Wat is een reed sensor en waar wordt hij toegepast?

Geen enkel modern beveiligings-, controle-, brandbestrijdings- of alarmsysteem kan functioneren zonder gebruik te maken van sensoren die het verbinden met de omringende wereld. Sensoren detecteren rook, stof in de lucht, beweging van voorwerpen en vele andere veranderingen.

De reed-sensor wordt vanwege zijn betrouwbaarheid nog steeds in veel van dergelijke systemen gebruikt.

Wat is een reed-schakelaar

Een reed-schakelaar is een elektromechanisch apparaat dat een elektrisch contact opent of sluit wanneer het in werking wordt gesteld door een magnetisch veld dat door een elektromagneet of een permanente magneet wordt geproduceerd.

De term riet betekent een hermetisch afgesloten contact. Dit is te wijten aan zijn constructie. Het bestaat uit twee ferromagnetische platen die zijn verzegeld in een glazen omhulsel met twee uitgangscontacten en gevuld met een inert gas. Deze inkapseling minimaliseert de blootstelling aan de omgeving en garandeert een betrouwbare werking van het toestel.

De kolf kan stikstof, gedroogde lucht of een ander inert gas bevatten. Alle gas kan ook uit de kolf worden geëvacueerd tot een vacuümtoestand. Dit resulteert in een hogere schakelspanning.

Doel en toepassing

Hoewel reed-schakelaars zijn opgevolgd door schakelaars met Hall-effect, worden zij nog steeds gebruikt in een groot aantal toepassingen:

1. Toetsenbord synthesizers en industriële apparatuur. Ze zijn ontworpen om vrij van vonken te zijn. Daarom worden zij vooral gebruikt in potentieel explosieve atmosferen waar ontvlambare dampen of stof aanwezig zijn.
2. Huishoudelijke tellers.
3. Automatische beveiligings- en positiecontrolesystemen.
4. Apparatuur die onder water of in een zeer vochtige omgeving werkt.
5. Telecommunicatiesystemen.
6. Medische apparatuur.

Apparaten bestaande uit een reed-schakelaar en een magneet worden gebruikt in beveiligingssystemen. Zij geven het openen of sluiten van deuren aan.

Reed-relais bestaande uit een contactsensor en een draadwikkeling worden ook gebruikt. Dit systeem heeft verschillende voordelen: eenvoud, compactheid, vochtbestendigheid, geen bewegende delen.

Reedschakelaars worden ook gebruikt in speciale toepassingen zoals overbelastings- en kortsluitingsbeveiliging van hoogspannings- en radioapparatuur. Het is ook hoog vermogen radar, lasers, radiozenders en andere apparatuur die werkt met spanningen tot 100 kV.

Variëteiten van

Afhankelijk van de normale toestand van de contacten, worden de apparaten onderverdeeld in:

• gesloten - het circuit wordt geopend door de invloed van een magnetisch veld;
• omschakeling - onder invloed van het veld sluit een contact, en als er geen veld is - een ander;
• open - de reed-schakelaars worden bediend door de aanwezigheid van een magnetisch veld.

Afhankelijk van de constructie zijn de sensoren:

• Gas - de glazen huls is gevuld met droge lucht of inert gas;
• kwik - op de contacten wordt extra kwik aangebracht om het schakelen te verbeteren, de weerstand te minimaliseren en de trilling van het sluiten van de platen te elimineren.

Reedschakelaars worden onderverdeeld volgens hun technische specificaties:

1. Reedlocks.
2. Een reed-schakelaar is een apparaat met een geheugenfunctie. Dat wil zeggen dat de positie van de contacten behouden blijft nadat het magnetisch veld is uitgeschakeld.
3. Reedschakelaars zijn relais met hoogspanningsisolatie. Hij is ontworpen voor werkzaamheden in toestellen met een spanning van 10 tot 100 kV.
4. Hersikon is een relais ontworpen voor de besturing van apparatuur en automaten met een vermogen tot 3 kW. Het ontwerp wordt gekenmerkt door een verhoogde schakelstroom en de aanwezigheid van arc-quenching contacten.

Dankzij de verscheidenheid aan ontwerpen van reed-schakelaars worden de reed-schakelaars nog steeds in vele toepassingen gebruikt.

Werkingsprincipe

Het werkingsprincipe van de reed-schakelaar is vergelijkbaar met dat van een schakelaar. Het relais bestaat uit een paar geleidende kernen met een spleet ertussen. Zij zijn hermetisch afgesloten in een glazen bol met een inert medium dat oxidatie voorkomt.

Rond de gloeilamp is een gelijkstroomwikkeling aangebracht. Wanneer de spoel onder spanning wordt gezet, genereert hij een magnetisch veld dat inwerkt op de kernen en ervoor zorgt dat de contacten met elkaar sluiten.

Wanneer de spoel spanningsloos wordt gemaakt, verdwijnt de magnetische flux en worden de contacten door veren geopend. De betrouwbaarheid wordt gewaarborgd door de afwezigheid van wrijving tussen de contacten, die op hun beurt fungeren als geleider, veer en magnetische draad.

Een kenmerk van de reed-schakelaar is dat de relaisveren, in rust, aan geen enkele kracht onderhevig zijn. Hierdoor kunnen ze het contact in een fractie van een seconde sluiten.

Er kunnen ook permanente magneten worden gebruikt. Deze worden gepolariseerde apparaten genoemd.

Normaal gesloten apparaten hebben een ander werkingsprincipe. Onder invloed van elektromagnetische kracht laadt een systeem van magneten de kernen op met hetzelfde potentiaal, waardoor zij elkaar afstoten en de stroomkring wordt geopend.

Geschakelde reed-schakelaars bestaan uit drie contacten. Eén is permanent geïnstalleerd en niet-magnetisch, de andere 2 zijn gemaakt van een ferromagnetische legering. Wanneer een magnetisch veld wordt toegepast, sluit het paar open contacten, waardoor het paar met het niet-magnetische contact wordt geopend.

Aansluiten van een reed-schakelaar

De bij de sensoren geleverde documentatie geeft alle details over het aansluiten van de reed-schakelaar.

Het deel van het relais dat het magnetisch veld opwekt, is voor de werking en de veiligheid van de sensor bevestigd aan het bewegende deel van de structuur. De reed-schakelaar zelf wordt bevestigd aan een permanent geïnstalleerd onderdeel van de structuur of het gebouw.

Het beweegbare deel is stevig bevestigd, werkt door het magnetisch veld van de spoel op het reed-contact en sluit het elektrisch circuit. De systeemsensor informeert u dat het systeem correct functioneert. Zodra de spoel op het bewegende deel ophoudt met op de sensor in te werken, wordt het netwerk geopend en meldt de automatisering een systeemstoring.

Afhankelijk van de wijze van installatie, kunnen de sensoren:

• verzonken;
• extern gemonteerd.

Afhankelijk van de fysische eigenschappen van het oppervlak waarop het verbindingsriet is gemaakt, zijn er:

• sensoren voor montage op staalconstructies;
• sensoren gemonteerd op magnetisch passieve structuren.

Bij de montage van een reed-schakelaar moeten enkele installatieoverwegingen in acht worden genomen:

1. Het is raadzaam locaties in de nabijheid van ultrasone bronnen te vermijden. Dit kan een negatief effect hebben op de parameters van de sensor.
2. Vermijd het plaatsen van een vreemd magnetisch veld in de nabijheid van de bron.
3. Bescherm de sensorbol tegen schokken en beschadiging. Anders zal het gas verdampen, het contact verbreken en de kernen snel onbruikbaar worden.

Reedschakelaars kunnen geen hoge stromen schakelen door de lage capaciteit van de kernen. Daarom kunnen zij niet worden gebruikt voor het in- en uitschakelen van krachtige elektrische apparaten.

Zij worden opgenomen in schakelingen met laag vermogen om de relais te bedienen die de apparatuur aansturen.

Voordelen

Reedschakelaars hebben de volgende voordelen

1. Door de volledige afdichting kunnen ze worden gebruikt in brandgevaarlijke zones en in agressieve omgevingen.
2. Door hun onmiddellijke activering zijn ze geschikt voor toepassingen met hoge schakelfrequenties.
3. Geen contact stuiteren met kwikzilver sensoren. Zij worden gebruikt in toepassingen waar hoge eisen worden gesteld aan de signaalzuiverheid.
4. Kleine afmetingen vanaf 4 mm, eenvoudig ontwerp, lage productiekosten.
5. Hoge functionaliteit en veelzijdigheid van het relais.
6. Mogelijkheid om signalen met laag vermogen te schakelen.
7. Groot bedrijfstemperatuurbereik - van -55 ºC tot + 110 ºC.
8. Hoge kern kracht.
9. Geen wrijvingsvlakken.

Door hun grote veelzijdigheid, betrouwbaarheid en prijs kunnen reed-schakelaars nog steeds concurreren met directe concurrenten.

Nadelen

Zoals alle apparaten hebben ook reed-schakelaars nadelen:

1. Lage gevoeligheid van de magneten.
2. Hoge gevoeligheid voor externe magnetische fluxen. Als gevolg daarvan kan extra afscherming noodzakelijk zijn.
3. Soms kunnen de contacten in een gesloten stand blijven staan waaruit zij niet kunnen worden gelost nadat het magnetisch veld is opgeheven.
4. De capsule is gemaakt van dun glas en wordt gemakkelijk vernietigd door vallen en schokken.
5. Wanneer een laagfrequente spanning wordt toegepast, openen en sluiten de contacten de stroomkring spontaan.
6. Wanneer hoge stromen worden toegepast, kunnen de kerncontacten spontaan opengaan.

Om deze redenen moet bij het gebruik van het relais een aantal beperkende maatregelen in acht worden genomen, zoals gespecificeerd in de begeleidende documentatie.

Verwante artikelen: