Содержание

Простой самодельный магнитоуправляемый контакт (геркон). Как самому сделать геркон.

Домашним мастерам геркон известен уже несколько десятков лет. Это небольшая стеклянная колбочка, в которую впаяны 2 или 3 контакта, на концах которых находятся небольшие утолщения из специального материала. Если геркон поместить в сильное магнитное поле, то его контакты намагничиваются и притягиваются друг к другу. Хотя есть варианты, когда они отталкиваются, т.н. нормально замкнутые контакты.

Подавляющее количество герконов представляют собой нормально разомкнутую пару контактов. Встретить размыкающие или переключающие можно довольно редко. Другой «массовый» признак герконов — это довольно слабые коммутируемые токи, десятки мА, иногда сотни. Все это является серьезным недостатком герконов, не позволяющие использовать их «напрямую», для коммутации мощных устройств. А между тем, применить их можно было бы где. Вместо сложных электронных устройств достаточно было бы применить один, но мощный переключающий геркон, например.

К счастью, сделать геркон можно и самому. Это будет вобщем не геркон, как «ГЕРметичный КОНтакт», а скорее магниоуправляемый контакт. Но при желании и его можно сделать герметичным, поэтому будем называть его все же герконом.

И в размерах он сильно проиграет обычному геркону. Но зато мы вольны сделать его в любой конфигурации, замыкающим, размыкающим или переключающим. Да еще и не одну группу контактов.

Устройство самодельного «геркона» понятно из эскиза. Нам потребуется как минимум одна упругая пластина, желательно из немагнитного материала. Это может быть отрихтованная медная или латунная полоска, пластина от контактов большого реле (это лучший вариант). Вторая пластина может быть и неупругой и вообще, быть проводником на плате. (на эскизе изображен лишь принцип работы). Хорошо, если на пластине будут т.н. пуклевки, через которые собственно происходит электрический контакт. На пластинах реле они обязательно есть.

На упругой пластине мы с помощью капельки эпоксидной смолы или цианакрилатного клея (тот, который клеит все и за 5 секунд) приклеиваем небольшой кусочек железа, любой формы. Теперь, как вы догадываетесь, если поднести магнит с нужной стороны, железо начнет притягиваться к нему, пластина изогнется и контакты замкнутся. Вот и весь «секрет» самодельного магнитоуправляемого контакта.

Что бы сделать размыкающий геркон, есть два варианта. Первый — это использовать уже замкнутые контакты, а магнит подносить с другой стороны. Тогда железо притягиваясь и отгибая пластину разорвет контакт. Если это по каким то причинам сделать нельзя, то вместо железа можно приклеить небольшой магнит. И тогда в зависимости от ориентации (полярности) подносимого (управляющего) магнита и в зависимости от того, с какой стороны его подносят, пластина будет либо размыкать, либо наоборот, сильнее прижиматься.

Конечно, очевиден недостаток такой примитивной конструкции. Если обычный геркон срабатывает при любой ориентации управляющего магнита, там важен сам факт наличия магнитного поля, то наш самодельный требует более тщательного подхода. Но справедливости ради, это даже не совсем недостаток, а скорее потенциальные возможности.

Представьте себе, что упругая пластина находится между двух других, но без магнитного поля ни с кем не замкнута. На ней закреплен магнит. Если мы поднесем управляющий магнит с одной полярностью – то пластина начнет притягиваться или отталкиваться и замкнется с одной пластиной. А если мы сменим полярность управляющего магнита — то контакт произойдет с другой. Мы получили не просто переключающий геркон, а геркон с 3-мя положениями! Это открывает очень хорошие перспективы по части управления устройствами требующими реверсирования, или «секретного» управления (электрические замки, например).

Поскольку размеры нашего самодельного магнитоуправляемого достаточно велики, то и коммутируемые токи могут составлять значительные величины. Кроме того, эти контакты обладают определенным «тумблерным» эффектом. Т.е. переключаются не плавно, а достаточно скачкообразно, как у тумблера. Это уменьшает искрообразование на пуклевках. Дело в том, что созданию контакта сопротивляется упругая пластина. А зависимость силы сопротивления от изгиба — линейная. А магнитные силы зависят от квадрата расстояния между магнитами. Поэтому в то время, когда пластина наращивает сопротивление плавно, магнит по мере приближения объекта притягивания тянет тем сильнее, чем ближе объект.

Как видите, ничего сложного в устройстве самодельного магнитного контакта нет, и любой может сделать его буквально за несколько минут. Разумеется, лучше всего использовать наиболее сильные и компактные магниты. При малых размерах они обладают огромной магнитной силой. Но подойдут и обычные, ферритовые.

Применять такие контакты можно где угодно. В различных системах автоматики, сигнализации, системах контроля доступа, датчиках и т.п.

Константин Тимошенко © 29.12.2011

www.delaysam.ru

что это такое, технические характеристики, принцип работы

Ни одна современная система охраны, контроля, пожаротушения, экстренного оповещения не может функционировать без применения датчиков, связывающих ее с окружающим миром. Датчики определяют наличие задымления, пыли в воздухе, движение объектов и еще множество других изменений.

Герконовый датчик по-прежнему используется во многих подобных системах благодаря своей надежности.

Что такое геркон

Геркон – электромеханическое устройство, замыкающее либо размыкающее электрические контакты под влиянием магнитного поля, генерируемого электромагнитом, либо постоянным магнитом.

Термин «геркон» означает герметичный контакт. Обусловлено это его конструкцией. Состоит он из двух ферромагнитных пластин, запаянных в стеклянную капсулу с двумя выходными контактами и заполненную инертным газом. Такая оболочка минимизирует воздействие окружающей среды и обеспечивает надежное функционирование устройства.

Колба может содержать азот, иссушенный воздух, иной инертный газ. Также из колбы может быть откачан весь газ до состояния вакуума. Этим добиваются повышения уровня коммутируемого напряжения.

Назначение и область применения

Герконовые датчики, несмотря на вытеснение их датчиками Холла, по-прежнему находят применение во многих устройствах и системах:

  1. Клавиатуры синтезаторов и промышленного оборудования. Конструкция датчиков исключает возможность возникновения искры. Поэтому в первую очередь их применяют на взрывоопасном производстве, где присутствуют горючие испарения или пыль.
  2. Бытовые счетчики.
  3. Автоматические системы охраны и контроля положения.
  4. Оборудование, работающее под водой или в условиях высокой влажности.
  5. Телекоммуникационные системы.
  6. Медицинское оборудование.

В системах безопасности применяются устройства, состоящие из геркона и магнита. Они сообщают об открытии или закрытии дверей.

Также применяются герконовые реле, состоящие из контактного датчика и проволочной обмотки. Такая система обладает некоторыми преимуществами: простота, компактность, влагостойкость, отсутствие движущихся деталей.

Используются герконы и в особых областях – это механизмы защиты от перегрузок и короткого замыкания высоковольтных и радиотехнических электроустановок. Также это высокомощные радары, лазеры, радиопередатчики и прочее оборудование, работающее под напряжением до 100 кВ.

Разновидности

В зависимости от нормального состояния контактов устройства разделяют на:

  • замкнутые – цепь размыкается под воздействием магнитного поля;
  • переключаемые – под воздействием поля замыкается один контакт, а при отсутствии поля – другой;
  • разомкнутые – срабатывание геркона происходит при появлении магнитного поля.

В зависимости от конструкции датчики бывают:

  • газовые – стеклянная гильза заполнена сухим воздухом или инертным газом;
  • ртутные – на контакты, дополнительно наносится ртуть, которая способствует улучшению коммутации, минимизирует сопротивление и убирает вибрацию замыкаемых пластин.

Герконы по техническим характеристикам подразделяются на:

  1. Герконы.
  2. Газакон – устройство, обладающее функцией памяти. То есть положение контактов сохраняется после отключения магнитного поля.
  3. Геркотроны – реле с высоковольтной изоляцией. Предназначено для работы в устройствах с напряжением от 10 до 100 кВ.
  4. Герсикон – реле, предназначенное для управления оборудованием и автоматикой с мощностью до 3 кВт. Конструкция характеризуется увеличенным коммутационным током и наличием дугогасительных контактов.

Благодаря разнообразию конструкций герконы продолжают использовать во многих областях.

Принцип действия

Геркон по принципу работы схож с выключателем. Реле состоит из пары токопроводящих сердечников с зазором между ними. Они герметично запаяны в стеклянной колбе с инертной средой, исключающей процесс окисления.

Вокруг колбы размещается управляющая обмотка, питаемая постоянным током. При подаче питания обмотка генерирует магнитное поле, воздействующее на сердечники, и приводит к замыканию контактов между собой.

При отключении катушки от питания магнитный поток исчезает и контакты размыкаются пружинами. Надежность обеспечивается отсутствием трения между контактами, которые, в свою очередь, выполняют роль проводника, пружины и магнитопровода.

Особенностью герконового датчика является то, что на пружины реле в состоянии покоя не действуют никакие силы. Это позволяет им замыкать контакт за доли секунды.

Применяться могут и постоянные магниты. Такие устройства называют поляризованными.

Нормально замкнутые устройства имеют другой принцип функционирования. Под воздействием электромагнитной силы система магнитов заряжает сердечники одним потенциалом, заставляя их отталкиваться друг от друга, размыкая цепь.

Переключаемые герконы состоят из трех контактов. Один из них установлен стационарно и не магнитится, 2 других сделаны из ферромагнитного сплава. При наведении магнитного поля пара разомкнутых контактов замыкается, размыкая пару с немагнитным контактом.

Подключение герконового датчика

Документация, поставляемая в комплекте с датчиками, дает исчерпывающую информацию о том, как подключить геркон.

Для функционирования и безопасности датчика часть реле, генерирующая магнитное поле, монтируется на подвижную часть конструкции. Сам геркон крепится на стационарно установленный элемент конструкции или здания.

Подвижная часть плотно примыкает, воздействуя магнитным полем катушки на контактную сеть геркона и замыкая этим электрическую цепь. Датчик системы информирует о правильном функционировании системы. Как только катушка, расположенная на подвижной части, перестает воздействовать на датчик, сеть размыкается и автоматика сообщает о нарушении целостности системы.

По способу монтажа датчики бывают:

  • скрытого крепления;
  • наружного крепления.

В зависимости от физических свойств поверхности, на которой происходит подключение геркона, бывают:

  • датчики для монтажа на стальных конструкциях;
  • датчики, монтируемые на магнитопассивных конструкциях.

При монтаже герконового реле необходимо помнить о некоторых особенностях установки:

  1. Рекомендуется избегать расположения вблизи источников ультразвука. Он в состоянии оказать негативное воздействие на параметры датчика.
  2. Не допускать расположения рядом с источником постороннего магнитного поля.
  3. Обезопасить колбу датчика от ударов и повреждений. В противном случае газ испарится, нарушится контакт, и сердечники быстро придут в негодность.

Герконовые переключатели не могут коммутировать большие токи в силу маломощности сердечников. Поэтому их нельзя использовать для включения и выключения мощных электрических устройств.

Их включают в маломощную коммутационную схему для контроля реле, которое осуществляет управление оборудованием.

Преимущества

Герконовые датчики обладают следующими преимуществами:

  1. Полная герметичность позволяет использовать их в пожароопасных помещениях и агрессивных средах.
  2. Моментальное срабатывание позволяет использовать их в устройствах с высокой коммутационной частотой.
  3. Исключение дребезга контактов у ртутных датчиков. Они применяются в оборудовании с повышенными требованиями к чистоте сигнала.
  4. Малые габариты от 4 мм, простота конструкции, низкая стоимость изготовления.
  5. Высокая функциональность и универсальность реле.
  6. Возможность коммутировать маломощные сигналы.
  7. Большой температурный диапазон работы – от -55 до + 110 ºC.
  8. Высокая прочность сердечников.
  9. Отсутствие поверхностей трения.

Высокая универсальность, надежность и цена по-прежнему позволяют герконам соперничать с прямыми конкурентами.

Недостатки

Как и все устройства, герконы обладают и недостатками:

  1. Низкая чувствительность магнитов.
  2. Высокая восприимчивость к внешним магнитным потокам. Как следствие, может потребоваться использование дополнительных экранов.
  3. Иногда контакты после снятия магнитного поля могут остаться в замкнутом положении, из которого их не вывести.
  4. Капсула выполнена из тонкого стекла и легко разрушается при падениях и ударах.
  5. При подаче напряжения с низкой частотой контакты самопроизвольно размыкают и замыкают цепь.
  6. При подаче больших токов контакты сердечников могут самопроизвольно размыкаться.

По этим причинам при использовании реле необходимо соблюдать ряд ограничительных мер, указанных в сопроводительной документации.

Похожие статьи

odinelectric.ru

важнейший элемент защиты от угона.

      Как я уже писал, самая лучшая защита от угона – это нестандартные решения,  индивидуальные устройства умельцев – секретки. Широкие возможности для изготовления секреток предоставляет геркон. Если вы хотите, чтобы ваш автомобиль был надёжно защищён от угона, то вам непременно нужно познакомится с герконами. Само слово “гер кон” обозначает герметичный контакт. Причём этот герметичный контакт управляется магнитным полем. Внешний вид некоторых герконов показан на фото слева.

Итак, геркон это стеклянная трубка в которую с двух сторон вмонтированы электропроводящие стальные (пермаллоевые) контакты (позолоченные или с иным покрытием)  в месте замыкания. В исходном состоянии между контактами есть зазор. Под действием магнитного поля определённой величины контакты соприкасаются.  Стеклянная трубка герметичная и обычно заполнена инертным газом. Геркон может работать при температуре окружающей среды от -40 до + 120 градусов Цельсия. Некоторые до +300 градусов. Его очень удобно использовать в автомобиле. Геркон не боится тряски, повышенной влажности, имеет большой срок службы. Для нас представляют интерес небольшие герконы длиной 9-20 мм. Их удобно спрятать в автомобиле.

А теперь самое интересное, как применить  геркон в качестве противоугонки.  Малогабаритные герконы свободно  пропускают ток до 5оо ма.. Они непосредственно могут использоваться для блокировки зажигания с датчиком Холла или индукционным датчиком, а также для разрыва цепи обмотки автомобильного реле (контакты 85 и 86).  Итак, покупаете геркон длиной 9-20 мм., чёрную термоусадочную трубку под этот геркон и пару метров чёрного провода сечением о,35 мм. кв.. Ищите блок в автомобиле где располагаются реле. Находите реле стартёра, топливного насоса или реле зажигания. Если не знаете где какое, то заводите двигатель и по очереди вынимаете  по одному реле и ставите на место, до тех пор пока не найдёте реле, которое глушит мотор.

Припаиваете к геркону два провода, надеваете на геркон термоусадочную трубку такой длины, чтобы были с запасом закрыты места пайки. Направляете на термоусадочную трубку горячий воздух из фена до полной усадки трубки. Геркон крепите под приборную панель, под сидением, под обивкой салона таким образом, чтобы на расстоянии 1-2 см от него можно было на липучке крепить магнит на время езды. Провод с герконом можно закрепить стяжкой, изолентой, скотчем, герметиком и т.п. на ваш выбор.

Далее нужно провода от геркона обёрнутые изолентой скрытно протянуть к реле и подсоединить их в разрыв нулевого провода, который идёт к обмотке реле. Старайтесь прокладывать провода в уже имеющихся жгутах, нельзя их подвязывать к тормозным трубкам, трубкам кондиционера и т.п.. Если провода протаскиваются из салона в подкапотное пространство, то они обязательно должны проходить через резиновый сальник.  Подходящий магнит можно купить в канцтоварах (служит для крепления бумаги к металлической доске) или в игрушках (магнитные дротики, удочки и прочее). Проявите смекалку и сообразительность.

Магнит может быть вклеен внутрь авторучки. Чтобы завести машину нужно будет поставить ручку в держатель, а выходя из авто переложить её в ящичек двери, или забрать с собой. Магнит может быть приклеен к зажигалке, мобильнику, к ароматизатору, к противосолнечному козырьку. Главное, что автомобиль не завести пока магнит не будет расположен рядом с герконом. Причём внешне ничего не видно – магнит в какой-то безделушке. Вариантов возможны десятки. Но для того, чтобы уехать  нужно эту безделушку расположить нужным образом. Недостаток такой секретки в том, что можно забыть её включить, то есть забыть убрать магнит.

Сейчас я расскажу как подключить реле, чтобы оно при кратковременном поднесении магнита блокировалось и магнит можно было спрятать, а при глушении двигателя блокировка включалась бы автоматически. Но секретка стоит того, чтобы её сделать.  Вот слева схема такой секретки (чтобы схема хорошо читалась, щёлкните по ней мышкой). Диод можно использовать практически любой маломощный. Можно обойтись и без диода. Диод убираем, но потребуется ещё один маленький геркон.

Его подключаем параллельно геркону показанному на схеме, но располагаться он должен внутри автомобильного реле таким образом, чтобы при срабатывании реле магнитное поле его катушки приводило к замыканию контактов этого второго геркона. Если вам не понятно как сделать эту секретку, то, очевидно, это работа не для вас, ищите электрика, который справится с этой работой.  Секреток, естественно, может быть и несколько. Одна из них , например, включается в багажнике… Удачи вам. Можете в комментариях задавать вопросы.

Об авторе

avto-sovet.com

Принцип работы геркона

Геркон (сокр. герметизированный контакт) – электромагнитное устройство, управляемое магнитным полем.


Свою широкую распространённость герметизированный контакт приобрел благодаря своим защитным свойствам от вредной окружающей среды. Благодаря тому, что контакт герметизирован, его используют во взрывоопасных средах, там, где обычные контакты применять нельзя из-за возникающей искры.  

Конструкция геркона

Конструктивно геркон состоит из двух ферромагнитных проводников, заключенных в герметичную стеклянную колбу.

Внутри стеклянной колбы (капсулы) может находиться инертный газ (например, азот). Благодаря азоту повышается предел максимально коммутируемого напряжения, появляется возможность использовать его в электрических цепях 220 В . Вместо инертного газа капсула может быть вакуумизирована. Это позволяет геркону работать при напряжении в тысячи вольт.

Проводящие контакты изготовлены из ферромагнетиков и могут иметь напыление из стойкого к эрозии металла: иридия, рутения или родия. Это напыление позволяет многократно увеличить количество срабатываний (до 5 миллиардов раз).

Существуют герконы со “смачиваемыми ” ртутью контактами. Ртуть обеспечивает надежность срабатывания контактов и уменьшает их дребезг. Но такие герконы требуют установки в правильном положении, так как в противном случае, капли ртути могут соединить контакты даже при отсутствии воздействия магнитного поля.

По типу срабатывания различают замыкающие, размыкающие и переключающие герконы.

Принцип работы

Принцип работы геркона прост, но есть свои нюансы. При воздействии магнитного поля (например, от постоянного магнита), контакты геркона поляризуются и срабатывают (замыкаются, размыкаются или переключаются). Надежность включения зависит от ориентации магнита, каким полюсом он будет повернут, и как он будет приближаться к геркону.

Где используют герконы?

Герконы используются повсюду, например, в вашем ноутбуке. Когда вы опускаете крышку, при касании о корпус, срабатывает геркон и ноутбук переходит в спящий режим.

Во второй половине 20-го столетия широкое применение получили герконовые реле. Они использовались там, где не требовались большие рабочие токи, обеспечивая при этом высокую производительность и долговечность. Чаще они использовались в телефонной связи, в системах подсчета, а также в лифтовой промышленности.

Герконы также используют как бесконтактные датчики в системах сигнализации на окнах и дверях, как датчики положения, концевые выключатели и т.д.

Как датчики положения герконы в настоящий момент используются редко, по тому что на смену пришли датчики Холла.

Основные параметры и характеристики

Коммутируемая мощность, Вт – максимально коммутируемая мощность, не вызывающая повреждение геркона.

Диапазон коммутируемых токов, А – значения постоянного или действительные значения переменного токов, в пределах которых, может работать геркон.

Магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания, А – величина характеристики магнитного поля, при которой происходит срабатывание геркона. Единицы измерения в системе СИ – Ампер-витки.

Магнитодвижущая сила (МДС) отпускания, А – МДС при которой происходит отпускание контактов геркона.

Время срабатывания, мс – время которое проходит от момента приложения магнитного поля до замыкания контактов.

Контактное сопротивление, Ом – сопротивление геркона в замкнутом состоянии.

Резонансная частота, Гц – частота колебаний геркона, при которой начинается вибрация контактов, что приводит к снижению напряжения пробоя.

  • Просмотров:
  • electroandi.ru

    Что такое геркон и как его проверить

    Что такое геркон?

    Геркон образуется от двух слов:  ГЕРметичный КОНтакт. Давайте рассмотрим его поближе:

    Как вы видите на фото, самый простой геркон состоит из стеклянной колбочки. В ней находятся две железные пластинки. Весь прикол геркона состоит в том, что эти пластинки замыкаются, когда геркон попадает в магнитное поле. Магнитное поле можно вызвать каким-нибудь куском магнита или с помощью катушки индуктивности,  на которую подано напряжение  прямо на ее выводы. Электрический ток, проходя по катушке, создает магнитное поле. В свою очередь это самое магнитное поле может управлять герконом.

    Давайте рассмотрим поближе этот самый геркон через наш USB микроскоп. В обычном состоянии железные пластинки геркона, как вы видите, не замкнуты.

    Но стоит нам только приподнести магнитик, как они сразу же замыкаются. В данном случае я использовал магнитик от динамика мобильного телефона. 

    Как же проверить геркон на работоспособность? Все вы, наверное, помните статью как проверить предохранитель мультиметром. Так вот, геркон проверяется почти таким же способом. Берем наш мультик, ставим крутилку на прозвонку и цепляемся щупами за геркон. Мультиметр  покажет  нам обрыв.

              

    Теперь же берем динамик-громкоговоритель, а как мы знаем, в основу его  лежит тороидальный магнит, и создаем магнитное поле для геркона. В свою же очередь, контакты геркона замыкаются и  у нас из мультика доносится сигнал «пииииииииииииииииип»  и на нули на дисплее.

    Отсюда делаем умозаключение, что наш подопечный жив и здоров 🙂

    Если есть большое желание, на Али можно приобрести любые виды стеклянных герконов.

    www.ruselectronic.com

    принцип работы, схема :: SYL.ru

    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 103—108.
    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.

    www.syl.ru

    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 герконаKЭM-1KЭM-6MK36701MKA-27101
    Вид модификации герконастандартстандартпромежуточныепромежуточные
     сила  магнитного поля, А54…110,137…5051…8031…60
    Интервал времени срабатывания, мс3221,5
    Допустимая мощность коммутации, Вт31112011
     Допустимое напряжение коммутации, В221151101111
    Величина тока коммутации, А1,10,260,360,36
     Напряжение пробоя, В501501501
    Сопротивление контактов замкнутого геркона, Ом0,090,110,0710,121
    частота замыканий, Гц1012150100
    Рабочая температура, °С-61…+123-61…+125-61…+100-61…+100
     Допустимый диапазон частот вибрации, Гц1…6011…501…6001…601
    Длина и Ø баллона , мм50/8036/63,536/63,527/45,6

    Параметры переключающих и измерительных герконов

    Марки герконовМКС-27102КЭМ-3МКС-15101МКА-52181МКА-27801
     сила  магнитного потока, А51…7431…10031…458131…100
    Временной интервал переключения, мс1,511,511,512.12.1
     Допустимая мощность коммутации, Вт31310,36.11,491
    Допустимое напряжение коммутации, В1511253535301
    Допустимый ток коммутации, А1.11.10,0110,110,011
    Сопротивление замкнутых контактов, Ом0,1510,310,1510,0810,11
    частота замыканий и размыканий, Гц51101100,1100,150.1
    Интервалы рабочей температуры, °С-61… + 125-61… + 125-61… + 125-61… + 85-61… + 85
    Диапазон сачтоы вибрации, Гц1…2000.11…2000.11…2000,11…6015…601
     Длина и Ø баллона, мм27/6718/5415/5053/79,528/52,3

    герконы с большой мощностью

    Марка герконаMKA-52141MKA-52142MKA-52202
    Модификация  герконавысоковольтныйвысоковольтныймощный
    Сила магнитного потока переключения, А100…200,1300.1180…300.1
    Временной интервал переключения, мс3,13,18,1
    Допустимая мощность коммутации, Вт5151251
    Допустимое напряжение коммутации, В5000.110000.1380.1
    Допустимый ток коммутации, А3,13,14,1
    Напряжение пробоя, В10000.115000.1800.1
    Сопротивление между замкнутыми контактами, Ом0,10,10,3
    Диапазон рабочих температур, °С-40…+85-60…+100-45…+60
    Допустимые частоты вибрационные нагрузки, Гц1…6001…601…10
     Длина  колбы и Ø мм53/5,4/8052/5,5/9052/7,0/0

     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.

    1. 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. Нам важно ваше мнение:

    electric-tolk.ru

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о