Thermocouple pour chaudière à gaz: dispositif et principe de fonctionnement

Un thermocouple est pratiquement le seul instrument conçu pour mesurer des températures extrêmement élevées. Le dispositif est largement utilisé dans divers équipements de chaudière, surveillant le mode thermique et protégeant le système de la surchauffe.

Selon GOST P 8.585-2001, un thermocouple est un dispositif de contrôle de la température composé de 2 conducteurs en alliages différents. Chaque alliage se distingue par sa résistance et son potentiel électrique. Le contact entre les conducteurs se produit en un ou plusieurs points et, dans certains modèles, est possible grâce à la présence d'un fil de compensation.Les métaux non précieux sont utilisés pour fabriquer des thermocouples.

Le thermocouple a l’air très simple et consiste en un boîtier moulé de la tête, équipé d’un couvercle et de plots en phosphore, permettant de compenser la dilatation linéaire des électrodes. La pointe du produit est utilisée pour une isolation fiable de la jonction de travail, et le tube de protection est constitué de sections travaillantes et non travaillantes. Tous les fils de connexion passent par une buse munie d’un joint d’amiante. Si les électrodes sont en métaux nobles, des produits à base de phosphore ou de quartz peuvent être utilisés comme tubes protecteurs.

La précision des lectures de l'instrument est d'un degré.cela est considéré comme un indicateur assez important dans le fonctionnement des équipements de chauffage au gaz et ne permet pas de considérer les dispositifs comme des instruments de grande précision. L’inexactitude de la mesure de la température s’explique par les caractéristiques de conception du thermocouple. Le fait est que la connexion des plaques-conducteurs entre eux se fait de différentes manières. Dans certains modèles, la connexion se fait par soudage par points, dans d’autres, par soudure ou sertissage.

Si la jonction de deux conducteurs est mal réalisée, l'erreur sera d'un ou plusieurs degrés. Il s’agit d’une marge d’erreur critique, dont l’augmentation peut avoir des conséquences néfastes sur le fonctionnement et la sécurité de la chaudière. Par conséquent, lors du choix d'un thermocouple, il est nécessaire de se concentrer sur les produits de fabricants bien connus et éprouvés, car pour AOGV, une erreur d'un degré est un luxe inabordable.

Les thermocouples installés dans les chaudières à gaz fonctionnent de manière synchrone avec une vanne d’admission électromagnétique qui, au premier signal du thermocouple, arrête immédiatement le débit de carburant. Le fonctionnement du thermocouple est entièrement basé sur l'effet Seebeck, lorsque deux conducteurs en matériaux différents entrent en contact par un ou plusieurs points, appelés partie active, placés dans la région de la flamme nue du brûleur. Les gaines de protection sont soudées ou brasées aux extrémités opposées de ces plaques métalliques, dont l'autre extrémité est maintenue par l'écrou de serrage dans la douille du capteur automatique.Au moment où l'allumeur et le brûleur de la chaudière s'allument, le combustible est fourni en mode manuel en appuyant sur la tige.

En conséquence, le gaz alimente l’allumeur et celui-ci commence à brûler, chauffant le thermocouple situé à côté de lui avec sa flamme. Après 15 secondes, le bouton de carburant est relâché et l'alimentation en carburant est due au fait que le thermocouple a commencé à générer une tension qui maintient la tige de la valve à carburant. La tension moyenne que le thermocouple est capable de produire, du fait de la différence de potentiel aux extrémités froides, est comprise entre 40 et 50 mV. Dans certains modèles de haute technologie, les vannes sont caractérisées par une sensibilité maximale et sont maintenues en position ouverte jusqu'à ce que la tension d'entrée tombe en dessous de 20 mV.

Comme tout appareil, les thermocouples présentent des avantages et des inconvénients. Parmi les avantages des appareils, on peut noter leur faible coût, dû à la conception plutôt simple et à la longue durée de vie. La durabilité des appareils est due à l'absence d'assemblages complexes et d'éléments de friction. Un avantage important est une large plage de températures mesurées, ainsi qu'une installation et un démontage faciles de l'appareil. Il est impossible d'ignorer la multifonctionnalité des thermocouples, qui permet à l'appareil d'être utilisé à la fois comme capteur de contrôle de flamme et comme thermomètre.

Les inconvénients incluent la limite de tension, qui est limitée à 50 mV. C'est l'une des raisons pour lesquelles les erreurs de lecture se produisent lors de la mesure de la température. L'absence de relation linéaire entre les valeurs de température et la différence de potentiel est également un inconvénient de l'appareil. De plus, la pièce ne peut pas être réparée et, si elle échoue, elle est remplacée par une nouvelle. Cependant, la terminaison du thermocouple est parfois due à un mauvais contact. Pour reprendre le fonctionnement de la chaudière, vous devez retirer le thermocouple, nettoyer les conducteurs et installer le dispositif en place.

Le marché moderne des systèmes de chauffage propose quatre types de thermocouples installés dans des chaudières à gaz.

• Modèles de type E il se distingue par des performances élevées et une large plage de températures mesurées, qui varie de -50 à +740 degrés. Les plaques conductrices sont constituées de constantes et de chromel. Le marquage du produit d'usine est représenté par la lettre TXKn.
• Modèles de type J diffère plus bas, en comparaison avec le premier type, le coût et est présenté par le marquage de SFA. Les plaques de contact sont en fer et constantes, et la plage de température de fonctionnement est comprise entre -40 et +600 degrés.

• Modèles de type K sont les plus courants et capables de travailler à des températures comprises entre -200 et +1350 degrés. Les plaques sont en aluminium et chromel, ce qui impose certaines restrictions quant à leur application. Le fait est que dans des conditions de forte teneur en dioxyde de carbone, le chromel est sujet à la formation de pourriture verte, érodant rapidement l’alliage et désactivant le dispositif. Le produit est marqué TXA et est extrêmement sensible aux moindres fluctuations de température.
• Modèles de type N sont une modification du modèle E et sont capables de fonctionner à des températures allant jusqu'à +1200 degrés. Pour la fabrication de plaques utilisées nishrosil nisil.Les modèles de ce type sont considérés comme les appareils les plus précis utilisés dans les équipements de chaudière.

En plus de ces types de thermocouples, il existe des modèles pour la fabrication desquels sont utilisés des types de métaux coûteux. Cela augmente considérablement les coûts et rend leur installation dans des chaudières à gaz non rentables. Par exemple, des plaques de dispositifs de type M extrêmement précis sont en nickel et en molybdène. Un tel dispositif est installé dans des chaudières à vide coûteuses et n'est pas utilisé dans des équipements à gaz.

Pour des instructions sur la vérification d'un thermocouple pour une chaudière à gaz, voir la vidéo suivante.