Τι είναι ο αισθητήρας καλαμιού και πού εφαρμόζεται;

Κανένα σύγχρονο σύστημα ασφαλείας, ελέγχου, πυρόσβεσης, συναγερμού έκτακτης ανάγκης δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς τη χρήση αισθητήρων που το συνδέουν με τον περιβάλλοντα κόσμο. Οι αισθητήρες ανιχνεύουν τον καπνό, τη σκόνη στον αέρα, την κίνηση αντικειμένων και πολλές άλλες αλλαγές.

Ο αισθητήρας καλαμιού εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε πολλά τέτοια συστήματα λόγω της αξιοπιστίας του.

Τι είναι ο διακόπτης reed

Ο διακόπτης reed είναι μια ηλεκτρομηχανική διάταξη που ανοίγει ή κλείνει μια ηλεκτρική επαφή όταν ενεργοποιείται από ένα μαγνητικό πεδίο που παράγεται από έναν ηλεκτρομαγνήτη ή έναν μόνιμο μαγνήτη.

Ο όρος καλάμι σημαίνει μια ερμητικά σφραγισμένη επαφή. Αυτό οφείλεται στην κατασκευή του. Αποτελείται από δύο σιδηρομαγνητικές πλάκες οι οποίες είναι σφραγισμένες σε γυάλινο περίβλημα με δύο επαφές εξόδου και γεμάτες με αδρανές αέριο. Η ενθυλάκωση αυτή ελαχιστοποιεί την έκθεση στο περιβάλλον και εξασφαλίζει την αξιόπιστη λειτουργία της συσκευής.

Η φιάλη μπορεί να περιέχει άζωτο, ξηρό αέρα ή άλλο αδρανές αέριο. Όλα τα αέρια μπορούν επίσης να εκκενωθούν από τη φιάλη σε κατάσταση κενού. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη τάση μεταγωγής.

Σκοπός και εφαρμογή

Αν και οι διακόπτες reed έχουν αντικατασταθεί από τους διακόπτες φαινομένου Hall, εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών:

1. Συνθεσάιζερ πληκτρολογίου και βιομηχανικός εξοπλισμός. Έχουν σχεδιαστεί για να μην προκαλούν σπινθήρες. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται κυρίως σε δυνητικά εκρηκτικές ατμόσφαιρες όπου υπάρχουν εύφλεκτοι ατμοί ή σκόνες.
2. Οικιακοί μετρητές.
3. Συστήματα αυτόματης ασφάλειας και παρακολούθησης θέσης.
4. Εξοπλισμός που λειτουργεί κάτω από νερό ή σε περιβάλλοντα υψηλής υγρασίας.
5. Τηλεπικοινωνιακά συστήματα.
6. Ιατρικός εξοπλισμός.

Οι συσκευές που αποτελούνται από έναν διακόπτη reed και έναν μαγνήτη χρησιμοποιούνται σε συστήματα ασφαλείας. Δείχνουν το άνοιγμα ή το κλείσιμο των θυρών.

Χρησιμοποιούνται επίσης ηλεκτρονόμοι Reed που αποτελούνται από έναν αισθητήρα επαφής και μια περιέλιξη σύρματος. Αυτό το σύστημα έχει πολλά πλεονεκτήματα: απλότητα, συμπαγές, αντοχή στην υγρασία, χωρίς κινούμενα μέρη.

Οι διακόπτες Reed χρησιμοποιούνται επίσης σε ειδικές εφαρμογές, όπως η προστασία από υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα για εξοπλισμό υψηλής τάσης και ραδιοεξοπλισμό. Επίσης, πρόκειται για ραντάρ υψηλής ισχύος, λέιζερ, ραδιοπομπούς και άλλο εξοπλισμό που λειτουργεί σε τάσεις έως και 100kV.

Ποικιλίες του

Ανάλογα με την κανονική κατάσταση των επαφών, οι συσκευές διακρίνονται σε:

• κλειστό - το κύκλωμα ανοίγει με την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου,
• εναλλαγή - υπό την επίδραση του πεδίου κλείνει μια επαφή και όταν δεν υπάρχει πεδίο - μια άλλη,
• ανοικτοί - οι διακόπτες reed ενεργοποιούνται από την παρουσία μαγνητικού πεδίου.

Ανάλογα με την κατασκευή οι αισθητήρες είναι:

• Αέριο - το γυάλινο χιτώνιο είναι γεμάτο με ξηρό αέρα ή αδρανές αέριο,
• υδράργυρος - ο υδράργυρος εφαρμόζεται επιπλέον στις επαφές για τη βελτίωση της μεταγωγής, την ελαχιστοποίηση της αντίστασης και την εξάλειψη των κραδασμών από το κλείσιμο των πλακών.

Οι διακόπτες Reed διακρίνονται ανάλογα με τις τεχνικές προδιαγραφές τους:

1. Διακόπτες Reed.
2. Ο διακόπτης reed είναι μια συσκευή που έχει λειτουργία μνήμης. Δηλαδή, η θέση των επαφών διατηρείται μετά την απενεργοποίηση του μαγνητικού πεδίου.
3. Οι διακόπτες Reed είναι ρελέ με μόνωση υψηλής τάσης. Έχει σχεδιαστεί για εργασία σε συσκευές με τάση από 10 έως 100 kV.
4. Το Hersikon είναι ένα ρελέ σχεδιασμένο για τον έλεγχο εξοπλισμού και αυτοματισμών με ισχύ έως 3 kW. Ο σχεδιασμός χαρακτηρίζεται από αυξημένο ρεύμα μεταγωγής και την παρουσία επαφών σβέσης τόξου.

Χάρη στην ποικιλία των σχεδίων διακοπτών reed, οι διακόπτες reed συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές.

Αρχή λειτουργίας

Η αρχή λειτουργίας του διακόπτη καλαμιού είναι παρόμοια με εκείνη ενός διακόπτη. Το ρελέ αποτελείται από ένα ζεύγος αγώγιμων πυρήνων με ένα κενό μεταξύ τους. Είναι ερμητικά κλεισμένα σε γυάλινο βολβό με αδρανές μέσο που εμποδίζει την οξείδωση.

Μια περιέλιξη τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος τοποθετείται γύρω από τον λαμπτήρα. Όταν το πηνίο ενεργοποιείται, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο το οποίο επιδρά στους πυρήνες και προκαλεί το κλείσιμο των επαφών μεταξύ τους.

Όταν το πηνίο απενεργοποιείται, η μαγνητική ροή εξαφανίζεται και οι επαφές ανοίγουν με ελατήρια. Η αξιοπιστία εξασφαλίζεται από την απουσία τριβής μεταξύ των επαφών, οι οποίες με τη σειρά τους λειτουργούν ως αγωγός, ελατήριο και σύρμα μαγνήτη.

Ένα χαρακτηριστικό του διακόπτη reed είναι ότι τα ελατήρια του ρελέ, όταν βρίσκονται σε ηρεμία, δεν υπόκεινται σε καμία δύναμη. Αυτό τους επιτρέπει να κλείνουν την επαφή σε κλάσμα του δευτερολέπτου.

Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν μόνιμοι μαγνήτες. Αυτές ονομάζονται πολωμένες συσκευές.

Οι κανονικά κλειστές συσκευές έχουν διαφορετική αρχή λειτουργίας. Υπό την επίδραση της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, ένα σύστημα μαγνητών φορτίζει τους πυρήνες με το ίδιο δυναμικό, με αποτέλεσμα να απωθούνται μεταξύ τους, ανοίγοντας το κύκλωμα.

Οι διακόπτες καλαμιού αποτελούνται από τρεις επαφές. Το ένα είναι μόνιμα εγκατεστημένο και μη μαγνητικό, ενώ τα άλλα 2 είναι κατασκευασμένα από σιδηρομαγνητικό κράμα. Όταν εφαρμόζεται μαγνητικό πεδίο, το ζεύγος των ανοικτών επαφών κλείνει, ανοίγοντας το ζεύγος με τη μη μαγνητική επαφή.

Σύνδεση διακόπτη Reed

Η τεκμηρίωση που συνοδεύει τους αισθητήρες παρέχει πλήρεις λεπτομέρειες για τον τρόπο σύνδεσης του διακόπτη reed.

Το τμήμα του ηλεκτρονόμου που παράγει το μαγνητικό πεδίο είναι τοποθετημένο στο κινούμενο τμήμα της κατασκευής για τη λειτουργία και την ασφάλεια του αισθητήρα. Ο ίδιος ο διακόπτης reed είναι προσαρτημένος σε ένα μόνιμα εγκατεστημένο μέρος της κατασκευής ή του κτιρίου.

Το κινητό μέρος είναι σφιχτά συνδεδεμένο, επενεργώντας από το μαγνητικό πεδίο του πηνίου στην επαφή του καλαμιού και κλείνοντας το ηλεκτρικό κύκλωμα. Ο αισθητήρας συστήματος σας ενημερώνει ότι το σύστημα λειτουργεί σωστά. Μόλις το πηνίο που βρίσκεται στο κινούμενο μέρος σταματήσει να ενεργεί στον αισθητήρα, το δίκτυο ανοίγει και ο αυτοματισμός αναφέρει μια δυσλειτουργία του συστήματος.

Ανάλογα με τη μέθοδο εγκατάστασης, οι αισθητήρες μπορούν να είναι:

• χωνευτή τοποθέτηση,
• εξωτερικά τοποθετημένο.

Ανάλογα με τις φυσικές ιδιότητες της επιφάνειας στην οποία κατασκευάζεται το γλωσσίδι σύνδεσης, υπάρχουν:

• αισθητήρες για τοποθέτηση σε χαλύβδινες κατασκευές,
• αισθητήρες τοποθετημένοι σε μαγνητικά παθητικές δομές.

Κατά την τοποθέτηση ενός διακόπτη reed, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη ορισμένες εκτιμήσεις σχετικά με την εγκατάσταση:

1. Συνιστάται να αποφεύγετε τοποθεσίες κοντά σε πηγές υπερήχων. Μπορεί να έχει αρνητική επίδραση στις παραμέτρους του αισθητήρα.
2. Αποφύγετε την τοποθέτηση ξένου μαγνητικού πεδίου κοντά στην πηγή.
3. Προστατέψτε τον λαμπτήρα του αισθητήρα από χτυπήματα και ζημιές. Διαφορετικά, το αέριο θα εξατμιστεί, η επαφή θα σπάσει και οι πυρήνες θα καταστούν γρήγορα άχρηστοι.

Οι διακόπτες Reed δεν μπορούν να διακόψουν υψηλά ρεύματα λόγω της χαμηλής χωρητικότητας των πυρήνων. Επομένως, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ισχυρών ηλεκτρικών συσκευών.

Περιλαμβάνονται σε κυκλώματα μεταγωγής χαμηλής ισχύος για τον έλεγχο των ρελέ που ελέγχουν τον εξοπλισμό.

Πλεονεκτήματα

Οι διακόπτες Reed έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα

1. Η πλήρης στεγανοποίηση επιτρέπει τη χρήση τους σε επικίνδυνους για φωτιά χώρους και σε επιθετικά περιβάλλοντα.
2. Η άμεση ενεργοποίησή τους τα καθιστά κατάλληλα για εφαρμογές με υψηλές συχνότητες μεταγωγής.
3. Δεν υπάρχει αναπήδηση επαφής με αισθητήρες υδραργύρου. Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις στην καθαρότητα του σήματος.
4. Μικρό μέγεθος από 4 mm, απλός σχεδιασμός, χαμηλό κόστος κατασκευής.
5. Υψηλή λειτουργικότητα και ευελιξία του ρελέ.
6. Δυνατότητα εναλλαγής σημάτων χαμηλής ισχύος.
7. Ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας - από -55 ºC έως + 110 ºC.
8. Υψηλή δύναμη πυρήνα.
9. Χωρίς επιφάνειες τριβής.

Η υψηλή ευελιξία, η αξιοπιστία και η τιμή εξακολουθούν να επιτρέπουν στους διακόπτες reed να ανταγωνίζονται τους άμεσους ανταγωνιστές.

Μειονεκτήματα

Όπως όλες οι συσκευές, οι διακόπτες reed έχουν μειονεκτήματα:

1. Χαμηλή ευαισθησία των μαγνητών.
2. Υψηλή ευαισθησία σε εξωτερικές μαγνητικές ροές. Κατά συνέπεια, ενδέχεται να απαιτείται πρόσθετη θωράκιση.
3. Μερικές φορές οι επαφές μπορεί να παραμείνουν σε κλειστή θέση από την οποία δεν μπορούν να απελευθερωθούν μετά την απομάκρυνση του μαγνητικού πεδίου.
4. Η κάψουλα είναι κατασκευασμένη από λεπτό γυαλί και καταστρέφεται εύκολα από πτώσεις και κραδασμούς.
5. Όταν εφαρμόζεται τάση χαμηλής συχνότητας, οι επαφές ανοίγουν και κλείνουν το κύκλωμα αυθόρμητα.
6. Όταν εφαρμόζονται υψηλά ρεύματα, οι επαφές του πυρήνα μπορεί να ανοίξουν αυθόρμητα.

Για τους λόγους αυτούς, πρέπει να τηρούνται ορισμένα περιοριστικά μέτρα κατά τη χρήση του ρελέ, όπως ορίζεται στη συνοδευτική τεκμηρίωση.

Σχετικά άρθρα: