Геркон: что это такое, назначение и сфера применения, разновидности

Геркон: что это такое, назначение и сфера применения, разновидности

Принцип работы и технические характеристики герконовых датчиков

Датчик геркона используется для быстрого реагирования в системах безопасности, пожарной сигнализации и управления. Элемент определяет состояние объекта, появление дыма, пыли и предотвращает несанкционированный доступ.

Что такое датчик геркона Дизайн и внешний вид Классификация герконов Нормальное состояние контакта Дизайн технические параметры Принцип действия Параметры устройства Преимущества и недостатки Подключение датчика геркона Практическое использование в домашнем хозяйстве Применение в системах охранной сигнализации Усиление защиты от несанкционированного вторжения Нюансы использования герконов

Что такое герконовый датчик

Геркон – это электромеханическое устройство. Открывает и закрывает контакты под действием магнитного поля, создаваемого электрическим или постоянным магнитом.

Геркон – это замкнутый контакт, который определяется его структурой. Устройство состоит из пары ферромагнитных пластин, заключенных в стеклянную капсулу. Бак заполнен инертным газом, азотом, осушенным воздухом и имеет два выхода. Такая лампочка предотвращает влияние внешних факторов и повышает надежность устройства.

Для увеличения коммутируемого напряжения из рубашки откачивают воздух.

Конструкция и внешний вид

Внешний вид геркона представляет собой герметичную стеклянную колбу с контактами магнитопровода. Между ними есть разрыв. Элементы закреплены сваркой на концах мантии и соединены с сеткой внешними деталями. Сам датчик выглядит как поплавок и состоит из трех частей:

    стеклянная колба; переключающий контакт; постоянный контакт.

Благодаря прямоугольным контактам из ферромагнитного провода устройство способно короткое замыкание в сети. Тип покрытия на контактных элементах зависит от мощности и размеров изделия. Производители используют проволоку из золота, родия, серебра или пермаллоя.

Датчики, модифицированные в инертном газе или вакууме, не подвержены коррозии.

Классификация герконов

Герконы делятся на типы по нескольким критериям.

Нормальное состояние контактов

    Замкнутый – цепь разомкнута магнитным полем переключаемый / бистабильный – один контакт замыкается по полю, другой замыкается иначе; разомкнутый – герконы срабатывают магнитным полем.

В моделях с переключаемыми контактами 3 провода.

Конструкция

Есть такие датчики:

    покрытие – стеклянное покрытие заполнено инертным газом или воздухом; ртуть – для улучшения коммутации, снижения сопротивления и устранения вибрации контакты покрыты ртутью.

Герконовые переключатели имеют сухие контакты.

Технические параметры

В зависимости от технических характеристик они бывают:

    Hercotron – герконовое реле с высоковольтной изоляцией. Работает в сети напряжением 10-100 кВ. Гасакон – модификация, запоминающая положение контактов после выключения магнитного поля. Herxicon – это реле, активирующее сигнализацию и устройства мощностью до 3 кВт. Отличается повышенным коммутируемым током и контактами дуговой защиты.

Устройства могут заменить электромеханическое реле.

Принцип работы

Принцип действия геркона основан на размыкании или замыкании сети, в которой он находится, под действием электромагнитного поля. Напряжение магнитного поля определяет положение контактов. Поле создается постоянным или электрическим магнитом.

Внутренние контакты устройства намагничиваются при воздействии на них силового поля. Элементы притягиваются действием, которое преодолевает силу пружины. Таким образом, цепь замкнута. Когда линия подключена к источнику питания, электричество проходит через устройство.

Это состояние продолжается до тех пор, пока линия электропередачи не отключится. Контакты открываются без магнитного поля. Чтобы закрыть его снова, поле необходимо регенерировать.

Геркон – это переключатель небольшого размера, который работает в соответствии с силой магнитного потока.

Параметры прибора

Тип устройства, к которому относится этот герконовый магнитный переключатель, – это реле. Перед покупкой обратите внимание на следующие особенности:

    Время отклика. Он зависит от времени реакции на появление магнитного поля и не превышает 2 мкс. Напряженность магнитного поля. Чувствительность зависит от ферромагнетика и габаритов. Коммутационная мощность. Максимальная мощность, передаваемая герконом, с учетом материала контактов и поперечного сечения. Ограничение напряжения. Определяет амплитуду сигнала от устройства. Сопротивление замкнутого контакта. При меньшем значении теряется меньшая мощность сигнала. Допустимая рабочая температура. Это зависит от производителя, но чаще всего тот или иной элемент будет работать в диапазоне от -60 до +120 градусов по Цельсию. Частота. Запуск осуществляется с частотой до 1 МГц. Количество циклов переключения. Задает количество триггеров. Возможность контакта. Зависит от расстояния между блоками в открытом положении. Физические размеры. Длина горизонтального цилиндра может быть от 4 мм.
Читайте также:  Подготовка бетона для фундамента: расчеты

Емкость контактов – паразитный критерий.

Преимущества и недостатки

К положительным факторам использования герконов можно отнести:

    отсутствие дребезжания в модификациях с ртутными линиями; надежность – датчик не ломается при падении и в 100 раз превышает характеристики штатного реле; отсутствие риска ожога контактов, находящихся под вакуумом или инертным газом; маленький датчик рассчитан на работу с током, близким к стандартному току реле; гальваническая развязка – устройства подключаются к сети последовательно; переключение слабых сигналов; большое количество переключений без трения; работа без привязки к источнику электроэнергии.

Низкая стоимость устройств обусловлена ​​отсутствием в контактах драгоценных и тугоплавких металлов.

К недостаткам герконов можно отнести:

    большой вес по сравнению с реле с разомкнутыми контактами; они должны создавать магнитное поле; не всегда устойчивы к ударам и вибрации; необходимость защиты от внешнего магнитного поля; трудности с выводом контактов из закрытого состояния; Ограниченная скорость запуска.

Самопроизвольное размыкание контактов происходит под действием сильного тока.

Подключение герконового датчика

Документация, регламентирующая процесс подключения, поставляется вместе с датчиком поплавка. Процесс выглядит следующим образом:

На подвижной части установлен блок генерации магнитного поля. Геркон прикреплен к неподвижной части конструкции. Замыкание цепи. Подвижные части должны плотно прилегать друг к другу, чтобы воздействовать магнитным полем катушки на контакты. Получение информации о целостности установки. Уведомление о нарушении непрерывности. Катушка больше не воздействует на контакт геркона.

Датчики могут быть установлены как внутри, так и снаружи на стальных или магнитно-пассивных конструкциях.

Практическое использование в быту

Геркончатые переключатели используются для защиты синтезаторов клавиш и промышленных установок от взрывов, увеличивая срок службы устройств. Детали механизмов управления, а также поплавковый датчик уровня необходим для измерения уровня жидкости в резервуаре.

Герконовые переключатели устанавливаются в телевизионные устройства и сигнализируют об открытии или закрытии заслонок. Устройства совместимы с компьютером или системами сигнализации – они сигнализируют, закрыта ли дверь или окно.

Электронные электросчетчики оснащены герконовыми датчиками.

Использование в охранных системах

Функция трости, реализованная в системах безопасности – адаптирована к основному материалу. Этот метод исключает влияние магнитного поля конструкции на магнитное поле, необходимое для срабатывания устройства.

Датчик работает по принципу магнитной защелки. Выключатель монтируется на дверном косяке на раме, а затем к нему подключается кабель. Метод поверхностного монтажа делает устройство видимым, но увеличивает магнитное поле. Только магниточувствительные версии подходят для скрытого монтажа. В противном случае есть риск манипуляции.

Усиление защиты от несанкционированного проникновения

В стандартном исполнении геркон размещается на раме, а магнит – на дверной или оконной створке. Закрытое положение конструкции гарантирует, что магнит находится как можно ближе к датчику. После открытия он удаляется, чтобы злоумышленники могли легко найти места установки.

Устройство используется для повышения защиты устройства:

    Скрытое устройство. Он замыкает цепь аварийной сигнализации при открытии створки. Минус техники – открывание створки с помощью дополнительного магнита. Электрический магнит. Особенностью электромагнитного замка с герконом является сложность подделки, вызванной случайным повторением сигналов. Защита также срабатывает по задержке импульса.

Для электромагнита требуется напряжение определенной продолжительности.

Нюансы применения герконов

Перед использованием или установкой датчика геркона примите во внимание:

    Устройство несовместимо с источниками ультразвукового сигнала, так как оно изменяет электрические параметры. Магнитное поле влияет на свойства автоматического выключателя. При ударе инертный газ расслабляется, и баллон может лопнуть. Коммутатор не переключает большой ток из-за небольшой емкости ядра.

Герконовые переключатели не подходят для подключения мощных устройств.

Миниатюрный герконовый датчик работает быстро и рассчитан на 4–5 миллиардов переключений. Устройство совместимо с приемниками низковольтных сетей и работает без привязки к источнику питания.

Геркон: технические характеристики, принцип работы, примеры применения

Все механические контакты подвержены износу. Для уменьшения воздействия этого деструктивного фактора в первой половине прошлого века были разработаны магнитоуправляемые переключающие устройства, контактная группа которых помещена в вакуумный пузырь. В СССР такие элементы получили название «геркон», в соответствии с аббревиатурой «герметичный контакт» в англоязычной технической документации было принято название «геркон».

Читайте также:  Как очистить вытяжку и ее фильтр от жира и грязи за 15 минут?

Рассмотрим принцип работы этих устройств, конструкцию, основные особенности, достоинства и недостатки. В конце этой статьи мы приведем несколько полезных схем, в которых используются герконы.

Внешний вид и особенности конструкции

Эти устройства представляют собой контактную группу из ферромагнитного материала, помещенную в стеклянную колбу. Из него удаляют воздух (создаются условия, максимально приближенные к вакууму), в качестве альтернативы можно заполнить его инертным газом. Внешний вид устройства и его маркировка на принципиальных схемах приведены ниже.

А) внешний вид геркона; Б) его обозначение на принципиальных схемах

Конструктивная схема геркона представлена ​​на рис.2.

Конструкция герконового переключателя

Отметка:

    А – выходы устройства. Б – стеклянная колба C – контактная группа. D – инертный газ или вакуум.

Разновидности

Коммутационные аппараты этого класса принято делить на следующие типы в зависимости от контактной группы:

Элементы с нормально разомкнутыми контактами (внешний вид такого устройства показан на рис. 1). Элементы с нормально замкнутыми контактами. С переключающим контактом.

Помимо перечисленных выше функциональных особенностей, существуют технологические особенности, которые делят герметичные коммутационные аппараты на две группы: сухие и ртутные. Отличительной особенностью последнего является то, что в центре колбы находится капля ртути. Применяется для «смачивания» группы контактов, позволяет существенно снизить переходное сопротивление и вибрацию (дребезжание) контактов при переключении, что положительно сказывается на качестве контакта.

Принцип действия

Срабатывание устройства (включение, выключение или переключение контактов) требует воздействия на элемент магнитного поля, напряженность которого достаточна для коммутации. Источником этого поля может быть обычный или обычный электромагнит.

Контакты намагничиваются силовыми линиями и переключают цепь после превышения порога упругости.

Принцип действия нормально разомкнутого геркона

Следовательно, как только магнитное поле перестает действовать на контактную группу, она возвращается в исходное состояние. Другими словами, контакты, помимо своего прямого назначения, выполняют функцию магнитопровода и упругого элемента.

Немного иначе работают устройства с нормально замкнутыми контактами. Их ферримагнитные упругие элементы под действием магнитного поля приобретают одинаковый заряд, который заставляет их отталкиваться, разрывая контакт.

Принцип действия нормально замкнутого геркона

Иногда эти переключатели имеют только один пружинный элемент из ферримагнитного сплава, который, когда магнит приближается, притягивается к магниту и, таким образом, выключает цепь.

Похожий принцип используется в герконах с группой переключающих контактов, в которых два контакта выполнены из магнитного материала. Когда магнит притягивает их друг к другу, немагнитный контакт остается в исходном положении. Это приводит к перегрузке схемы.

Активация геркона

Основные параметры

Свойства герметичных креплений определяются механическими и электрическими параметрами. К первым относятся:

    N Максимум – число, указывающее максимальное количество операций без изменения основной характеристики. V cp – это значение, представляющее напряженность поля, необходимую для срабатывания устройства. В технической терминологии это свойство называется магнитодвижущей силой. V представитель – величина, соответствующая силе торможения. объем cp – это время, необходимое для запуска контактной группы. объем представитель – время, необходимое для освобождения контактной группы. Последние два параметра являются наиболее важными из механических характеристик, поскольку они описывают скорость коммутации. Перечислим основные электрические свойства: р К. – сопротивление между контактами в закрытом состоянии. р – сопротивление открытых контактов. В PR – напряжение пробоя, эта характеристика зависит как от предыдущего параметра, так и от расстояния между группами контактов. Кроме того, наполнение пузыря влияет на электрическую прочность. П. Максимум – мощность переключения. С. К. – емкость, созданная открытыми контактами.

Как осуществляется управление?

Герметичным переключателем можно управлять двумя способами

    благодаря использованию постоянного магнита; воздействуя на катушку, подключенную к источнику постоянного тока.

В первом способе управление может осуществляться линейным или угловым перемещением постоянного магнита. Также существует способ, при котором поле перекрывается специальной шторкой.

Примеры применения метода магнитного управления включают датчики уровня, а также датчики положения, охранную сигнализацию и т. Д.

Второй вариант позволяет создать реле на основе геркона. В отличие от традиционной конструкции такое устройство будет более надежным и долговечным, поскольку в нем практически отсутствуют движущиеся механические части. Что касается небольшого количества контактных групп, этот недостаток можно легко устранить, увеличив количество герконов.

Читайте также:  Жидкие гвозди, инструкция по применению и технические характеристики: как правильно ими пользоваться?

Упрощенное представление конструкции герконового реле

Примером применения этого метода управления является реле тока на основе геркона. Он состоит из обмотанной толстым проводом катушки, внутри которой находится герметично закрытый переключатель. Это устройство можно использовать как систему защиты от перегрузки в цепях постоянного тока. Чувствительность устройства легко регулируется линейным перемещением коммутатора внутри катушки.

Плюсы и минусы

Каждый проект не лишен достоинств и недостатков. Зная сильные и слабые стороны устройства, можно найти оптимальную область для его применения. Рассмотрим, в чем преимущества герметичных коммутаторов, к таким особенностям можно отнести:

    Высокая надежность переключения. Это почти на два порядка больше, чем для открытых групп. Это достигается за счет высокого сопротивления между разомкнутыми контактами (R. ), его можно исчислить в десятках МОмов. Индекс диэлектрической прочности (U PR ) напряжение пробоя некоторых моделей превышает 10 кВ. Несомненным плюсом является также быстрое время отклика. Многие модели приближаются к частоте переключения 1 кГц. Параметры, определяющие скорость переключения, находятся в следующих диапазонах: t cp – от 0,4 до 1,8 мс, t представитель – от 0,25 до 0,9 мс, что значительно выше значения для разомкнутой группы контактов. Срок службы, количество срабатываний исчисляется миллиардами, ни одна группа открытых контактов даже близко не может приблизиться к этому рубежу. Этот тип автоматического выключателя не требует согласования с нагрузкой. Управление может производиться без использования электричества.

Характерные недостатки:

    Низкие значения коммутируемой мощности. Небольшое количество контактов. Отскок при переключении (конструкции с мокрым ходом этим недостатком не страдают). Большой размер для современной радиобазы. Недостаточная прочность стеклянной колбы. Чувствительность к воздействию внешних магнитных полей.

Несмотря на явное преимущество положительных характеристик, эти устройства постепенно вытесняются полупроводниковыми аналогами, такими как датчики Холла. Важную роль сыграли отсутствие сколов, меньший размер и большая прочность.

Примеры практического применения в быту

Как и было обещано в начале этой статьи, вот несколько полезных схем, в которых используются герконы. Начнем с универсального управления освещением в зале. Принцип работы следующий: при открытии входной двери свет включается автоматически и через несколько минут гаснет. При достаточном уровне освещения свет в коридоре не включается.

Схема управления освещением коридора

Приметы:

    Резисторы: R1 – 68 кОм, R2 – 33 кОм, R3 – 470 кОм, R4 – 10 кОм, R5 – 27 кОм. Конденсаторы: С1 – 0,1 мкФ, С2 – 100 мкФ x 25 В, С3 – 470 мкФ x 25 В. Стабилитрон и диоды: VD1 – KS212Zh, VD2 и VD3 – KD522 (1N4148), VD4 – KD209 (1N4004). Транзисторы: VT1 и VT2 – RF840. SG1 – любой популярный геркон, например 59145-030. ФР1 – фоторезистор каждого типа с сопротивлением на свету не менее 8 кОм, в темноте – 120-180 кОм. Спусковой механизм для D1 – К561ТМ2 (СD4013).

Настройка системы сводится к подбору сопротивления R1 для выбора оптимального времени задержки выключения света.

Теперь давайте посмотрим на простую схему домашней сигнализации, в которой также используется типичный дверной геркон.

Простая домашняя сигнализация

Приметы:

    Резисторы: R1, R2 и R3 – 100 кОм, R4 – 33 кОм, R5 – 100 кОм, R6 – 1 кОм. Конденсаторы: С1 – 100 мкФ x 16 В, С2 – 50 мкФ x 16 В, С3 0,068 мкФ. Светодиоды и светодиоды: VD1 и VD2 – KD522 (1T4148), HL1 – AL307B. Транзисторы: VT1 – КТ829, VT2 – К361. Микропроцессор: К561ЛА7. S1 – датчик геркон 59145-030.

В качестве сирены использовалась сирена АС-10.

Система питается от аккумулятора 12 В, 4 А * ч.

Оцените статью
Добавить комментарий