Kas ir niedru sensors un kur to izmanto?

Neviena mūsdienīga drošības, kontroles, ugunsdzēsības, avārijas trauksmes sistēma nevar funkcionēt, neizmantojot sensorus, kas to savieno ar apkārtējo pasauli. Sensori nosaka dūmus, putekļus gaisā, objektu kustību un daudzas citas izmaiņas.

Daudzās šādās sistēmās joprojām tiek izmantots niedru sensors, jo tas ir uzticams.

Kas ir niedru slēdzis

Kniedju slēdzis ir elektromehāniska ierīce, kas atver vai aizver elektrisko kontaktu, kad to iedarbina magnētiskais lauks, ko rada elektromagnēts vai pastāvīgais magnēts.

Termins niedre nozīmē hermētiski noslēgtu kontaktu. Tas ir saistīts ar tās konstrukciju. Tas sastāv no divām feromagnētiskām plāksnēm, kas ir noslēgtas stikla apvalkā ar diviem izejas kontaktiem un piepildītas ar inertu gāzi. Šis iekapsulējums samazina vides iedarbību un nodrošina ierīces uzticamu darbību.

Kolbā var būt slāpeklis, žāvēts gaiss vai cita inerta gāze. Visu gāzi no kolbas var arī izsūknēt līdz vakuuma stāvoklim. Tā rezultātā tiek sasniegts augstāks pārslēgšanās spriegums.

Mērķis un piemērošana

Lai gan reed slēdži ir aizstāti ar Hola efekta slēdžiem, tie joprojām tiek izmantoti visdažādākajos lietojumos:

1. Tastatūras sintezatori un rūpnieciskās iekārtas. Tie ir izstrādāti tā, lai tajos nebūtu dzirksteļu. Tāpēc tos galvenokārt izmanto sprādzienbīstamā vidē, kur ir viegli uzliesmojoši tvaiki vai putekļi.
2. Mājsaimniecības skaitītāji.
3. Automātiskās drošības un stāvokļa uzraudzības sistēmas.
4. Iekārtas, kas darbojas zem ūdens vai augsta mitruma vidē.
5. Telekomunikāciju sistēmas.
6. Medicīnas iekārtas.

Drošības sistēmās izmanto ierīces, kas sastāv no reed slēdža un magnēta. Tie norāda uz durvju atvēršanu vai aizvēršanu.

Izmanto arī relejus, kas sastāv no kontakta sensora un vadu tinuma. Šai sistēmai ir vairākas priekšrocības: vienkāršība, kompaktums, mitrumizturība, nav kustīgu detaļu.

Reed slēdži tiek izmantoti arī īpašos lietojumos, piemēram, augstsprieguma un radioiekārtu pārslodzes un īsslēguma aizsardzībā. Tas ir arī lieljaudas radars, lāzeri, radio raidītāji un citas iekārtas, kas darbojas ar spriegumu līdz 100 kV.

Šķirnes

Atkarībā no kontaktu normālā stāvokļa ierīces iedala:

• slēgts - ķēde tiek atvērta magnētiskā lauka ietekmē;
• pārslēgšanās - lauka ietekmē noslēdzas viens kontakts, bet, ja lauka nav, - otrs;
• atvērts - slēdži tiek aktivizēti ar magnētiskā lauka klātbūtni.

Atkarībā no konstrukcijas sensori ir:

• Gāze - stikla uzmava ir piepildīta ar sausu gaisu vai inertu gāzi;
• dzīvsudrabs - dzīvsudrabs tiek papildus uzklāts uz kontaktiem, lai uzlabotu pārslēgšanos, samazinātu pretestību un novērstu plākšņu aizvēršanas vibrāciju.

Reed slēdži tiek iedalīti pēc to tehniskajām specifikācijām:

1. Reedlocks.
2. Trīnes slēdzis ir ierīce ar atmiņas funkciju. Tas nozīmē, ka kontaktu stāvoklis saglabājas arī pēc magnētiskā lauka izslēgšanas.
3. Reed slēdži ir releji ar augstsprieguma izolāciju. Tas ir paredzēts darbam ierīcēs ar spriegumu no 10 līdz 100 kV.
4. Hersikon ir relejs, kas paredzēts iekārtu un automātikas vadībai ar jaudu līdz 3 kW. Konstrukciju raksturo palielināta komutācijas strāva un loka slāpēšanas kontaktu klātbūtne.

Pateicoties daudzveidīgajai reed slēdžu konstrukcijai, reed slēdži joprojām tiek izmantoti daudzos lietojumos.

Darbības princips

Reed slēdža darbības princips ir līdzīgs slēdža darbības principam. Releju veido vadošu serdeņu pāris ar spraugu starp tiem. Tās ir hermētiski noslēgtas stikla kolbā ar inertu vidi, kas novērš oksidēšanos.

Ap spuldzīti ir izvietots līdzstrāvas barošanas tinums. Kad spole ir zem sprieguma, tā rada magnētisko lauku, kas iedarbojas uz serdēm un izraisa kontaktu savstarpēju noslēgšanos.

Kad spole ir atvienota no sprieguma, magnētiskā plūsma izzūd, un kontakti atveras ar atsperēm. Uzticamību nodrošina berzes neesamība starp kontaktiem, kas savukārt darbojas kā vadītājs, atspere un magnēta vads.

Reed slēdža īpatnība ir tā, ka releja atsperes, kad tās ir miera stāvoklī, nav pakļautas nekādam spēkam. Tas ļauj viņiem slēgt kontaktu sekundes daļas laikā.

Var izmantot arī pastāvīgos magnētus. Tās sauc par polarizētām ierīcēm.

Normāli noslēgtām ierīcēm ir atšķirīgs darbības princips. Elektromagnētiskā spēka ietekmē magnētu sistēma uzlādē serdeņus ar vienādu potenciālu, izraisot to savstarpēju atgrūšanu, tādējādi atverot ķēdi.

Slēdžu slēdži sastāv no trim kontaktiem. Viens no tiem ir pastāvīgi uzstādīts un nav magnētisks, bet pārējie 2 ir izgatavoti no feromagnētiska sakausējuma. Kad tiek pielikts magnētiskais lauks, atvērto kontaktu pāris aizveras, atverot pāri ar nemagnētisko kontaktu.

Reed slēdža pieslēgšana

Sensoriem pievienotajā dokumentācijā ir sniegta sīkāka informācija par to, kā pieslēgt niedru slēdzi.

Releja daļa, kas ģenerē magnētisko lauku, ir piestiprināta pie konstrukcijas kustīgās daļas, lai nodrošinātu sensora funkciju un drošību. Pats elektroniskais slēdzis ir piestiprināts pie pastāvīgi uzstādītas konstrukcijas vai ēkas daļas.

Kustīgā daļa ir cieši piestiprināta, un tā darbojas ar spoles magnētisko lauku uz niedru kontaktu un slēdz elektrisko ķēdi. Sistēmas sensors informē, ka sistēma darbojas pareizi. Tiklīdz spole, kas atrodas uz kustīgās daļas, pārstāj iedarboties uz sensoru, tīkls atveras un automātika ziņo par sistēmas darbības traucējumiem.

Atkarībā no uzstādīšanas metodes sensori var būt:

• iebūvēts vienā līmenī;
• uzstādīts no ārpuses.

Atkarībā no virsmas, uz kuras ir izgatavota savienojuma niedre, fizikālajām īpašībām ir:

• sensori montāžai uz tērauda konstrukcijām;
• sensori, kas uzstādīti uz magnētiski pasīvām konstrukcijām.

Uzstādot slēdzi, jāņem vērā daži uzstādīšanas apsvērumi:

1. Ieteicams izvairīties no atrašanās ultraskaņas avotu tuvumā. Tas var negatīvi ietekmēt sensora parametrus.
2. Izvairieties no sveša magnētiskā lauka izvietošanas avota tuvumā.
3. Pasargājiet sensora spuldzi no triecieniem un bojājumiem. Pretējā gadījumā gāze iztvaikos, kontakts pārtrūks un serdeņi ātri kļūs nederīgi.

Reed slēdži nevar pārslēgt lielu strāvu, jo serdeņu jauda ir maza. Tāpēc tos nevar izmantot jaudīgu elektrisko ierīču ieslēgšanai un izslēgšanai.

Tie ir iekļauti mazjaudas komutācijas ķēdēs, lai vadītu iekārtas kontrolējošos relejus.

Priekšrocības

Reed slēdžiem ir šādas priekšrocības

1. Pilnīgs blīvējums ļauj tos izmantot ugunsbīstamās zonās un agresīvā vidē.
2. To tūlītējā iedarbināšana padara tos piemērotus lietojumiem ar augstu pārslēgšanās frekvenci.
3. Ar dzīvsudraba sensoriem nav kontakta atsitiena. Tos izmanto lietojumprogrammās ar augstām prasībām attiecībā uz signāla tīrību.
4. Mazs izmērs no 4 mm, vienkārša konstrukcija, zemas ražošanas izmaksas.
5. Augsta releja funkcionalitāte un daudzpusība.
6. Iespēja pārslēgt mazjaudas signālus.
7. Plašs darba temperatūras diapazons - no -55 ºC līdz + 110 ºC.
8. Augsta pamatnes izturība.
9. Nav berzes virsmu.

Augsta daudzpusība, uzticamība un cena joprojām ļauj niedru slēdžiem konkurēt ar tiešajiem konkurentiem.

Trūkumi

Tāpat kā visām ierīcēm, arī niedru slēdžiem ir trūkumi:

1. Zema magnētu jutība.
2. Augsta jutība pret ārējiem magnētiskajiem strāviem. Tāpēc var būt nepieciešama papildu ekranēšana.
3. Dažreiz kontakti var palikt aizvērtā stāvoklī, no kura tos nevar atbrīvot pēc magnētiskā lauka noņemšanas.
4. Kapsula ir izgatavota no plāna stikla, un to var viegli sabojāt kritienu un triecienu rezultātā.
5. Pieslēdzot zemas frekvences spriegumu, kontakti spontāni atver un aizver ķēdi.
6. Ja tiek pievadīta liela strāva, serdes kontakti var spontāni atvērties.

Šo iemeslu dēļ, lietojot releju, jāievēro vairāki ierobežojoši pasākumi, kā norādīts pievienotajā dokumentācijā.

Saistītie raksti: