Co je to jazýčkový senzor a kde se používá?

Žádný moderní bezpečnostní, řídicí, protipožární nebo tísňový systém nemůže fungovat bez použití senzorů, které ho propojují s okolním světem. Senzory detekují kouř, prach ve vzduchu, pohyb předmětů a mnoho dalších změn.

Jazýčkový snímač se stále používá v mnoha takových systémech díky své spolehlivosti.

Co je to jazýčkový spínač

Jazýčkový spínač je elektromechanické zařízení, které rozepíná nebo spíná elektrický kontakt, je-li ovládáno magnetickým polem vytvářeným elektromagnetem nebo permanentním magnetem.

Termín jazýčkový znamená hermeticky uzavřený kontakt. To je dáno jeho konstrukcí. Skládá se ze dvou feromagnetických desek, které jsou uzavřeny ve skleněném pouzdře se dvěma výstupními kontakty a naplněny inertním plynem. Toto zapouzdření minimalizuje působení okolního prostředí a zajišťuje spolehlivý provoz zařízení.

Baňka může obsahovat dusík, sušený vzduch nebo jiný inertní plyn. Veškerý plyn lze z baňky rovněž odvádět do vakuového stavu. Výsledkem je vyšší spínací napětí.

Účel a použití

Přestože jazýčkové spínače byly nahrazeny spínači s Hallovým jevem, stále nacházejí uplatnění v široké škále aplikací:

1. Klávesové syntezátory a průmyslová zařízení. Jsou navrženy tak, aby neobsahovaly jiskry. Proto se používají především v prostředí s nebezpečím výbuchu, kde jsou přítomny hořlavé páry nebo prach.
2. Domácí počítadla.
3. Automatické bezpečnostní systémy a systémy sledování polohy.
4. Zařízení pracující pod vodou nebo v prostředí s vysokou vlhkostí.
5. Telekomunikační systémy.
6. Zdravotnické vybavení.

V bezpečnostních systémech se používají zařízení složená z jazýčkového spínače a magnetu. Označují otevírání nebo zavírání dveří.

Používají se také jazýčková relé složená z kontaktního snímače a drátového vinutí. Tento systém má několik výhod: jednoduchost, kompaktnost, odolnost proti vlhkosti, žádné pohyblivé části.

Jazýčkové spínače se používají také ve speciálních aplikacích, jako je ochrana proti přetížení a zkratu vysokonapěťových a rádiových zařízení. Také se jedná o výkonné radary, lasery, rádiové vysílače a další zařízení pracující s napětím až 100 kV.

Odrůdy

Podle normálního stavu kontaktů se zařízení dělí na:

• uzavřený - obvod je otevřen vlivem magnetického pole;
• přepínání - vlivem pole se sepne jeden kontakt, a pokud pole není, sepne se jiný;
• otevřené - jazýčkové spínače jsou aktivovány přítomností magnetického pole.

V závislosti na konstrukci jsou senzory:

• Plyn - skleněné pouzdro je naplněno suchým vzduchem nebo inertním plynem;
• rtuť - rtuť se dodatečně nanáší na kontakty, aby se zlepšilo spínání, minimalizoval odpor a eliminovaly vibrace uzavíraných desek.

Jazýčkové spínače se dělí podle technických specifikací:

1. Rákosové spínače.
2. Jazýčkový spínač je zařízení s paměťovou funkcí. To znamená, že poloha kontaktů zůstane zachována i po vypnutí magnetického pole.
3. Reedovy spínače jsou relé s vysokonapěťovou izolací. Je určen pro práci v zařízeních s napětím od 10 do 100 kV.
4. Hersikon je relé určené k ovládání zařízení a automatiky s výkonem do 3 kW. Konstrukce se vyznačuje zvýšeným spínacím proudem a přítomností kontaktů pro zhášení oblouku.

Díky rozmanitosti provedení jazýčkových spínačů se jazýčkové spínače stále používají v mnoha aplikacích.

Princip fungování

Princip činnosti jazýčkového spínače je podobný jako u vypínače. Relé se skládá z dvojice vodivých jader, mezi nimiž je mezera. Jsou hermeticky uzavřeny ve skleněné baňce s inertním médiem, které zabraňuje oxidaci.

Kolem žárovky je umístěno stejnosměrné napájecí vinutí. Když je cívka pod napětím, vytváří magnetické pole, které působí na jádra a způsobuje vzájemné sepnutí kontaktů.

Když je cívka bez napětí, magnetický tok zmizí a kontakty se rozepnou pomocí pružin. Spolehlivost je zajištěna absencí tření mezi kontakty, které fungují jako vodič, pružina a magnetický drát.

Vlastností jazýčkového spínače je, že na pružiny relé v klidovém stavu nepůsobí žádná síla. To jim umožňuje uzavřít kontakt během zlomku sekundy.

Lze použít i permanentní magnety. Tyto přístroje se nazývají polarizované.

Normálně uzavřené přístroje mají jiný princip činnosti. Vlivem elektromagnetické síly se soustava magnetů nabije jádry stejným potenciálem, což způsobí jejich vzájemné odpuzování a otevření obvodu.

Jazýčkové spínače se skládají ze tří kontaktů. Jeden je trvale instalovaný a nemagnetický, další dva jsou vyrobeny z feromagnetické slitiny. Po přivedení magnetického pole se dvojice rozpojených kontaktů sepne a otevře se dvojice s nemagnetickým kontaktem.

Připojení jazýčkového spínače

V dokumentaci dodané se snímači jsou uvedeny všechny podrobnosti o připojení jazýčkového spínače.

Část relé, která generuje magnetické pole, je pro funkci a bezpečnost senzoru namontována na pohyblivé části konstrukce. Samotný jazýčkový spínač je připevněn k trvale instalované části konstrukce nebo budovy.

Pohyblivá část je pevně připojena, působí magnetickým polem cívky na jazýčkový kontakt a uzavírá elektrický obvod. Systémový senzor vás informuje o správné funkci systému. Jakmile cívka umístěná na pohyblivé části přestane působit na senzor, síť se otevře a automatika ohlásí poruchu systému.

Podle způsobu instalace mohou být senzory:

• montáž pod omítku;
• externí montáž.

V závislosti na fyzikálních vlastnostech povrchu, na kterém je spojovací jazýček vyroben, existují:

• senzory pro montáž na ocelové konstrukce;
• senzory namontované na magneticky pasivních konstrukcích.

Při montáži jazýčkového spínače je třeba mít na paměti některá hlediska instalace:

1. Je vhodné vyhnout se místům v blízkosti zdrojů ultrazvuku. To může mít negativní vliv na parametry senzoru.
2. Vyvarujte se umístění cizího magnetického pole v blízkosti zdroje.
3. Chraňte žárovku senzoru před nárazy a poškozením. V opačném případě se plyn odpaří, kontakt se přeruší a jádra se rychle stanou nepoužitelnými.

Reedovy spínače nemohou spínat vysoké proudy kvůli nízké kapacitě jader. Proto je nelze používat k zapínání a vypínání výkonných elektrických zařízení.

Jsou součástí nízkopříkonových spínacích obvodů pro ovládání relé, která ovládají zařízení.

Výhody

Reedovy spínače mají následující výhody

1. Úplné utěsnění umožňuje jejich použití v požárně nebezpečných prostorách a v agresivním prostředí.
2. Díky okamžité aktivaci jsou vhodné pro aplikace s vysokými spínacími frekvencemi.
3. Žádný kontaktní odskok se rtuťovými senzory. Používají se v aplikacích s vysokými nároky na čistotu signálu.
4. Malá velikost od 4 mm, jednoduchá konstrukce, nízké výrobní náklady.
5. Vysoká funkčnost a univerzálnost relé.
6. Schopnost přepínat signály s nízkou spotřebou energie.
7. Široký rozsah provozních teplot - od -55 ºC do + 110 ºC.
8. Vysoká pevnost jádra.
9. Žádné třecí plochy.

Vysoká univerzálnost, spolehlivost a cena stále umožňují jazýčkovým spínačům konkurovat přímým konkurentům.

Nevýhody

Stejně jako všechna zařízení mají i jazýčkové spínače své nevýhody:

1. Nízká citlivost magnetů.
2. Vysoká citlivost na vnější magnetické toky. V důsledku toho může být nutné dodatečné stínění.
3. Někdy mohou kontakty zůstat v sepnuté poloze, ze které je po odstranění magnetického pole nelze uvolnit.
4. Kapsle je vyrobena z tenkého skla a snadno se zničí pádem nebo nárazem.
5. Při přivedení nízkofrekvenčního napětí se kontakty samočinně rozepnou a uzavřou.
6. Při působení vysokých proudů může dojít k samovolnému rozpojení kontaktů jádra.

Z těchto důvodů je třeba při používání relé dodržovat řadu omezujících opatření, jak je uvedeno v přiložené dokumentaci.

Související články: