Nenhum sistema moderno de segurança, controlo, combate a incêndios, sistema de alerta de emergência pode funcionar sem utilizar sensores que o liguem ao mundo circundante. Os sensores detectam fumo, pó no ar, movimento de objectos e muitas outras alterações.
O sensor de cana ainda é utilizado em muitos desses sistemas devido à sua fiabilidade.
Conteúdos
O que é um interruptor de palheta
Um reed switch é um dispositivo electromecânico que abre ou fecha um contacto eléctrico quando é accionado por um campo magnético produzido por um electroíman ou por um íman permanente.
O termo palheta significa um contacto hermeticamente fechado. Isto deve-se à sua construção. É constituída por duas placas ferromagnéticas que são seladas num encapsulamento de vidro com dois contactos de saída e preenchidas com um gás inerte. Este encapsulamento minimiza a exposição ao ambiente e assegura o funcionamento fiável do dispositivo.
O frasco pode conter azoto, ar seco ou outro gás inerte. Todo o gás pode também ser evacuado do frasco para um estado de vácuo. Isto resulta numa tensão de comutação mais alta.
Finalidade e aplicação
Embora os reed switches tenham sido substituídos pelos interruptores de efeito Hall, continuam a ser utilizados numa vasta gama de aplicações:
- Sintetizadores de teclado e equipamento industrial. São concebidos para serem sem faíscas. É por isso que são utilizados principalmente em atmosferas potencialmente explosivas, onde estão presentes vapores inflamáveis ou poeiras.
- Contadores domésticos.
- Sistemas automáticos de segurança e monitorização da posição.
- Equipamentos que operam debaixo de água ou em ambientes com elevada humidade.
- Sistemas de telecomunicação.
- Equipamento médico.
Os dispositivos constituídos por um interruptor de palheta e um íman são utilizados nos sistemas de segurança. Indicam a abertura ou o fecho de portas.
São também utilizados relés de Reed constituídos por um sensor de contacto e um enrolamento de fio. Este sistema tem várias vantagens: simplicidade, compacidade, resistência à humidade, sem peças móveis.
Os interruptores Reed são também utilizados em aplicações especiais, tais como protecção contra sobrecarga e curto-circuito para equipamento de alta tensão e rádio. Também são radares de alta potência, lasers, transmissores de rádio e outros equipamentos que operam em tensões até 100kV.
Variedades de
Dependendo do estado normal dos contactos, os dispositivos são divididos em
- fechado - o circuito é aberto pela influência de um campo magnético;
- mudança - sob a influência do campo, um contacto fecha, e quando não há campo - outro;
- aberto - os interruptores de palheta são accionados pela presença de um campo magnético.
Dependendo da construção, os sensores são:
- Gás - a manga de vidro é enchida com ar seco ou gás inerte;
- mercúrio - o mercúrio é aplicado adicionalmente aos contactos para melhorar a comutação, minimizar a resistência e eliminar a vibração das placas que estão a ser fechadas.
Os interruptores Reed são subdivididos de acordo com as suas especificações técnicas:
- Reed switches.
- Um interruptor de palheta é um dispositivo que tem uma função de memória. Ou seja, a posição dos contactos é mantida após o campo magnético ter sido desligado.
- Os interruptores Reed são relés com isolamento de alta tensão. Foi concebido para trabalhar em dispositivos com tensão de 10 a 100 kV.
- Hersikon é um relé concebido para controlar equipamentos e automatismos com potência até 3 kW. O desenho é caracterizado por um aumento da corrente de comutação e pela presença de contactos de têmpera de arco.
Graças à variedade de desenhos dos interruptores de palhetas, os interruptores de palhetas continuam a ser utilizados em muitas aplicações.
Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento do interruptor de palheta é semelhante ao de um interruptor. O relé é composto por um par de núcleos condutores com um espaço entre eles. São hermeticamente selados numa ampola de vidro com um meio inerte que impede a oxidação.
É colocado um enrolamento de fornecimento DC à volta do bulbo. Quando a bobina é energizada gera um campo magnético que actua sobre os núcleos e faz com que os contactos se fechem uns com os outros.
Quando a bobina é desenergizada, o fluxo magnético desaparece e os contactos abrem-se por molas. A fiabilidade é assegurada pela ausência de fricção entre os contactos, que por sua vez actuam como um condutor, uma mola e um fio magnético.
Uma característica do reed switch é que as molas de relé, quando em repouso, não estão sujeitas a qualquer força. Isto permite-lhes fechar o contacto numa fracção de segundo.
Podem também ser utilizados ímanes permanentes. Estes são chamados dispositivos polarizados.
Os dispositivos normalmente fechados têm um princípio de funcionamento diferente. Sob a influência de uma força electromagnética, um sistema de ímanes carrega os núcleos com o mesmo potencial, fazendo-os repelir-se uns aos outros, abrindo o circuito.
Os interruptores Reed consistem em três contactos. Uma é permanentemente instalada e não magnética, as outras 2 são feitas de uma liga ferromagnética. Quando um campo magnético é aplicado, o par de contactos abertos fecha-se, abrindo o par com o contacto não magnético.
Ligação de um Reed Switch
A documentação fornecida com os sensores dá detalhes completos sobre como ligar o reed switch.
A parte do relé que gera o campo magnético é montada na parte móvel da estrutura para a função e segurança do sensor. O próprio caniço está ligado a uma parte permanentemente instalada da estrutura ou edifício.
A parte móvel é fixada firmemente, actuando pelo campo magnético da bobina no contacto da palheta e fechando o circuito eléctrico. O sensor do sistema informa-o de que o sistema está a funcionar correctamente. Assim que a bobina localizada na parte móvel deixa de actuar sobre o sensor, a rede abre-se e a automatização relata uma avaria no sistema.
De acordo com o método de instalação, os sensores podem ser:
- montado à descarga;
- montado externamente.
Dependendo das propriedades físicas da superfície sobre a qual a palheta de ligação é feita, existem:
- sensores para montagem em estruturas de aço;
- sensores montados em estruturas magneticamente passivas.
Ao montar um interruptor palheta, algumas considerações de instalação devem ser tidas em conta:
- É aconselhável evitar locais nas proximidades de fontes ultra-sónicas. Pode ter um efeito negativo sobre os parâmetros do sensor.
- Evitar colocar um campo magnético estranho perto da fonte.
- Proteger o bulbo sensor de choques e danos. Caso contrário, o gás evaporará, o contacto quebrar-se-á e os núcleos tornar-se-ão rapidamente inutilizáveis.
Os interruptores Reed não podem mudar correntes elevadas devido à baixa capacidade dos núcleos. Por conseguinte, não podem ser utilizados para ligar e desligar dispositivos eléctricos potentes.
Estão incluídos em circuitos de comutação de baixa potência para controlar os relés que controlam o equipamento.
Vantagens
Os interruptores Reed têm as seguintes vantagens
- A selagem total permite a sua utilização em áreas de risco de incêndio e em ambientes agressivos.
- A sua actuação instantânea torna-os adequados para aplicações com altas frequências de comutação.
- Sem ressalto de contacto com sensores de mercúrio. São utilizados em aplicações com elevadas exigências em termos de pureza de sinal.
- Tamanho pequeno a partir de 4 mm, desenho simples, baixo custo de fabrico.
- Alta funcionalidade e versatilidade do relé.
- Capacidade de comutação de sinais de baixa potência.
- Ampla gama de temperaturas de funcionamento - de -55 ºC a + 110 ºC.
- Elevada resistência do núcleo.
- Sem superfícies de fricção.
A elevada versatilidade, fiabilidade e preço ainda permitem que os reed switches concorram com os concorrentes directos.
Desvantagens
Como todos os dispositivos, os reed switches têm desvantagens:
- Baixa sensibilidade dos ímanes.
- Elevada susceptibilidade aos fluxos magnéticos externos. Como consequência, poderá ser necessária uma protecção adicional.
- Por vezes, os contactos podem permanecer numa posição fechada da qual não podem ser libertados depois de o campo magnético ter sido removido.
- A cápsula é feita de vidro fino e é facilmente destruída por quedas e choques.
- Quando é aplicada uma tensão de baixa frequência, os contactos abrem e fecham o circuito espontaneamente.
- Quando são aplicadas correntes elevadas, os contactos centrais podem abrir espontaneamente.
Por estas razões, devem ser observadas várias medidas restritivas aquando da utilização do relé, tal como especificado na documentação que o acompanha.
Artigos relacionados:
