Геркон: устройство, принцип работы, характеристики и сфера их применения

Содержание
  1. Что такое геркон
  2. Управление герконом при помощи катушки с постоянным током
  3. Преимущества и недостатки герконов
  4. Недостатки герконов
  5. Устройство детали
  6. Подключение герконового датчика
  7. Виды контактов
  8. Плюсы и минусы
  9. Назначение, области применения
  10. Особенности управления контактами геркона
  11. Принцип работы геркона
  12. Технические параметры выбора
  13. Параметры замыкающих герконов стандартного и промежуточного типов
  14. Герсиконы
  15. Перспективы
  16. Классификация
  17. По принципу работы
  18. По наличию ртути
  19. По наполнению колбы
  20. Измерение основных электрических параметров
  21. Измерение магнитодвижущей силы срабатывания, отпускания и коэффициента возврата
  22. Измерение временных параметров
  23. Измерение электрического сопротивления
  24. Измерение влияния внешних электромагнитных полей
  25. Как управлять герконом
  26. Преимущества
  27. Геркон — обозначение на схеме
  28. Достоинства и недостатки
  29. Применение герконовых реле и советы по использованию
  30. Рекомендации по защите
  31. Конструктивные особенности герконовых датчиков
  32. Формовка и обрезка выводов герконов
  33. Расшифровка маркировки
  34. Использование в охранных системах
  35. Ферритовые герконовые реле

Что такое геркон

Геркон — это разновидность реле. Слово «геркон» — это сокращение от «герметичный контакт». Это главная особенность этого электронного устройства.

Герметичный контакт

Герметичный контакт

Обычные электромагнитные реле имеют подвижные и неподвижные металлические контакты. Между ними есть воздушный зазор. Когда они закрываются или открываются, образуется электрическая дуга. Воздух между контактами действует как проводник. Дуга повреждает контакты и сокращает срок службы реле.

Геркон работает аналогичным образом, однако кабели находятся в среде инертного газа. По этой причине зажигание дуги невозможно. В результате контакты геркона не горят, что увеличивает срок службы электронного устройства.

Управление герконом при помощи катушки с постоянным током

Этот метод наиболее широко используется при создании герконовых реле. Конструкция этих реле довольно проста: геркон просто помещается внутри токовой катушки, и не требуются дополнительные пружины и рычаги, как в случае с обычным реле. Единственный недостаток в этом случае — небольшое количество контактных групп. Если катушка сделана из достаточно толстого провода, способного пропускать большой ток, то можно получить герконовое реле тока. Такие реле широко используются в источниках питания постоянного тока большой мощности в качестве датчиков защиты от перегрузки. Точная регулировка уровня срабатывания этого датчика осуществляется резьбовым механизмом, который позволяет легко перемещать геркон по оси катушки.

герконы в зеленой стеклянной колбе.
Герконы в зеленой стеклянной колбе.

Преимущества и недостатки герконов

Как и все, у герконов есть свои недостатки и достоинства. Сначала поговорим, конечно, о пользе. По сравнению с обычными переключающими контактами герконы почти в 100 раз надежнее обычных открытых контактов. Такая надежность обусловлена ​​большим сопротивлением изоляции (достигает десятков МОм) и большей электрической жесткостью: напряжение пробоя у некоторых типов герконов достигает нескольких десятков киловольт. Сравнительные характеристики герконов приведены в таблице ниже:

Что такое геркон и как он используется в повседневной жизни?

Что такое геркон и как он используется в повседневной жизни?
Неоспоримым преимуществом герконов является их скорость: для некоторых моделей герконов частота переключения достигает 1000 Гц, а скорость срабатывания и отпускания составляет соответственно между (0,5 — 2,0 мс) и (0,2 — 1,0 мс). Срок службы некоторых герконов достигает 4-5 миллиардов срабатываний, что намного больше, чем у обычных незащищенных контактов. Кроме того, к преимуществам герконов можно отнести простой способ адаптации к нагрузке, а также работу герконов без использования источников электроэнергии.

Недостатки герконов

На фоне достоинств недостатки, наверное, не так уж и велики. Во-первых, это небольшая коммутируемая мощность. Так же в цилиндре небольшое количество контактных групп и у «сухих» герконов контакт дребезжит. К недостаткам можно отнести хрупкость стеклянной бутылки и, в некоторых случаях, высокую чувствительность к внешним магнитным полям.

Как подключить геркон.
Как подключить геркон.

Устройство детали

Датчик геркона выглядит как маленькая прозрачная зеленая стеклянная трубка. С обеих сторон есть кабели. Они позволяют припаять деталь к плате или подключить к ней кабели. Также есть трехконтактные модели.

Внутри стеклянной трубки находится полость с безвоздушной средой. В полости находятся контакты, которые подключаются к внешним клеммам устройства. В этой части нет полупроводников. Следовательно, он может работать на переменном токе.

Устройство язычкового переключателя

Герконовые переключатели довольно разные по размеру. Маленькие модели имеют длину 10-15 мм. Самые большие размером с ладонь.

это интересно! Существует тенденция к уменьшению габаритных размеров герконов. В 2017 году американская компания Hermetic Switch Inc запустила в серийное производство деталь с длиной трубки 4,01 мм. Японские производители также проявляют активность в этой области. В 2005 году OKI объявила о выпуске прототипа с баллоном длиной 2 мм. Однако широкого распространения эти подробности пока не получили.

Подключение герконового датчика

В документации, поставляемой с датчиками, содержится полная информация о том, как подключить геркон.

Для работы и безопасности датчика часть реле, генерирующая магнитное поле, устанавливается на подвижной части конструкции. Сам геркон крепится к стационарно установленному элементу конструкции или конструкции.

Подвижная часть находится близко друг к другу, воздействуя магнитным полем катушки на контактную сеть геркона и, таким образом, замыкая электрическую цепь. Системный датчик информирует о правильном функционировании системы. Как только катушка, расположенная на подвижной части, перестает воздействовать на датчик, сеть размыкается и автоматика сигнализирует о нарушении целостности системы.

По способу установки датчики бывают:

  • скрытое закрытие;
  • внешняя привязанность.

В зависимости от физических свойств поверхности, к которой подключен геркон, мы имеем:

  • датчики для монтажа на стальные конструкции;
  • датчики, установленные на пассивных магнитных конструкциях.

При установке геркона необходимо помнить о некоторых особенностях установки:

  1. Рекомендуется избегать расположения вблизи источников ультразвука. Это может негативно сказаться на параметрах датчика.
  2. Избегайте расположения рядом с источником постороннего магнитного поля.
  3. Защищайте колбу датчика от ударов и повреждений. В противном случае газ испарится, контакт разорвется, и ядра быстро придут в негодность.

Герконовые переключатели не могут переключать большие токи из-за малой мощности жил. Поэтому их нельзя использовать для включения и выключения мощных электрических устройств.

Они включены в схему переключения малой мощности для управления реле, управляющим оборудованием.

Что такое геркон и где он используется?

Виды контактов

Герконовые переключатели имеют аналогичную классификацию с другими типами реле. По статусу контактов можно выделить следующие модели:

  1. С нормально замкнутыми контактами. Если вы несете магнит, кабели устройства разомкнуты.
  2. С нормально разомкнутыми контактами. Если вы принесете магнит, кабели будут замкнуты.
  3. С обменом контактами. Если магнит находится близко, одна из клемм замкнута. Если удалить магнит, первая группа откроется, а вторая закроется.

Геркон с перекидными контактами

По расположению контактов герконы делятся на 2 типа:

  1. С сухими контактами. Изготовлен из прочного металла.
  2. С мокрыми контактами. Внутри капля ртути. Уменьшает контактное сопротивление устройства и устраняет дребезг контактов.

С точки зрения внутренней среды существует 2 типа устройств:

  1. Трубка содержит инертный газ (обычно азот).
  2. Внутри была создана эвакуированная среда. Применяется такой геркон в цепях высокого напряжения, в том числе 220 вольт и выше.

Вакуумный геркон с ртутью

Вакуумный геркон с ртутью

Плюсы и минусы

Помимо достоинств, любая конструкция не лишена недостатков. Зная сильные и слабые стороны устройства, можно найти оптимальную область его применения. Давайте посмотрим, каковы преимущества герметичных переключателей, эти свойства включают:

  • Высокая надежность переключения. Это почти на два порядка больше, чем у открытых контактных групп. Это достигается за счет высокого сопротивления между разомкнутыми контактами (РИЗ), которое может составлять десятки МОм. Немаловажную роль играет индикатор электрической прочности (УПР), напряжение пробоя у некоторых моделей превышает 10 кВ.
  • Скорость — тоже неоспоримое преимущество. Частота переключения многих моделей приближается к 1 кГц. Что касается параметров, описывающих скорость переключения, то они находятся в следующих диапазонах: tcp — от 0,4 до 1,8 мс, tcp — от 0,25 до 0,9 мс, что намного выше аналогичных характеристик разомкнутых контактных групп.
  • Продолжительность, количество операций исчисляется миллиардами, ни одна открытая группа контактов не может даже приблизиться к этому рубежу.
  • Этот тип переключателя нетребователен для адаптации к нагрузке.
  • Проверка может проводиться без использования электричества.

Типичные недостатки:

  • Низкие показатели коммутируемой мощности.
  • Небольшое количество контактов.
  • При активации он отскакивает (от этого недостатка избавлены модели мокрого типа).
  • Большой размер для современной радиотехнической базы.
  • Недостаточное сопротивление стеклянной колбы.
  • Чувствительность к внешним магнитным полям.

Несмотря на очевидное преобладание положительных качеств, эти устройства постепенно вытесняются полупроводниковыми аналогами, например датчиками Холла. Решающую роль сыграли отсутствие вибраций, малые габариты и более длительный срок службы.

Назначение, области применения

Полупроводниковые приборы (датчики Холла) все чаще используются в коммутационной электронике. Однако герконы некоторых устройств могут составить им конкуренцию, несмотря на отставание по техническим параметрам:

  • скрытые от поверхности баллона соединения обеспечивают безопасную работу во взрывоопасных зонах;
  • в устройствах, работающих под водой, в местах с влажным климатом;
  • в системах отчетности на основе позиционного контроля;
  • определить положение лифта в текущее время;
  • промышленная приборная клавиатура для надежной и длительной работы;
  • некоторые образцы теле- и радиотехники, медицинского оборудования и других областей техники.

Особенности управления контактами геркона

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

Управление с помощью магнитного поля от постоянного магнита.

Геркон установлен неподвижно, магнит перемещается в пространстве относительно геркон, при приближении на расстояние, когда напряженность магнитного поля достаточна для переключения контактов, происходит активация. Аналогичным образом, когда магнит снимается с геркона, поле ослабляется, и контакты герконового переключателя возвращаются в исходное состояние.

Линии силового поля, действующие на герконы
Линии силового поля, действующие на герконы

Классическим примером такого варианта является использование геркона в системах охранной сигнализации, когда герконовый переключатель устанавливается на дверной коробке, а магнит — на двери или наоборот.

Пример установки герконов на дверь А - контакты в разомкнутом состоянии; Б - контакты замыкаются, срабатывает тревога:
Пример установки герконов на дверь А — контакты разомкнуты; Б — контакты замкнуты; сигнализация срабатывает:

Совет № 2 В этом случае рекомендуется использовать цилиндрические датчики в пластиковом корпусе. Они незаметно вставляются в отверстия, просверленные в раме и двери. Для маскировки сверху можно наклеить эластичные заглушки соответствующего цвета.

Герконовые переключатели спрятаны в профиле металлической двери
Герконовые переключатели спрятаны в профиле металлической двери

В зависимости от условий эксплуатации и функционального назначения дизайнерские решения могут быть разными:

  • Магнит может вращаться вокруг оси, меняя полярность, тем самым переключая контакты геркона.
  • Между герконом и магнитом можно перемещать экранирующую магнитную заслонку для обхода поля;
  • Любой элемент, несколько элементов или все, может быть подвижным, занавеска, магнит и геркон, все из которых определяют состояние конкретного объекта.

Принцип работы геркона

Контакты активируются магнитным полем. Его источником обычно является постоянный или управляемый электрический магнит.

Магнитное поле беспрепятственно проникает через стекло в герметичную полость. Попадая внутрь, он взаимодействует с металлическими контактами устройства.

Магнитное поле приводит их в движение, замыкая или размыкая электрическую цепь, соединенную с проводниками детали. Поэтому, чтобы проверить работоспособность такого реле, достаточно принести вам магнит.

Принцип работы геркона

Принцип работы геркона

Замыкание и размыкание контактов требует некоторого времени для их намагничивания. Он исчисляется в миллисекундах, поэтому на практике обычно не учитывается. В большинстве случаев можно с уверенностью предположить, что геркон активируется сразу же, когда он попадает в магнитное поле.

Технические параметры выбора

При выборе необходимо учитывать ряд технических характеристик этого устройства. К основным из них можно отнести:

  • коммутационная способность по току;
  • максимальное напряжение;
  • напряжение пробоя пространства между контактами;
  • контактное сопротивление;
  • максимальная мощность нагрузки, которая может быть подключена к водонепроницаемым контактным клеммам;
  • время закрытия и открытия устройства;
  • напряженность поля, при которой будет работать геркон.

Технические параметры герконов

Дополнительная информация! Переходное сопротивление контактов может увеличиваться по мере их износа. Это также зависит от силы магнитного поля, действующего на геркон, и его положения в пространстве.

Параметры замыкающих герконов стандартного и промежуточного типов

Наименование геркона КЭМ-1 КЭМ-6 МК-36701 МКА-27101
Тип геркона стандарт стандарт средний средний
Действующая магнитодвижущая сила, А 55… 110 38… 50 50… 80 30… 60
Время отклика, мс 3 2 2 1.5
Максимальная коммутируемая мощность, Вт тридцать 12 21 год 12
Максимальное коммутируемое напряжение, В 220 150 100 110
Максимальный коммутируемый ток, А 1 0,25 0,35 0,35
Электрическое сопротивление, В 500 500 500
Сопротивление электрических контактов, Ом 0,08 0,1 0,07 0,12
Максимальная частота коммутации, Гц 100 ветры 50 100
Температура окружающей среды, ° С -60… + 125 -60… + 125 -60… + 100 -60… + 100
Вибрационные нагрузки, частотный диапазон, Гц 1… 600 1… 50 1… 600 1… 600
Вибрационные нагрузки, максимальное ускорение, м / с2 98 98 98 98
Диаметр цилиндра, общая длина, мм 50/80 36 / 63,5 36 / 63,5 27 / 45,6

Герсиконы

Герконовое реле имеет большой разброс коэффициента возврата из-за неточности технологии изготовления. Для увеличения номинальной мощности и коммутируемого тока в герконовые реле встроены вспомогательные контакты для гашения дуги. Такие реле называются герсиконами или герметичными силовыми контактами. Промышленное производство выпускает герсиконы на силу тока до 180 ампер. Их частота коммутации достигает до 1200 переключений в час. Герсиконы приводят в движение асинхронные электродвигатели номинальной мощностью до 3000 Вт.

Перспективы

Пик развития герконов пришелся на 1970-е годы. В настоящее время во многих приложениях их вытесняют твердотельные элементы: датчики Холла. Разница между герконом и датчиком Холла:

С начала 2000-х годов наблюдается тенденция к использованию миниатюрных герконов (с удерживающим воздушным шаром длиной менее 15 мм). В таких конструкциях повышаются чувствительность, скорость, резонансная частота, уменьшается время дребезга, но диэлектрическая прочность изоляции, верхние пределы коммутируемых токов и напряжений, а также сила контактного давления и, следовательно, проблема увеличения переходного сопротивления и снижения его устойчивости. По состоянию на 2008 год самый маленький и самый чувствительный геркон в мире — с длиной цилиндра 4,31 мм — серийно производился американской компанией Hermetic Switch Inc., в 2017 году — с длиной цилиндра 4,01 мм у той же компании. Однако неизвестно, какой процент выхода продукта подходит для таких продуктов. В 2005 году японская компания OKI объявила о выпуске образцов герконов с длиной цилиндра всего 2 мм, однако о возможностях их промышленного производства ничего не известно.

Классификация

По принципу работы

  • Нормально разомкнутые герконы (замыкают цепь под действием внешнего магнитного поля);
  • Нормально замкнутые (наоборот размыкают цепь);
  • Переключение (действует как переключатель с магнитным управлением).

По наличию ртути

  • Сухой (без ртути);
  • Меркурий.

Последние содержат небольшое количество ртути, которая смачивает сопрягаемые контактные поверхности. Это обеспечивает снижение сопротивления и защиту от дребезга контактов.

По наполнению колбы

  • Заполнен инертным газом;
  • Заполнен вакуумом.

Принцип работы нормально разомкнутого геркона

Активация геркона
Принцип работы нормально замкнутого геркона

Измерение основных электрических параметров

Электрические параметры герконов необходимо измерять при нормальных климатических условиях в порядке и условиях, установленных в технических характеристиках герконов конкретных типов. При проведении измерений должны быть приняты меры по устранению влияния паразитных внешних магнитных и электрических полей или по их уменьшению, а также не должно быть колебаний герконов, вызывающих изменение параметров. При измерении электрических параметров геркон должен управляться измерительной катушкой без ферромагнитных материалов. Требования к измерительной катушке и расположению в ней геркона должны соответствовать установленным в ТУ для конкретных типов герконов.

Измерение магнитодвижущей силы срабатывания, отпускания и коэффициента возврата

Погрешность измерения из-за влияния внешних электрических и магнитных полей не должна превышать 0,5 А и не должна превышать 2%. Рабочий MDS определяется значением тока, протекающего через измерительную катушку при срабатывании геркона. Расцепитель MDS определяется значением тока, протекающего через измерительную катушку, когда геркон выключен. Коэффициент возврата определяется как отношение выпуска MDS к операции MDS. Момент срабатывания и опускания герконов под действием управляющего магнитного поля определяется методом контроля состояния цепи герконового переключателя. При определении действующей МДС и отпускающей МДС через контактные части геркона должен проходить постоянный ток.

Активация MDS и отпускание MDS геркона измеряются пошаговым измерением тока в измерительной катушке. Ток в катушке увеличивается со скоростью, не превышающей 5 А-мс-1, до значения, которое обеспечивает MDS, равную MDS насыщения; Насыщение МДС равно 2,2 значениям максимального срабатывания МДС для группы герконов. При насыщении MDS геркон удерживается в течение времени tH, равного не менее 20 мс. Ток в катушке снижается со скоростью, не превышающей 5 А-мс-1, до значения, которое обеспечивает MDS, равный MDS удержания. Затем со скоростью не более 1 А-мс-1 до тех пор, пока геркон не будет отпущен. Время выпуска записывается. Ток в катушке снижается со скоростью не более 5 А-мс-1 до нуля. Геркон остается обесточенным в катушке не менее 20 мс.

Ток в катушке увеличивают со скоростью не более 5 А; мс-1 от нулевого значения до значения, которое дает неработающий MDS. Двигайтесь со скоростью, не превышающей 1 А-мс-1, пока не сработает геркон. Момент активации записывается. Если геркон выходит из строя, ток в катушке увеличивается до максимального значения триггера MDS для этой группы герконов. Если последний измеренный параметр — MDS, ток в катушке резко снижается до нуля или продолжается измерение следующего параметра.

MDS (A) определяется по формуле: MDS = Ikat Nkat

где Ikat — ток через катушку в момент установки срабатывания / отпускания; N — количество витков измерительной катушки (5000).

Норма прибыли определяется по формуле:

Кв = МДС отп / МДС сраб

Относительная погрешность измерения рабочего МДС и расцепителя МДС не должна превышать ± 1 А при измерении МДС до 20 А, ± 2 А — от 20 до 80 А и ± 5% — более 80 А с вероятностью не менее 0,95.


Использование геркона в датчике.

Измерение временных параметров

Временные параметры определяются путем измерения временных интервалов в соответствии с временными диаграммами включения и выключения геркона. Генератор прямоугольных импульсов тока должен выдавать одиночные импульсы или серию импульсов с длительностью фронтов, измеряемой между уровнями 0,1 и 0,9 их амплитуды, не более 50 мкс на активной нагрузке и амплитудой, обеспечивающей функционирование МДС в измерительная катушка. Время отклика и высвобождения измеряется. При измерении времени дребезга разомкнутые цепи менее 10 мкс не учитываются.

Измерение электрического сопротивления

Сопротивление геркона измеряется с замкнутыми контактными частями с использованием четырехпроводного соединения (по току и потенциалу) с устройствами прямого считывания или методом вольтметра-амперметра постоянного тока. Измерение сопротивления геркона выполняется в системе, электрическая блок-схема которой приведена ниже:

G — источник тока; ПВ1, ПВ2 — милливольтметры; РК — резистор калиброванный; E — геркон проверен.

Источник тока G должен отвечать следующим требованиям: обеспечивать ток в цепи геркона не более 0,1 А с погрешностью в пределах ± 2,5%; иметь максимальное напряжение на разомкнутом герконовом переключателе не более 6 В.


Геркон на схеме.

Измерение влияния внешних электромагнитных полей

Измерительная катушка с герконом размещается в пространстве в трех взаимно перпендикулярных положениях, и рабочая МДС измеряется в каждом положении в двух направлениях (во втором измерении катушка располагается так, что ее продольное поле поворачивается на 180 °). Из полученных значений выбираются основные и второстепенные. Разница между ними не должна превышать 0,5 А и не превышать 2%.

Как управлять герконом

Герконы замыкают (размыкают) контакты при воздействии магнитного поля. Источником поля обычно является постоянный или электрический магнит.

Если мы говорим о постоянном магните, геркон находится в замкнутом состоянии, когда магнит находится поблизости. Если отвести его в сторону на 5-7 мм, контакты устройства разомкнутся.

В случае с электрическим магнитом ничего перемещать не нужно. Трубка геркона расположена внутри катушки электромагнита. При приложении напряжения создается магнитное поле. Кабели остаются закрытыми. Если снять напряжение с электромагнита, поле исчезнет, ​​и кабели откроются.

Электромагнитный переключатель с герконом
Электромагнитный переключатель с герконом

Преимущества

Герконовые переключатели имеют следующие преимущества:

  1. Полное уплотнение позволяет использовать его в зонах с повышенным риском пожара и агрессивных сред.
  2. Мгновенная работа позволяет использовать в устройствах с высокими частотами переключения.
  3. Устранение дребезга контактов на ртутных датчиках. Они используются в оборудовании с высокими требованиями к чистоте сигнала.
  4. Небольшой размер 4 мм, простой дизайн, низкая стоимость изготовления.
  5. Высокая функциональность и универсальность реле.
  6. Возможность переключения сигналов малой мощности.
  7. Широкий диапазон рабочих температур — от -55 до + 110 ºС.
  8. Высокая прочность сердечников.
  9. Отсутствие поверхностей трения.

Высокая универсальность, надежность и цена по-прежнему позволяют герконовым переключателям конкурировать с прямыми конкурентами.

Геркон — обозначение на схеме

Отличие магнитоуправляемого соединения в электрических цепях от других типов контактов заключается в наличии на изображении круга, как обозначения герметичного корпуса. Конкретная принадлежность элемента схемы указывается в виде набора букв и цифр:

  • К1.1 — указывает принадлежность реле цепи, с которой работает геркон (согласно нормативным документам времен СССР на схемах и технической литературе геркон обозначается буквой «К»);
  • SF — означает управление герконом с постоянным магнитом.

SF 1

Жестких правил маркировки герконов нет. Производитель наносит на корпус свое заводское обозначение.

заводское обозначение

Достоинства и недостатки

Как и любой электронный компонент, герконы имеют достоинства и недостатки:

  • большая продолжительность;
  • уменьшенные габариты по сравнению с обычными реле;
  • отсутствие собственных шумов и искажений сигнала;
  • контакты изолированы от пыли внешней среды.

Недостатки:

  • невозможность работы в условиях посторонних магнитных полей;
  • самопроизвольное размыкание и склейка контактов при больших токах;
  • хрупкость, непереносимость вибраций;
  • повышенный отскок контакта за счет их эластичности.

Применение герконовых реле и советы по использованию

Несмотря на замену датчиками Холла, герконы активно используются в различных системах и устройствах:

  • бытовая техника и телекоммуникационные системы;
  • счетчики, концевые выключатели, испытательные устройства и счетчики;
  • медицинское и промышленное оборудование;
  • подводные устройства;
  • клавиатуры для синтезаторов;
  • различные авиационные и космические системы;
  • радары, радиопередатчики, лазеры;
  • устройства безопасности и автоматики.

Применение герконовых реле

Современный рынок предлагает множество товаров, произведенных как в Российской Федерации, так и за рубежом. Некоторые модели изделий используются для защиты высоковольтных линий электропередач, что способствовало развитию конструкции релейного оборудования. Помимо герконов, существуют герконовые переключатели, предназначенные для пуска электродвигателей мощностью до 45 кВт.

При установке компонентов рекомендуется избегать источников ультразвука и магнитных полей, а при сварке следовать инструкциям производителя. Шунтирующие диоды, варисторы или RC-ограничители, подключенные параллельно нагрузке или герконовому переключателю, могут использоваться для защиты РПГ от множества неблагоприятных факторов.

Рекомендации по защите

Если вы подключаете геркон своими руками, нужно учитывать следующие моменты:

  • Необходимо установить самую тонкую металлическую пластину. Он помещается между магнитом и герконом для защиты.
  • Магнитные и герконовые переключатели должны быть установлены так, чтобы они указывали друг на друга. Расстояние должно быть небольшим.

Датчик геркона нового дизайна

Конструктивные особенности герконовых датчиков

По конструкции герконы делятся на:

  • Открытым
  • Заблокированы
  • Переключение
  • Меркурий открыт

Самый распространенный тип герконового переключателя — открытый герконовый переключатель. Каждый контакт в стеклянной таре представляет собой плоский провод. Контактные поверхности покрыты золотом, палладием, радием или серебром для снижения сопротивления и защиты контактов от коррозии. Пространство стеклянной колбы заполнено водородом, аргоном или азотом, либо это просто пустое пространство, что также способствует повышению антикоррозионных свойств.

Формовка и обрезка выводов герконов

Длина и форма осевых проводников герконов не всегда удобны для использования в том или ином устройстве. Однако необдуманная модификация может существенно повлиять на работу геркона. При вырезании и формовании язычковых датчиков важно использовать правильный держатель и режущие инструменты, чтобы не повредить уплотнения стекло-металл. Поврежденный кузов может иметь как невидимые сколы, так и большие трещины. Такие дефекты можно обнаружить визуально с помощью микроскопа с малым увеличением. Но бывают случаи, когда уплотнение корпуса нарушается, и даже описанный выше метод измерения динамического сопротивления может не выявить заметного износа. Со временем влага попадет в геркон, и его работа прекратится.

Во избежание повреждений рекомендуется оставлять кабель длиной 1 мм между точкой формовки или резки и корпусом геркона. В этом случае клемма герконового переключателя должна быть полностью закреплена, чтобы механические нагрузки во время формовки или резки не передавались на остальную часть клеммы.

Рассмотрим основные способы формирования и резки проводов герконового переключателя.

  1. Нарезание тросов герконового переключателя бокорезами с заточкой с двух сторон (рисунок 28) недопустимо, так как в этом случае усилие, деформирующее кабель, будет передаваться на боковую часть корпуса.

Рис. 28. Недопустимая обрезка тросов герконового выключателя бокорезами с двусторонней заточкой

Рис. 28. Недопустимая обрезка тросов герконового выключателя бокорезами с двусторонней заточкой

Допускается обрезка поводков бокорезами с односторонней заточкой (рисунок 29), помня, что плоская сторона губок бокового резца должна приходиться на часть корпуса геркона. Также стоит обратить внимание на качество заточки и наличие люфта в используемом инструменте.

Рис. 29. Обрезать тросы герконового переключателя бокорезами с односторонней заточкой

Рис. 29. Обрезать тросы герконового переключателя бокорезами с односторонней заточкой

  1. Обрежьте кабели с помощью зажима, который жестко фиксирует контакты геркона (рис. 30 и 31).

Рис. 30. Обрежьте провода геркона с помощью зажима (вариант 1)

Рис. 30. Обрежьте провода геркона с помощью зажима (вариант 1)

Рис. 31. Обрезка троса геркона плоскогубцами (вариант 2)

Рис. 31. Обрезка троса геркона плоскогубцами (вариант 2)

Обрезка проволоки частично закрепленного герконового переключателя (Рисунок 32) недопустима.

Рис. 32. Недопустимость обрезки троса геркона с частичной фиксацией

Рис. 32. Недопустимость обрезки троса геркона с частичной фиксацией

  1. запрещается формировать кабели геркона без фиксации кабеля (рисунок 33), так как в этом случае часть кабеля, входящая в корпус геркона, также подвергается деформации.

Рис. 33. Недопустимость формирования тросов геркона без фиксации

Рис. 33. Недопустимость формирования тросов геркона без фиксации

допускается формирование тросов герконового переключателя при фиксации троса в двух местах, как показано на рисунке 34, поскольку держатель B не позволяет деформировать трос в направлении от него к корпусу геркона.

Рис. 34. Сформируйте провода геркона при фиксации провода в двух местах

Рис. 34. Сформируйте провода геркона при фиксации провода в двух местах

также допускается формирование полностью защищенного вывода герконового переключателя, как показано на рисунках 35 и 36.

Рис. 35. Формирование герконового выхода с полной фиксацией (вариант 1)

Рис. 35. Формирование герконового выхода с полной фиксацией (вариант 1)

Рис. 36. Формирование выхода герконового переключателя с полной фиксацией (вариант 2)

Рис. 36. Формирование выхода герконового переключателя с полной фиксацией (вариант 2)

После правильного формования и обрезки кабелей герконового переключателя можно получить общие конфигурации, показанные на Рисунке 37.

Рис. 37. Общие конфигурации герконового переключателя

Рис. 37. Общие конфигурации герконового переключателя

Расшифровка маркировки

На схемах подключения геркон имеет обозначение по кругу с нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми контактами. Символ выглядит как обычная кнопка, заключенная в кружок.

В технической документации геркон обозначен буквами и цифрами. Для обозначений большинства этих устройств применяется следующее:

  • 1-й знак — наименование детали (МК — магнитоуправляемый контакт);
  • 2-й знак — тип контактов (А — замыкающий, Б — размыкающий)
  • 3-й символ: буква «П» указывается только на приборах с ртутью;
  • 4-й знак — длина баллона в миллиметрах (двузначное число);
  • 5-й символ — функциональная особенность устройства (1 — малая и средняя мощность, 2 — повышенная мощность);
  • шестой знак — порядковый номер разработки.

Система обозначения герконового реле

Система обозначения герконового реле

Например, можно разобрать модель МКА-14103:

  • МК — магнитоуправляемый контакт;
  • А — закрытие;
  • буква «П» отсутствует, значит без ртути;
  • 14 — баллон длиной 14 мм.
  • 1 — малая или средняя мощность;
  • 03 — порядок разработки (на практике бесполезен).

Использование в охранных системах


Простая домашняя сигнализация

Особенностью геркона, введенного в предохранительный узел, является его адаптация к основному материалу. Этот прием исключает влияние магнитного поля конструкции на магнитное поле, необходимое для работы устройства.

Датчик работает по принципу магнитной защелки. Выключатель устанавливается на дверную коробку, на коробку, а затем к нему подключается кабель. Открытый способ крепления обеспечивает видимость устройства, но увеличивает магнитное поле. Для скрытой установки подходят только чувствительные версии, реагирующие на магнит. В противном случае есть риски взлома.

Ферритовые герконовые реле

Это особый класс герконов с ферритовыми сердечниками. У них есть функция памяти. Для переключения в герконы этого типа необходимо подать импульс тока обратной полярности для размагничивания ферритового сердечника. Их называют контактами с запечатанной памятью или гесаконами. Преимущества герконовых реле:

  1. Абсолютная герметичность контактов позволяет использовать их в агрессивных средах, в условиях запыленности, влажности и т.д.
  2. Небольшой размер, легкий вес, простая конструкция датчика.
  3. Повышенная рабочая скорость позволяет использовать герконы при высоких частотах переключения.
  4. Надежная работа в широком диапазоне температур (от -60 до +120 градусов).
  5. Широкий спектр приложений в сочетании с функциями реле.
  6. Наличие гальванической развязки коммутационных цепей и управляемость реле на герконах.
  7. Повышенная прочность электрических контактов.
  8. Длительный срок службы сенсора.

Недостатки герконов:

  1. Низкая чувствительность магнитов герконового переключателя.
  2. Чрезмерная восприимчивость сенсорного устройства к магнитным полям. Это требует защитных мер от магнитных сил.
  3. Цилиндр язычкового переключателя изготовлен из хрупкого материала, чувствительного к повреждениям и ударам.
  4. Коммутационная мощность мала как для герконов, так и для герконов.
  5. При больших токах контакты герконов самопроизвольно размыкаются.
  6. При работе с низкочастотным напряжением контакты размыкаются и замыкаются без присмотра.


Герконовое реле на схеме.

Геркон — это сверхточный высокоскоростной герметичный переключатель, управляемый магнитным полем. Количество его операций — до пяти миллиардов раз. На его основе производятся датчики магнитного поля и герконовые реле для самых разных применений, от бытовой техники до авиации и космонавтики. В статье описаны характеристики выбора герконов и дан обзор широкого спектра этих продуктов от Littelfuse в виде таблицы. Слово «геркон» является аббревиатурой от слова «герметичный контакт». Первый геркон был разработан в 1936 году американской компанией Bell Telephone Laboratories. Позже они стали широко использоваться в качестве датчиков, и на их основе были созданы герконовые реле.

Геркон состоит из двух ферромагнитных проводников с плоскими контактами, заключенных в стеклянную капсулу. Без внешнего магнитного поля контакты разомкнуты, и между ними остается небольшое диэлектрическое пространство. В магнитном поле контакты замкнуты. Контактная поверхность обеих пластин имеет напыленное или электролитическое покрытие, состоящее из металла с высокой эрозионно-стойкостью (обычно родия, иридия или рутения). Структура слоев контактного покрытия показана на рис. 2а и 2б для родия и иридия соответственно.

Иридий, рутений и родий — металлы платиновой группы с высокой эрозионно-стойкостью. Благодаря напылению этих металлов количество операций контакта достигает пяти миллиардов раз. Азот обычно закачивается в полость капсулы. Некоторые типы герконов откачиваются для увеличения максимально допустимого коммутируемого напряжения. Контакты геркона в магнитном поле намагничиваются, и между ними возникает магнитодвижущая сила, равная силе магнитного поля. Если напряженность магнитного поля достаточно высока для преодоления упругих сил в контактах, возникающих в результате их упругой деформации, контакты замыкаются. Когда поле ослабевает, контакты снова открываются.


Подключение реле.

Существует два типа герконовых переключателей: SPST-NO (Single Pole, Single Throw Normally Open) — обычный переключатель, в котором два контакта нормально разомкнуты; SPDT-CO (однополюсный, двойное переключение) — это переключатель, в котором один контакт всегда нормально замкнут, а другой нормально разомкнут. Обычная пластина — единственная движущаяся часть такого геркона; при отсутствии магнитного поля замыкается нормально замкнутым релейным контактом. Когда возникает магнитное поле соответствующей силы, общая пластина замыкается нормально разомкнутым контактом. Фиксируются нормально открытые и нормально закрытые контактные пластины.

Открытые контакты являются ферромагнитными, а нормально закрытые — из немагнитного материала. При помещении в магнитное поле подвижный и нормально разомкнутый контакт намагничиваются в одном направлении, а при достаточной напряженности магнитного поля подвижный контакт замыкается на неподвижный ферромагнитный контакт. Когда внешнее магнитное поле исчезает, намагниченность контактов ослабевает, и они размыкаются. Чтобы остаточная намагниченность была минимальной, при изготовлении герконов применяется высокотемпературная обработка контактов. Постоянный магнит (рис. 5) или соленоид часто используется в качестве источника магнитного поля для геркона.

Источники

  • https://220.guru/elektrooborudovanie/komponenty/gerkon.html
  • https://ElectroInfo.net/radiodetali/chto-takoe-gerkon-i-kak-primenjaetsja-v-bytu.html
  • https://odinelectric.ru/equipment/chto-takoe-gerkonovyj-datchik
  • https://www.asutpp.ru/gerkon.html
  • https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/puskateli-rele/vyklyuchatel-gerkonovyj.html
  • https://elektroservis43.ru/avtomatika/chto-takoe-gerkony-oblast-primeneniya-i-osobennosti-montazha
  • https://stroycollege12.ru/gerkonovyj-datcik/
  • https://crosna-electra.ru/novichku/rele-gerkon.html
  • https://grand-electro.ru/elektrooborudovanie/princip-raboty-i-tehnicheskie-harakteristiki-gerkonovyh-datchikov.html
  • https://ToolProkat43.ru/elektromontazh/gerkon-razmykayushchij.html
  • https://NpfGeoProm.ru/teoriya-i-opyt/gerkonovyj-vyklyuchatel.html
  • https://www.RadioElementy.ru/articles/gerkonovye-rele-chto-eto-takoe-chem-otlichaetsya-kak-rabotaet/
  • https://ProDatchik.ru/vidy/datchik-gerkonovyj/
  • https://www.compel.ru/lib/84973
  • https://ElektroKlub-nn.ru/pravila-montazha/gerkon-harakteristiki.html
  • https://vts-energo.ru/sovety-novichku/gerkonovyj-pereklyuchatel.html

Оцените статью
Блог про электронику