Alp22.ru

Промышленное строительство
27 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Герконовые датчики пневмоцилиндра

Герконовые датчики пневмоцилиндра

Герконовые датчики или магнитоуправляемые малогабаритные датчики на основе герметичных контактов позволяют отслеживать перемещение поршня в пневмоцилиндре. Поэтому их еще называют магнитными датчиками положения поршня. Устанавливаются на корпус цилиндра и реагируют на магнитное кольцо, которым оснащены поршни некоторых цилиндров (пневмоцилиндры с таким кольцом имеют в маркировке дополнительный литер «S»). При прохождении поршня через область, где установлен герконовый датчик положения, геркон замыкается, полученный электрический сигнал можно использовать для прекращения движения поршня, начала движения в обратную сторону или других необходимых манипуляций. Датчики имеют световую индикацию. Крепление происходит либо с помощью хомутов к корпусу цилиндра (HX-03R, HX-21R), либо в Т-образный паз на корпусе пневмоцилиндра (HX-01R, HX-06R, HX-11R, HX-31R).

Устройство герконового датчика:

Как работает герконовый датчик

Слово «геркон» происходит из первых букв словосочетания «ГЕРметизированный КОНтакт». Отсюда и устройство герконового датчика: пара ферромагнитных контакта запаянных в стеклянную герметичную колбу. Если к ним приблизить постоянный магнит, то происходит их замыкание. Расстояние между контактами составляет десятые доли миллиметра. Датчики надежны, выдерживают падения и незначительные удары. Инертный газ или вакуум внутри колбы не позволяет контактам обгорать при замыкании-размыкании. Однако, могут прийти в негодность, если через них пропустить слишком большой ток. Еще одним преимуществом является то, что при небольшой размере они рассчитаны на тот же ток, что и классическое реле. Герконовые датчики являются взрывобезопасными.

Технические характеристики:

  • Подключение: два контакта
  • Схема подключения: нормально открытая
  • Напряжение: 5-24 V DC
  • Сила тока: max. 100 mA
  • Оснащены индикатором работы (LED)
  • Максимальная частота 200 Гц
  • Класс защиты IP67, IEC529, NEMA6
  • Рабочая температура +10. +70 С
  • Устойчивы к вибрации
  • Длина шнура 1 м

Схема подключения герконовых датчиков

Датчик HX-13R для пневмо­цилиндров серии RAL, IAS

Датчик для пневмоцилиндра Размеры датчика для пневмоцилиндра HX-13R

Датчик HX-01R, HX-06R для пневмо­цилиндров серии SD, SE

Герконовый датчик HX-01R, HX-06R Размеры датчика для пневмоцилиндра HX-01R

Установка происходит в паз пневмоцилиндра серии SD;
Длина шнура — 1 м.

Датчик HX-21R для пневмо­цилиндров серии SC, VBC

Магнитный датчик положения Размеры датчика для пневмоцилиндра HX-21R

Датчик подходит для различных круглых пневмоцилиндров;
Крепится с помощью хомута к корпусу цилиндра;
Длина шнура — 1 м.

Датчик HX-11R для пневмо­цилиндров серии SD, EN

Датчик для пневмоцилиндра Размеры датчика для пневмоцилиндра HX-11R

Датчик HX-31R для пневмо­цилиндров серии FVBC

Датчик положения пневмоцилиндра Размеры датчика для пневмоцилиндра HX-31R

Устанавливается в паз пневмоцилиндра серии FVBC;
Длина шнура — 1 м.

Герконы и герконовые реле: устройство, устройство, виды, достоинства и недостатки

Наименее надежным узлом электромагнитного реле является контактная система. Существенным недостатком также является наличие трущих металлических деталей, износ которых приводит к снижению работоспособности реле.

Перечисленные недостатки привели к созданию герметических магнитно управляемых контактов, которые называются герконы.

Принцип действия герконов

Принцип действия герконов основан на использовании сил взаимодействия, возникающих в магнитном поле между ферромагнитными телами. При этом силы вызывают деформацию и перемещение ферромагнитных токопроводов электронов.

Магнитоуправляемый контакт (геркон) представляет собой электрический аппарат, изменяющий состояние электрической цепи посредством механического размыкания или замыкания ее при воздействии управляющего магнитного поля на его элементы, совмещающие функции контактов, пружин и участков электрической и магнитной цепей.

Герконы

Геркон был изобретен в 1936 году в Bell Telephone Laboratories.

Геркон состоит из двух ферромагнитных язычков, помещенных в герметичную стеклянную трубку. В состоянии покоя контакты разомкнуты и будут соединены между собой при приближении магнитного поля.

Ферромагнитный материал язычков усиливает напряженность приложенного магнитного поля, создавая, таким образом, два магнита, которые своими противоположными полюсами притягиваются и образуют проводящее соединение. После снятия магнитного поля язычки возвращаются в исходное отключенное положение.

Управляющее магнитное поле может создаваться постоянным магнитом или электромагнитной катушкой. Решение с постоянными магнитами используется, например, для обнаружения дверных открытий в системах безопасности зданий или в качестве бесконтактного датчика приближения.

Когда герконовый контакт управляется электромагнитным полем катушки, генерируется герконовое реле.

Переключающий геркон

Контакт переключающего язычка состоит из трех язычков, два из которых изготовлены из ферромагнитного материала, а один — из диамагнитного или парамагнитного материала.

В состоянии покоя язычок переключения соединен с диамагнитным язычком, который не усиливает магнитное поле. Когда магнитное поле приближается, поле в ферромагнитных язычках усиливается и впоследствии переключается. Когда поле перемещается, вкладка-переключатель возвращается в исходное положение.

Использование герконов в технике. Герконовое реле

В настоящее время на базе герконов создано большое количество герконовых реле, кнопок, тумблеров, переключателей, распределителей сигналов, датчиков, регуляторов, сигнализаторов и т. д.

Во многих отраслях техники для контроля положения подвижных деталей целессобразно использование герконовых датчиков, счетчиков готовой продукции.

Устройство простейшего герконового реле

Герконовое реле

Простейшее герконовое реле с замыкающими контактами состоит из двух контактных сердечников с высокой магнитной проницаемостью (пермаллой), размещенных в стеклянном герметичном баллоне, заполненном либо инертным газом, либо чистым азотом, либо сочетанием азота с водородом. Давление внутри баллона герконового реле 0.4?0.6*10 5 Па.

Инертная среда предотвращает окисление контактных сердечников. Стеклянный баллон герконового реле устанавливается внутри обмотки управления, питаемой постоянным током.

При подаче электрического тока в обмотку герконового реле возникает магнитное поле, которое проходит по контактным сердечникам через рабочий зазор зазор между ними и замыкается по воздуху вокруг катушки управления. Создаваемый при этом магнитный поток при прохождении через рабочий зазор образует тяговую электромагнитную силу, которая, преодолевая упругость контактных сердечников, соединяет их между собой.

Читайте так же:
Чем сверлить железобетонную стену

Для создания минимального переходного сопротивления контактов, поверхности касания герконов покрывают золотом, радием, паладием или (на худой конец) серебром.

При отключении тока в обмотке электромагнита герконового реле сила исчезает, и под действием сил упругости контакты размыкаются.

В герконовых реле отсутствуют детали, подвергающиеся трению, а контакты сердечника многофункциональны, так как при этом выполняют одновременно функцию магнитопровода, пружины и токопровода.

Для уменьшения размеров намагничивающей катушки увеличивают допустимую плотность тока, используя для намотки теплостойкий эмалированный провод. Все детали изготавливаются штамповкой, а соединяются сваркой или пайкой. Для уменьшения зоны включенного состояния в герконах применяются магнитные экраны.

Пружины герконов не имеют предварительных натягов, поэтому включение их контактов происходит без периода трогания.

Если в герконах наряду с электромагнитом используется постоянный магнит, то герконы из нейтральных переходят в поляризованные.

В отличии от электромагнитных реле обычного типа, у которых контактное нажатие зависит от параметров контактных пружин, контактное нажатие герконовых реле зависит от МДС обмотки и увеличивается с ее ростом.

Из-за технологической погрешности коэффициента возврата герконовые реле имеют большой разброс от 0,3 до 0,9. С целью увеличения коммутационного тока и номинальной мощности герконовые реле имеют дополнительные дугогасительные контакты. Такие реле называются герметичные силовые контакты или герсиконы. Промышленностью выпускаются герсиконы от 6,3 до 180 А. Частота включений в час достигает 1200.

С помощью герсиконов осуществляется пуск асинхронных двигателей мощностью до 3 кВт.

Герконовые реле на ферритах

Особый класс герконов – реле на ферритах, которые обладают свойством памяти. В таких реле для переключения в катушку необходимо подать импульс тока обратной полярности с целью размагничивания ферритного сердечника. Они называются герметизированные запоминающие контакты или гезаконы.

Герконовые реле

Достоинства герконовых реле

1. Полная герметизация контакта позволяет их использовать герконовые реле в различных условиях влажности, запыленности и т. д.

2. Простота конструкции, малая масса и габариты.

3. Высокое быстродействие, что позволяет использовать герконовые реле при высокой частоте коммутаций.

4. Высокая электрическая прочность межконтактного промежутка.

5. Гальваническая развязка коммутируемых цепей и цепей управления герконовых реле.

6. Расширенные функциональные области применения герконовых реле.

7. Надежная работа в широком диапазоне температур (-60?+120°С).

Недостатки герконовых реле

1. Низкая чувствительность у МДС управления герконовых реле.

2. Восприимчивость к внешним магнитным полям, что требует специальных мер по защите от внешних воздействий.

3. Хрупкий баллон герконовых реле, чувствительный к ударам.

4. Малая мощность коммутируемых цепей у герконов и герсиконов.

5. Возможность самопроизвольного размыкания контактов герконовых реле при больших токах.

6. Недопустимое замыкание и размыкание коатактов герконовых реле при питании переменным напряжением низкой частоты.

Герконовые реле, выпускаемые отечественными производителями

За десятилетие фактического простоя отечественной релейной промышленности рынок России заполнялся зарубежными герконовыми реле (преимущественно китайскими, тайваньскими, германскими), их использование стало привычным, их заложили в старые разработки и в то немногое, что сейчас появляется в системах автоматики, измерительной техники и т. п.

В основном герконовые реле конструктивно выполняются на базе геркона с обрезанными выводами, находящегося внутри обмотки управления, с герконом и катушкой, приваренными к выводам технологической рамки достаточно сложного контура, которые после опрессовки специальной пластмассой и вырубки перемычек на рамке образуют собственно реле (скажем, в стандартном корпусе DIP). Для защиты логической микросхемы от перенапряжений обмотка управления реле шунтируется демпфирующим диодом.

Извечная проблема поиска компромисса между двумя взаимоисключающими требованиями к таким реле — высокое контактное нажатие и чувствительность — здесь практически не решается из-за отсутствия обеспечения высокой магнитной проводимости для концентрации магнитного потока (создающего электромагнитную силу) в межконтактном зазоре геркона реле, то есть из-за невыполнения основного требования к конструкциям магнитной системы.

Обрезка выводов геркона, резко снижающая параметры магнитной системы таких реле, практически не компенсируется введением магнитных экранов (10–15 % выигрыша против потери 60–70 % чувствительности и, соответственно, мощности управления).

ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов» (ОАО «РЗМКП»), разработав реле РГК-41и РГК-48, частично устраняющие указанные недостатки (в основном за счет подбора геркона), в настоящее время начал выпуск простых каркасных герконовых реле открытого типа РГК-49, РГК-50 и реле, по нашему мнению, следующего поколения — РГК-53, в котором сконцентрированы основные достоинства герконов и устранены недостатки их размещения в реле.

Герконовые реле РГК-53, управляемые логической микросхемой серии ТТЛ, коммутировали в электрическую цепь с активной нагрузкой в режиме 6 В — 10 мА без отказов вплоть до 10 млн циклов коммутации.

Герконовое реле РГК-53 будет незаменимо в аппаратуре, для которой особенно важны как габариты и масса реле, так и мощность, потребляемая управлением.

Эти герконовые реле имеют определенные преимущества по сравнению со своими аналогами, выпускаемыми фирмами Китая и Тайваня, хотя и изготавливаются на одних и тех же герконах (например, МКА14103 производства РЗМКП).

При едином производственно-технологическом цикле «геркон–реле» имеется возможность оперативного вмешательства в технологический процесс изготовления собственно геркона как по вопросам качества и надежности, так и для специального отбора «релейных» герконов по информативным параметрам, используемым при изготовлении герконов спецназначения.

Читайте так же:
Как проверить аккумулятор на шуруповёрте мультиметром

Например, при подборе групп чувствительности для конкретного паспорта реле (практически не влияющего на внутризаводскую себестоимость конечного изделия) можно получить значительный выигрыш в габаритах (высоте) реле.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Принцип действия и устройство магнитоуправляемого геркона

Если поднести к ней магнит, то подвижный контакт соприкоснется с неподвижным и цепь замкнется. При этом вы услышите характерный щелчок. Если магнит убрать — контактны вновь разомкнутся. Вместо постоянного магнита можно использовать и соленоид. Так работает нормально разомкнутый или замыкающий геркон — одна из самых популярных его разновидностей.

Свойства герконов

Основные свойства этих устройств, на которые следует обратить внимание при чтении статьи:

  • Магнитоуправляемость;
  • Герметичность;
  • Компактность;
  • Дискретный режим работы.

Геркон

Формовка и обрезка выводов герконов

Длина и форма аксиальных выводов герконов не всегда удобны для применения в конкретном приборе. Однако необдуманная модификация может значительно сказаться на работе геркона. При резке и формировании выводов герконов важно использовать правильные опорные и режущие инструменты, чтобы избежать повреждения герметичных уплотнений «стекло-металл». Поврежденный корпус может иметь как незаметные глазу сколы, так и крупные трещины. Такие дефекты могут быть обнаружены визуально с использованием микроскопа с небольшим увеличением. Но бывают случаи, когда нарушается герметизация корпуса, и даже описанная выше методика измерения динамического сопротивления может не выявить заметного ухудшения. С течением времени в геркон будет попадать влага, и его функционирование будет нарушаться.

Для того, чтобы избежать повреждений, рекомендуется оставлять 1 мм длины вывода между точкой формовки либо обрезки – и корпусом геркона. При этом вывод геркона должен быть полностью зафиксирован, чтобы механическое напряжение при формовке или обрезке не передавалось на остальную часть вывода.

Рассмотрим основные способы формовки и обрезки выводов геркона.

  1. Обрезка выводов геркона с помощью бокорезов с двусторонней заточкой (рис. 28) недопустима, так как при этом сила, деформирующая вывод, будет передаваться в сторону корпуса.

Рис. 28. Недопустимость обрезки выводов геркона бокорезами с двусторонней заточкой

Обрезка выводов бокорезами с односторонней заточкой допустима (рисунок 29), при этом надо помнить, что плоская сторона губок бокорезов должна находится со стороны корпуса геркона. Также следует обратить внимание на качество заточки и наличия люфта у используемого инструмента.

Рис. 29. Обрезка выводов геркона бокорезами с односторонней заточкой

  1. Обрезка выводов с помощью зажима, жестко фиксирующего контакты геркона (рисунки 30 и 31).

Обрезка выводов геркона с частичной фиксацией (рисунок 32) недопустима.

Рис. 32. Недопустимость обрезки выводов геркона с частичной фиксацией

  1. Формовка выводов геркона без фиксации вывода запрещена (рис. 33), так как в таком случае деформации подвергается и часть вывода, уходящая в корпус геркона.

Рис. 33. Недопустимость формовки выводов геркона без фиксации

Формовка выводов геркона при фиксации вывода в двух точках, как показано на рис. 34, допустима, так как опора В не дает деформироваться выводу в направлении от нее к корпусу геркона.

Рис. 34. Формовка выводов геркона при фиксации вывода в двух точках

Формовка при полной фиксации вывода геркона, как показано на рис. 35 и 36, также допустима.

Рис. 35. Формовка вывода геркона при полной фиксации (вариант 1)Рис. 36. Формовка вывода геркона при полной фиксации (вариант 2)

После правильной формовки и обрезки выводов геркона можно получить распространенные конфигурации, изображенные на рис. 37.

Рис. 37. Распространенные конфигурации герконов

Классификация

По принципу работы

  • Нормально разомкнутые герконы (под действием внешнего магнитного поля замыкают цепь);
  • Нормально замкнутые (наоборот, размыкают цепь);
  • Переключающие (выполняют роль магнитоуправляемого переключателя).

По наличию ртути

  • Сухие (безртутные);
  • Ртутные.

Последние содержат небольшие количества ртути, которая смачивает соприкасающиеся контактные поверхности. Этим достигается снижение сопротивления и защита от дребезга контактов.

По наполнению колбы

  • Наполненные инертным газом;
  • С вакуумным наполнением.

Принцип работы нормально-разомкнутого геркона Срабатывание переключающего геркона Принцип действия нормально-замкнутого геркона

Геркон — обозначение на схеме

Отличие магнитоуправляемого соединения в электрических схемах от других типов контактов — наличие в изображении окружности, как обозначения герметичного корпуса. Конкретную принадлежность к элементу схемы указывают в виде набора букв и цифр:

  • К1.1 — указывает принадлежность к реле схемы с которым геркон работает (согласно нормативных документов времен СССР в схемах и технической литературе геркон обозначается буквой «К»);
  • SF — обозначает управление геркона постоянным магнитом.

Строгие правила по маркировке герконов отсутствуют. Производитель наносит на корпус свое заводское обозначение.

заводское обозначение

Главные технические характеристики герконов

  • Рабочее напряжение;
  • Предельный ток коммутации;
  • Напряжение пробоя;
  • Время срабатывания и отпускания;
  • Паразитная емкость;
  • Сопротивление в режиме коммутации;
  • Ресурс;
  • Значения напряженности магнитного поля, соответствующие обоим режима.

Наибольшая роль в обеспечении длительной работы геркона отводится месту примыкания контактов к колбе. При отсутствии герметичности устройство быстро выходит из строя.

Измерение основных электрических параметров

Электрические параметры герконов следует измерять при нормальных климатических условиях, в режимах и условиях, установленных в технических условиях на герконы конкретных типов. При проведении измерений должны быть приняты меры к устранению влияния паразитных внешних магнитных и электри­ческих полей или к их уменьшению, а также не должна возникать вибрация гер­конов, вызывающая изменение параметров. При измерении электрических параметров геркон должен управляться измерительной катушкой без ферромагнитных мате­риалов. Требования к измерительной катушке и положение геркона в ней должны соответствовать установленным в ТУ на герконы конкретных типов.

Читайте так же:
Для чего используются маршрутизаторы

Измерение магнитодвижущей силы срабатывания, отпускания и коэффициента возврата

Погрешность измерения.за счет влияния внешних элек­трических и магнитных полей не должна превышать 0,5А и не должна быть более 2%. МДС срабатывания определяют по значению тока, про­текающего через измерительную катушку в момент срабатывания геркона. МДС отпускания определяют по значению тока, проте­кающего через измерительную катушку в момент опускания гер­кона. Коэффициент возврата определяют как отношение МДС от­пускания к МДС срабатывания. Момент срабатывания и опускания герконов под воз­действием управляющего магнитного поля определяют методом контроля состояния цепи геркона. При определении МДС срабатывания и МДС отпускания через контакт-детали геркона должен проходить постоянный ток.

МДС срабатывания и МДС отпускания геркона изме­ряют при плавном измерении тока в измерительной катушке. Ток в катушке повышают со скоростью не более 5 А-мс-1 до значения, обеспечивающего МДС, равную МДС насыщения; МДС насыщения равно 2,2 значения наибольшего МДС срабатывания для группы герконов. При МДС насыщения геркон выдерживают в течение времени tH, равному не менее 20 мс. Ток в катушке уменьшают со скоростью не более 5А-мс-1 до значения, обеспечивающего МДС, равную МДС удерживания. Далее со скоростью не более 1 А-мс-1 до отпускания геркона. Момент отпускания фиксируют. Ток в катушке уменьшают со скоростью не более 5 А-мс-1 до нулевого значения. Геркон выдерживают без тока в катушке в течение времени не менее 20 мс.

Ток в катушке повышают со скоростью не более 5 А;мс-1 от нулевого значения до значения, обеспечивающего МДС несраба­тывания. Переходят к скоросте не более 1 А-мс-1 до срабатывания геркона. Момент срабатывания фиксируют. При несрабатывании геркона тока в катушке повы­шают до максимального значения МДС срабатывания для данной группы герконов. Если последним измеряемым параметром является МДС, то ток в катушке скачком уменьшают до нулевого значения или про­должают измерение следующего параметра.

МДС (А) определяют по формуле: МДС = Iкат · Nкат

Будет интересно➡ Обозначение дросселей на схеме

где Iкат – ток через катушку в момент фиксации срабатывания/отпускания; N – число витков измерительной катушки (5000).

Герконовые датчики

Промышленные герконовые датчики

В системах автоматики и защиты широко применяются различные датчики. Они работают на разных физических принципах. Например, хорошо известны датчики движения, срабатывающие дистанционно. Но в некоторых случаях необходим контроль событий на малых расстояниях. Например, если на несанкционированное открывание контролируются окна и двери помещений. Для этих целей идеально подходят датчики – герконы, о которых и будет рассказано далее.

Особенности конструкции

Герметичный контакт, которым по сути является этот элемент, получил свое название от сокращения описывающего его словосочетания. По своей конструкции – это просто контакт в корпусе из стекла. Но поскольку электротехника – это наука о контактах, плохое качество которых является причиной многих неисправностей, геркон сконструирован, как супер-контакт.

Разнообразие герконов

Две контактные пластины из магнитомягкого материала в области соприкосновения покрыты специальным образом другими металлами для получения большого срока службы при сохранении минимального сопротивления. Их окружает инертный газ (обычно азот) под давлением. Таким образом на многие годы обеспечиваются стабильные условия, позволяющие выполнять за время службы миллион или более срабатываний.

В зависимости от назначения датчика для срабатывания геркона используются магнитные поля. Это может быть поле постоянного магнита, перемещающегося, например, вместе с дверью или окном относительно рамы, на которой закреплен геркон. Но и электромагнитное поле катушки, через которую питается обмотка электродвигателя, также приведет к срабатыванию геркона, если ток будет определенной силы.

Магнитное поле намагничивает контакты геркона, делая их разноименными магнитными полюсами. И если напряженность этого поля достигает некоторой предельной величины, полюсы-контакты слипаются между собой. В таком состоянии они будут до тех пор, пока напряженность магнитного поля не уменьшится до определенной величины. После этого контакты возвращаются в исходное положение.

Намагничивание контактов геркона

Использование в охранных системах

Герконы, применяемые в охранных системах, выпускаются адаптированными для определенных материалов конструкций, на которых они устанавливаются. Это связано с тем, что материал основания, на котором крепится герконовый датчик, может оказывать влияние на магнитные поля, используемые для срабатывания геркона. Очевидно, что пластиковое окно или деревянная дверь совсем иначе взаимодействуют с магнитным полем в сравнении с металлической дверной решеткой.

Скрытый магнит и датчик для металлических дверей

Магнит и датчик открытой установки для окон и дверей

Функционирование датчика схоже с магнитной защелкой. Все элементы, участвующие в процессе, расположены на двери (окне) и раме, иногда их называют герконовымы выключателями. К ним присоединены провода. Поэтому, если датчик установлен снаружи, это все видно и вовсе не украшает интерьер. К тому же, при попытке проникновения в помещение через дверь или окно с таким датчиком, злоумышленник видит его и может нейтрализовать, отключив тем самым сигнализацию в месте проникновения.

Если герконовый датчик устанавливается скрыто, магнитное поле ослабляется невозможностью приблизить магнит вплотную к нему. Поэтому такой геркон должен быть боле чувствительным, чем тот, который ставится открыто. Но скрытый датчик существенно надежнее, хотя и его при внимательном рассмотрении можно заприметить, если в целом допущены какие-либо промахи с проводами, проложенными к нему. По этой причине усиления защиты рекомендуется применять несколько датчиков для одной двери или окна.

Читайте так же:
Дюраль это сплав алюминия с

Как усилить защиту

Стандартным вариантом является датчик, расположенный на раме, и магнит на створке окна или на двери. В закрытом состоянии магнит максимально приближен к геркону, который поэтому замкнут. При открывании магнит удаляется от датчика, цепь размыкается, и сигнализация срабатывает. Но даже в скрытом виде магнит, а соответственно и датчик, можно обнаружить. Ведь магнитное поле не скроешь. Используя обычный компас, злоумышленник может найти место расположения датчика.

Ему остается лишь закрепить в этом месте свой магнит, и после этого сигнализация не сработает. Чтобы не произошло подобного сценария, нужен либо еще один скрытый геркон, который замкнет цепь сигнализации при открывании окна или двери, либо иной принцип подмагничивания датчика. Если геркон будет замыкаться при открывании окна и злоумышленник не будет об этом знать, он также применит к нему дополнительный магнит. Усиление магнитного поля приведет к срабатыванию защиты.

Усовершенствованным вариантом защиты будет использование электромагнита. Напряжение заданной длительности, подаваемое на электромагнит, и такое же по времени электромагнитное поле приведут к периодическому срабатыванию датчика. Пока этот процесс будет идти, защита не активируется. Но при задержке импульса от геркона защита сработает. Для того чтобы подделать поле электромагнита, надо будет провести целое исследование. К тому же, повторяемость сигналов можно изменять случайным образом, а это исключает возможность их подделки.

Область применения

Охранная сигнализация – это не единственное предназначение герконов. Поскольку магнитное поле и электрический ток – взаимосвязанные явления, герконы можно использовать в системах автоматики для контроля силы тока. Постоянные магниты, перемещающиеся вместе с предметами или жидкостями, обнаруживаются герконами после срабатывания контактов. Тем самым можно определять присутствие того или иного предмета в заданном месте или контролировать уровень жидкости по магнитному поплавку.

Промышленные герконовые датчики

Замыкание контактов геркона происходит от воздействия магнитного поля. И чем больше его напряженность, тем больше сила притяжения контактов. Но восстановление их исходного состояния происходит под воздействием сил упругости. Они невелики. Поэтому крайне важно не допустить перегрева контактов и их сваривания. Для этого необходимо в точности соблюдать режимы работы так, как указано в технической документации герконов. Тогда этот уникальный коммутатор прослужит много лет.

Герконы устройство и особенности

Коммутация электрической цепи, в таком устройстве, происходит в вакууме или в инертной газовой среде, под воздействием магнитного поля. По функциональному назначению все эти устройства можно разделить на три большие группы; работающие на размыкание, замыкание и переключение.

Геркон принцип действия

Контактная система обычных электромагнитных реле всегда была достаточно проблемной частью из-за низкой надежности. Главный их недостаток – механическая часть, которая не всегда обеспечивала требуемую скорость переключения. Кроме того, постоянные механические переключения приводили к достаточно быстрому износу контактов, что приводило к поломке реле и требовало дорого ремонта. Избавиться от многих недостатков, характерных для электромагнитных систем, удалось после появления магнитно управляемого реле – геркона.

Итак, геркон это герметизированный переключатель на основе пружинных контактов, выполненный из ферромагнитного сплава. Его принцип работы основан на использовании сил взаимодействия, которые появляются между двумя феромагнитными телами при попадании их в магнитное поле. Силы взаимодействия вызывают перемещение пружинных контактов до их касания. Как только магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом достигнет нужного уровня незакрепленные концы пружины начинают притягиваться и замыкают контактную систему. Если уровень магнитного поля снижается, то под действием упругой силы пружины возвращаются исходное состояние – контакт размыкается.

Принцип работы герконов

Первый образец такого устройства был создан в 1922 году в Петербургской лаборатории профессора В.Коваленкова.

Конструкция первого такого прибора представляла собой сердечник (3), из магнито мягкого материала. К нему через изоляционные проставки (5) подсоединяются контакты (1,2) из магнитомягкого материала. Когда через катушку индуктивности течет электрический ток, в сердечнике возникает магнитное поле, намагничивавшее контакты которые и срабатывали. Как только питание отключалось, ток через индуктивность перестовал течь и контакты размыкались.

В 1936 году американский исследователь Элвуд разместил магнитоуправляемый контакт в герметичную колбу. Спустя несколько лет герконы начинают массово применяться в роли датчиков в различных электронных устройствах. Например фирма Western Electric применила герконы в автоматических телефонных станциях. Пик развития и применения герконов пришелся на 60-70-е года прошлого столетия (История развития электроники), тогда они были наиважнейшим компонентом в телекоммуникационных технологиях. Совершенствование технологии минимизировало размеры устройство – сегодня средний размер геркона около 6 мм. Несмотря на активное использование микроконтроллеров и микропроцессоров, эти устройства остаются востребованы и сегодня, но уже не так широко, как вчера.

Устройство геркона

Основа любого такого компонента две ферромагнитные пластины из никеля или стали. Пластины размещаются в герметическом стеклянном корпусе так, чтобы они взаимно перекрывались, но так, чтобы между пластинами был небольшой воздушный промежуток. При появлении магнитного поля пластины смыкаются. Контактная область обладает специальным гальваническим или напыленным покрытием из очень износостойких материалов – рутения или родия.

Читайте так же:
Что можно изготовить в домашних условиях

Родий и иридий очень устойчивые металлы. Благодаря им возможна длительная эксплуатация контактов, при условии не коммутировать через них мощные токи. В стеклянной капсуле обычно закачан инертный газ или азот, в некоторых типах герконов в иногда закачивается вакуум.

Управление любым герконом можно осуществлять либо с помощью постоянного магнита, либо катушки индуктивности через которую протекает электрический ток.

Такой пример управления постоянным магнитом используется в различных охранных устройствах. Магнит цепляется на дверь, если дверь находится в закрытом состоянии геркон срабатывает. При открытии дверей контакт размыкается – сигнализация срабатывает. Кроме того постоянные магниты используют и в промышленных клавиатурах на станках ЧПУ, где важны такие условия как взрывобезопасность и долговечность.

Метод использования катушки индуктивности используется при создании герконовых реле, в котором прибор просто размещается внутри катушки индуктивности. Последняя подсоединена к источнику току. Такая конструкция позволяет существенно упростить электромеханическое реле, а значит снизить его стоимость. Единственный минус это малое число контактных групп. Если катушка сделана из толстого провода, который способен выдерживать ток больших номиналом, то имеем полноценное токовое герконовое реле. Оно часто применяется в роли датчика для системы защищающей мощные источники питания от перегрузок. Для точной настройки уровня срабатывания геркона, применяется резьбовой механизм, позволяющий геркону плавно перемещаться вдоль оси катушки индуктивности.

Принцип работы геркона обучающий видеоролик

Рассмотрим схему состоящую из последовательно соединенных устройств: собственно сам геркон, источник э.д.с и обычная лампа накаливания.

Поднесем к аналогу нашего реле постоянный магнит, устройство замыкается. Лампа накаливания светится, ток протекает по схеме. Отводим постоянный магнит в сторону. Контакты геркона разомкнулись, лампа накаливания тухнет. Вместо постоянного магнита в данном опыте можно использовать и электромагнит, эффект будет тот-же.

Эти устройства различаются также по своим конструктивным особенностям. Они бывают сухими (с сухими контактами) и ртутными, в которых капля ртути, как бы смачивает контактирующие поверхности, снижая их электрическое сопротивление и исключая вибрацию пластин в процессе работы. В настоящее время разработано несколько способов управления магнитоуправляемыми приборами. Поэтому их можно разделить на:

Герконы замыкающего типа Во время отсутствия магнитного поля его контакты разомкнуты

Переключающего типа обычный многонаправленный переключатель, переключающий контакт,в одно из двух положений

Размыкающего типа замкнуты в исходном состоянии, т.е при отсутствие магнитного поля контакты замкнуты, а если магнитное поле появляется, то контакты геркона размыкаются

Классификация герконов по технологически-конструктивным признакам

Геркон активно используется в электронике вместо электромагнитных реле, это обусловлено целым рядом характерных для этого типа устройств достоинств:

Но кроме перечисленных плюсов, у этих устройств есть и существенные недостатки:

Справочник по отечественным герметизированным магнитоуправляемым контактам. В справочнике вы найдете технические параметры на следующие модели герконов:

Очень важным моментом является необходимость использования защиты от возможного воздействия посторонних магнитных полей. Кроме того монтаже на плате или внутри радиолюбительской конструкции, герконы не должны оказаться под воздействие ультразвука – т.к при этом типе воздействия их параметры и характеристики могут сильно меняться. Эти компоненты, необходимо защищать от возможных падений и ударов, так как появляющиеся при этом нагрузки могут привезти к немедленному отказу из-за разрушения герметичной колбы.

При расчете электрических цепей с этими элементами необходимо учитывать возникающие при монтаже паразитные емкости и индуктивности. Чтобы уменьшить их паразитное влияние при монтаже на печатной плате, нагрузку желательно располагать поближе к реле или использовать специальную схему защиты.

Возможен любой способ монтажа, который не станет причиной нарушения целостности и герметичности устройства во время эксплуатации. Монтаж следует осуществлять так, чтобы исключить любую возможность соприкосновения герконов.

Если схемой предусмотрено подсоединение к прибору более одного проводника, то подпайка второго и последующих проводников должна быть не к выводу радиокомпонента, а к ранее подпаянному проводнику, а сечение используемых монтажных проводов должно быть не более сечения выводов радиоэлемента

При пайки геркона необходима пользоваться паяльником мощностью не более 100Вт, при этом длительность нагрева не должна превышать трех секунд. Перед осуществлением повторной пайки выводы электронного компонента должны остыть.

Изгиб выводов геркона должен быть сделан на расстоянии не менее трех миллиметров от спая. Если необходимо сделать сгиб, надо четко зафиксировать вывод, соединенный с стеклянным баллоном, чтобы предупредить разрушение. Нельзя повторно изгибать выводы.

В последнее время в современной электронике наблюдается тенденция к замене герконов твердотельными полупроводниковыми датчиками "Холла". Связанно это с таким явлением как "дребезг" контактов (ложные срабатывания), при воздействии магнитного поля. Но герконы, используются все еще довольно активно: в клавиатуре клавишных синтезаторов, MIDI ипромышленных приборов, в различных охранных датчиках, в фонарях для дайвинга, в лифтах (датчики позиционирования кабины) и.т.п.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector