Как работает датчик открытия двери: что такое геркон и принцип его работы

Обеспечить защиту коттеджа, квартиры или офиса помогают «умные» системы сигнализации. На двери устанавливают интеллектуальные датчики, которые в случае несанкционированного проникновения передают предупреждающий сигнал на пульт управления охранной сигнализацией, что позволяет предотвратить кражу имущества. Чтобы выбрать надежный элемент защиты собственности, стоит разобраться, как работает геркон – датчик открытия двери. Полную безопасность жилого или офисного помещения обеспечивает установка таких датчиков не только на вход, но и на другие конструкции – балконы, окна, запасные входы.

 

 

Что такое герконовый датчик?

Магнитоуправляемый датчик – это часть охранной системы, которая применяется для выявления открытого положения дверей и других контролируемых объектов. Основу конструкции устройства составляет герметичный контакт – сокращенно «геркон». По этому сокращению изделия и получили такое название.

Геркон – это магнитный механизм, состоящий из двух контактов-ферромагнетиков, помещенных в герметичную емкость из стекла. Контакты находятся в вакууме или инертном газе, что обеспечивает долговечность устройства. Срок службы условно считается неограниченным, поскольку вывести охранные элементы из строя может только механическое повреждение (разбитие) или воздействие электрического тока большой силы.

В зависимости от рабочих характеристик герконы бывают:

переключающие;

размыкающие;

замыкающие.

Магнитоуправляемые чувствительные датчики относятся к системе «умного дома» и служат дополнительным элементом охранной сигнализации. Все изделия имеют аналогичную конструкцию и различаются формой, размерами и деталями исполнения. Для повышения надежности коммутации рабочие контакты электронных устройств обрабатывают тонким слоем благородных металлов.

По характеристикам включения, выключения, оповещения, принципу работы герконовые датчики классифицируют на:

бистабильные;

с технологией Wi-Fi;

со звуковым оповещением;

беспроводные.

Бистабильные модели оснащены встроенным магнитом, который после отключения внешнего воздействия удерживает контакты в переключенном положении. Все остальные приборы различаются лишь способом подключения (проводной или беспроводной), способностью коммутировать звуковой сигнал.

Также герконы бывают сухие и ртутные. Сухие переключающиеся контакты характеризуются «дребезгом» – микровибрациями при замыкании и размыкании. В ртутных образцах внутрь стеклянного герметичного сосуда помещают каплю ртути, которая смазывает контакты и устраняет звук, когда ферромагнитные элементы замыкаются или размыкаются.

 

 

Как это работает?

Датчики на дверь позволяют контролировать зоны входа и выхода. Герконы включают в систему охранной сигнализации. В случае несанкционированного проникновения прибор передает моментальный сигнал на охранный пульт, который оповещает владельца о попытке взлома по e-mail, SMS или посредством включения сирены.

Рассмотрим, как работает датчик открытия двери:

Прибор устанавливают на дверь и подключают к электрическому току.

При открытии двери ослабевает внешнее электромагнитное поле или датчик полностью выходит из зоны действия магнитной катушки.

Контакты геркона размыкаются за счет восстановления свойства упругости и разъединяют электрическую цепь.

Принцип работы геркона основан на явлении притяжения ферромагнитных материалов друг к другу в результате воздействия внешнего МП (приближение или отдаление). Источником поля выступает магнит постоянного действия или электрический (в зависимости от конструкции датчика).

В обычном состоянии контакты сомкнуты – под воздействием поля они притягиваются. Как только внешнее воздействие ослабевает или прекращается из-за открытия двери, контакты размыкаются и разъединяют электрическую цепь, вызывая срабатывание сигнализации.

 

Основные технические характеристики

Магнитный охранный элемент относится к релейному типу оборудования. Технические параметры устройств различаются. При выборе прибора нужно узнать, как работает герконовый датчик, и обратить внимание на следующие характеристики:

время срабатывания;

сила магнитного поля;

мощность коммутации;

предельное напряжение;

сопротивление контактов;

температурный режим;

частотный диапазон;

количество циклов коммутации;

емкость контактов;

физические габариты.

Геркон срабатывает в течение 2 мс на частоте 1 Гц, чувствительность зависит от габаритов и свойств ферромагнетика. Температура эксплуатации варьируется в диапазоне от –60 до +120°C. Поскольку контакты датчика находятся в вакуумном пространстве или среде инертного газа, риск обгорания сведен к минимуму.

 

Особенности установки приборов

Чтобы правильно организовать охрану на контролируемом объекте с использованием датчиков, монтаж выполняют, учитывая принцип работы герконового реле и его конструктивные особенности. Основные правила монтажа:

Сенсор фиксировать вверху двери на отдалении не больше 2 мм от раствора.

Геркон располагать со стороны охраняемого помещения.

При большой толщине дверного полотна датчик фиксировать ближе к оси.

Допускается ставить геркон сбоку или снизу блокируемой конструкции, если сверху зафиксировать прибор невозможно.

Монтаж на металл выполнять с использованием прокладок из дерева, текстолита, эбонита толщиной 2,5-3 мм.

Герконовые датчики также используют для блокировки окон, лоджий, люков, офисных дверей, запасных входов в частных домовладениях, загородных постройках, коммерческих помещениях. Устройство можно применять как выключатель света в комнате.

 

 

Какую модель выбрать?

Перед покупкой прибора стоит выяснить, что такое геркон и как он работает. Затем нужно внимательно изучить технические характеристики устройства.

Стоит выбирать датчики компактных габаритов, обращать внимание на емкость батареи и длительность работы прибора в автономном режиме. Для повышения эффективности охраны можно подобрать модель с громкой сиреной и/или микрофоном. Необходимо выяснить, предусмотрена ли возможность настройки разных способов оповещения.

Самые популярные герконы:

AJAX DOORPROTECT – беспроводной датчик открытия двери с мощным магнитом, миллионным циклом срабатываний и защищенным от вскрытия корпусом. Максимальное расстояние между прибором и централью – 2000 м.

SATEL K-1 – магнитоуправляемый датчик, поддерживается центральными блоками охранных сигнализаций, которые работают с NC-шлейфами. Монтируется накладным способом, подходит для неметаллических конструкций.

TECSAR ALERT SENS-D – датчик детектирования открытия двери, совместимый с охранной сигнализацией WARD. Оптимальный порог считывания, большой радиус сигнала. Оснащен светодиодной индикацией срабатывания, тамперной защитой от вскрытия.

В зависимости от конструктивных особенностей стоимость герконов сильно варьируется. Чем выше цена устройства, тем шире его функциональные возможности, параметры настройки оповещения, совместимость с охранными системами и мобильными приложениями. Хороший датчик отличается высоким качеством сборки, стабильной и непрерывной работой, минимальным уровнем ложных срабатываний.

Герконовый датчик

Герконовые датчики получили широкое применение в системах охранных сигнализаций. Это недорогой, простой в установке и эффективный в эксплуатации охранный извещатель, реагирующий на открытие металлических дверей, ворот, люков и других движущихся конструкций.

 

Применение дверных герконов

Геркон для металлической двери

Дверные (накладные) извещатели магнитоконтактного типа реагируют на размыкание/замыкание подвижных элементов, защищающих непосредственный доступ в здание склада, гаража, дачи. Благодаря внутреннему расположению, незаметному для глаз размеру и безотказному принципу работы, магнитоконтактные герконы обеспечивают надёжную защиту удалённых объектов. С их помощью можно, легко и без значительных вложений, организовать систему охраны не только в частных домах и загородных пристройках, но и в коммерческих структурах – небольших магазинах, палатках, торговых точках. Врезные и накладные магнитные охранные извещатели устанавливаются не только на стальные двери и ворота коттеджей, но и на витринные рулонные жалюзи (шторы) бутиков, сейфы www.goodsafe.ru в офисах и квартирах.

 

Как работает магнитоконтактный извещатель – геркон?

Устройство и принцип работы накладных и врезных охранных контактных извещателей для металлических дверей ворот, основано на наличии постоянного электросигнала в цепи охранной сигнализации, проходящего через 2 реле прибора. Стандарт порога срабатывания варьируется от расстояния 30-50мм между рабочими элементами магнитодетекторов. Т.е. при открытии двери или окна на зазор, превышающий эти значения, контрольная панель сигнализации получает уведомление о разрыве контактов между магнитными реле.

Точечные извещатели выполняются в миниатюрных размерах и конструктивно состоят из 2-х блоков магнитных реле, запаянных в пластиковый корпус. В случае если в помещении планируется установка пожарно-охранной системы сигнализации, корпус исполняется во взрывозащищенном варианте, с классом защиты IP 54 и выше. Датчики открытия для металлических дверей покрываются двойной изоляцией, что предотвращает ложные срабатывания, в пластиковом корпусе прессуются соединительные провода и готовятся крепежные отверстия. Существуют переключающиеся и нормально разомкнутые типы герконов.

Как работает датчик открытия дверей геркон, в чем его плюсы и минусы

Различные датчики — важная часть системы сигнализации для охраны частного дома. При попытке проникновения внутрь они подают сигнал тревоги на центральную консоль, которая в свою очередь тоже подает тревожный сигнал. Его принимает охрана квартир в Одессе и посылает группу быстрого реагирования для разрешения проблемы. В этой статье поговорим о том, как работают датчики открытия дверей.

Принцип работы датчика открытия двери

На двери, как правило, устанавливаются герконовые датчики (магнитные). Основная часть называется герконом, также в корпусе присутствует магнит. Работает устройство так:

• Датчик устанавливают на дверь и подключают к электрической сети, но возможно и беспроводное подключение с постоянным магнитом.
• В закрытом состоянии геркон находится под действием магнита (вернее, магнитного поля), поэтому не подает сигнал тревоги.
• Как только дверь открывается, магнитное поле уже не действует на геркон, его контакты размыкаются и разъединяют электрическую цепь (если устройство проводное).
• Срабатывает сигнализация для дома, квартиры в Одессе, сигнал тревоги подается на центральную консоль.
• Приезжает группа быстрого реагирования и проверяет, была ли тревога ложной или надо взять преступника с поличным. Также они вызывают хозяина жилья или контактное лицо.

Преимущества и недостатки герконов

Герконы сегодня используются повсеместно в различных типах сигнализации. Это надежная охрана домов в Одессе, у которой много плюсов:

• Конструкция абсолютно герметичная, не боится высокой влажности, воды.
• Герконы очень компактные, не портят внешний вид квартиры и дверной конструкции.
• Скорость работы герконовых датчиков на высоте, они срабатывают моментально, а реле считается очень надежным.

Недостатком может быть то, что при воздействии на геркон током большой величины цепь может разомкнуться. Также его можно вывести из строя обычным механическим воздействием. Однако перед тем как это случится, герконовый датчик все равно успеет подать сигнал тревоги на пульт охраны.

Думаем, теперь принципы работы герконовых датчиков для дверей стали вам немного понятнее. Это надежные устройства, которым можно доверить безопасность своей недвижимости. Главное — дополнять это оборудование другими типами датчиков (для окон, реагирующими на тепло, движение и т. д.), чтобы обеспечить полноценную охрану своему дому.

Поплавковые датчики уровня (сигнализаторы уровня) ПДУ-Т

 

Предназначены для простых задач контроля предельного уровня жидкостей. Эффективны в случаях когда измерение уровня другими датчиками (кондуктометрическими, ультразвуковыми, датчиками давления, ротационными и вибрационными датчиками) невозможно технически или неоправданно дорого в силу их высокой стоимости. Поплавковые датчики уровня (сигнализаторы уровня) ПДУ-Т могут работать как совместно с приборами ОВЕН САУ-М6, САУ-М7.Е, САУ-МП, САУ-У, так и самостоятельно, управляя исполнительными механизмами, через промежуточное реле или контактор. Наличие в серии ПДУ-Т нескольких вариантов конструктивного исполнения и материалов позволит выбрать датчик уровня, который наиболее оптимально подойдет под Вашу задачу по способу монтажа, материалу погружной части, коммутационной функции выхода и т. д.

---

 

Способы установки поплавковых датчиков уровня (сигнализаторов уровня) ПДУ-Т:

 

Принцип действия и способы установки поплавковых датчиков уровня (сигнализаторов уровня) ПДУ-Т:

ПДУ-Т1хх, ПДУ-Т3хх, ПДУ-Т5хх:

В поплавок датчиков вмонтирован постоянный магнит, а в штоке датчика, по которому перемещается поплавок, встроен геркон.

Когда поплавок погружается в жидкость он начинает перемещаться по штоку, вызывая срабатывание геркона и датчик таким образом сигнализирует от достижении жидкостью предельного уровня. В зависимости от конструктива датчики ПДУ-Т устанавливаются в емкость горизонтально или вертикально (см. рис. 1).

Рис.1. Пример монтажа поплавковых датчиков уровня (сигнализаторов уровня) ПДУ-Т1хх, ПДУ-Т3хх, ПДУ-Т5хх

 

---

ПДУ-Т601-х:

В состав поплавковых датчиков ПДУ-Т601-х входят: поплавок с контактной группой (NO+NC) и шариком внутри, кабель определенной длины, зависящей от модификации датчика и груз, который одевается на кабель. Кабель через герметичный ввод соединен с поплавком. Груз расположенный на кабеле предназначен для установки точки переключения состояния контактов (установки верхнего уровня).

Датчик подвешивается за провод так, чтобы поплавок находился на высоте желаемого нижнего уровня жидкости в емкости. В таком положении шарик, расположенный в корпусе датчика нажимает на контакты, замыкая один контакт и размыкая другой относительно общего провода. Груз, расположенный на кабеле датчика, опускается на высоту желаемого верхнего уровня. При заполнении емкости жидкость поднимает поплавок вверх и при пересечении поплавком уровня, на котором расположен груз, шарик перекатывается и переключает контакты в противоположное состояние (см. рис.2).

 

Рис.2. Пример монтажа поплавковых датчиков уровня (сигнализаторов уровня) ПДУ-Т601-х

 

---

 

Таблица выбора поплавковых датчиков уровня (сигнализаторов уровня) ПДУ-Т:

Модификация	Фото	Коммут-ная функция	Коммут-ое напр-е		Коммут-ый ток		Выходной элемент	Материал	Температура среды
			DC	AC	DC	AC
ПДУ-Т101			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Нерж. сталь	-20…+125 °C
ПДУ-Т102			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Нерж. сталь	-20…+125 °C
ПДУ-Т104			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Нерж. сталь + Полипропилен	-10…+80 °C
ПДУ-Т106			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Полипропилен	-10…+80 °C
ПДУ-Т121-065-115			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Нерж. сталь	-20…+125 °C
ПДУ-Т301			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Нерж. сталь	-20…+125 °C
ПДУ-Т302			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Нерж. сталь	-20…+125 °C
ПДУ-Т321-060-110			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Нерж. сталь	-20…+125 °C
ПДУ-Т501			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Полипропилен	-10…+80 °C
ПДУ-Т502			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Полипропилен	-10…+80 °C
ПДУ-Т505			220 V	240 V	0,7 А	0,5 А	Геркон	Нерж. сталь	-20…+125 °C
ПДУ-Т601-2			220 V	220 V	10 А	10 А	Реле	Полипропилен	-10…+80 °C
ПДУ-Т601-5			220 V	220 V	10 А	10 А	Реле	Полипропилен	-10…+80 °C

 

---

 

Схемы подключения поплавковых датчиков уровня (сигнализаторов уровня) ПДУ-Т:

ВАЖНО! Состояние контактов на схемах изображено для датчиков, не погруженных в жидкость, соответственно при погружении в жидкость они изменят свое состояние на противоположное.

 

---

 

Габаритные размеры поплавковых датчиков уровня (сигнализаторов уровня) ПДУ-Т:

 

Герконы – технические характеристики, принцип работы

Герконы это один из элементов коммутации в электрических цепях, которые успешно применяются при определенных условиях. В некоторых случаях реле на герконах являются более эффективной альтернативой электромагнитным реле.

Область применения герконов

Контактные группы на герконах активно используют в электрических схемах охранной сигнализации. Группа контактов на герконах в одном корпусе может одновременно делать переключения в нескольких электрических цепях не связанных друг с другом. В сигнализации это применяют для включения звуковой, световой индикации сработки, для передачи сигналов на дежурный пульт управления.

Пример установки герконов в РЩ мобильной перекачивающей станции горючего

На предприятиях с взрывоопасными примесями эффективно используют герконы для коммутации электрооборудования различного назначения, так как при замыкании и размыкании контактов нет искр выходящих за пределы герметичной стеклянной колбы корпуса. Для запуска мощных электродвигателей применяют герконы способные подключать цепи с нагрузкой до 45 кВт.

Кроме низковольтного оборудования, есть модели герконов которые используются для замыкания цепей с напряжением от 1000 В до 100 кВ, в релейной защите высоковольтных воздушных линиях для передачи электроэнергии. На таких элементах устанавливают дугогасящие конструкции и дэмпферные приспособления для гашения вибрационных колебаний контактов. Герконовые изделия для коммутации предоставляют возможность развития новых направлений в приборостроении, автоматических устройств управления и защиты в релейных системах.

Читайте также статью ⇒ Принцип работы пакетного выключателя

Принцип работы герконов

Работа основана на использовании магнитных сил поля возникающих между ферромагнитными элементами в герконе. Эти силы могут деформировать и перемещать, феритовые пластины контактов, при этом они замыкаются или размыкаются. Магнитное поле для намагничивания ферромагнитных контактов в зоне размещения прибора создается двумя способами:

• Катушкой наматываемой на корпус, на которую подается постоянный ток;

 

Катушка, намотанная на стеклянную колбу геркона

Совет №1 величину магнитного потока можно регулировать самостоятельно, наматывая провод на корпус катушки до момента срабатывания контактов

• Внешним постоянным магнитом.

В левой части картинки постоянный магнит удаляется, и контакты геркона занимают исходное положение.В правой части магнит подносится к геркону, магнитное поле переключает контакты.

 Простейшая конструкция геркона

Виды герконовых реле

Большой спрос на использование герконов в самых различных отраслях с учетом условий производства порождает большое количество моделей изделия. Все герконовые реле можно разделить по виду контактов:

• С разомкнутыми контактами в исходном состоянии;
• С замкнутыми контактами в исходном состоянии;
• С комбинированными группами контактов, когда в одном корпусе находятся нормально замкнутые и разомкнутые герконы.

По виду конструкции герконовые реле разделяют на два вида:

• Сухие – с наполнением колбы инертным газом или с вакуумом внутри, это делается для увеличения устойчивости контактов к большим токовым нагрузкам;
• Мокрые – герконы в точках соприкосновения контактов имеют жидкий металл, ртуть при вибрации играет роль амортизатора, предотвращая размыкание.

Основные технические характеристики герконов

По причине большого разнообразия конструкций герконовых реле, с различными функциональными назначениями есть характеристики, которые актуальны только для конкретного вида. Рассмотрим основные, которые присущи для всех разновидностей герконовых реле:

• Уровень вибрации — при превышении заданного уровня стеклянные колбы герконов могут треснуть, контакты замкнуться или разомкнуться. Измеряется та величина количеством колебаний в секунду;
• Максимальное для контактов напряжение в коммутируемой электросети измеряется в вольтах и кВ, зависит от сечения и материала контактов, записывается как Uмах;
• Допустимая мощность, при которой контакты не теряют своих ферромагнитных свойств и способности выполнять свои функции. Мощность геркона определяют материал и сечениеконтактов, чем больше сечение тем больше допускается электрическая мощность сети, обозначается в технической документации как Рmax измеряется в Вт; кВт;
• Число коммутационных циклов – количество размыканий и замыканий до износа контактов, при котором они уже не могут выполнять своего функционального назначения. В некоторых технических источника это называется ресурс работы, обозначается как N мах, где N – количество срабатываний обычно исчисляется от 4-5 милиардов;
• Время отпускания – промежуток времени от момента обесточивания катушки до перехода контактов в исходное состояние 0,2 — 1мкс;
• Время реакции – время от момента подачи тока на катушку до замыкания или размыкания контактов 0,5 – 2 мкс;
• Емкость контактов – Ск, может быть только в разомкнутом состоянии контактов, зависит от промежутка между ними и геометрических размеров контактных пластин.

Последние два параметра в технической документации могут формулировать как скорость замыкания и размыкания контактов в миллисекундах, записываются как Тср и Тотп. Эти величины показывают быстродействие геркона, малогабаритные модели имеют более высокое быстродействие. Частота коммутационных циклов может достигать 1000 Гц.

• Напряжение пробоя – величина напряжения (десятки кВольт), при которой между ферритовыми контактами в разомкнутом состоянии пробивает электрическая дуга или искра. Это напряжение характеризует электрическую прочность геркона, которая во многом зависит от материалов, из которых сделаны контакты, покрытия и зазора между ними;
• Напряженность поля – величина, при которой происходит переключение контактов, иногда этот параметр называют магнитодвтжущая сила Vср – срабатывания. Под срабатыванием понимается замыкание контактов и Vотп. Отпускания, подразумевают размыкание контактов.
• Сопротивление контактного перехода – имеет два значения, измеряется в замкнутом состоянии Rк (контакта) очень малые величины. В разомкнутом состоянии Rиз(изоляции) – сопротивление изоляции в пределах десятков МОм.

Таблица : ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕРКОНОВ НА ЗАМЫКАНИЕ КОНТАКТОВ

Модель геркона	KЭM-1	KЭM-6	MK36701	MKA-27101
Вид модификации геркона	стандарт	стандарт	промежуточные	промежуточные
сила  магнитного поля, А	54…110,1	37…50	51…80	31…60
Интервал времени срабатывания, мс	3	2	2	1,5
Допустимая мощность коммутации, Вт	31	11	20	11
Допустимое напряжение коммутации, В	221	151	101	111
Величина тока коммутации, А	1,1	0,26	0,36	0,36
Напряжение пробоя, В	501	501	—	501
Сопротивление контактов замкнутого геркона, Ом	0,09	0,11	0,071	0,121
частота замыканий, Гц	101	21	50	100
Рабочая температура, °С	-61…+123	-61…+125	-61…+100	-61…+100
Допустимый диапазон частот вибрации, Гц	1…601	1…50	1…600	1…601
Длина и Ø баллона , мм	50/80	36/63,5	36/63,5	27/45,6

Параметры переключающих и измерительных герконов

Марки герконов	МКС-27102	КЭМ-3	МКС-15101	МКА-52181	МКА-27801
сила  магнитного потока, А	51…74	31…100	31…45	81	31…100
Временной интервал переключения, мс	1,51	1,51	1,51	2. 1	2.1
Допустимая мощность коммутации, Вт	31	31	0,36.1	1,49	1
Допустимое напряжение коммутации, В	151	125	35	35	301
Допустимый ток коммутации, А	1.1	1.1	0,011	0,11	0,011
Сопротивление замкнутых контактов, Ом	0,151	0,31	0,151	0,081	0,11
частота замыканий и размыканий, Гц	51	101	100,1	100,1	50.1
Интервалы рабочей температуры, °С	-61… + 125	-61… + 125	-61… + 125	-61… + 85	-61… + 85
Диапазон сачтоы вибрации, Гц	1…2000.1	1…2000.1	1…2000,1	1…601	5…601
Длина и Ø баллона, мм	27/67	18/54	15/50	53/79,5	28/52,3

герконы с большой мощностью

Марка геркона	MKA-52141	MKA-52142	MKA-52202
Модификация  геркона	высоковольтный	высоковольтный	мощный
Сила магнитного потока переключения, А	100…200,1	300. 1	180…300.1
Временной интервал переключения, мс	3,1	3,1	8,1
Допустимая мощность коммутации, Вт	51	51	251
Допустимое напряжение коммутации, В	5000.1	10000.1	380.1
Допустимый ток коммутации, А	3,1	3,1	4,1
Напряжение пробоя, В	10000.1	15000.1	800.1
Сопротивление между замкнутыми контактами, Ом	0,1	0,1	0,3
Диапазон рабочих температур, °С	-40…+85	-60…+100	-45…+60
Допустимые частоты вибрационные нагрузки, Гц	1…600	1…60	1…10
Длина  колбы и Ø мм	53/5,4/80	52/5,5/90	52/7,0/0

Особенности управления контактами геркона

Можно выделить два способа управления, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности:

Управления по средствам магнитного поля от постоянного магнита.

Геркон устанавливается неподвижно, магнит перемещается в пространстве относительно геркона, при приближении на расстояние когда сила магнитного поля достаточная для переключения контактов происходит срабатывание. Аналогично при удалении магнита от геркона, поле ослабеет, и контакты геркона возвращаются в исходное состояние.

Линии силового поля воздействующие на герконовые контакты

Классическим примером такого варианта является применение геркона в системах охранной сигнализации, когда геркон устанавливается на дверную коробку, а магнит на двери, можно наоборот.

Пример монтажа герконовых датчиков на двери
А – контакты находятся в разомкнутом состоянии;
Б – контакты замыкаются сигнализация срабатывает:

Совет №2 Рекомендуется в этом случае использовать датчики цилиндрической формы в пластиковом корпусе. Они незаметно устанавливаются в просверленные отверстия в коробке и двери. Для маскировки сверху можно наклееить эластичные заглушки соответствующего цвета.

Скрытые герконовые датчики в профиле металлических дверей

В зависимости от условий эксплуатации и функционального назначения, конструктивные решения могут быть разные:

• Магнит может вращаться вокруг оси, меняя полярности тем самым переключать контакты геркона.
• Между герконом и магнитом может перемещаться экранирующая магнитная шторка, для шунтирования поля;
• Подвижным может быть любой элемент, несколько, элементов или все, шторка, магнит и геркон, все определяют условия конкретного объекта.

Управление герконом по средствам катушки, через которую пропускается постоянный ток

Такой способ получил широкое применение в конструкциях герконовых реле с небольшим количеством групп контактов. В полый сердечник корпуса, на который намотана обмотка, помещают один или несколько герконов.

Элементы конструкции герконового реле РЭС -24

Примером такого использования являются токовые датчики защиты в электросетях питающих оборудование. Катушки наматываются достаточно толстым проводом, чтобы выдерживать токовые нагрузки, используемые на производственном процессе. При превышении тока магнитное поле отключает контакты геркона, оборудование обесточивается. Настройка осуществляется перемещением по резьбовому соединению геркона внутри катушки вдоль оси.

Достоинства герконовых переключателей

• В отличие от обычных реле с электромагнитными катушками и сердечником в герконовых нет механических элементов, привода рычага для перемещения контактов и стального сердечника в катушке. За счет этого конструкция получается меньших габаритов.
• Многие показатели герконовых реле в сотни раз выше, чем обычных реле, сопротивление изоляции, пробивное напряжение, соответственно электрическая прочность.
• Очевидно, что обычные реле не могут сравниться с герконами по быстродействию. Частота коммутации контактов на герконах 1000Гц;
• Ресурс работы герконов исчисляется в миллиардах циклах переключений;

Недостатки

Не смотря, на все совершенства, имеются и недостатки:

• Не большая мощность;
• Не большое количество контактов в одной колбе;
• В сухих вариантах может быть механическое дребезжание контактами;
• Хрупкий корпус стеклянного баллона;
• В неэкранированном корпусе может быть влияние сторонних магнитных полей.

Читайте также статью ⇒ Подключение теплового реле. 

Характерные ошибки при монтаже герконов

• Установка герконов на подвижные элементы оборудования, без учета вибрационной защиты, в результате чего разрушается стеклянная колба.
• Установка герконов без учета предельно допустимых значений напряжения и мощности, в результате чего контакты могут залипать, пригорать, и в итоге выходить из строя.
• При линейном передвижении геркона в пространстве относительно магнита, или наоборот интервал расстояния должен соответствовать силы магнитного поля для переключения контактов. При большом расстоянии силы магнитного поля может быть недостаточно для срабатывания.
• Прежде чем подключить установленной сети проверьте его срабатывание мультиметром в режиме прозвонки. Особенно когда конструкция закрывается лицевой панелью или другими элементами, в противном случае для исправления придется разбирать установленные элементы.
• При монтаже датчиков защиты по току на герконах, не забывайте вращением сердечника настроить их на предельный ток срабатывания. В противном случае они будут срабатывать при меньшем токе, ограничивая производственный процесс, или вообще не сработают и аппаратура сгорит.

Часто задаваемые вопросы

1. Для гашения вибрации ставят герконы с наличием ртути, это не опасно для здоровья?

Ртуть находится в герметичной стеклянной колбе и в прочной оболочке корпуса, поэтому не опасно. Запрещается разбирать, при выходе из строя утилизировать надо в установленном порядке в специализированные организации.

2. Ультразвуки могут повлиять на характеристики герконов?

Да, действительно, ультразвук существенно может изменить характеристики геркона, может измениться структура магнитного поля, в результате чего его силы для переключения контактов будет недостаточно. Поэтому следует избегать при выборе места геркона влияние ультразвуков.

Читайте также статью ⇒ Реле напряжения.

Оцените качество статьи:

Герконовый датчик — что это такое, виды и как он работает

Мы живем в мире, где передовые технологии активно используются на практике, внедряясь практически во все сферы жизни. Несколько десятков лет назад автоматизированные системы казались плодом фантазий писателей.

И только инженеры и ученые знали, что это возможно сделать. Теперь об этом знают даже обычные люди, потому что многие из этих систем используются не только в производстве, на каких-то крупных промышленных объектах и т. д., но и в обычных домах.

Одним из немаловажных элементов многих таких систем, о существовании которого большинство не догадывается, являются герконовые датчики, широкий ассортимент которых в Москве представлен на сайте компании moskva.skbind.ru.

Что это такое

Это специальное устройство, которое позволяет замыкать и размыкать электрические контакты за счет влияния магнитного поля. Датчики представляют собой компактные, закрытые, герметичные устройства, делано это для того, чтобы минимизировать воздействие на них любых внешних факторов.

Под корпусом спрятаны 2 пластины в стеклянной капсулы с двумя выходными контактами. Именно они и выполняют функцию замыкания и размыкания цепи.

Внутри может дополнительно находиться инертный газ, обычный воздух, иссушенный воздух. Либо весь воздух оттуда выкачивают, чтобы создать вакуум. Все зависит от того, какой это вид геркона и какие цели преследуются производителями, какими характеристиками они хотят наделить продукцию.

Виды герконовых датчиков

Их несколько. Различают датчики герконовые:

• Замкнутые – замыкание цепи происходит в результате воздействия магнитного поля на контакты.
• Переключаемые – в результате воздействия магнитного поля и при его наличии замыкается один контакт, второй – замыкается, если магнитного поля нет.
• Разомкнутые – датчик срабатывает при появлении магнитного поля.

Сфера применения

Используются такие датчики в следующих сферах и оборудовании:

• бытовые счетчики
• охранные автоматизированные системы
• телекоммуникации
• оборудование, эксплуатируемое в условиях повышенной влажности
• оборудование, работающее под водой
• медицинские приборы и оборудование
• промышленное оборудование на взрывоопасном производстве
• промышленное оборудование
• клавишные электрические музыкальные инструменты и многое другое.

Смотрите также:

Какие есть виды IT оборудования и сфера его применения http://euroelectrica.ru/kakie-est-vidyi-it-oborudovaniya-i-sfera-ego-primeneniya/.

Интересное по теме: Не заряжается Macbook Pro – почему и что делать

Советы в статье “Компьютер включается и сразу выключается – причины неисправности и как починить” здесь.

Это недорогой и достаточно эффективный вид защиты систем, существенно продлевающий жизнь оборудования, предотвращая также возникновение неполадок, связанных с электропитанием.

что это такое и как работает? Конструктивные и технические признаки

Краткая история создания герконов

Коммутационные устройства или просто контакты очень широко применяются в различной электрической и радиотехнической аппаратуре. С целью улучшения эксплуатационных свойств, прежде всего срока службы и надежности соединения и были разработаны магнитоуправляемые герметизированные контакты получившие название герконы .

У вас есть вопросы по герконовым переключателям, герконным датчикам или магнитам? Мы перечислили часто задаваемые вопросы, касающиеся теории и использования герконовых переключателей, герконовых датчиков и магнитов. Каковы различные типы герконовых переключателей?

Доступны ли ручные переключатели с одной капсулой? Все конфигурации подразделяются на две основные категории: те, которые используют магнитное смещение, чтобы удерживать против одного полюса, и те, у которых якорь механически предварительно нагружен на один полюс.

Первый из них, в то время как последний имеет более высокое контактное сопротивление при закрытом контакте. Каков эффект температуры на герконовом переключателе? По мере того, как температура повышается, Рид-лезвия теряют часть своей способности переносить, а Рид-переключатели становятся менее чувствительными. Как работает контакт с нормально замкнутым тростником?

Первые образцы таких контактов появились еще в 30 – е годы прошлого столетия, а первый магнитоуправляемый контакт был изобретен еще в 1922 году в Петербурге профессором В. Коваленковым, за что ему было выдано авторское свидетельство СССР №466. Конструкция такого контакта показано на рисунке 1.

Устроен такой контакт следующим образом. К сердечнику 3 из магнитомягкого материала через изолирующие прокладки 5 прикреплены контакты 1 и 2, выполненные также из магнитомягкого материала. При пропускании тока через катушку 4 в сердечнике 3 возникает магнитное поле и намагничивает контакты 1 и 2, которые замыкаются. Размыкание контактов происходит при прекращении тока через катушку.

Принцип работы геркона

Как работает контактный контакт с защелкой? Тип тростникового контакта – фиксирующий тип контакта. При возбуждении магнита он остается в последнем возбужденном состоянии без необходимости поддерживать магнитное поле. Состояние изменяется с помощью противоположных полюсов магнита или катушки.

Как работает датчик теплового геркона? Специальное соединение, которое теряет его, зажато между двумя постоянными магнитами. При температурах ниже точки Кюри линии магнитного потока между двумя внешними магнитами соединены и увеличены в целом. Это удерживает контакт геркона закрытым. Нормально открытый тип производится путем установки магнита в сборе, слегка от перекрытия контакта геркона. Как следует хранить герконовые переключатели?

Рисунок 1. Магнитоуправляемый контакт профессора В. Коваленкова

По сути это был самый первый магнитоуправляемый контакт, только без герметизирующей оболочки. В герметизирующую оболочку подобный контакт был впервые помещен американским инженером W.B. Ellwood лишь в 1936 году. В семидесятых годах прошлого столетия герконы достигли своего максимального развития, и нашли широкое применение в различных устройствах электронной техники.

Как и все контактные группы, герметические контакты разделяются на виды по функциям

При хранении и связанных с ним продуктах следует проявлять осторожность, чтобы гарантировать, что область хранения термически стабильна без слишком больших колебаний температуры. Еще один момент, чтобы отметить это, чтобы избежать хранения этих продуктов вблизи сильных магнитных полей, которые могли бы увеличить магнитное и вызвать прилипание.

Однако, поскольку контактный зазор не изменяется, напряжение пробоя не изменяется. Сильный шок будет постоянно изменять контактный зазор и все остальные параметры. Какую катушку можно использовать с герконовыми переключателями? В общем, мало пользы от использования катушки, размеры которой значительно больше, чем у соответствующей испытательной катушки для тростникового контакта. Если объект должен работать с герконом с минимальной диссипацией катушки, внутренний диаметр обмотки должен быть как можно меньше, а длина обмотки должна составлять примерно две трети общей длины переключателя.

В настоящее время герконы используются менее интенсивно, поскольку их «вытеснили» . Но в некоторых случаях герконы остались вне конкуренции, что обусловлено простотой применения, гальванической развязкой от источника питания, свойствами «сухого контакта», поэтому герконы до сих пор применяются в различных схемах и устройствах.

Чувствительность может быть дополнительно увеличена, и, следовательно, диссипация катушки дополнительно снижается, обертывая ферромагнитную фольгу с низкой коэрцитивной силой вокруг наружного диаметра катушки. Фольга также представляет собой экран, который уменьшает взаимодействие между герконовым реле и его средой.

Достоинствами реле на герконах можно назвать

Как сократить время срабатывания тростника? При использовании герконовых переключателей с катушкой и при прерывании тока исполнительной катушки время срабатывания всегда составляет менее 5 мс. Если прерывание катушки подавляется с помощью сети резисторных конденсаторов, время отпуска будет сокращено. Но если ток катушки поддерживается диодом подавления параллельно с катушкой, время отпуска геркона будет увеличено в два-три раза.

В тех случаях, когда требуется высокая надежность и долговечность коммутирующего элемента герконы просто незаменимы. Как составная часть герконы входят в конструкции различных датчиков, электромагнитных реле, особенно слаботочных, а также позиционных переключателей и некоторых других устройств.

Разновидности герконов

Как сократить время отскока? Время отказов может быть уменьшено за счет использования более сильных магнитов или путем предоставления более высокого Привода к катушке. Выводы ручного переключателя не должны быть обрезаны слишком короткими, поскольку тростниковые переключатели с более короткими выводами имеют тенденцию отскакивать больше.

Примеры практического применения в быту

Каковы шаги, которые следует выполнить при тестировании геркона в катушке? Могут ли герконовые переключатели подвергаться ультразвуковой очистке или сварке? Следует избегать ультразвуковой очистки или сварки, поскольку тростниковые переключатели повреждаются ультразвуковыми частотами. Чрезмерный шок из-за частот в диапазоне от резонансной частоты и выше может изменить точный зазор между контактами, а также повредить стекло на металлические уплотнения. Если ультразвуковая сварка является единственной опцией, необходимо выполнить расширенные визуальные осмотры и электрические параметры, чтобы гарантировать, что герконовые переключатели не были каким-либо образом повреждены.

Так же, как и обычные контакты, герконы могут быть замыкающие (1 нормально – разомкнутый контакт), переключающие (1 переключающий контакт) и работающие на размыкание (1 нормально – замкнутый контакт). Это деление по функциональным признакам.

По признакам конструктивно – технологическим герконы делятся на две большие группы: с сухими контактами и с контактами ртутными. Первая разновидность так и называется сухими герконами, а вторая ртутными герконами. Собственно, в работе сухих герконов, по сравнению с обычными контактами, ничего особенного нет.

Ферромагнитные лопасти, помещенные внутри магнитного поля, будут перемещаться вместе до тех пор, пока контакты на «свободном» конце в середине области капилляра не закрываются, завершая ранее сломанную цепь и позволяя переключать функцию. Как только магнитное поле удаляется, жесткие лопасти снова отделяются, так что цепь снова разрушается.

Существует два основных типа Рид-переключателя: один, который содержит две ферромагнитные лопасти, которые в отсутствие магнитного поля обычно открыты, как только что описано, а другое, которое содержит три. У последнего есть три весла: один тростник входит в капилляр на одном конце, а два входят из другого, создавая две контактные поверхности посередине. В отсутствие магнитного поля один тростник касается «нормально закрытого», но переключает положение на «нормально открытый» контакт, когда поле присутствует.

В ртутных герконах внутри герметичного стеклянного корпуса кроме контактов находится еще капелька ртути. Назначение этой ртутной капельки – смачивание контактов во время срабатывания для улучшения качества контакта за счет уменьшения переходного сопротивления, а кроме того для избавления от дребезга контактов.

Дребезгом называется вибрация контактов при замыкании и размыкании, что при однократном срабатывании приводит к многократной коммутации передаваемого сигнала, а кроме того к значительному увеличению времени срабатывания.

Обратное происходит, когда поле удаляется. Микроскопический слой из благородного металла «распыляется» над тростниковыми контактами, чтобы гарантировать оптимальный электрический контакт, причем серебро с низким удельным сопротивлением является предпочтительным металлом. Однако некоторые герконовые переключатели используют ртуть. Поскольку контакты «смачиваются» ртуть, эти переключатели должны удерживаться в определенных ориентациях при монтаже, чтобы предотвратить испарение жидкого металла и перекрытие контактов, когда они не используются.

Представьте себе, что такой дребезг будет присутствовать во время переключения входного сигнала! В случае, когда такой дребезжащий контакт работает совместно с цифровыми микросхемами, приходится принимать меры по подавлению дребезга в виде RC – цепочек или .

Различные контакты, в том числе и герконовые, применяются и в , но в них дребезг контактов подавляется программным способом. Это также снижает быстродействие системы в целом.

Поскольку международный спрос на герконовые коммутаторы настолько обширен, они должны быть серийно произведены, но для их надежной и надежной работы требуются сложные микротехнологии. Необходима сверхчистая среда, свободная от даже микроскопических частиц загрязнения, в противном случае загрязняющие вещества попадают в герметичный стеклянный капилляр и нарушают работу переключателя.

Провода ферромагнитных тростников изготавливаются из сплава никеля и железа, из которых 52% никеля. Контакты «напылены» микроскопически тонким слоем иридия, родия или рутения, которое наносится поверх нижнего слоя из вольфрама, меди или золота. Стеклянный капилляр, температурный коэффициент расширения которого идентичен температурному коэффициенту никель-железного сплава, герметизируется вокруг тростника на каждом конце, нагревая их с помощью лазерного сфокусированного инфракрасного излучения до тех пор, пока апертура не закроется.

Конструкция герконов

Конструкция различных типов герконов представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 . Конструкция герконов

Все герконы представляют собой герметичный стеклянный баллон , внутри которого находится контактная группа . Контакты представляют собой магнитные сердечники, вваренные в торцы баллона. Наружные концы сердечников предназначены для подключения к внешней электрической цепи.

Во время уплотнения стеклянная полость заполняется инертным газом, таким как азот. Меньшие переключатели обычно значительно более чувствительны к магнитным полям, чем более крупные переключатели. Их также можно найти, активируя режим спящего режима на портативных компьютерах всякий раз, когда крышка закрыта и широко развернута на компьютерных клавиатурах – каждая панель имеет встроенный магнит, который активирует переключатель, как только нажата клавиша. Тем не менее, последние в основном уступили место менее дорогостоящим альтернативам сегодня.

Наибольшее распространение получил геркон с контактной группой, работающей на замыкание или, как показано на рисунке «разомкнутый». Каждый контакт – сердечник выполнен из ферромагнитной упругой проволоки, которая расплющена до прямоугольной формы. Для изготовления сердечников применяется пермаллоевая проволока диаметром 0,5 – 1,3 мм в зависимости от мощности геркона и, соответственно, его габаритов.

В автомобилях и велосипедах магниты, установленные на колесах, активируют герконы каждый раз, когда они проходят датчик переключателя, что позволяет им функционировать как точные датчики скорости. Кроме того, оборудование, используемое в водных средах высокого давления, таких как водолазные камеры и фонари, обычно оснащено герконовыми переключателями, чтобы поддерживать водонепроницаемое уплотнение.

Как геркон отличается от других переключателей

В отличие от других электрических переключателей, герконовый переключатель специально разработан для чувствительного реагирования на наличие и отсутствие магнитного поля, что привело к его использованию в бесчисленных приложениях. Герконовый переключатель представляет собой электромагнитный выключатель, используемый для управления потоком электричества в цепи. Они изготовлены из двух или более черных тростников, заключенных в оболочку в виде маленькой стеклянной трубки, подобной огибающей, которые намагничиваются и движутся вместе или раздельно, когда магнитное поле перемещается к переключателю.

Непосредственно контактирующие поверхности покрыты благородным металлом, золотом, палладием, родием, серебром и сплавами на их основе. Такое покрытие не только уменьшает , но и способствует повышению коррозионной стойкости контактной поверхности.

Внутренне пространство баллона заполнено инертным газом (водородом, аргоном, азотом или их смесью) или просто вакуумировано, также способствует уменьшению коррозии контактов и повышению их надежности. При изготовлении сердечники располагают таким образом, чтобы между ними оставался зазор, кстати, определенного размера.

Конструктивные и технические признаки

Переключатель эффективно работает как затвор или мост в электрической цепи, поэтому, когда два трости находятся в контакте, электричество может обтекать цепь, управляющую устройством. В отличие от механических переключателей им не требуется что-то или кто-то, кто физически их имитирует, они полностью контролируются невидимыми магнитными полями!

Существует два основных типа: «нормально открытый» и «нормально закрытый». В нормально разомкнутом переключателе два тростника, которые изготовлены из железосодержащего материала, такого как никель-железный сплав, расположены так, что они не касаются друг друга. Когда магнит перемещается близко к переключателю, он тянет один из тростников к другому, так что они касаются друг друга, и, следовательно, завершают цепь. Удалите магнит, и тростники вернутся в исходное положение, нарушая цепь.

Рис. 3. Геркон

Принцип работы геркона

Для того, чтобы вызвать срабатывание контактной группы, необходимо вокруг геркона создать магнитное поле достаточной напряженности. При этом абсолютно не важно, как это поле будет создано, либо просто постоянным магнитом, либо электромагнитом. Силовые линии внешнего магнитного поля намагничивают внутренние контакты – сердечники геркона, в результате чего они преодолевают силы упругости, притягиваются и замыкают электрическую цепь.

Нормально замкнутый переключатель работает противоположным образом, когда магнитное поле отсутствует, трости находятся в полном контакте, электрическая цепь завершена и устройство включено. Когда магнит перемещается рядом с переключателем или переключатель рядом с магнитом, трости отталкиваются друг от друга и раздваиваются, нарушая цепь. Существует третья конфигурация, которая имеет три точки контакта, а не две. В этой конфигурации ток протекает вдоль общего провода, который может переключаться между двумя контактами.

Ферритовые герконовые реле

Общий провод будет находиться в контакте с одним контактом в его нормальном положении до тех пор, пока не будет введено магнитное поле, перемещающее общий вывод, чтобы контактировать с другим контактом. Когда магнитное поле удаляется, общий вывод возвращается в исходное положение.

В таком состоянии контакты будут находиться до тех пор, пока вокруг них есть магнитное поле достаточной напряженности: достаточно выключить электромагнит или убрать подальше обычный постоянный магнит, как контакты сразу разомкнутся. Следующее срабатывание контактов произойдет, когда магнитное поле появится вновь. Из всего сказанного можно сделать вывод, что контакты выполняют сразу три функции: упругих элементов (пружин), магнитопровода, и собственно проводящих контактов.

Несколько по-иному действует геркон, работающий на размыкание. Его магнитная система устроена так, что при воздействии магнитного поля контакты – сердечники намагничиваются одноименно, поэтому отталкиваются друг от друга, размыкая электрическую цепь.

У переключающего геркона один из трех контактов, как правило, нормально – замкнутый выполняется из металла немагнитного, а оба нормально – разомкнутых контакта из ферромагнитного, как было сказано чуть выше. Поэтому при воздействии на геркон магнитного поля нормально разомкнутые контакты просто замыкаются, а немагнитный нормально – замкнутый, оставаясь на своем первоначальном месте, размыкается.

Примечание. Нормально – разомкнутый контакт , это который разомкнут при отсутствии управляющего воздействия, в данном случае магнитного поля. Соответственно нормально – замкнутый контакт замкнут при отсутствии магнитного поля.

Конечно, магнитное поле присутствует всегда, например магнитное поле Земли. И нельзя, вроде бы, сказать про отсутствие магнитного поля совсем. Но магнитное поле Земли для срабатывания геркона недостаточно, поэтому им можно пренебречь и сказать об отсутствии магнитного поля, в данном случае внешнего.

Продолжение читайте в следующей статье.

Продолжение статьи:

Борис Аладышкин

Любая техника может ориентироваться в окружающей среде только с помощью специальных датчиков, которые позволяют получить необходимую информацию. Они могут быть нацелены на выяснение скорости объекта, состояния, текущих целей или типа изменений в окружающей среде. Одними из самых полезных считаются герконовые датчики. Почему именно так?

Что такое герконовый датчик?

Для начала выясним, что собой представляет объект написания статьи. Геркон – это электромеханическое устройство, которое является парой ферромагнитных контактов, что запаяны в герметичную колбу из стекла. Если поднести к ней постоянный магнит или включить электромагнит, то произойдет замыкание. Вот так в общем выглядит схема герконового датчика. Благодаря таким свойствам данные приборы нашли своё применение в качестве концевых выключателей, индикаторов положения и других подобных устройств. Если добавить ещё и электромагнитную катушку, то получится герконовое реле.

Разнообразие и принцип работы

Как же осуществляется разделение на рабочие виды? Как решают, что к чему отнести? Для этого используется деление на три группы, каждая из которых работает по своему принципу. Как функционирует герконовый датчик? Принцип работы:

1. Имеют замыкающийся контакт. В таких случаях, когда отсутствует магнитное поле, то датчик в разомкнутом состоянии. Когда оно есть, то он замыкается.
2. Имеют размыкающийся контакт. Когда отсутствует магнитное поле, то датчик в замкнутом состоянии. Когда оно есть, он размыкается.
3. Имеют переключающийся контакт. Конструктивно отличаются от двоих предыдущих. В первую очередь тем, что имеют три вывода. Так, если отсутствует магнитное поле, то замыкается одна пара. Когда оно есть, то другая.

Классификация может быть проведена исходя из особенностей конструкции:

1. Используются «смоченные» контакты. Сюда относятся герконы, выводы которых соприкасаются с каплями ртути. Её присутствие уменьшает контактное электрическое сопротивление. Также данный тип отличается низкой вероятностью возникновения дребезга.
2. Используются «сухие» контакты.

Особенности

Какие же существуют особенности герконового датчика, которые необходимо учитывать при выборе необходимого прибора? Следует сказать, что их довольно много:

1. Значение напряженности, которое должно быть у магнитного поля, чтобы произошло замыкание контактов.
2. Коммутируемый ток.
3. Значение напряженности, которым должно обладать магнитное поле, чтобы происходило размыкание контактов.
4. Максимальная мощность, что может быть коммутируемая герконом.
5. Значение электрического сопротивления, которое имеет зазор между сердечниками (интересует только разомкнутое состояние).
6. Напряжение, при котором возникает пробой геркона.
7. Сопротивление в контактной области, которое возникает во время замыкания сердечников.
8. Время, которое проходит между моментами влияния управляющего магнитного поля и замыканием электрической цепи.
9. Электрическая емкость, которая имеется между выводами геркона, когда он в разомкнутом состоянии.
10. Время, которое необходимо, чтобы после удаления эффекта магнитного поля произошло размыкание электрической цепи.
11. Коммутируемое напряжение.
12. Число срабатываний геркона, при котором основные его параметры будут оставаться в допустимых пределах.

Преимущества

Какие позитивные стороны имеют герконовые датчики? Их список таков:

1. Отсутствует дребезг контактов (относится к герконам, у которых выводы смочены ртутью).
2. Долговечность. Считается, что если датчик не поддаётся физическим ударам (вследствие падения или при неосторожном обращении), через него не пропускают слишком большой ток, то он может работать бесконечно. Хотя согласно технической документации, число срабатываний всё же ограничено значением в 10 3 —10 8 .
3. Поскольку контакты геркона расположены в инертном газе или вакууме, то они слабо обгорают, даже когда происходит размыкание или размыкание с возникновением искры.
4. Данные датчики обладают меньшим размером, чем классические реле, и при этом рассчитаны на точно такой же ток.
5. При производстве для контактов не применяются драгоценные и тугоплавкие металлы, что позитивно сказывается на стоимости.
6. Герконы почти не создают шум.
7. Датчики обладают высоким быстродействием (если сравнивать их с классическими реле).

Недостатки

Как и у любого прибора, у геркона есть не только плюсы, но и минусы:

1. Обладают значительным весом (если сравнивать с открытыми контактами).
2. Необходимо создавать магнитное поле.
3. Хрупкие. Не подлежат использованию в условиях ударных нагрузок и при сильных вибрациях.
4. Попадают под влияние внешних магнитных полей, из-за чего возникает необходимость в защите.
5. Иногда контакты геркона могут остаться в замкнутом состоянии, из которого их нельзя вывести.
6. Ограничение скорости срабатывания.
7. При больших токах контакты геркона могут самопроизвольно разомкнуться.

Применение

Где же нашли своё применение герконовые датчики? Но прежде чем говорить о них, стоит упомянуть, что наметилась тенденция их замены. В качестве более совершенной технологии используются твердотельные датчики Холла. Но вернёмся к теме статьи:

1. Клавиатура клавишных синтезаторов и промышленных приборов, где необходима взрывобезопасность и долговечность, что особенно важным является в промышленности. Поскольку детали хотя и являются мелкими, необходимы для того, чтобы управлять различными механизмами. И если данная функция недоступна – страдает производительность.
2. Герконовые датчики уровня жидкости в различных емкостях.
3. В телерадиоаппаратуре.
4. В датчиках, которые отображают состояние (открыто/закрыто) или позицию предмета. Сферы применения: компьютерные, охранные, строительные технологии. Они могут сообщать, в каком положении окна и двери, таким образом возможно построение автоматизированных систем со своими целями.
5. В электронных счетчиках тока.

Заключение

Мы разобрали, чем является герконовый датчик, принцип работы этого устройства, и сейчас можно сказать, что вы обладаете необходимым теоретическим минимумом, чтобы начинать работать с ними на практике. Причем может быть реализовано что угодно. Использовать герконовый датчик уровня воды в емкости на даче или что-то другое – решать вам.

Как работают герконы (магнитные переключатели)

Как работают герконы (магнитные переключатели) Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 27 ноября 2021 г.

Если у вас есть портативный компьютер или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, наверное, замечали, что она чувствует, когда вы открыть и закрыть его и соответственно включить или выключить. Но как это знать? Какой-то переключатель, подключенный к петле, так что он может обнаружить открытие и закрытие движения? Если это то, что ты подумайте, вы как минимум наполовину правы! Подумайте об этом более внимательно и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом способом — и, вероятно, весьма ненадежным: все эти открывающиеся и закрывающиеся быстро изнашивался бы. Поэтому вместо этого во многих ноутбуках и телефонах используется недорогая и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается или выключается, когда поблизости находится магнит. Их также часто используют системы охранной сигнализации и модели железных дорог. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычки) внутри стеклянной оболочки. Контакты пружинят и соприкасаются, когда переключатель включен; они раздвигаются и разрывают цепь, когда переключатель находится в положении «выключено».”

Какую проблему решают герконы?

Выключатель подобен подъемному мосту в электрическом схема. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может обтекание контура; когда переключатель размыкается, «мост» вверх и ток не течет. Таким образом, цель переключателя состоит в том, чтобы активировать или деактивировать цепь в любое время по нашему выбору.

Фото: Переключатель «нажми-замкни» устанавливает соединение и замыкает цепь, когда вы нажимаете на него; а пружина заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец.Герконовый переключатель переключает ток таким же образом, но магнит обеспечивает «толкающее давление» вместо вашего пальца.

Большинство электрических выключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы контролируем сами. Если вы хотите свет в комнате, вы щелкаете выключателем на стене. Хотите смотреть телевизор? Включите переключатель. Хотеть слушать свой iPod? Толкать колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает сила. Но иногда нам нужны электрические и электронные цепи, которые можно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он срабатывает сигнализация всякий раз, когда открывается дверь. Как это будет работать на практике? Вам понадобится электрический контакты на обеих частях дверной коробки, чтобы при открытии двери цепь будет разорвана, что вызовет тревогу. Но подумайте, как сложно это было бы сделать надежное электрическое соединение на дверной раме. А если закрасить? А если бы он испачкался? И разве это не было бы так очевидно вору, что они смогут легко его отключить? Есть много способы, которыми электрический контакт может быть переведен в неактивное состояние и бесполезный.Здесь могут помочь герконы.

Рекламные ссылки

Что такое геркон?

Обычный выключатель имеет два электрических контакта, которые соединяются вместе, когда вы нажимаете кнопку, и раздвигаются, когда вы ее отпускаете. Тумблер включает настенные светильники (нажмите два контакта вместе, когда переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель щелкает в другую сторону.

В типичном герконовом переключателе два контакта (выглядящие как металлические язычки) изготовлены из ферромагнитного материала. материал (это означает что-то такое же легкое для намагничивания, как железо), покрытый износостойким металлом, таким как родий или рутений (чтобы обеспечить им долгий срок службы при включении и выключении), и запечатанный внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной нереакционноспособным газом. (обычно азот), чтобы защитить их от пыли и грязи.Иногда стекло имеет внешнюю оболочку из пластика для еще большей защиты. Как правило, контакты изготавливаются из сплава никеля и железа, который легко намагничиваться (технически мы говорим, что он обладает высокой магнитной проницаемостью), но недолго остается таким (мы говорим, что он имеет низкую магнитную сохраняемость). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения магнитного поля (мы говорим, что у них довольно небольшой гистерезис) — другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Как правило, оба контакта двигаются (а не только один), и они образуют плоскую, параллельную область контакта друг с другом (а не просто соприкасаются в одной точке), потому что это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеют два ферромагнитных контакта, некоторые из них имеют один ферромагнитный и один немагнитный контакт, а некоторые (например, оригинальный геркон Elwood, показанный в конце этой статьи) имеют три контакта.

Фото: Еще один вид моего геркона, вид сверху на подвижные контакты в запечатанной стеклянной оболочке. Обратите внимание, что контакт справа находится чуть выше контакта слева. Вы также можете видеть здесь, что контакты намного шире, чем они кажутся на виде сбоку, показанном на верхнем фото.

Как работает геркон?

Герконы

бывают двух основных видов: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально закрытые (нормально включенные). Ключом к пониманию того, как они работают, является осознание того, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный : через них течет магнетизм, а также электричество.

Нормально открытый

Когда вы подносите магнит к геркону, весь переключатель фактически становится частью «магнитной цепи», включающей магнит (пунктирная линия на рисунке показывает часть магнитного поля).Два контакта геркона становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются вместе. Неважно, какой конец магнита приблизится первым: контакты все равно поляризуются в противоположных направлениях и притягиваются друг к другу. Такой геркон нормально разомкнут (НО) (обычно выключен), если рядом с ним не расположен магнит, когда он включается, позволяя току течь через него.

Уберите магнит, и контакты из довольно жесткого и упругого металла снова раздвинутся и вернутся в исходное положение.

Нормально закрытый

Вы также можете получить герконы, которые работают противоположным образом: два контакта обычно защелкиваются вместе, а когда вы подносите магнит к переключателю, они отпружиниваются. Подобные герконы называются нормально замкнутыми (NC) (нормально включенными), поэтому большую часть времени через них протекает электричество. Самый простой способ сделать это — взять нормально разомкнутый переключатель и постоянно прикрепить магнит к его стеклянному корпусу, переворачивая его из открытого состояния в закрытое (как во втором кадре анимации нормально разомкнутого положения вверху). Весь этот блок (нормально открытый геркон с прикрепленным магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконом. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем, противоположным полярности поля первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, так что мы получим, по сути, именно то, что мы имели в первом кадре. нормально разомкнутой анимации: геркон с двумя раздвинутыми контактами.

В этих двух работах я сильно преувеличил движение контактов.Настоящие герконы имеют контакты, расстояние между которыми составляет всего несколько микрон (миллионных долей метра) — примерно в десять раз тоньше человеческого волоса, — поэтому движение не видно невооруженным глазом. Не ожидайте, что лопасти начнут двигаться, когда вы приблизите магнит!

Работа: Ключом к пониманию герконов является понимание того, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической цепи: магнитное поле от стержневого магнита проходит через геркон. Это то что делает его близким — и это то, что позволяет электричеству течь через него. Изображение магнитного поля взято с Викисклада.

Дополнительные усложнения

Еще одна важная вещь, которую я должен отметить, это то, что герконы не просто включаются, когда магнит приближается, и выключаются, когда он удаляется (в случае нормально разомкнутого/выключенного переключателя): обычно они включаются и выключается несколько раз по мере движения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут по-разному реагировать в зависимости от ориентации магнита (параллельно ли он переключателю или перпендикулярно), его формы (потому что, как мы все учили в школе, магниты разной формы создают вокруг себя разные модели магнитного поля). , и как он проходит мимо.

Все это действительно важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и что он движется именно так, чтобы привести в действие ваш геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом перемещении магнита (а не три или четыре раза, что может привести к ложным показаниям). Если вы используете геркон в сигнализации, вы не хотите, чтобы ваш злоумышленник включил сигнализацию через секунду, а затем снова выключил через секунду, потому что вы поместили магнит не в то место!

Для чего используются герконы?

Фото: Некоторые раскладные мобильные телефоны, такие как этот, включаются и выключаются с помощью магнитных герконов.В одной части корпуса находится магнит, а в другой геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда чехол закрыт), и включается, когда геркон и магнит расходятся (когда чехол снова открывается).

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается телефон-раскладушка. когда вы открываете или закрываете его. Он имеет нормально замкнутый геркон в нижняя часть его корпуса (там, где находится клавиатура) и магнит в верхняя часть (где экран).Когда телефон открыт, тростник переключатель и магнит находятся относительно далеко друг от друга. Контакты на герконы нажимаются вместе, и мощность течет через Телефон. Однако, если вы закроете корпус, вы повернете магнит близко к геркон, и это раздвигает контакты внутри переключателя. Цепь внутри телефон чувствует это и выключает питание упорядоченным образом.

устройства для чтения электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers, использовать аналогичный трюк. Когда вы поместите их в защитную кожаную куртку, вы обнаружите они автоматически выключаются, когда вы закрываете крышку, и снова включаются когда вы его открываете.Здесь, конечно, нет никакой магии: просто геркон в угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части обложки (проверьте сами, поднеся скрепку рядом).

Фото: Amazon Kindle можно включить магнитом на холодильник благодаря геркону, спрятанному внутри его корпуса.

Вы можете увидеть, как та же идея сработает на двери сейфа в нашем банке: вы бы просто установите геркон на дверной раме и магнит на дверь. Открытие двери разделит магнит и тростник. переключатель, заставляя контакты переключателя пружинить вместе и срабатывать будильник. Вы можете получить герконы, встроенные в маленькие кусочки пластик, так что вы даже не можете видеть, что они там – идеально подходит для всех видов безопасности Приложения.

Фото: Упрощенная концепция охранной сигнализации: вы просто устанавливаете геркон (подключенный к цепи сигнализации) на одну часть двери и магнит на другую часть. Разделение этих двух вещей щелкает переключателем и вызывает тревогу.

Герконы можно использовать и многими другими способами. LEGO® энтузиаст Билл Уорд, который управляет превосходным Брикпайл блог (и страницу с фотографиями на Flickr), построил эти гениальные роботизированные коровы для его модели железная дорога.Всякий раз, когда мимо проезжает поезд, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проезжает. Целый дело работает с помощью геркона. Голова каждой коровы управляется небольшой электродвигатель, подключенный к цепи, в которой есть нормально открытый геркон. Геркон расположен рядом с железнодорожный путь и небольшой магнит прикреплен к борту поезда. Когда поезд проходит мимо геркона, магнит заставляет его контакты замыкаются и активирует цепь, которая поворачивает коров головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди настолько изобретательны!

Фото: коровы LEGO®, управляемые герконом.Фото предоставлено Биллом Уордом, опубликовано на Flickr по лицензии Creative Commons.

Существуют сотни других, менее очевидных применений герконов. Некоторые датчики уровня жидкости в стиральные машины для одежды а в посудомоечных машинах используются плавающие магниты, которые подскакивают над герконами, чтобы выключить воду. клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконы иногда также устанавливаются на вращающихся рычагах. посудомоечные машины, чтобы определить, когда они застревают, и в термовыключателях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня).Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконы, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки поворачиваются, они заставляют геркон вращаться вокруг магнита, генерируя импульсы тока. Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки и тем чаще включается и выключается язычковый переключатель. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует это для определения скорости ветра.

Рисунок: Типичный расходомер с герконовым переключателем работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1) с установленным внутри гребным колесом (2).Когда жидкость течет, лопасть вращается и заставляет вращаться магнит (3). Вращающийся магнит размыкает геркон (4). Затем, когда он вращается и представляет свой противоположный полюс (5), магнит заставляет переключатель снова замыкаться (6). Попеременно открывающийся и замыкающийся геркон посылает в цепь импульсы электрического тока. Подсчитывая скорость поступления импульсов, схема может измерять скорость потока. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на засорение или закупорку.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в Bell Laboratories, изобретенная там в середине 1930-х годов Уолтером Б. Элвудом . Его первоначальная заявка на патент на электромагнитный переключатель была подана 27 июня 1940 года и официально одобрена 2 декабря 1941 года. Читая патент Элвуда, очень легко узнать геркон, который все еще широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила К этому блоку приложены два магнитных элемента, которые образуют часть магнитной цепи…. перемещаются вместе… поскольку внешняя магнитная сила уменьшает воздушный зазор между двумя упомянутыми магнитными элементами.”

Изображение: Оригинальный дизайн геркона Уолтера Элвуда взят из патента США: 2264746: Электромагнитный переключатель. Это немного отличающийся от приведенного выше дизайн, переключение между двумя разными цепями, причем одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который щелкает между ними при приближении магнита.Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальное изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. (Обратите внимание, что я немного раскрасил и упростил оригинал, чтобы его было легче понять.)

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования герконов на превосходном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; вот несколько для начала:

Книги

• Датчик Arduino и Raspberry Pi Проекты для злого гения Роберта Чина.McGraw Hill, 2017. Несколько проектов в этой книге связаны с подключением герконов к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для дверного зуммера с герконами).
• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему увлечению электроникой. В главе 3 есть простое введение в герконы.
• проектов Raspberry Pi от Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает дверной датчик с герконом, подключенный к Raspberry Pi.
• Практическая электроника для изобретателей, Пол Монк. McGraw-Hill, 2016. После того, как вы усвоите MAKE: Electronics , вам захочется перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
• Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Простой для понимания (хотя и довольно сухой) учебник для начинающих, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте эти более подробные технические детали:

• Патент США 2 264 746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент Elwood на геркон (как на фото выше).
• Патент США 3 283 274: Кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 г. Более сложная конструкция.
• Патент США 4 038 620: Магнитный геркон Б. Эдварда Шлезингера-младшего и Чарли Дуэйна Маринера, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным герконом и одним немагнитным.
• Патент США 3,348,175: Нормально замкнутый геркон Энтони Дж. Уилкиса, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы изготовления нормально замкнутого переключателя.

Видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Бэнену из Comus Technology B.V. за предложение улучшить эту статью.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторское право на текст © Chris Woodford 2009, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Герконы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howreedswitcheswork.html.[Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Что такое геркон?

---

О Reed Switch Developments Corp: Что такое Reed Switch?

Мы приглашаем вас узнать больше о компании Reed Switch Developments Corp. и о нашем основном продукте — герконовом датчике на магнитной основе. Мы начнем с ответа на очень распространенный вопрос: «Что такое геркон?»

---

Что такое магнитный геркон?

Магнитный геркон — это, проще говоря, тип электрического переключателя или датчика.

Термин «магнитный геркон» может относиться либо к небольшому стеклянному электронному компоненту, как показано на приведенном выше рисунке, либо к полной сборке, основанной на электронном компоненте этого или аналогичного типа. На этой странице «магнитный геркон» будет использоваться для обозначения самого компонента и его общей функциональности. Но в целом то, что верно для компонента геркона, справедливо и для всей сборки. Магнитные герконовые переключатели часто также называют магнитными переключателями, магнитными датчиками, бесконтактными переключателями или бесконтактными датчиками.

Как следует из названия, магнитный геркон работает за счет магнитного поля.

Как и любой другой тип электрического переключателя, магнитный геркон используется для управления потоком электроэнергии. Если контакт магнитного геркона разомкнут, электричество не может течь. Если магнитный геркон замкнут, электричество может течь. Однако, в отличие от большинства других типов механических переключателей, магнитные герконовые переключатели сами по себе не требуют, чтобы кто-то или что-то, включая, помимо прочего, внешние источники питания, физически управляли ими.Герконовые датчики, переключатели и актуаторы, предлагаемые Reed Switch Developments Corp., предназначены для работы в непосредственной близости от магнитного поля. Чтобы изменить состояние магнитного геркона с открытого на закрытое или наоборот, чтобы обеспечить прохождение электричества, источник магнитной энергии просто должен пройти достаточно близко к магнитному геркону, чтобы вызвать срабатывание. требуемый уровень срабатывания. Источником магнитной энергии или исполнительным механизмом обычно является простой магнит, предназначенный для плавного сопряжения с переключателем или датчиком.

Магнитный геркон по своей природе невосприимчив к механическому износу.

Уникальной характеристикой герконовых датчиков или переключателей является их способность поддерживать высокоскоростные переключения без механического износа. Это означает, что они обеспечивают долгий, безотказный срок службы в течение многих тысяч циклов с исключительной надежностью — и все это при условии, что они используются в соответствии с опубликованными спецификациями, и что заказчик выбрал наиболее подходящее решение на основе магнитного геркона для датчиков. собственные уникальные требования к приложениям.Такая долговечность и надежность, конечно же, делает магнитный геркон исключительно экономичным решением. Кроме того, герконовые датчики универсальны, просты в установке, компактны и легки и не требуют внешнего источника питания для работы.

Магнитные герконы могут приводиться в действие через цветные материалы.

Магнитные герконы или магнитные герконы также могут приводиться в действие через цветные (немагнитные) материалы, включая дерево, алюминий, пластик или нержавеющую сталь, при условии, что магнитное поле выбранного привода сильное достаточно, чтобы добраться до переключателя через толщину материала.Это означает, что магнитный геркон может храниться закрытым или скрытым в герметичной среде. Таким образом, магнитный геркон или магнитный герконовый датчик можно активировать извне без ущерба для эффективности переключателя, других защищенных компонентов или любых других материалов, которые иным образом расположены внутри корпуса. Магнитные герконы

могут использоваться с черными металлами.

Хотя обычно это не рекомендуется, магнитные герконы также могут использоваться с железными (магнитными) материалами, такими как сталь и железо, при определенных обстоятельствах.Однако в этих приложениях необходимо учитывать особые факторы, чтобы точно определить, как на магнитное поле привода геркона будут влиять внешние магнитные свойства любых окружающих материалов. Поэтому рекомендуется, чтобы испытание прототипа выбранного герконового переключателя или модели магнитного герконового датчика было полностью проведено перед любой окончательной установкой.

Корпорация Reed Switch Developments обычно рекомендует всем клиентам рассмотреть возможность проведения тестирования прототипа перед установкой, что является передовой отраслевой практикой.Это помогает обеспечить непрерывную и стабильную работу выбранного магнитного геркона или магнитного геркона, особенно в приложениях, связанных с такими железными материалами. Тестирование помогает подтвердить, что для применения выбран «наилучший» датчик магнитного геркона. Это также помогает подтвердить оптимальное размещение как магнитного геркона, так и исполнительного механизма в предполагаемой среде установки. Внедряя такие протоколы предварительного тестирования, конечный пользователь может убедиться, что работа выбранного магнитного геркона или магнитного геркона успешна в присутствии таких ферромагнитных материалов, а также подтвердить, что магнитное поле переключателя не будет иначе поглощаться или искажаться при установке.

Часто задаваемые вопросы по герконам – Ermec

Как работает геркон?

Геркон состоит из пары ферромагнитных язычков, перекрывающих свои свободные концы (площадь контакта) на очень небольшом расстоянии и герметично запаянных в стеклянную трубку. Область контакта покрыта контактным материалом, таким как рутений или родий. В присутствии магнитного поля язычки намагничиваются противоположной полярности, притягивая друг друга и замыкая контакт.
 

 

Каковы преимущества герконовых переключателей?

Бесконтактное переключение
Высокая экономичность
Не требуется ток питания
Не требуется минимальный ток переключения (кроме, например,г. для вольфрамового материала контактов)
Высоконадежное переключение
Низкое контактное сопротивление (начальное 0,07–0,2 Ом)
Подходит даже для взрывозащищенных и суровых условий, поскольку контакты герметичны
Миллиарды операций при сигнальных нагрузках в течение всего срока службы

Какие различные типы герконов?

Обычно существует
Форма A, также известная как SPST (Однополюсный, однонаправленный, нормально открытый)
, Форма B, также известная как SPST-NC (Однополюсный, однонаправленный, нормально замкнутый)
, Форма C, или переключающий контакт также сокращенно SPDT (Single Pole Double Throw)
Форма E представляет собой бистабильный контакт.Состояние переключения этого также называемого типа с фиксацией остается неизменным (даже в отсутствие магнитного поля) до тех пор, пока не появится магнитное поле противоположной полярности
. Кроме того, существует ряд специальных герконовых переключателей, например, для приложений высокого напряжения или ультраминиатюрных типов для имплантатов. и т.д.

Что означает “АТ”?

AT означает «Ампер-витки» и является стандартной единицей измерения магнитной чувствительности герконовых переключателей. Значение AT измеряется путем центрирования геркона в стандартной катушке, на которую подается увеличивающийся ток.При определенном токе (амперах) геркон замыкается с помощью магнитного поля, создаваемого катушкой. Это значение срабатывания (или втягивания), рассчитанное как Ампер x количество витков катушки = AT. Уменьшая ток, проходящий через катушку, пока переключатель снова не размыкается, можно получить значение Release (или Drop Out).
Что отличает герконовые переключатели с точки зрения значений AT?
Высокое значение AT = низкая чувствительность. Таким образом, для работы геркона необходимо сильное магнитное поле (соответственно расстояние переключения между магнитом и переключателем будет меньше)
Низкое значение AT = высокая чувствительность, позволяющая управлять переключателем даже при более слабом магнитном поле (соответственно, расстояние переключения между магнит и переключатель можно увеличить)

Что такое гистерезис?

Гистерезис — это разница между операциями срабатывания и отпускания геркона. т.е. Контакт геркона замыкается при приближении к магниту на расстояние 10 мм. Однако переключатель снова размыкается при расстоянии магнита 12 мм. Некоторые специальные герконовые переключатели, такие как наш PMC-1406, имеют очень низкий гистерезис (типы с близким дифференциалом).

Какой срок службы у герконовых переключателей?

Срок службы зависит от условий нагрузки. При переключении только сигнальных нагрузок может быть достигнуто от сотен миллионов до нескольких миллиардов циклов переключения. Более высокие нагрузки (например, сетевые приложения или большие токи) могут обеспечить от 10 000 до нескольких миллионов циклов переключения.Обычно срок службы самого геркона намного больше, чем срок службы устройства, включающего геркон. Как правило, для герконов должна быть предусмотрена такая же защита контактов, как и для обычных механических переключателей (варисторы, диоды, RC), чтобы не сокращать ожидаемый срок службы.

Как увеличить расстояние переключения между герконом и магнитом?

Сильный магнит
и/или
чувствительный геркон Оптимизация срабатывания
и/или
(расположение магнита и геркона)

Как добиться максимальной точности переключения геркона.

Обеспечивая однополюсное срабатывание, достигается наименьшая возможная разница переключения.
Рекомендуется самый низкий гистерезис геркона, поскольку разница в расстоянии переключения между состояниями ВКЛ и ВЫКЛ очень мала для этого типа
Чем меньше допуски для магнита и геркона, тем лучше

В чем разница между током переключения и током переноса?

Перед проведением максимального тока, допустимого для замкнутого контакта (несущий ток), контакты должны соединиться с достаточной силой и площадью, чтобы завершить процесс замыкания (во время замыкания ток переключения является пределом).Вот почему ток переноса обычно превышает ток переключения.

Возможность пайки герконов

Герконы можно припаивать с помощью любой из распространенных технологий пайки (волной, оплавлением, паровой пайкой, ручной пайки).

Поставляете ли вы герконы с осевой лентой?

Нет. Но в качестве альтернативы мы предлагаем герконовые переключатели SMD.

Ваша продукция не содержит свинца или соответствует директиве RoHS?

Да, большая часть нашей продукции не содержит свинца и соответствует директиве RoHS.

 

---

 

 

 

  Преимущества и области применения датчиков Холла и герконов

Герконы

и датчики Холла применяются в бытовой технике и автомобильных системах. Оба устройства используют изменения в магнитном поле для активации или деактивации переключающих контактов.Читайте дальше, чтобы узнать о герконах и датчиках Холла, а также о том, как они работают в аналоговых и управляемых микрочипами приложениях.

Цифровые датчики в дискретных приложениях

Многие заказные магнитные датчики включают в себя цифровые датчики, которые снова и снова доказывают свою эффективность. Они очень надежны в системах, которым требуется цифровой выход для проверки положения объекта. Например, если цифровой датчик не обнаружит защитное ограждение на части оборудования, оборудование не будет работать.Вот типичные области применения магнитных датчиков:

Использование и преимущества геркона

Датчик с герконом не требует никаких цепей или питания для работы и подходит для силовых нагрузок переменного и постоянного тока. В механизме переключения используются контакты на язычках из драгоценных металлов, например ферромагнитных, в герметично закрытом стеклянном корпусе. Например, в дверце холодильника контакты замыкаются, чтобы включить светодиод, когда дверца открыта (поскольку герконовый датчик не может обнаруживать магнитное поле).Преимущества герконовых датчиков включают защиту от факторов окружающей среды, таких как влажность.

Применение и преимущества цифрового датчика Холла

Цифровые датчики Холла используют полупроводники. Флуктуации магнитного поля, а не физические движения магнита, определяют их выходное напряжение. Переключатель может работать только с низким постоянным напряжением и током. Он основан на активной схеме и всегда использует небольшое количество тока. Эти цифровые датчики очень надежны с точки зрения высокоскоростного и высокоточного измерения в стиральных машинах и аналогичных устройствах бытовой техники.

Аналоговые/пропорциональные датчики

Современный аналоговый переключатель на эффекте Холла очень точно определяет положение магнита и мгновенно обеспечивает высокоточный логометрический выходной сигнал. Его аналоговый выходной сигнал очень стабилен в широком диапазоне температур, поскольку он отслеживает угол магнитного потока, а не амплитуду.

Типы датчиков Холла для аналоговых датчиков включают:

Вращающиеся датчики Холла . Варианты их использования включают в себя автомобильную промышленность, а также определение положения клапана рециркуляции отработавших газов в автомобильных двигателях и положение циферблата в приборах. Его преимущества включают точность и стабильность в диапазоне нормальных рабочих температур.

Линейный датчик Холла – Эти датчики отслеживают линейное движение магнитного поля, а не его вращение. Они обеспечивают высокоточный логометрический выходной сигнал относительно конкретного положения/движения датчика. Их наиболее распространенные области применения включают переключение передач в автомобилях и отслеживание уровня жидкости.

При выборе высокоточных цифровых/аналоговых измерительных решений вам часто приходится сравнивать герконы и герконы.Преимущества переключателя на эффекте Холла. Оба используются в обычных автомобилях и бытовой технике. Если вы ищете эти или другие магнитные решения, немедленно свяжитесь с нами в Allied Components International. Мы специализируемся на изготовлении на заказ электрических компонентов, включая силовые катушки индуктивности и трансформаторы.

Allied Components International

Allied Components International специализируется на разработке и производстве широкого спектра магнитных компонентов и модулей, соответствующих отраслевым стандартам, таких как микросхемы индуктивности, нестандартные магнитные катушки индуктивности и нестандартные трансформаторы. Мы стремимся предоставлять нашим клиентам высококачественную продукцию, обеспечивать своевременные поставки и предлагать конкурентоспособные цены.

Мы являемся растущим предприятием в магнитной промышленности с более чем 20-летним опытом.

Датчики пневматического цилиндра

— как они работают

Рисунок 1: Различные датчики приближения пневматического цилиндра

Датчики

используются для обеспечения обратной связи по положению для систем управления в автоматизированных машинах и оборудовании.Пневматические цилиндры используют датчики для определения линейного положения поршня в приложениях, где важна обратная связь по положению. Наиболее распространенным типом датчиков, используемых для пневматических цилиндров, являются магнитные бесконтактные датчики, которые обнаруживают магнитное поле магнита, встроенного в поршень цилиндра. Датчик крепится к корпусу пневматического цилиндра и показывает «ВКЛ» или «ВЫКЛ» в зависимости от близости к магниту. В зависимости от приложения могут использоваться различные технологии магнитных бесконтактных датчиков, чтобы максимизировать производительность, пространство и надежность.На рис. 1 показаны примеры различных датчиков приближения пневматического цилиндра.

Промышленные датчики

Герконовые датчики

являются наиболее распространенным типом датчиков пневматических цилиндров. Они используются годами и являются проверенной технологией. Двумя основными причинами беспокойства герконового датчика по сравнению с другими датчиками, обсуждаемыми ниже, являются срок службы и проблемы с ударами / вибрацией. Герконовые датчики обычно имеют жизненный цикл более 10 миллионов, и, как правило, герконовые датчики не выходят из строя первыми, когда они подвергаются сильным ударам или вибрации.По этим причинам герконовые датчики были и остаются самыми популярными датчиками пневматических цилиндров.

Содержание

Зачем использовать датчик для пневматического цилиндра?

Датчики линейного положения пневматического цилиндра

используются для определения линейного положения поршня во время работы. Пневматические цилиндры обычно изготавливаются с магнитом, уже прикрепленным внутри к поршню, так что при желании можно использовать магнитные датчики приближения. В зависимости от того, где установлен датчик, он может обнаруживать выдвижение, втягивание или отдельные положения вдоль корпуса цилиндра.Несколько датчиков также могут быть присоединены к одному пневматическому цилиндру для получения нескольких точек обратной связи по положению. Пневматические цилиндры с датчиками положения обеспечивают дополнительную безопасность и обратную связь, чтобы обеспечить точное положение поршня в критических ситуациях.

Крепление датчика пневмоцилиндра

Двумя наиболее распространенными типами корпусов пневматических цилиндров являются профильные, как в соответствии с ISO 15552, или круглые, как в соответствии с ISO 6432. В зависимости от типа корпуса существуют различные способы монтажа. Методы монтажа также могут различаться в зависимости от типа датчика, поэтому важно понимать тип корпуса цилиндра, который у вас есть, с типом датчика.

Профильные цилиндры

Профильные цилиндры

имеют прямоугольную форму и имеют два простых способа крепления датчиков к корпусу цилиндра. Для пневматических цилиндров, соответствующих стандарту ISO 15552, вдоль корпуса имеются канавки для вставки датчика, как показано на рис. 2. Затем датчик (1) закрепляется на месте с помощью установочного винта (2) с помощью отвертки (3). Цилиндры других профилей имеют тяги, которые проходят по всей длине корпуса цилиндра по всем четырем углам. Датчики можно установить на тягу и установить в нужное положение по длине цилиндра.

Рисунок 2: Пневматический цилиндр ISO 15552 с датчиком (C), установленным с помощью установочного винта (B) с помощью отвертки (A)

Круглые цилиндры

Круглые цилиндры, как и ISO 6432, как правило, меньше по размеру, но датчики по-прежнему могут быть установлены на них с помощью круглой ленты вокруг корпуса цилиндра. Лента должна быть указана в соответствии с диаметром цилиндра. После установки датчик и лента могут скользить по длине цилиндра, а затем закрепляться на месте. Пневматический цилиндр ISO 6432 с установленным на нем датчиком можно увидеть на рисунке 3.

Рисунок 3: Пневматический цилиндр ISO 6432 с установленным датчиком

Опции магнитного датчика приближения

Все датчики, которые используются для пневматических цилиндров для обратной связи о линейном положении поршня, используют магнитное поле. Поэтому обычно все пневматические цилиндры уже имеют магнит, расположенный внутри поршня. Тем не менее, по-прежнему важно проверить эту спецификацию конструкции для вашего пневматического цилиндра, если требуется линейная обратная связь по положению.

Геркон

Герконовый датчик представляет собой магнитный бесконтактный датчик, который включается, когда на него воздействует направленное по оси магнитное поле. Магнитные полюса осевого магнита расположены рядом друг с другом в осевой плоскости. Когда выровненный по оси магнит приближается к геркону, создается магнитное поле, параллельное геркону. Геркон состоит из пары ферромагнитных металлических язычков, заключенных в герметичную стеклянную трубку. Без присутствия магнитного поля (верхнее изображение рис. 4) металлические язычки будут разделены, и датчик будет выключен.Когда поршень цилиндра проходит мимо переключателя и применяет магнитное поле, достаточно сильное, чтобы сблизить язычки (среднее изображение, рис. 4), датчик включается «ВКЛ» (нижнее изображение, рис. 4).

Рисунок 4: Работа геркона

По сравнению с другими датчиками, герконы экономичны и могут работать с переменным или постоянным напряжением. Кроме того, герконовые датчики имеют низкое энергопотребление, что делает их подходящими для приложений с требованиями к энергопотреблению.Из-за механического характера переключения герконов герконовые датчики имеют ограничения. Во-первых, переключающие контакты имеют конечное число циклов переключения и требуют обслуживания в течение всего срока службы машины. Кроме того, герконовые датчики не подходят для приложений, подверженных сильной вибрации или ударам. Сильные удары и вибрация могут вызвать вибрацию контактов геркона, что приведет к неточной сигнализации. Характеристики переключения геркона также могут вызвать непреднамеренное двойное переключение.Двойное переключение — это когда выход датчика дважды переключается на «ВКЛ» и «ВЫКЛ», в то время как цилиндрический магнит один раз проходит через геркон. Ложное двойное переключение выхода датчика происходит из-за неравномерной напряженности силового поля магнитов. Сила магнитного поля наибольшая на каждом полюсе магнита и наименьшая в центре между каждым полюсом. Если магнит поршня недостаточно силен, это может привести к двойному переключению выхода переключателя при прохождении через датчик. Наконец, по сравнению с твердотельными датчиками, герконы активируются относительно медленно, что делает их непригодными для приложений, требующих быстрого времени отклика.Тем не менее, герконовые датчики для пневматических цилиндров широко используются, поскольку они относительно недороги по сравнению с другими датчиками, не требуют резервного питания, могут работать как с нагрузками постоянного, так и переменного тока и являются проверенным известным решением.

Датчик Холла

Датчик Холла — это магнитный бесконтактный датчик, который включается, когда к нему прикладывается радиально ориентированное магнитное поле. Радиально ориентированный магнит создаст магнитное поле, перпендикулярное магнитному полю датчика Холла, как показано на рисунке 5.В отличие от герконов, датчики Холла являются полупроводниковыми устройствами и состоят из различных компонентов. Герконовые переключатели зависят от движущихся механических контактов для обеспечения выходного сигнала датчика. Твердотельные устройства обеспечивают выход датчика с помощью электрических цепей без движущихся компонентов. Датчик Холла состоит из полупроводника, через который протекает непрерывный ток, что видно на верхнем изображении на рисунке 5. Когда магнитное поле прикладывается радиально (2) к току (1), как видно на нижнем На рисунке 5 заряженные электроны расходятся по противоположным сторонам полупроводника в зависимости от полярности.Разделение заряженных электронов индуцирует напряжение в цепи эффекта Холла (4). Как только выходное напряжение в цепи превышает порог переключения, выход датчика включается, что видно на рисунке 5.

Рис. 5: Работа датчика Холла: ток (1), магнитное поле (2), напряжение = 0 (3 и 4)

В отличие от герконовых датчиков, датчики Холла не содержат движущихся компонентов и занимают меньше места при монтаже. Твердотельная конструкция увеличивает срок службы датчика благодаря его работе без износа, а также делает его устойчивым к ударам и вибрации.Без необходимости преодоления инерции механических компонентов датчики Холла также подходят для критичных по времени приложений, требующих быстрого переключения. Подобно датчикам с герконом, ориентация магнита важна для правильной работы. Кроме того, датчики Холла имеют низкую чувствительность. В зависимости от диаметра и толщины корпуса цилиндра коммутационный выход может не срабатывать должным образом. Аналогично герконам также возможны двойные точки переключения из-за низкой чувствительности датчиков.

Анизотропный магниторезистивный датчик

Анизотропный магниторезистивный датчик (AMR) представляет собой твердотельный магнитный бесконтактный датчик, который включается, когда на него воздействует радиальное или аксиальное магнитное поле. Схема AMR состоит из мостовой схемы Уитстона (рис. 6) для измерения сопротивления. Сопротивление датчика AMR будет уменьшаться с силой магнитного поля, что приводит к большему градиенту напряжения в цепи AMR. Как только напряжение в цепи превышает порог переключения (рис. 6, номер 3), выход датчика включается, как показано на рис. 6, номер 4.

Рисунок 6: Работа датчика AMR: магнитное поле (1), приложенное магнитное поле (2), напряжение смещения (3) и напряжение = 0 (4)

Подобно датчикам Холла, датчики AMR быстродействуют, не изнашиваются и устойчивы к ударам и вибрации. Преимущество датчиков AMR заключается в том, что они менее чувствительны, чем датчики Холла, и хорошо реагируют на изменения напряженности магнитного поля. Это приводит к улучшенному обнаружению поршня на больших расстояниях благодаря его способности обнаруживать более слабые магнитные поля.Возможность двойных точек переключения исключена из-за более высокой чувствительности. Кроме того, датчики будут обнаруживать аксиально и радиально намагниченные магниты. Датчики AMR более компактны, чем датчики с герконом, и конкурентоспособны по цене. Недостатком датчиков AMR является то, что они обычно постоянно потребляют ток. Для приложений с низкими требованиями к мощности герконовый датчик может быть более подходящим выбором.

Гигантский магниторезистивный датчик

Гигантский магниторезистивный датчик (GMR) представляет собой твердотельный магнитный датчик приближения, который включается, когда на него воздействует радиальное или аксиальное магнитное поле.Датчик GMR состоит из различных слоев чередующихся магнитных и немагнитных проводящих слоев, как показано на рисунке 7 под номерами 2 и 3. Подобно датчику AMR, когда к датчику прикладывается магнитное поле, свойства сопротивления цепи изменяются, создавая более высокий градиент напряжения в цепи по мере увеличения магнитного поля. Например, в присутствии магнитного поля (рис. 7 № 1) сопротивление цепи уменьшается, позволяя току течь (рис. 7 № 4), а напряжение в цепи увеличивается. Как только напряжение в цепи превышает порог переключения, выход датчика включается.

Рисунок 7: Работа датчика GMR: приложенное внешнее магнитное поле (1), ферромагнитный слой (2), проводящий немагнитный слой (3), низкое сопротивление при приложении магнитного поля (4) и высокое сопротивление без внешнего магнитного поля ( 5)

Датчики GMR

обладают теми же преимуществами, что и датчики AMR, однако они еще более чувствительны к присутствию магнитного поля. Высокая чувствительность также позволяет использовать очень компактный датчик, который подходит для небольших и коротких цилиндров.Хотя высокая чувствительность является преимуществом для приложений, требующих немедленной обратной связи с датчиком, она может привести к непреднамеренной передаче выходных сигналов, если на нее воздействуют окружающие магнитные поля. Например, среда с высокой мощностью поблизости (двигатели переменного тока или входная мощность переменного тока) может исказить сигнал датчика и вызвать непреднамеренную ошибку.

Как вы выбираете между датчиками?

Для большинства применений обычно выбирают герконовый датчик. Они представляют собой проверенную технологию и имеют достаточно длительный жизненный цикл и виброустойчивость для выполнения обычных задач.Тем не менее, другие критерии, которые следует учитывать для специальных приложений:

• Окружающая среда: Будет ли цилиндр подвергаться сильной вибрации или ударам? Если это так, твердотельный датчик будет надежно работать без вибрации на выходе. Обычными твердотельными датчиками являются датчики на эффекте Холла, датчики AMR и GMR. Кроме того, будет ли датчик находиться в закрытом чистом помещении или ему требуется корпус с высокой степенью защиты, например IP67. Температурные соображения также должны быть приняты во внимание.
• Скорость переключения: Насколько критична скорость переключения выхода для вашего приложения? Твердотельные датчики обеспечивают более быстрое время переключения. Обычными твердотельными датчиками являются датчики на эффекте Холла, датчики AMR и GMR.
• Тип выхода: Какой тип выходного сигнала требуется для системы управления? Выходные сигналы PNP и NPN доступны для полупроводниковых устройств.
  • PNP: Выход PNP обеспечивает путь подачи положительной мощности на выход. Это также широко известно как «датчики источника».PNP считается более распространенным в Северной Америке и Европе.
  • NPN: Выход NPN обеспечивает путь питания к земле. Это также широко известно как «тонущий датчик». NPN считается более популярным в Азии.
• Характеристики сигнала переключения: Каковы требования к мощности переключения и току системы управления? Выбранный датчик должен быть совместим для правильной работы.
• Монтаж: Какие варианты монтажа доступны для каждого типа цилиндра? В зависимости от того, есть ли у вас профильный цилиндр с канавками или стяжными стержнями, или у вас есть круглый цилиндр, типы крепления меняются.
• Ориентация магнита: Герконовые переключатели и датчики Холла требуют правильной ориентации приложенного магнитного поля для правильной работы. Поэтому датчик должен быть установлен в правильной ориентации по отношению к поршню.
• Защита цепи: При необходимости датчики могут включать защиту цепи, например, от короткого замыкания, обратной полярности и защиты от перенапряжения.
• Проводка: Проводка источника питания к датчику будет отличаться в зависимости от того, является ли датчик твердотельным датчиком (т.AMR, GMR, эффект холла) или герконовый датчик. Для каждого датчика часто имеется светодиод, указывающий на правильность подключения. Например, если полярность подачи питания на геркон изменена, светодиод на датчике не загорится. Герконовые датчики обычно имеют 2-проводную конфигурацию, тогда как твердотельные датчики имеют 3-проводную конфигурацию. Помимо положительного и отрицательного провода, третий провод будет использоваться для подключения к нагрузке. Перед подачей питания всегда следует проверять правильность подключения провода нагрузки, так как неправильное подключение может привести к необратимому повреждению датчика.

Сравнение датчиков пневмоцилиндров

	Геркон	Эффект Холла	АМР	ГМР
Размер	Большой	Маленький	Средний	Маленький
Строительство	Механический	Твердотельный	Твердотельный	Твердотельный
Требуемая сила магнита	Средний	Высокий	Низкий	Низкий
Чувствительность	Средний	Низкий	Высокий	Высокий
Термостойкость	Средний	Низкий	Средний	Высокий
Потребляемая мощность	Ноль	Низкий	Высокий	Низкий
Помехоустойчивость	Высокий	Низкий	Высокий	Высокий
Скорость переключения	Низкий	Высокий	Высокий	Высокий
Механическая прочность	Низкий	Средний	Высокий	Высокий
Электрическая надежность	Низкий	Низкий	Высокий	Высокий
Двойные точки переключения	Да	Возможно	№	№

---

Ежемесячный информационный бюллетень Tameson

• Для кого: Вы! Существующие клиенты, новые клиенты и все, кто ищет информацию о контроле жидкости.
• Почему Ежемесячный информационный бюллетень Tameson: Он четкий, без всякой ерунды и раз в месяц содержит актуальную информацию об отрасли управления жидкостями.
• Что в нем: Объявления о новых продуктах, технические статьи, видеоролики, специальные цены, отраслевая информация и многое другое, на что вам нужно подписаться, чтобы увидеть!

Подписаться на рассылку

Как работает герконовое реле?

Герконовые реле

по сравнению с электромагнитными якорными реле, которые имеют аналогичные габариты, имеют более высокие быстродействие и долговечность, более высокую стабильность переходного сопротивления, а также более высокую способность противостоять воздействиям дестабилизирующих факторов (механических, климатических, специфических), несмотря на их относительно низкая коммутационная способность.В дополнение ко всем этим техническим особенностям герконовое реле имеет уникальный принцип работы.

Принцип работы герконового реле

В герконовом реле, как и в реле якоря, используется электромагнитная катушка. Контакты представляют собой тонкие язычки из магнитного материала и обычно расположены внутри катушки. Когда ток катушки отсутствует, язычки находятся в открытом положении. Когда через катушку проходит ток, язычки вступают в контакт, потому что они намагничены и притягиваются друг к другу.

Герконовые реле

— это простые, быстрые и высоконадежные реле, которые в основном представляют собой один или несколько герконов, управляемых внешним магнитом.

Переключатель изготовлен из двух тонких плоских полосок ферромагнитного материала, называемых язычками, с контактами на перекрывающихся концах. Провода подсоединяются к внешним концам язычков, и вся сборка запечатывается в герметичную стеклянную трубку. Трубка удерживает выводы на месте (с небольшим зазором между контактами для нормально разомкнутых выключателей).

Нормально замкнутые выключатели, менее распространенные, чем нормально разомкнутые, изготавливаются одним из двух способов. Первый способ заключается в том, чтобы сделать переключатель так, чтобы контакты касались друг друга. Во втором методе используется небольшой постоянный магнит для удержания нормально разомкнутых контактов. Поле катушки противодействует полю магнита, позволяя контактам размыкаться.

Чтобы значительно уменьшить окисление контактов (или устранить его), среда внутри стеклянной трубки часто подвергается воздействию газа, не содержащего кислорода.Хороший газ общего назначения содержит около 97% азота и 3% водорода. Для коммутации высокого напряжения (выше 500 В) стеклянная трубка вакуумируется. Хотя это более дорого, это обеспечивает переключатель напряжения с самым высоким зазором.

Для снижения характеристической емкости и токов утечки герконовых реле (реже электромеханических реле) между переключателями и катушкой иногда добавляют электростатический экран. Экран обычно представляет собой металлическую фольгу, которая заканчивается штырем, подключенным к какой-либо точке цепи с низким импедансом.Обычными точками соединения с низким импедансом являются низкий уровень сигнала и защита.

Электромагнитный экран также может быть добавлен снаружи катушки. Этот тип экрана удерживает поле, создаваемое катушкой под напряжением, от помех другим компонентам. Он также защищает коммутатор, предотвращая случайные изменения состояния из-за внешних электромагнитных помех. (Электромагнитные экраны не размещаются между катушкой и переключателем, поскольку они «защищают» переключатель и предотвращают работу.) Этот тип экрана подключается так же, как электростатический экран.

Высокая проницаемость ферромагнитных герконов в герконовых реле вызывает ярко выраженный скин-эффект при увеличении частоты сигнала. Скин-эффект — это проводимость тока только по внешней поверхности проводника на высоких частотах. Это вызывает резкое увеличение сопротивления и уменьшение индуктивности. Частоты сигналов, передаваемые герконовыми реле, обычно ограничиваются 10 МГц или менее из-за этого эффекта.

Герконовые реле

рассчитаны на меньшие токи, чем якорные реле, чувствительны к ударам и вибрации и могут «подпрыгивать» при замыкании контактов. Приложения включают подсчет импульсов, датчики положения, системы сигнализации и защиту от перегрузки.

История герконового реле

Первоначальная идея такой комбинации функций, которая по сути являлась изобретением геркона, была предложена в 1922 г. профессором Ленинградского электротехнического университета В. Коваленковым, читавшим лекции по «магнитным цепям» с 1920 по 1930 гг. Коваленков получил авторское свидетельство СССР, зарегистрированное под № 466.

В 1936 году американская компания Bell Telephone Laboratories начала исследования герконов.Уже в 1938 году опытный образец геркона был использован для коммутации центральной жилы коаксиального кабеля в системе высокочастотной связи, а в 1940 году была выпущена первая серийная партия этих устройств под названием «Герконы».

В конце 1950-х годов в некоторых западных странах началось строительство квазиэлектронных АТС с речевым каналом (который занимал более 50% всего оборудования АТС) на основе герконов и схем управления на полупроводниках. В 1963 году компания Bell создала первую квазиэлектронную АТС типа ESS-1, предназначенную для междугородней связи. В речевом канале такого обмена использовалось более 690 000 герконов. В последующие годы Western Electric Company наладила массовое производство телефонных станций на основе герконов емкостью от 10 до 65 000 номеров. К 1977 г. в США было введено в эксплуатацию около 1000 электронных АТС этого типа

.

В Японии первая АТС типа ESS была введена в эксплуатацию в 1971 году.К 1977 году количество таких бирж в Японии исчислялось сотнями. В 1956 году компания Hamlin Co. запустила массовое производство герконов и вскоре стала основным производителем и поставщиком герконов для многих релейных фирм. В течение нескольких лет эта компания построила заводы по производству герконов и реле на их основе во Франции, Гонконге, Тайване и Южной Корее. На своих лицензированных заводах в Великобритании и Германии она также начала производить герконы в этих странах. К 1977 году Hamlin произвела около 25 миллионов герконов, что составляло более половины всего производства в США. Герконовые переключатели S.A. производства этой фирмы широко использовались в космической технике, в том числе при первом полете человека на Луну (программа «Аполлон»). Стоимость каждого тщательно отобранного и проверенного для этого геркона достигала $200 за штуку.

В бывшем Советском Союзе серийное производство герконов было начато в 1966 году Рязанским металлокерамическим заводом (РКМК). Заводы бывшего Минпрома (в частности, его 9-е Центральное управление) также занимались выпуском слаботочных реле на основе герконов.В конце 1980-х годов в СССР производилось 60 типов герконовых реле. Общее количество таких реле достигало 60-70 миллионов в год. Экономические кризисы в России привели к резкому сокращению производства как герконов, так и герконов. В 2001 году заводы по производству реле (те, которые еще работали в России) заказали для производства реле всего около 0,4 млн. герконов.

Продолжить чтение

Герконовый переключатель

— работа, схемы применения

В этом посте мы всесторонне узнаем о функционировании герконового переключателя и о том, как создавать простые схемы герконового переключателя.

Что такое герконовый переключатель

Герконовый переключатель, также называемый герконовым реле, представляет собой слаботочный магнитный переключатель со скрытой парой контактов, которые замыкаются и размыкаются в ответ на магнитное поле рядом с ним. Контакты скрыты внутри стеклянной трубки, а их концы выведены из стеклянной трубки для внешнего подключения.

При спецификации около миллиарда операций срок службы этих устройств также выглядит очень впечатляющим.

Кроме того, герконы дешевы и поэтому подходят для всех типов электрических и электронных устройств.

Когда был изобретен геркон

Геркон был изобретен еще в 1945 году доктором В.Б. Элвуда, работавшего в Western Electric Corporation в США. Изобретение кажется намного более продвинутым, чем период, когда оно было изобретено.

Его огромные преимущества оставались незамеченными инженерами-электронщиками до тех пор, пока в последнее время герконы не стали частью многих важных электронных и электрических устройств.

Как работают герконы

По сути, герконы представляют собой магнитомеханическое реле. Точнее говоря, работа геркона начинается, когда к нему подводится магнитная сила, что приводит к требуемому механическому переключающему действию.

Стандартный герконовый переключатель можно увидеть, как показано на рисунке выше. Он состоит из пары сплющенных ферромагнитных полосок (язычков), герметично запаянных в крошечную стеклянную трубку.

Язычки прочно закреплены на обоих концах стеклянной трубки таким образом, что их свободные концы слегка перекрываются в центре с расстоянием приблизительно 0.1 мм.

В процессе герметизации воздух внутри трубки откачивается и заменяется сухим азотом. Это очень важно для обеспечения работы контактов в инертной атмосфере, что помогает предотвратить коррозию контактов, устранить сопротивление воздуха и сделать их долговечными.

Как это работает

Принцип работы геркона можно понять из следующего пояснения часть магнитного источника. Это приводит к тому, что концы язычков приобретают противоположную магнитную полярность.

Если магнитный поток достаточно сильный, притяните язычки друг к другу до такой степени, чтобы преодолеть их жесткость зажима, и их два конца установят электрический контакт в центре стеклянной трубки.

Когда магнитное поле удаляется, язычки теряют свою удерживающую силу, и полоски возвращаются в исходное положение.

Гистерезис геркона

Как мы знаем, гистерезис — это явление, при котором система не может активироваться и деактивироваться в определенной фиксированной точке.

Например, для электрического реле на 12 В точка активации может быть 11 В, а точка деактивации может быть где-то около 8,5 В, эта временная задержка между точками активации и деактивации известна как гистерезис.

Аналогичным образом, для геркона деактивация его язычков может потребовать перемещения магнита намного дальше от точки, в которой он был первоначально активирован.

Следующее изображение ясно объясняет ситуацию

Как правило, геркон замыкается, когда магнит находится на расстоянии 1 дюйм от него, но может потребоваться перемещение магнита примерно на 3 дюйма, чтобы разомкнуть контакты свою первоначальную форму из-за магнитного гистерезиса.

Коррекция эффекта гистерезиса в герконе

Вышеупомянутую проблему с гистерезисом можно в значительной степени уменьшить, просто установив другой магнит с перевернутыми северно-южными полюсами на противоположной стороне геркона, как показано ниже:

Убедитесь, что что левый фиксированный магнит не находится в пределах диапазона втягивания геркона, а находится на некотором расстоянии, иначе язычок останется закрытым и откроется только тогда, когда правый магнит будет поднесен слишком близко к геркону.

Таким образом, расстояние до фиксированного магнита должно быть проверено методом проб и ошибок, пока не будет достигнут правильный дифференциал, и язычок резко активируется в фиксированной точке движущимся магнитом.

Создание геркона «нормально замкнутого» типа

Из вышеприведенных обсуждений мы знаем, что обычно контакты геркона являются «нормально разомкнутыми».

Язычки закрываются, если к корпусу устройства поднести магнит. Но могут быть определенные приложения, в которых может потребоваться, чтобы язычок был «нормально закрытым» или включенным, и выключенным в присутствии магнитного поля.

Этого можно легко добиться, сместив устройство с помощью расположенного поблизости магнита, как показано ниже, или с помощью геркона с 3 контактами SPDT, как показано на второй схеме ниже.

В большинстве систем, в которых геркон работает от постоянного магнита, магнит устанавливается на подвижный элемент, а геркон устанавливается на неподвижную или постоянную платформу.

Однако вы можете найти несколько программ, в которых и магнит, и язычок должны располагаться над фиксированной платформой.Операция ВКЛ/ВЫКЛ язычка в таких случаях достигается путем искажения магнитного поля с помощью внешнего движущегося ферромагнитного агента, как описано в следующем параграфе.

Реализация работы с фиксированным язычком/магнитом

В этой конфигурации магнит и язычок находятся на значительном расстоянии друг от друга, что позволяет контактам язычка находиться в нормально замкнутом состоянии, и он размыкается, как только внешнее искажающее железосодержащее вещество перемещается прошлое между тростью и магнитом.

С другой стороны, та же концепция может быть применена для получения прямо противоположных результатов. Здесь магнит регулируется в положение, которого достаточно, чтобы удерживать трость в нормально открытом положении.

Как только внешнее железосодержащее вещество перемещается между язычком и магнитом, магнитная сила увеличивается и усиливается железосодержащим веществом, которое мгновенно втягивает геркон и активирует его.

Рабочие плоскости геркона

На следующем рисунке показаны различные линейные плоскости работы геркона.Если мы переместим магнит через любую из плоскостей a-a, b-b и c-c, язычок будет работать нормально. Однако выбор магнита может иметь решающее значение, если режим работы находится в плоскости b-b.

Кроме того, вы можете обнаружить ложное или ложное срабатывание язычка из-за отрицательных пиков на кривой диаграммы поля магнита.

В ситуациях, когда отрицательные пики высоки, язычки могут включаться и выключаться несколько раз, когда магнит перемещается вдоль всей длины язычка.

Активация язычка вращательным движением также может быть успешно реализована.

Для этого вы можете использовать одну из множества настроек, показанных ниже:

РИСУНОК A

Также можно использовать вращательное движение для запуска настройки геркона. На рисунках A и B герконы установлены в фиксированном положении, а магниты прикреплены к вращающемуся диску, который заставляет магниты проходить мимо геркона при каждом вращении, соответственно включая и выключая геркон.

На рис. C магнит и геркон являются стационарными, а между ними вращается специально вырезанный кулачок магнитного экрана, так что кулачок попеременно отсекает магнитное поле при каждом повороте, заставляя язычок открываться и закрываться в одной и той же последовательности.

Вращательное движение может также использоваться для приведения в действие геркона. В A и B переключатели неподвижны, а магниты вращаются. В примерах C и D и переключатели, и магниты неподвижны, и переключатель работает всякий раз, когда вырезанная часть магнитного экрана находится между магнитом и переключателем.

Скорость переключения можно регулировать от одной секунды до более чем 2000 в минуту, просто изменяя скорость вращения диска.

Срок службы герконовых переключателей

Герконовые переключатели рассчитаны на чрезвычайно большой срок службы, который может составлять от 100 миллионов до 1000 миллионов операций открытия/закрытия.

Однако это может быть справедливо только при низком токе, если коммутационный ток через герконы превысит максимальное номинальное значение, то тот же геркон может выйти из строя в течение нескольких операций.

Как правило, герконы рассчитаны на работу с током в диапазоне от 100 мА до 3 А в зависимости от размера устройства.

Максимально допустимое значение указано для чисто резистивных нагрузок. Если нагрузка является емкостной или индуктивной, в этом случае контакты геркона должны быть либо существенно снижены, либо к герконам должна быть применена соответствующая демпферная защита и защита от обратной ЭДС, как показано ниже:

Добавление защиты от индуктивных пиков

Любой из четырех простых методов, используемых для обеспечения защиты геркона от индуктивных или емкостных пиков тока.

Для индуктивной нагрузки, такой как катушка реле с питанием постоянного тока, простого шунтирующего резистора, номинал которого в 8 раз больше, чем у катушки реле, будет достаточно, чтобы защитить герконовое реле от обратных ЭДС катушки реле, как показано на рисунке A.

Хотя это может немного увеличить ток холостого хода в язычке, но это в любом случае не повредит язычку.

Терситор может быть заменен конденсатором также для обеспечения аналогичного вида защиты, как показано на рис. B.

Как правило, схема защиты с резистором и конденсатором применяется, как показано на рис. C, в случае, если источник питания переменного тока.2 / 10 мкФ и R = E / 10I(1 + 50/E)

Где E — ток замкнутой цепи, а E — напряжение холостого хода сети.

На рисунке C мы видим диод, подключенный к язычку. Эта защита хорошо работает в цепях постоянного тока с индуктивной нагрузкой, хотя полярность диода должна быть правильно реализована.

Сильный герконовый переключатель

В приложениях, требующих коммутации больших токов с помощью геркона, симисторная схема используется для переключения сильноточной нагрузки, а геркон используется для управления переключением затвора симистора, как показано ниже

Поскольку ток затвора значительно меньше тока нагрузки, геркон будет работать эффективно и позволит переключать симистор с большой токовой нагрузкой. Здесь можно применить даже минутный геркон, и он будет работать без проблем.

Дополнительные 0,1 мкФ и 100 Ом RC представляют собой снабберную цепь для защиты симистора от сильноточных индуктивных пиков, если нагрузка является индуктивной.

Преимущества геркона

Большим преимуществом геркона является его способность очень эффективно работать при коммутации малых токов и напряжений. Это может стать серьезной проблемой при использовании обычного переключателя.Это происходит из-за отсутствия достаточного тока для устранения резистивного поверхностного слоя, обычно связанного со стандартными контактами переключателя.

Герконовый переключатель, наоборот, благодаря позолоченным контактным поверхностям и инертной атмосфере успешно работает более миллиарда операций без каких-либо проблем.

В ходе одного из практических испытаний в известной лаборатории американской компании четыре геркона запитывались со скоростью 120 последовательностей ВКЛ/ВЫКЛ в секунду через нагрузку, работающую при постоянном напряжении 500 микровольт и 100 микроампер.

В ходе испытаний каждый из язычков смог последовательно выполнить 50 миллионов замыканий, при этом ни в одном случае коммутируемое сопротивление не превышало 5 Ом.

Неисправности геркона

Несмотря на то, что геркон чрезвычайно эффективен, он может выйти из строя, если он работает при более высоких входных токах. Большой ток вызывает эрозию контактов, что также часто наблюдается в обычных переключателях.

Эта эрозия приводит к тому, что крошечные частицы, которые также обладают магнитными свойствами, собираются вблизи зазора контактов и каким-то образом создают перемычку через зазор.Это перекрытие разрыва вызывает короткое замыкание, и кажется, что язычки постоянно включены.

Так что на самом деле это происходит не из-за расплавления контактов, а из-за короткого замыкания из-за сбора разрушенных частиц, из-за чего язычковые контакты выглядят так, как будто они расплавились и сплавились.

Технические характеристики стандартного универсального геркона

• Максимальное напряжение = 150 В
• Максимальный ток = 2 А
• Максимальная мощность = 25 Вт
• Макс. 6 операций

Области применения

1. Индикатор уровня гидравлической тормозной жидкости, , где осуществимость в основном зависит от простоты и простоты использования.
2. Подсчет приближения , обеспечивающий невероятно простой подход к регистрации прохождения железных тел через заранее заданную точку.
3. Переключатель с блокировкой безопасности , обеспечивающий исключительную стабильность и простоту использования в сложных механизированных конструкциях.Здесь встроенные герконы используются для подключения цепи для включения предупредительной лампы или подсказки о следующих этапах работы.
4. Герметичный переключатель в легковоспламеняющихся средах , предотвращает возгорание; также в запыленных средах, где на стандартные открытые выключатели трудно положиться; и особенно в холодную погоду, когда обычные переключатели могут просто замерзнуть.
5. В радиоактивной среде , где магнитная обработка помогает сохранить надежность защиты.

Некоторые другие прикладные схемы, опубликованные на этом веб-сайте

Поплавковый переключатель: Герконовые переключатели могут использоваться для эффективных коррозионностойких поплавковых переключателей регуляторов уровня воды. Поскольку герконы герметизированы, контакт с водой исключен, и система работает бесконечно без каких-либо проблем.

Сигнализация капель пациента: в этой схеме используется геркон для активации сигнала тревоги, когда пакет капельницы, подключенный к пациенту, становится пустым. Сигнализация позволяет медсестре немедленно узнать о ситуации и заменить пустую капельницу новой упаковкой.

Магнитная дверная сигнализация: в этом приложении геркон активируется или деактивируется, когда соседний магнит перемещается при открытии или закрытии двери. Сигнал тревоги предупреждает пользователя о работе двери.

Счетчик обмоток трансформатора: Здесь геркон управляется магнитом, прикрепленным к вращающемуся колесу намотки, что позволяет счетчику получать тактовый сигнал для каждого оборота обмотки при активации геркона.