Программируемый регулятор температуры для муфельной печи

Инструкция по использованию ПИД-терморегулятора для муфельной печи

Терморегулятор для муфельной печи – это неотъемлемая часть нагревательного оборудования, поскольку благодаря нему можно поддерживать температуру внутри на необходимом уровне. При работе с муфельной электропечью очень важно соблюдать точность настроек. От этого зависит эффективность воздействия на материалы, помещенные внутрь для термообработки.
ПИД-регулятор для печи используется во всех типах и разновидностях рассматриваемого оборудования. Главные его задачи – отслеживание текущего состояния нагрева и автоматическое управление процессом.

Как измерить температуру в муфельной печи

Очень часто керамисты, у которых есть самодельная муфельная печь задаются вопросом, как измерить температуру в этой самой печи. Для этого есть несколько проверенных способов.

1. Определение температуры по цвету черепка

Это самый малозатратный способ. Но вместе с тем и довольно сложный, т.к. температуру нужно определять по цвету раскаленной керамики в печи. При определенной сноровке это можно делать довольно точно. Примерное соответствие цвета и температуры в печи показано на рисунке ниже.

2. Пирометрические конусы (пироскопы)

Пирометрический конус — это керамическая пирамидка, которая под воздействием определенной температуры начинает размягчаться и падать. Каждый конус имеет свой номер, и рассчитан на свой температурный диапазон (см. картинку выше).

Пирамидки устанавливаются на подставки из материала более тугоплавкого, чем сами пирометры, например из шамота, на глубину 3-4 мм.

Разновидности регуляторов температуры для муфельной печи

Регулятор температуры для муфельной печи присутствует в любой конструкции. Будь то промышленная печь или прибор в исследовательском центре. Так как муфельные печи отличаются по размерам, свойствам и виду проводимой деятельности, на них могут устанавливаться различные модели терморегуляторов:

Механический контролер температуры печи

Механический контролер температуры печи – это известный всем прибор с нанесенной шкалой и движущейся риской. Он не позволяет добиваться высокой точности показаний, и требует постоянного присутствия обслуживающего персонала. Поэтому его применение постепенно уходит в прошлое, а все больше моделей печей оснащаются современными средствами контроля.

Образец механического термостата

Автоматический регулятор муфельной печи

Автоматический регулятор муфельной печи осуществляет управление при помощи микропроцессора. Такой подход дает множество преимуществ:

• Возможность выставления необходимых температурных значений.
• Проведение высокоточной термообработки.
• Простоту настроек и удобство эксплуатации.
• Отсутствие необходимости в нахождении диспетчера-оператора.

Цифровой однозадачный терморегулятор

ПИД-контроллер-программатор для муфельной печи

Самым востребованным на сегодняшний день является ПИД-контроллер-программатор для муфельной печи. Эта аббревиатура расшифровывается как «пропорционально-интегрально-дифференцирующий» регулятор.

Его работа строится на отслеживании состояния функционирующего агрегата и образовании соответствующего сигнала. Анализ осуществляется в три этапа:

• Пропорциональный. Обозначает немедленную реакцию на текущий процесс с устранением возможных неточностей.
• Интегральный. Происходит оценка произошедших отклонений за все время работы.
• Дифференциальный. Составляется прогноз на будущее и недопущение повторения ошибок.

Многие программаторы имеют по два цифровых дисплея, на которых выводится не только заданная, но и текущая температура. Она измеряется специальными датчиками, которые передают информацию как о нагреве, так и об охлаждении

ПИД-контроллер для муфельной печи

Виды управления муфельной печью или какой блок управления лучше выбрать

Управление муфельной печью, используемой в лабораториях, мастерских, цехах или на производстве, происходит при помощи специальных регуляторов. Благодаря контролирующим приспособлениям можно предельно точно выполнять разнообразные виды термообработки – нагрев, сушку, купелирование, кремацию, озоление, обжиг или плавление различных материалов, прочее. Техника используется в ювелирном и гончарном деле, стоматологии, металлургии и т.д. Купить муфельную печь можно для работы с керамикой, сплавами металлов и другими образцами.

Терморегуляторы, применяемые в муфельных печах, бывают встроенными или же выносными

Разновидности блоков управления муфельными печами

Выбор блока управления муфельной печи всецело зависит от предполагаемых эксплуатационных задач. В некоторых случаях достаточно установки точной температуры, в других же требуется сложный цикл программ. Чтобы понять, какой тип оборудования подойдет наилучшим образом, прежде всего, изучите особенности муфельных печей для керамики, стекла, металла и других материалов. Чем проще будут нагрузки и количество операций, тем меньше опций вам потребуется.

Многофункциональные блоки управления дают возможность минимизировать участие оператора в рабочих процессах, поскольку весь цикл будет автоматизирован

Разделить терморегуляторы для управления муфельной печью можно на две основные группы:

Аналоговую

Регулятор с механическим принципом действия встречается все реже. Он представляет собой поворотную ручку, на которой предусмотрена риска. Ее достаточно установить напротив необходимой температурной отметки.

Минусом аналогового блока управления является большой процент неточностей. На установку и поддержание температуры влияет большое число субъективных условий

Цифровую

Такие блоки управления муфельной печи актуальны в различных сферах, они надежны и практичны. В зависимости от возможностей цифровые регуляторы делятся на:

• Упрощенные. На мониторе может отображаться как установленная, так и текущая температура. В некоторых моделях предусмотрен таймер. В таких приспособлениях нет возможности задавать циклы функционирования.
• Электронные. Чаще всего прибор оснащен двумя экранами, где сразу демонстрируются как необходимые, так и фактические характеристики. Многофункциональные модели позволяют устанавливать не только скорость нагрева, но и время выдержки.
• С программатором. Благодаря встроенному микропроцессору и таймеру есть возможность задавать до тридцати программных ступеней.

Единовременное отображение установленных и действующих температурных показателей выводится на дисплей при помощи цифр и других обозначений

Функции, выполняемые блоком управления муфельной печи

Цифровой блок управления муфельной печи с микропроцессорным регулятором не только прост, но и удобен в эксплуатации. С его помощью можно:

• Выполнять высокоточную термическую обработку.
• Задавать требуемую температуру с минимальными погрешностями.
• Устанавливать полный цикл работы нагревательного оборудования.

Чтобы муфельная электропечь 3 1100 или другая модель, была удобна в обращении, достаточно установить терморегулятор. Подобрать его можно с учетом характеристик используемого оборудования.

Современные блоки управления муфельными печами оснащены удобной кнопочной клавиатурой и высококонтрастной светодиодной индикацией

Программируемое управление муфельной печью позволяет устанавливать период выдержки, нагрева или охлаждения. Если предусмотрено подключение к компьютеру, контроль функционирования агрегата можно выполнять дистанционно.

Как собрать блок управления муфельной печью своими руками

Изготавливая муфельную печку своими руками можно не заморачиваться и купить уже готовый блок управления электропечью, пользуясь выше написанным для выбора модели. Но многие умельцы, уверенные в своих способностях, предпочитают собирать это устройство самостоятельно. И об этом вторая часть нашей статьи. Мы расскажем, как и из каких частей самому собрать «мозг» вашей печи.

Использование электронных программаторов позволяет поддерживать работу электропечи в автоматическом режиме, при минимальном участии людей

Из каких элементов состоит блок управления муфельной печью

Перечислим, какие приборы необходимо использовать, чтобы самостоятельно собрать блок управления муфельной печью. Электрическая часть включает такие составляющие:

Терморегулятор

Как уже упоминалось, терморегулятор для муфельной печи подбирается в зависимости от направления деятельности. Существует две их основные разновидности:

• Механические. Такой прибор знаком каждому – циферблат с делениями и ручка. Нужная температура устанавливается ее поворотом до нужной отметки. Это устройство довольно примитивное и не позволяет добиваться точных показателей.
• Цифровые. Самым простым является электронный прибор с экраном, на котором отображается заданная и текущая температура. Может дополнительно снабжаться таймером. Большое распространение получили устройства, которые позволяют контролировать скорость нагрева и время работы. После завершения операции регулятор автоматически отключается. Модели со встроенным программатором используются для выполнения многоступенчатых задач.

Термопара

Термопара для муфельной печи предназначена для измерения температуры внутри камеры. Данные с нее поступают на терморегулятор, который контролирует рабочий процесс. Этот датчик располагается на задней стенке камеры в заранее подготовленном отверстии. Для электропечей используются термопары с наименованиями «ХК», «ХА» и «ПП». Они подключаются через специальные разъемы или при помощи электроклемм, закрепленных на корпусе винтами и гайками.

Советы по установке терморегулятора для муфельной печи

Терморегулятор для муфельной печи, инструкция к которому отличается простотой даже для новичков, идет в комплекте с основным оборудованием. По желанию или при необходимости его всегда можно заменить. Эта работа не является сложной, весь процесс занимает совсем немного времени.

Помимо руководства по эксплуатации, на боковой стороне устройства можно найти подробную схему для присоединения клемм, отмеченных по номерам. Возле каждого обозначения указана полярность, которую обязательно необходимо соблюдать.

Расположение схемы подключения программатора

Во время работы прибора красным цветом выделяется температура нагрева печи на данный момент, а зеленым – заданные параметры. При возникновении разницы в данных, срабатывает реле, на которое подается сигнал контроллера.

Если подключение произведено неправильно или пользователь перепутал провода, система проинформирует об этом выведением на дисплей отрицательных значений

Лабораторные печи и промышленные агрегаты не могут обходиться без терморегуляторов. Любая производственная или исследовательская деятельность подразумевает обязательное соблюдение точности настроек. Нужный контроллер для муфельной печи можно приобрести в специализированных торговых точках или интернет-магазинах. Обращайтесь к проверенным поставщикам, таким как торговый дом «Лабор», сотрудники которого всегда помогут подобрать нужное оборудование.

Источник

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Бытовая техника >

Два терморегулятора.

Автор: Сэр Мурр Опубликовано 16.10.2006

Вашему вниманию предлагаются схемы двух термостатов: первый — для жидкостных сред на диапазон температур от 00 С до +125 0С (хотя не возбраняется и для воздушной среды),

второй — для мощных электронагревателей, например — муфельной печи на диапазон температур +200С…+10000С.

На схемах сделана разбивка на функциональные узлы (или блоки). У обоих термостатов есть одинаковые узлы: Цифровой индикатор температуры, по которому производится отсчёт показаний и установка заданной температуры (схема находится на нашем сайте); Узел сравнения измеренной температуры с заданной; Узел пропорционального управления нагревателем; Исполнительный узел включения нагревателя; Источники питания и задания образцовых напряжений. Схема цифрового индикатора подробно описана в статье «Цифровой индикатор», а узел измерения температуры для жидкостного термостата рассмотрен в статье «Превращение цифрового индикатора в цифровой термометр». Обе статьи расположены на нашем сайте.

Рассмотрим теперь работу узла пропорционального управления нагревателем. Большинство простых схем регулировки температуры реализуют так называемый «релейный» способ управления нагревателем — пока температура ниже заданной, нагреватель включён, когда выше заданной — выключен. Этому способу присущ недостаток — нагреватель шурует на всю катушку, даже когда температура близка к заданной. В результате, после отключения нагревателя, температура по инерции выскакивает за заданный предел, потом опускается до температуры включения, потом снова выскакивает за пределы — то есть не поддерживается на заданном уровне, а колеблется около него вверх вниз. Хорошо, если этот процесс — затухающий. Но всё равно выход температуры свыше заданного предела не желателен. Вот для борьбы с этим явлением и применён узел пропорционального управления. Пока температура ниже порога срабатывания узла, нагреватель включён постоянно. По мере приближения к заданной температуре узел начинает выключать нагреватель на некоторые периоды времени, которые тем больше, чем ближе измеренная температура к заданной. Таким образом, при подстройке порога включения узла, на жидкостном термостате достигалась точность поддержания температуры 0,1 0С. На термостате для муфеля дело обстоит хуже, там из-за очень большой температурной инерции камеры наблюдается «выбег» температуры до 10 0С, но при температурах несколько сот градусов это не существенно. Соглашусь с возражениями, что подобный узел можно реализовать на генераторе линейно меняющегося напряжения и компараторе, но предложенная схема проста, и вполне повторяема. Выход узла нагружен на оптронный тиристор типа МОС3061, который, в свою очередь, включает мощный тиристор, управляющий нагревателем. Тиристорный оптрон МОС3061 примечателен тем, что включается при переходе коммутируемого напряжения через ноль, и потому практически исключены коммутационные помехи. ( Ранее Сэр Мурр городил целую схему для реализации этого принципа работы — на трёх транзисторах и маломощном тиристоре — примечание кота Сэра Мурра

). И ещё одна особенность предложенного узла — управление мощностью осуществляется целым числом периодов сетевого напряжения, а не углом отсечки, что тоже способствует уменьшению помех. Ну, узел питания в описании не нуждается. Образцовое напряжение 1,000 вольт- эквивалент температуры +10000С для муфеля или +100,00С для жидкости. Можно выбрать и другие значения.

Теперь об узле измерения температуры для муфеля. Измерение температуры — термопарой. Для компенсации температуры холодного спая (специалисты знают, что это такое) используются две одинаковые термопары- одна, верхняя по схеме, — измерительная и находится внутри печи; вторая, -нижняя по схеме, находится на входных клеммах . Термопары изготовлены самостоятельно , путём сварки в пламени газовой горелки двух кусков термопарных проводов типа ТХА длиной 2 метра- сварены оба конца. Потом отрезается одна термопара длиной несколько сантиметров — это будет компенсационная термопара. А всё остальное — измерительная термопара. АХТУНГ! Не забывайте про полярность включения термопар на схеме — они включены встречно! На выходе усилителя сигнала термопары установлен резистор, которым производится калибровка измеряемой температуры. С одной стороны, если известна температурная характеристика термопары, то можно сразу пересчитать термо-ЭДС в температуру. Но если характеристика неизвестна? Или термопара изготовлена неизвестно из чего? ( Можно в качестве одного из проводов взять провод из лампочки накаливания, на котором держится нить, а в качестве другого провода — стальной, или нихромовый — пробуйте! — примечание кота Сэра Мурра

). Вот здесь подстроечный резистор и пригодится.

Сразу же расскажу о процессе калибровки. Подстроечник Р1 устанавливаем в верхнее положение, опускаем измерительную термопару в смесь воды со льдом, и подстроечником Р5 устанавливаем на индикаторе 0 градусов. Затем на газовой горелке расплавляем много — много свинца ( чем больше, тем лучше) и помещаем туда измерительную термопару, предварительно извлекя… извлеча! (Грамотей! Загляни на сайт «GRAMOTA.RU» — примечание кота Сэра Мурра

) термопару из холодной ванны и просушив её. Начинаем наблюдать по цифровому индикатору за процессом остывания предварительно расплавленного свинца. В процессе остывания будет проходиться точка кристаллизации расплава. В этой точке температура будет оставаться постоянной, и мы успеем её зафиксировать. Теперь понятно, зачем свинца чем больше, тем лучше? Правильно, чтобы чётче зафиксировать нашу контрольную точку- +327,50С. Но! Это — температура плавления и кристаллизации чистого свинца, без примесей! Температура кристаллизации свинцового сплава будет другой! (
Температура плавления или кристаллизации олова +2320 С, цинка+ 419,60С- примечание кота Сэра Мурра
) Процесс кристаллизации мы фиксируем по неизменности показаний измерителя, и визуально — по прекращению блеска жидкого металла. И вот теперь мы подстроечником Р5 устанавливаем заветную точку 327 на термометре.

А теперь немного о «подводных камнях» этого метода калибровки и измерения. Наш измеритель — с линейной шкалой во всём диапазоне измерений. На самом деле характеристика любой термопары отличается от линейной, хотя и достаточно близка к ней. Притом, чем чувствительнее термопара, тем нелинейнее. Промышленные микроконтроллерные измерители учитывают эту нелинейность, и вносят соответствующие поправки. А мы с вами игнорируем эту неизвестную нелинейность. Шут с ней — нам и так хватает точности! А теперь наш термометр можно проверить по температуре кипения воды +100 С, если вы живёте на высоте не более 500 метров над уровнем моря. Иначе придётся вносить поправку на понижение температуры кипения при уменьшении атмосферного давления. Или наоборот — на повышение, если вы — гном на собственной подземной фабрике.

Теперь немного рекомендаций о конструктивном исполнении. Вводы- выводы силовых цепей лучше делать на винтовых клеммных соединителях- разъёмы от компьютерных сетевых кабелей не выдерживают ток более 10 ампер. Например, на муфельной печи они расплавились. Правда, и муфель- 3-х киловаттный…

Для жидкостного термостата надо обязательно организовать циркуляцию воды — любым способом — насосом, аэрационным компрессором от аквариума, или перемешиванием ложкой. Иначе температура на дне и на поверхности может отличаться на несколько градусов. А мы претендуем на точность 0,1 градуса.. Для принудительного включения охлаждения жидкостного термостата используется компаратор на МС А4. Конечно, этот узел не обязателен, но может быть полезен, если вам понадобится регистрировать процесс охлаждения от заданной температуры. Установка требуемой температуры осуществляется нажатием кнопочки, которая исходно зафиксирована на измерение температуры. А как нажал на кнопочку — пожалуйста, задавай температуру, накручивая установочный резистор (желательно многооборотный). Ну, вроде всё. Автор благодарен своему коту за высказанные ценные замечания во время написания статьи.

Вопросы как обычно складываем тут.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Термостат радиатора-термометр-вольтметр-автомобиля

Термостат для теплых полов.

Термоконтроллер «Мурка»

Автоматизация температурных режимов в процессе производства этилового спирта.

Терморегулятор на термопаре К-типа

Бюджетный термостат для газового котла.

Двухзонный термоконтроль, «ТермоОпá». Для мягких электрических обогревателей.

Терморегулятор на микроконтроллере PIC16F84 и датчике DS18B20.

Очень простой термостат для отопления.

GSM термостат + GSM сигнализация

Термостат духовки: что это за устройство, его функции и принцип работы

Бытовых приборов изобретено довольно много, служат они для разных целей, однако существует несколько видов агрегатов, без которых не в состоянии обойтись ни один дом или квартира. Это незаменимые кухонные помощники — те, что хранят продукты, и те, которые помогают ее готовить. Если без холодильников или морозильников жизнь сильно осложняется, то без плит обойтись попросту невозможно. Но, как и любая другая техника, в один далеко «не прекрасный» момент они выходят из строя, поэтому хозяевам приходится либо устранять неисправность, либо выбирать и приобретать новую модель. Именно последняя операция иногда вызывает сильные затруднения, в первую очередь — из-за духового шкафа, от которого во многом зависит комфортность приготовления пищи. Не второстепенную роль в работе этой части прибора играет терморегулятор. Поэтому разобраться в том, что такое термостат духовки, насколько важен этот узел, пытаются многие будущие хозяева приборов-«поваров».

Самая простая муфельная печь для керамики

Для изготовления такого простейшего прибора понадобится только обычная электрическая плитка, глиняный горшок и кусок шамотного кирпича.

• Ставите на печку кусок кирпича так, чтобы обжигаемая керамика не касалась спирали на плитке и закрываете ее горшком. Мощность регулируете терморегулятором.
• Теперь наблюдаете за горшком – как только сквозь его стенки начинает словно просвечиваться красный свет, засекаете время на обжиг. Как правило, это 10-12 часов.

Муфельная печь из горшка

Немного слов о газовых духовках

Поскольку главным героем статьи является термостат духовки, а наиболее распространенными из-за дешевизны топлива остаются газовые приборы, то о них и нужно немного рассказать. Причина такого отступления — «неприлично» широкий ассортимент этих агрегатов.

Виды духовок, устройство и принцип работы

Существуют приборы, которые устанавливаются отдельно, и духовые шкафы, совмещаемые с варочной панелью. За приготовление пищи в духовке отвечают горелки, расположенные внутри конструкции. Нагрев бывает трех видов. В продаже можно найти разные модели:

1. Агрегаты с грилем — с горелками, находящимся в верхней части шкафа.
2. Стандартные газовые плиты с обычным нагревом. Это классический вариант — горелки, которые располагаются в нижней части шкафа.
3. Конвекционные приборы. В этом случае нагревательные элементы тоже находятся внизу, но равномерно распределение тепла обеспечивают встроенные в аппарат вентиляторы.

Блок управления печи для фьюзинга

Блок управления предназначен для управления самодельной печью для фьюзинга (декоративное спекание цветных стекол) и сконструирован как часть печи – на боковой ее стенке. Это позволило ввести внутрь блока управления все выводы (нагревателей и термопары) через стенку, выводы при этом максимально короткие, переходные межблочные кабели, провода, разъемы или клеммы отсутствуют. Высокоэффективная теплоизоляция и воздушный зазор не позволяют блоку управления перегреваться во время работы.

Нагреватели печи – 12 шт, объединены в три группы (3 фазы) по 4 последовательно включенных нагревателя 2 кВт. Получилось 3 группы по 500 Вт, общая мощность печи соответственно – 1.5 кВт. Для коммутации нагревателей применены самодельные электронные ключи на симисторах, аналоги твердотельных реле. Конструктивно, каждый ключ-модуль собран на алюминиевом основании (используется как теплоотвод) от старого жесткого диска ПК.

Все промежуточные соединения проволочных нагревателей внутри рабочей камеры (сварены), наружу выходят только выводы групп, контролировать целостность всех этих соединений и самих нагревателей позволяют самодельные трансформаторные датчики тока с индикаторами на передней панели блока.

Процесс спекания довольно сложен и содержит 7…8 ступеней. Каждая ступень предполагает выдержку заготовки с определенной температурой заданное время, кроме того, чрезвычайно важна скорость изменения температуры между ступенями. Небольшие заготовки позволяют обходиться упрощенным графиком спекания, при этом изменения между несколькими ступенями можно делать вручную по таймеру. Оборудование для таких работ тоже может быть довольно простым. При этом (небольшие линейные размеры) возникающие внутренние напряжения не достигают разрушительных величин. С увеличением размеров заготовки повышаются и требования к изменениям и выдерживанию (подобранным экспериментально) времени и температуры. Процесс может длиться 12…16 часов. Ручное управление таким процессом затруднено, требуется программируемый термоконтроллер. Здесь, применен программируемый термоконтроллер от паяльной станции для микросхем в BGA (выводы-контактные площадки на дне микросхемы) корпусах. Конструкция корпуса не позволяет монтировать такую микросхему паяльником, ее прогревают насквозь. При этом очевидны также высокие требования к точности поддержания термопрофиля

и возможность регулировать скорости нарастания и спада температур. Это роднит обе задачи, практика также показала полную пригодность такого контроллера для спекания стекол. Контроллер китайского производства прекрасно работает и много дешевле специализированных приборов.

Что было использовано для работы.

Набор инструментов для некрупной слесарной работы, набор инструментов для электромонтажа. Материалы – кроме радиоэлементов понадобилась листовая сталь для корпуса прибора, кусочек оргстекла для лицевой панели, крепеж, мелочи, ЛКМ.

К делу.

На одну из боковых сторон (правую, под рабочую руку) верхней части печи (откидывающейся крышки) выведены все электрические выводы – 6 выводов от 3 групп нагревателей (3 фазы), выводы термопары. Заранее, до монтажа огнеупорной футеровки печи в раму с этой стороны вварены ряд винтов М5 для крепления блока управления.

Первым делом вырезал пластину-основание для монтажа элементов блока управления (далее БУ). Листовая сталь 1.5 мм, болгарка. Просверлил и волшебным надфилем подогнал отверстия так, чтобы плата точно садилась на торчащий крепеж, керамические изоляторы легко проходили через соответствующие отверстия.

Между металлической платой-основанием БУ и рамой печи оставил воздушный зазор для вентиляции. 12…15 мм. Для этого под плату, на каждый винт накрутил по нескольку гаек с шайбами.

Подобрал по месту удобное расположение трех модулей-электронных ключей, просверлил отверстия для их крепления, вырезал детали для передней и задней стенок БУ. На передней стенке блока вырезал проемы для установки элементов управления и индикации. В местах предполагаемой прокладки жгутов проводов просверлил отверстия для их крепления.

Монтаж передней и задней стенок с треугольниками-подкосами сделал пайкой. Использовал обычный ПОС-60 и кислотный витражный флюс, но по стали хорошо работают и «паяльная кислота» (хлористый цинк) и кислота ортофосфорная. Железки массивные, кроме мощного паяльника лучше применить и дополнительный подогрев. Здесь применена лабораторная электрическая плитка. Вместе с паяльником 150 Вт они прекрасно справились с задачей. Подогрев газовой горелкой или строительным феном менее удобен и может привести к короблению тонкого металла. После пайки не откладывая, следует отмыть остатки флюса. Теплой водой со щеткой, а лучше слабым раствором соды.

Индикация целостности нагревателей (трансформаторы тока) собрана на миниатюрных неоновых лампочках. Расценил эту информацию как справочную, вспомогательную и чтобы не уподоблять БУ новогодней елке, индикаторы сделал не слишком яркими, малого диаметра и около края лицевой панели. Яркость подобрал токоограничивающими сопротивлениями, «точечности» добился, выпустив наружу блока только маленькие стеклянные шарики на конце, торце баллона лампочек. Получилось чудо как хорошо, индикацию хорошо видно, но глаза не режет. Для установки лампочки впаял в простую печатную платку, она крепится к панели двумя отрезками толстого медного провода. Пайкой. Снаружи индикаторы прикрыты слоем оргстекла.

Трехфазный «автомат» на 10 А установлен на отрезке DIN рейки припаянном к основанию. По краю квадратика «раскоса» насверлил отверстий для крепления проводов, жгутов.

Подготовленное основание с передней-задней панелью зачистил-обезжирил-покрасил. Поработал наждачной бумагой, протер тряпочкой смоченной бензином, покрасил грунтом-эмалью по ржавчине в два слоя.

После полного высыхания основания установил (впаял) платку с неоновыми лампочками, привинтил модули-симисторные ключи. Из пластинки оргстекла выпилил прозрачную накладку для передней панели, вычертил и распечатал пояснительные надписи для нее. Прозрачная панель не имеет собственного крепления и удерживается крепежом установочных элементов – кнопок и термоконтроллера.

Панель в сборе установил на печь. Гайки-шайбы стопорные шайбы. Выступающие части винтов спилил тонким абразивным диском УШМ.

Электромонтаж.

Проволочные выводы групп нагревателей соединены с нетонким медным проводом через металлическую деталь – элемент мощной винтовой клеммы. Печь управляется программируемым контроллером Altec-410 (поз.1); для сопряжения с симисторными ключами применен промежуточный модуль (поз.2) жесткие проволочные выводы которого зажаты в винтовых клеммах контроллера. Управляющий сигнал поступает на три симисторных модуля (поз.3); целостность цепей (нагревателей) контролируется трансформаторами тока (поз.4) с индикаторами на передней панели (поз.5). Для пуска и остановки программы, к контроллеру подключены внешние кнопки (поз.6) кнопка «пуск» должна при работе удерживаться в замкнутом состоянии

. Трехфазное напряжение подается через автоматические выключатели (поз.7).
Кабель питания – пятипроводный («ноль», 3 фазы, заземление) и составлен из двух мягких проводов в двойной изоляции (2-х и 3-х жильный), соответствующего сечения. Печь стоит отдельно, розетка питания расположена на потолке.

После опробования БУ в работе, из оцинкованной стали 0,45 мм гнутьем был изготовлен П-образный кожух. Верхняя передняя его сторона несколько удлинена и образует небольшой козырек над передней панелью блока. Это уменьшает скапливание пыли и мусора на выступающих частях, уменьшает боковую засветку. Для циркуляции воздуха внутри блока на верхней и нижней стенках кожуха размечены и просверлены поля отверстий в соответствии с расположением радиаторов ключей. Крепится кожух четырьмя саморезами.

Babay Mazay, апрель, 2021 г.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Термостат духовки: что это за устройство?

Нетрудно понять, что если первая часть сложного слова приставка «термо-», то речь идет о высокой температуре. Но это знание по-прежнему не дает понимания того, для чего все-таки предназначается это приспособление. Данный узел отвечает за контроль температуры в духовом шкафу. Термостат, или терморегулятор, автоматически регулирует этот параметр, включая или выключая нагрев, увеличивая или уменьшая температуру.

Как правило, термостат называют терморегулятором, и наоборот. На самом деле, это разные приборы, имеющие как общее, так и различия.

1. Общее. Если терморегулятор способен самостоятельно поддерживать температуру на необходимом уровне, то его можно с полным правом называть термостатом. Когда он является частью этого прибора, это название также будет корректным.
2. Разница. Терморегулятор может быть отдельным, независимым элементом. Термостат — самостоятельно работающая конструкция, в которую входит и терморегулятор. Задача первого прибора — изменение температуры, функция термостата — поддержание температурного режима.

Это приборы есть как в газовых, так и электрических духовках, однако принцип их работы в старых и новых моделях, в приборах разных типов и производителей может несколько отличаться. Термостат духовки находится сразу за регулировочной ручкой панели духового шкафа. При ее повороте хозяева изменяют температурный режим, а его регулировку обеспечивает именно термостат духовки.

Такие устройства используют не только в этом виде бытовой технике. Термостаты являются элементами всех систем, где необходимо что-либо нагреть или, наоборот, охладить. Примеры — отопительные приборы, системы охлаждения двигателей автомобилей, промышленные печи, системы климат-контроля, холодильники и т. д.

Принцип работы термостата

Частью термостата считают и саму ручку — терморегулятор, или регулировочный кран плиты. Если рассматривать старые модели газовых плит, то устройство выглядит относительно простым.

К капсуле термостата подключена тонкая (капиллярная) медная трубка, на другом ее конце находится сборочный зонд, который устанавливают непосредственно в духовом шкафу. В мини-емкости и трубке находится жидкость (например, гликоль). Когда зонд нагревается до необходимой температуры, то жидкость расширяется, воздействует на регулировочный блок, отключая прибор. Когда духовка начинает остывать, терморегулятор быстро увеличивает подачу топлива, давая возможность духовке разогреваться.

Виды терморегуляторов

Термостаты бывают механическими, электромеханическими или электронными.

Механические устройства

Первые конструкции чаще всего используются в духовках газовых агрегатов. В них электронные компоненты отсутствуют. Работают такие узлы довольно просто.

1. После того как кран подачи газа открывается, максимальное количество топлива начинает поступать в духовку до тех пор, пока температура не достигнет выставленного значения.
2. Когда температура достигнута, термостат ограничивает работу крана, переводя его на минимальный режим. Температура перестает повышаться, какое-то время она держится на одном уровне.
3. После незначительного падения температуры прибор снова начинает подавать топливо по максимуму. Когда показатель снова достигнет нужного значения, опять следует переключение в минимальный режим.

Несмотря на несложность этого узла, после выхода его из строя данное устройство необходимо заменить целиком. Основные элементы механического регулятора — газонаполненная колба, капиллярная трубка и мембрана. Разбирать и собирать данную конструкцию, работающую с потенциально опасным топливом, не рекомендуется.

Электромеханические узлы

В составе таких термостатов есть контактные группы, или пары. Это вид устройств делится на 2 группы.

1. В первой находятся приборы, в составе которых присутствует капиллярная трубка, мембрана, а также газонаполненная колба. Последний элемент выступает в роли датчика температуры. В этой колбе находится газ, который заключен между дисками из металла. Когда температура повышается до заданного значения, вещество расширяется, разъединяя диски. Те, в свою очередь, размыкают цепь. После охлаждения газа диски снова сходятся, замыкая контакты.
2. Во второй группе температурный датчик заменяет биметаллическая пластина. Принцип работы этого устройства основан на неодинаковом нагреве элементов, выполненных из разных металлов. Одна пластина нагревается меньше, поэтому не изменяется. Вторая, при повышении температуры изгибается. Пока обе пластины остаются ровными, электрическая цепь остается замкнутой. Когда происходит деформация одного металлического элемента, она размыкается.

Необычная муфельная печь обработает любой материал

• Высокотемпературные муфельные печи
• Разновидности: газовые, электрические, с температурой 1100, 1300, 1700 градусов
• Как работать с печью? Для чего нужна термопара?
• Сфера применения: от химика до ювелира.
  Вытяжные шкафы
• Примеры моделей: 220 и 380 вольт; 2, 3, 4 кВт; 50, 400 литров
• Терморегуляторы, контроллеры для муфельных печей: аналоговые, цифровые, программаторы

Изделие, которое необходимо подвергнуть тепловой обработке, помещают в муфель, изготовленный из специального огнеупорного материала, например, керамики или корунда. Подобные материалы обладают чрезвычайно высоким коэффициентом теплопроводности и хорошей плотностью.

Фото 1. Схема устройства электрической муфельной печи: показана как внешняя, так и внутренняя сторона.

Воздух внутри муфеля нагревается до определенной температуры, которая поддерживается на одном уровне до окончания обжига. За подачу тепловой энергии отвечают нагревательные элементы в виде проволоки. Далее идет слой теплоизоляционного материала, преимущественно из ШВП/ШВПХ.

Некоторые производители снабжают выпускаемые устройства мощными вентиляционными системами. Отдельный вытяжной механизм отвечает за вывод пара и дыма.

Всю конструкцию обшивают надежным металлическим корпусом толщиной приблизительно 1,5—2 мм. Для достижения высокой температуры (более 1150 °C) производители стали выпускать муфели из особого волокнистого материала. Его существенным недостатком является недолговечность.

Под влиянием газовых испарений и других химических веществ структура волокна в скором времени теряет свою форму. Встречаются и шамотовые муфели с нагревателями, скрытыми в пазах футеровки.

Справка. Объем внутренней камеры может варьироваться от одного до двухсот литров. Большие конструкции нагреваются дольше, чем миниатюрные модели. Электроэнергии на массивные печи расходуется больше, т. к. часть тратится непосредственно на нагрев муфеля.

Разновидности: газовые, электрические, с температурой 1100, 1300, 1700 градусов

По назначению:

1. Муфельные печи. Предназначены для обработки специфических материалов высокими температурами.
2. Сушильные шкафы. Максимальные температуры ниже, чем в муфельных. Используются для сушки, подогрева, прокаливания и испытания различных материалов в воздушной среде.

По типу источника энергии:

1. Газовые. Позволяют значительно экономить расходуемое топливо.
2. Электрические. Чаще всего используются на крупных предприятиях. Ленты, проволоки, стержни, профили и трубки для таких печей могут изготавливаться из платиновых сплавов, вольфрама, молибдена, тантала, сплавов нихрома и фехраля, хромита лантана, хромита иттрия, хромита скандия. Их питание 220 или 380 вольт, в зависимости от размера камеры.

По температуре нагрева в градусах Цельсия:

1. Умеренной температуры — от 100 °C до 1100 °C.
2. Средней температуры — от 100 °C до 1300 °C.
3. Высокой температуры — от 100 °C до 1700 °C.

По конструкции:

1. С горизонтальной загрузкой/простые — загружаются с боковой стороны. Практически не имеют конкурентов по количеству одновременно разогреваемых в печи топок.
2. С вертикальной загрузкой/горшковые — загружаются сверху, не отделяются от пода. Обеспечивают более эффективную работу с шоковыми паковочными массами и быстрый выход продуктов горения.
3. Колпаковые — загружаются сверху, отделяются от пода после нагрева.

По режиму обработки:

1. Воздушные, где муфель ограничивает движение воздушных масс между нагревателями и рабочим пространством.
2. С газовой атмосферой, где газ может быть азотирующим, инертным, восстанавливающим и так далее. Наиболее часто здесь используются водород, азот, аргон и гелий.
3. Вакуумные, где во внутренней части муфеля искусственно создается разреженное пространство.

Бывают различной мощности: 1, 5 — 3 квт; 6, 18, 26 квт.

Также существуют различные размеры печей: 200 х 300 х 200; 300 х 300 х 300; 400 х 300 х 400 и другие.

Отдельного упоминания заслуживают лабораторные муфельные печи. Они характеризуются высоким техническим оснащением, возможностью мгновенной замены муфеля и практически идеальной точностью рабочих параметров. Такие конструкции используются для проведения опытов с целью выяснения способов улучшения той или иной продукции.

Лабораторные муфельные печи чрезвычайно быстро нагреваются до требуемой температуры. Как правило, они оборудованы таймерами. Их камеры нужно часто менять, поскольку каждое сырье нуждается в особых условиях нагревания. Дно такого устройства должно быть оборудовано карбидокремниевыми плитами и дополнительным поддоном для защиты обогревательных элементов.

Внимание! Эксплуатация муфельных печей возможна при температурном режиме от +5 °C до +40 °C. Допустимый уровень влажности в помещении не должен превышать отметку в 85%.

Как можно проверить термостат духовки?

Любой прибор не застрахован от неисправностей. Для термостатов свойственны два вида неполадок: погрешность — несоответствие реальных температурных показателей тем, что заданы, и постоянно сомкнутые либо разомкнутые контакты, которые перестают зависеть от температуры.

Механическая модель

Если в бытовой технике работает механический термостат, то выявление проблемы упрощается. В этом случае сначала духовку включают, выставляя самое низкое значение температуры. Включенный прибор оставляют нагреваться на 15-20 минут. Спустя это время пламя должно стать минимальным: оно остается стабильным.

Чтобы проверить термостат газовой духовки, после того как конкретная температура задана, рекомендуют некоторое время понаблюдать за пламенем горелки. Если оно осталось на прежнем уровне, или уменьшилось, то можно сделать вывод, что оборудование работает нормально. Второй способ — использование дополнительного термометра, альтернатива ему (или помощник) — мультиметр с термопарой.

Электромеханический прибор

Такой терморегулятор дает возможность проверить его работоспособность двумя способами.

1. Традиционный метод. Духовку включают, затем регулятор выставляют на 100 или 150°. Температуру в камере через некоторое время проверяют термометром. При исправности прибора реальное и заданное значение должны совпадать. Погрешность в показателях непосредственно при включении-выключении прибора не является неисправностью, это особенность его работы. Например, при установке 150° термостат духовки будет отключать нагрев при достижении 155°, а при падении до 145° нагрев включит. Как правило, нормой считается разница в 5°.
2. Сложный способ. В этом случае прибор отсоединяют от устройства, находят контакты, которые снимают и замыкают друг с другом. Затем к ним подключают тестер, который заранее настраивают на режим прозвона. Если духовка холодная, то они обязаны звониться коротко, поскольку сопротивление почти равно нулю. Потом терморегулятор передвигают на 150°. Если спустя 10 минут на тестере не показывается разрыв, то ручку начинают медленно крутить в сторону уменьшения.

Второй метод считается менее точным, однако для диагностики термостата бытового прибора он вполне подходит. В любом случае, расхождения в показаниях на 5-10° являются допустимыми. Большие погрешности — уже доказательства того, что термостат нуждается в замене (механический или электромеханический) или в ремонте (электронный). Однако иногда в проблеме виноват не терморегулирующий узел, а дверца, которая может прилегать неплотно. Для ее ремонта лучше пригласить специалиста.

Электронное устройство

В этом случае оптимален первый способ проверки электромеханического узла. Если необходима полная диагностика всех элементов конструкции, то тестируют работу реле, замеряют сопротивление датчика, а также проверяют работоспособность контроллера, целостность проводников.

Изготовление муфельной печи своими руками

При производстве различных изделий из керамики или металла требующих термической обработки применяется муфельная печь. При обработке изделий может использоваться модель, изготовленная на заводе или самодельная муфельная печь с соблюдением всех требований и регламентов по технике безопасности. Муфельная печь своими руками должна быть оснащена тенами достаточной мощности для выполнения различных операций связанных с термообработкой изделий.

Производство и использование

Муфельные печи широко используются при производстве различных изделий на промышленных предприятиях, учебных заведениях, ремонтных предприятиях и ювелирных мастерских.

Для проведения лабораторных исследований используется муфельная печь Снол с помощью, которой производится закалка, обжиг и нагревание различных материалов. Обработка материалов, выполняемая с помощью Cnol, позволяет проводить плавку металлов, изготовление стоматологических протезов, закалку керамики.

Оборудование Cnol производятся ЗАО «Напал» расположенным в г. Солнечногорске Московской области. В перечень оборудования входят модели с объемом рабочей камеры от 3 до 40 л и включают модели:

• пм Cnol 10/10;
• пм Cnol 10/11;
• пм Cnol 6/10;
• пм Cnol 3/10;
• пм Cnol 30/13;
• пм Cnol 40/118;
• пм Cnol 7.2/13.

с рабочей температурой камеры от 1050 до 1300 °С (в зависимости от модели). Для регулировки температурного режима используется специальный терморегулятор позволяющий изменять температуру в камере. Для выполнения технологических операций связанных с большим образованием продуктов сгорания производится специальный вытяжной шкаф, в который помещается муфельная печь Cnol.

На промышленных предприятиях производятся различные муфельные печи ЭКПС 50 3У, МИМП-10П, МП-2УМ, ЭМП 12.1 М «Аверон».

Электрическая муфельная печь ЭКПС 50 ЗУ

При производстве керамических изделий используются муфельные печи Naberthem(Германия) используемые в более чем 100 странах. В перечне производимого оборудования особое место занимают модели для обжига керамики с объемом рабочей камеры от 16 до 2200 л и температурой нагрева до 1340 °С:

• Top 16/R+B400 Naberthem;
• Top 45+B400 Naberthem;
• Top60L+B400 Naberthem;
• Top 80+B400 Naberthem;
• Top 130+B400 Naberthem;
• Top 160+B400 Naberthem;
• Top 190+B400 Naberthem;
• Top 220+B400 Naberthem.

Компания Naberthem предлагает широкий перечень лабораторного оборудования:

• лабораторные плавильные;
• паяльные;
• камерные (с волокнистой или керамической изоляцией);
• агломерационные;
• муфельные;
• для озоления;
• для обжига керамики.

Типы муфельных печей

Модели печей подразделяются по 2 основным признакам:

• используемому источнику энергии;
• конструкции корпуса.

В муфельных печах применяются 2 основных источника энергии:

Когда изготавливается муфельная печь своими руками наиболее целесообразно использовать в качестве нагревательного элемента тэны, так как при использовании газа требования и нормы, предъявляемые к устройству, создают значительные трудности при сборке.

Конструктивно печи подразделяются:

• трубчатые;
• вертикальные;
• колпаковые;
• горизонтальные.

Нагрев или обжиг изделий может осуществляться в различных средах, согласно используемой технологии:

• в газовой среде;
• в вакууме;
• в воздушной среде.

Наиболее доступный и простой вариант для изготовления муфельной печи – это нагрев изделий в воздушной среде не требующий дополнительного оборудования и финансовых затрат.

Что делать, если термостат «дезинформирует»?

Если устройство работает неправильно, то возможны два варианта решения проблемы — замена терморегулятора или калибровка.

Как заменить термостат духовки?

Это самый простой узел, поэтому его можно заменить самостоятельно, особенно если навыки подобной работы у хозяина-мастера уже есть. Сначала приобретают прибор, аналогичный тому, который был установлен в духовке. Сама операция по замене состоит из нескольких этапов.

1. Первые делом снимают с панели духовки регулировочный кран, затем ослабляют винты крепления терморегулятора.
2. Перед тем как приступать к дальнейшим действиям, схему подключения проводки фиксируют на бумаге, или фотографируют.
3. Затем аккуратно отключают зонд прибора, извлекают старый термостат, заменяют его новой конструкцией, затягивают ослабленные винты.

Купленный узел подсоединяют согласно запечатленной схеме, подключают зонд, потом возвращают на место ручку регулятора. После завершения работы проводят проверку нового элемента обычным, механическим термометром. В том случае если показания совпадают или расходятся минимально, можно считать, что работа выполнена успешно. Эту процедуру проводят при замене механических или электромеханических приборов.

Простейшая регулировка устройства

Этот вариант исправления проще, к тому же отпадает надобность приобретать новый узел. Но данный способ подходит только для старых моделей. В таком случае действуют таким образом:

1. Точно так же демонтируют ручку регулятора с панели управления духовкой. За ней находят два винта, их ослабляют, но не удаляют.
2. В паз вставляют отвертку, затем производят простейшую «калибровку» — проворачивают регулировочный винт. Если необходимо понизить температуру, то его передвигают против часовой стрелки, для повышения поворачивают по часовой.

В некоторых моделях термостатов предусмотрена возможность регулировки при помощи винта, располагающегося на корпусе вала. Одна восьмая оборота отвертки увеличивает либо уменьшает температуру на 25°.

Не все хозяева при любой неисправности тут же ищут мастера, так как в некоторых случаях можно легко найти информацию, а затем самостоятельно восстановить работу приборов. Например, о том, как работает термостат духовки, что делать в случае его «забастовки», расскажет следующий видеоролик:

Источник