Зимой и в Новогодние праздники думается о чем-то необычном, чудесном и совершенно бесполезном )). Я сосредоточился на измерении температуры дровяной печи. Цифровой термометр, который находится поодаль в блоке управления отоплением дома, не создает праздничного настроения. Нужен собственно печной, механический или хотя бы электромеханический. Как раз под руками оказалась измерительная головка и разобранный реостат. Из них получился термометр на термопаре.
Для термопары подошли скрученные проволочки стали и константана. Стальная проволока диаметром 1,0мм взята от кондуктора гофрированного трубопровода. Константановая проволока диаметром 1,2мм смотана с низкоомного реостата (фото 1).
ТермоЭДС железа составляет +1,6мВ, а константана -3,4мВ. Значит, при разности температур двух контактов (скруток) этих металлов в 100°C напряжение на них составит 1,6+3,4=5мВ. (Не рекомендую использовать для термопар медь и нихром. Там ТермоЭдс всего лишь +0,7 для меди и -1,6Мв
0,7+1,6=2,3мВ, то есть в два раза меньше.)
На фото 2 показан прототип конструкции и хорошо видна последовательность соединений проволочек.
Окончательная конструкция на фото 3 и 4.
Семь пар скруток расположены по возможности ближе друг к другу (длина проволочных отрезков по 12 см). Отрезок пластика не только фиксирует проволочки,- он защищает "холодные" скрутки от теплового излучения печи. Термопары обеспечат напряжение 5х7=35мВ при разности температур на контактах в 100°C. Температура трубы находится в районе двухсот градусов. "Холодные" скрутки не охлаждаются, поэтому их температура градусов пятьдесят. Шкала измерительной головки рассчитана до 100 мВ. Поэтому при напряжении 35х1,5=52мВ можно ожидать отклонения стрелки прибора на половину шкалы. Удивительно, но после изготовления так и получилось. В диапазоне температур несколько сотен градусов термоЭДС меняется мало, и можно считать, что отклонение стрелки прибора будет пропорционально температуре печи - шкала температуры будет линейной. Это не совсем так, но для приближенных измерений устроит.
Крепление термопар показано на фото 5,6 и 7.
В печи не предусмотрено отверстие для датчика, поэтому “горячие” контакты сборки термопар прижаты хомутиком к выводу дымовой трубы непосредственно у корпуса печи, а холодные свободно располагаются между корпусом печи и баком водяного отопления. Температура воздуха там около 50 градусов.
На фото 8 видна измерительная головка.
Пока для нее не найдено достойное место, и она прикреплена к водяной трубе, идущей от циркуляционного насоса.
Все материалы, используемые в конструкции, должны быть термостойкими.
Я использовал стеклоленту, фторопласт от коаксиального кабеля (наверное, его можно заменить толстой лентой ФУМ), кусок термостойкой пластмассы от радиатора отопления автомашины. Провода к прибору также должны иметь фторопластовую изоляцию или хотя бы силиконовую. Лучше перестраховаться, чем отравлять едким дымом своих близких.
Интереснее, чем изготовление, было измерение внутреннего сопротивления источника напряжения термопары. Оно оказалось очень малым - около одного Ома. При этом оммическое сопротивление сборки термопары было в районе 2-х Ом. Объяснить это я, понятное дело, не могу, потому что знаю о термоЭДС только то, что ее открыл 200 лет тому назад немецкий физик Зеебек. Наверное, если термопары закоротить, то холодные контакты будут разогреваться протекающим током, установится тепловое равновесие и разность потенциалов исчезнет? Ток, ведь, не может быть бесконечным.
Измерительная головка имеет сопротивление около килоома, поэтому термопары можно еще чем-нибудь нагрузить. К сожалению, микросхемный преобразователь напряжения начинает работать только с 0,2В, а моя сборка термопар при умеренном разогреве печи выдает 0,05В. Значит, к 2022 Новому Году будет готова следующая полезная конструкция- повышающий преобразователь на основе блокинг-генератора. Ему как раз необходим низкоомный источник питания. Несколько разноцветных светодиодов будут весело мерцать на печной трубе (режим мерцания сэкономит скудную энергию термопары).
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
