата, на которой смонтированы электронные компоненты. На задней крышке корпуса расположены три светодиода, выходной разъем и переменный резистор, предназначенный для регулировки чувствительности прибора. На передней части корпуса находится чувствительный элемент.
Принцип действия основан на преобразовании излучения и пульсации пламени в электрический сигнал с помощью чувствительного элемента, который после обработки сравнивается с заданным пороговым уровнем. При превышении порога формируется выходной сигнал. Если сигнал больше порогового уровня, на датчике горит зеленый светодиод, если меньше — зажигается красный светодиод: это знак, что пламя отсутствует, а газ подается. Остальные светодиоды служат индикаторами интенсивности пламени.
Для подключения к системе автоматизации каждый датчик снабжен выходом одного из двух типов: это может быть открытый коллектор или контакты реле. Для предотвращения перегрева прибора и, соответственно, выхода его из строя, при установке дополнительно предлагается специальный фланец.
Датчики серии АДП-01 выпускаются уже несколько лет. К настоящему моменту в линейку входят 9 приборов, различающихся, в первую очередь, чувствительными элементами. Это оптические сенсоры (фотодиоды и фоторезисторы), ионизационный сенсор и последняя разработка — ультрафиолетовый сенсор.
Сборка и наладка
В схеме есть элементы, находящиеся под высоким напряжением. Некоторые элементы схемы гальванически связаны с сетью. При сборке и монтаже обеспечьте безопасность себя и последующих пользователей устройства от электрического удара.
Датчик защищен от обрыва соединения с горелкой и электродом запала.
Работает он так. Замыкаем переключатель. Появляется искра. При этом датчик пламени отключен. Открываем газ. После возгорания размыкаем переключатель. Через секунду загорится светодиод, который свидетельствует о наличии пламени.
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.
Можно ли последовательно стабилитрону VD5 включить транзисторный оптрон АОТ 110 Б для управления электромагнитным клапаном подачи газа, или надо ставить еще промежуточное реле типа РЕС 10 Читать ответ.
Как связаться с автором статьи? Понятно, что сайт для самоделкиных, но я с электрикой не дружу, а устройство поджига на 12 вольт очень нужно. Требуется воплотить изделие в металле за соответствующее вознаграждение Читать ответ.
Возможно ли в качестве разделительного трансформатора использовать промышленный трансформатор типа ТАН 8 127/220? Или проблема в том, что вторичная обмотка должна обеспечивать ток 4-6 А для обмотки катушки зажигания? Читать ответ.
Детектор, датчик, обнаружитель скрытой проводки, разрывов, обрывов. Сх. Схема прибора для обнаружения скрытой проводки и ее разрывов для самостоятельног.
Интегральный аналог конденсатора большой емкости. Умножитель, имитатор. Умножитель емкости. Имитатор большого конденсатора на интегральной микросхеме.
Поиск, обнаружение разрывов, обрывов проводки. Найти, искать, отыскать. Детали, сборка и наладка прибора для обнаружения скрытой проводки и ее разрывов.
Источник
Термопара газовой горелки: как снять, заменить и установить датчик пламени котла?
Главная страница » Термопара газовой горелки: как снять, заменить и установить датчик пламени котла?
Термопара (датчик силы пламени газовых горелок) — это устройство управления потоком газа, которое используется в конструкциях газовых бытовых котлов. Устаревшие системы бытовых водонагревателей с постоянно функционирующими вспомогательными горелками оснащаются устройством контроля — термопара. Бойлеры нового типа, где применяется электронное зажигание, оснащаются аналогичным устройством, которое в технической документации упоминается как датчик пламени.
Краткое описание элемента бойлера термопара
Датчик термопара является неотъемлемой частью узла газовой горелки бытового котла. Подключается датчик непосредственно на газовый клапан-регулятор. Технически термопара представляет простое устройство, преобразующее тепло, выделяемое газовой горелкой в электрический ток малой величины.
Ток термопары действует фактически как сигнал управления газовым потоком, что реализуется посредством клапана подачи газа. Другими словами: когда датчик находится не под действием выделяемого тепла, подача топлива на горелку попросту блокируется газовым клапаном.
Таким выглядит классическое исполнение термопары газовой колонки – бытового водонагревателя. Это новый, ещё ни разу не использованный экземпляр. Такой обычно нужен на замену старого – дефектного компонента
Следовательно, термопара газовой горелки выступает ключевым элементом безопасности оборудования, составляющего водонагревательную бытовую систему. Нередко дефектная термопара становится причиной, в результате которой источник горения газа водонагревателя не действует или даёт кратковременное горение.
Постоянный факел и электронное зажигание
Очевидный момент — типичным исполнением системы зажигания газового бытового котла определяется технология замены термопары. Независимо от типичного исполнения системы зажигания (простая, электронная), датчик пламени остаётся неизменной частью узла бойлера.
Конфигурация элементов поджига и контроля на бойлерах устаревших моделей: 1 – пилот, обеспечивающий постоянный «дежурный» факел; 2 – термопара, заключённая в металлический кожух
Вариант постоянного пилота предполагает наличие только горелки и термопары, закреплённые на горелочном узле. Вариант электронного зажигания отличается тем, что на горелочном узле монтируются:
Если владельцу газовой колонки сложно определить типичное исполнение системы зажигания, сделать это можно по наличию «дежурного» огня. Постоянные системы зажигания имеют вспомогательную «зажигалку», которая всегда горит небольшим «дежурным» огнём (при наличии газа в системе). Если же используется электронный вариант зажигания, «дежурное» пламя загорается только от сигнала термостата.
Подготовка системы и демонтаж узлов
Блокировка подачи топливного ресурса (природного газа) на бытовой котёл – это первое, что требуется сделать перед началом работ с бойлером, независимо от особенностей конструкции системы.
Подготовка демонтажа: 1 – точка подключения термопары на регулирующем клапане бойлера; 2 – тока подключения пилота (факельной лампы); 3 – электропроводка пъезоэлемента; 4 – подвод газового топлива к регулирующему клапану
Пошаговый процесс ремонта выглядит следующей последовательностью:
Демонтаж на бойлере с электронным зажиганием
Камера сгорания водонагревателей, где применяется электронное зажигание, как правило, имеет герметичную крышку. Для доступа в эту область необходимо демонтировать крышку коллектора узла источника пламени. Тогда мастеру откроется к доступу:
Нужно выполнить следующую последовательность действий для демонтажа крышки коллектора:
После демонтажа узел горелки бойлера, где используется электронный поджиг, визуально выглядит как на картинке ниже:
Узел источника пламени с электронным зажиганием: 1 – устройство распределения пламени; 2 – пилот; 3 – электронный воспламенитель; 4 – термопара (установка по месту); 5 – термопара (демонтированная из кронштейна)
По завершении работ демонтажа, естественным образом встаёт вопрос проверки снятого элемента контроля на работоспособность. Уже отталкиваясь от результатов тестирования термопары, внешнего состояния и срока службы, мастер делает соответствующий вывод относительно замены этой детали.
Как проверить работоспособность датчика пламени?
Если визуальный осмотр датчика показывает удовлетворительный результат, дальнейшее тестирование на работоспособность заключается в проверке выходного сигнала термопары. В данном случае выходным сигналом является напряжение, формируемое на концевой (подключаемой к регулирующему клапану) головке датчика ( 9 ). Где находится головка и прочие элементы датчика, показывает схема ниже:
Схематичный расклад компонентов: 1 – рабочая область термопары; 2 – горячий спай; 3 — металл одного типа; 4 – металл другого типа; 5 – холодный спай; 6 — гибкая медная трубка с изолированным проводом внутри; 7 – соединительная гайка; 8 – изолятор; 9 – лужёный разъём
Для тестирования датчика пламени необходимо измерительный прибор (аналоговый стрелочный или цифровой) подключить одним контактным зажимом непосредственно на медную трубку ( 6 ), вторым – к лужёному разъёму ( 9 ). Тестер включить в режим измерения напряжения (в диапазоне милливольт).
Пример подключения концевой соединительной головки к тестеру (аналоговому или цифровому) для выполнения тестирования термопары газового котла на работоспособность
Далее потребуется нагреть область термопары ( 1 ) при помощи любого, имеющегося под руками, источника тепла. Например, обычной зажигалкой или парафиновой свечой. Работоспособный элемент покажет на измерительном приборе значение напряжения около 8-30 мВ. Если же показания меньше или равны нулю, датчик пламени неисправен и требует замены.
Процедура замены термопары новым экземпляром
Неспешно, с применением усилия и небольшой вращательной амплитуды, вытянуть старую термопару из посадочного отверстия кронштейна. При этом следует постараться не согнуть и не деформировать соединение пилота с кронштейном датчика пламени.
Полностью удалить старый датчик пламени, вытянув этот элемент через отверстие крышки с уплотнительным кольцом и резиновой втулкой. Либо открыть крышку коллектора на узле источника пламени. При необходимости допускается отрезать старую термопару для упрощения демонтажа.
Не рекомендуется сразу же выбрасывать удалённый экземпляр, так как этот компонент газовой горелки пригодится для точного подбора новой термопары. Также рекомендуется приобрести новую уплотняющую прокладку под крышку коллектора.
Установка нового датчика пламени по месту
Замена термопары на устаревших моделях бойлеров
Для устаревших моделей водонагревателей, где применяется постоянное «дежурное» пламя, демонтаж и замена датчика пламени выглядит просто. Как только:
отключены от клапана-регулятора подачи газа, достаточно приподнять и далее снять узел горелки с места установки. Дальнейшие действия аналогичны тем, что описаны для моделей с электронным зажиганием.
