Čo je to jazýčkový senzor a kde sa používa?

Žiadny moderný bezpečnostný, kontrolný, protipožiarny či núdzový systém nemôže fungovať bez použitia senzorov, ktoré ho spájajú s okolitým svetom. Senzory detekujú dym, prach vo vzduchu, pohyb predmetov a mnohé ďalšie zmeny.

Jazýčkový snímač sa stále používa v mnohých takýchto systémoch pre svoju spoľahlivosť.

Čo je to jazýčkový spínač

Jazýčkový spínač je elektromechanické zariadenie, ktoré otvára alebo zatvára elektrický kontakt, keď je aktivovaný magnetickým poľom vytvoreným elektromagnetom alebo permanentným magnetom.

Pojem jazýček znamená hermeticky uzavretý kontakt. Je to spôsobené jeho konštrukciou. Pozostáva z dvoch feromagnetických dosiek, ktoré sú uzavreté v sklenenom puzdre s dvoma výstupnými kontaktmi a naplnené inertným plynom. Toto zapuzdrenie minimalizuje pôsobenie prostredia a zabezpečuje spoľahlivú prevádzku zariadenia.

Banka môže obsahovať dusík, sušený vzduch alebo iný inertný plyn. Všetok plyn sa môže z banky odsať do vákuového stavu. Výsledkom je vyššie spínacie napätie.

Účel a použitie

Hoci jazýčkové spínače boli nahradené spínačmi s Hallovým efektom, naďalej sa používajú v širokej škále aplikácií:

1. Klávesové syntetizátory a priemyselné zariadenia. Sú navrhnuté tak, aby neobsahovali iskry. Preto sa používajú predovšetkým v potenciálne výbušnom prostredí, kde sú prítomné horľavé výpary alebo prach.
2. Domáce počítadlá.
3. Automatické bezpečnostné systémy a systémy monitorovania polohy.
4. Zariadenia pracujúce pod vodou alebo v prostredí s vysokou vlhkosťou.
5. Telekomunikačné systémy.
6. Zdravotnícke vybavenie.

V bezpečnostných systémoch sa používajú zariadenia pozostávajúce z jazýčkového spínača a magnetu. Označujú otváranie alebo zatváranie dverí.

Používajú sa aj jazýčkové relé pozostávajúce z kontaktného snímača a drôtového vinutia. Tento systém má niekoľko výhod: jednoduchosť, kompaktnosť, odolnosť voči vlhkosti, žiadne pohyblivé časti.

Jazýčkové spínače sa používajú aj v špeciálnych aplikáciách, ako je ochrana proti preťaženiu a skratu vysokonapäťových a rádiových zariadení. Taktiež ide o vysokovýkonné radary, lasery, rádiové vysielače a iné zariadenia pracujúce pri napätí do 100 kV.

Odrody

V závislosti od normálneho stavu kontaktov sa zariadenia delia na:

• uzavretý - obvod je otvorený vplyvom magnetického poľa;
• prepínanie - pod vplyvom poľa sa zopne jeden kontakt, a ak nie je žiadne pole - druhý;
• otvorené - jazýčkové spínače sú aktivované prítomnosťou magnetického poľa.

V závislosti od konštrukcie sú snímače:

• Plyn - sklenené puzdro je naplnené suchým vzduchom alebo inertným plynom;
• ortuť - na kontakty sa dodatočne nanáša ortuť, aby sa zlepšilo spínanie, minimalizoval odpor a eliminovali vibrácie pri zatváraní platničiek.

Cievkové spínače sa delia podľa technických špecifikácií:

1. Trstinové spínače.
2. Jazýčkový spínač je zariadenie s pamäťovou funkciou. To znamená, že poloha kontaktov sa zachová aj po vypnutí magnetického poľa.
3. Cievkové spínače sú relé s vysokonapäťovou izoláciou. Je určený na prácu v zariadeniach s napätím od 10 do 100 kV.
4. Hersikon je relé určené na ovládanie zariadení a automatík s výkonom do 3 kW. Konštrukcia sa vyznačuje zvýšeným spínacím prúdom a prítomnosťou kontaktov na zhášanie oblúka.

Vďaka rôznorodosti konštrukcií jazýčkových spínačov sa jazýčkové spínače naďalej používajú v mnohých aplikáciách.

Princíp fungovania

Princíp fungovania jazýčkového spínača je podobný princípu spínača. Relé pozostáva z dvojice vodivých jadier, medzi ktorými je medzera. Sú hermeticky uzavreté v sklenenej banke s inertným médiom, ktoré zabraňuje oxidácii.

Okolo žiarovky je umiestnené jednosmerné napájacie vinutie. Keď je cievka pod napätím, vytvára magnetické pole, ktoré pôsobí na jadrá a spôsobuje vzájomné zopnutie kontaktov.

Keď je cievka bez napätia, magnetický tok zmizne a kontakty sa rozopnú pomocou pružín. Spoľahlivosť je zabezpečená absenciou trenia medzi kontaktmi, ktoré zasa pôsobia ako vodič, pružina a magnetický vodič.

Charakteristickou vlastnosťou jazýčkového spínača je, že na pružiny relé, keď sú v pokoji, nepôsobí žiadna sila. To im umožňuje uzavrieť kontakt v priebehu zlomku sekundy.

Môžu sa použiť aj permanentné magnety. Tieto zariadenia sa nazývajú polarizované zariadenia.

Normálne uzavreté zariadenia majú iný princíp činnosti. Vplyvom elektromagnetickej sily sa sústava magnetov nabije jadrami s rovnakým potenciálom, čo spôsobí ich vzájomné odpudzovanie a otvorenie obvodu.

Spínané jazýčkové spínače sa skladajú z troch kontaktov. Jeden je trvalo nainštalovaný a nemagnetický, ďalšie dva sú vyrobené z feromagnetickej zliatiny. Po privedení magnetického poľa sa dvojica rozpojených kontaktov uzavrie a otvorí sa dvojica s nemagnetickým kontaktom.

Pripojenie jazýčkového spínača

V dokumentácii dodanej so snímačmi sú uvedené všetky podrobnosti o pripojení jazýčkového spínača.

Časť relé, ktorá generuje magnetické pole, je namontovaná na pohyblivú časť konštrukcie, aby sa zabezpečila funkčnosť a bezpečnosť snímača. Samotný jazýčkový spínač je pripevnený k pevne nainštalovanej časti konštrukcie alebo budovy.

Pohyblivá časť je pevne pripojená, pôsobí magnetickým poľom cievky na jazýčkový kontakt a uzatvára elektrický obvod. Senzor systému vás informuje, že systém funguje správne. Hneď ako cievka umiestnená na pohyblivej časti prestane pôsobiť na snímač, sieť sa otvorí a automatika nahlási poruchu systému.

Podľa spôsobu inštalácie môžu byť senzory:

• zapustená montáž;
• namontované zvonku.

V závislosti od fyzikálnych vlastností povrchu, na ktorom je spojovací jazýček vyrobený, existujú:

• senzory na montáž na oceľové konštrukcie;
• senzory namontované na magneticky pasívnych konštrukciách.

Pri montáži jazýčkového spínača treba mať na pamäti niektoré inštalačné aspekty:

1. Odporúča sa vyhýbať miestam v blízkosti ultrazvukových zdrojov. Môže to mať negatívny vplyv na parametre snímača.
2. Vyhnite sa umiestneniu cudzieho magnetického poľa v blízkosti zdroja.
3. Chráňte žiarovku snímača pred nárazmi a poškodením. V opačnom prípade sa plyn odparí, kontakt sa preruší a jadrá sa rýchlo stanú nepoužiteľnými.

Jazýčkové spínače nemôžu spínať vysoké prúdy kvôli nízkej kapacite jadier. Preto sa nemôžu používať na zapínanie a vypínanie výkonných elektrických zariadení.

Sú súčasťou nízkoenergetických spínacích obvodov na ovládanie relé, ktoré ovládajú zariadenia.

Výhody

Jazýčkové spínače majú tieto výhody

1. Úplné utesnenie umožňuje ich použitie v priestoroch s nebezpečenstvom požiaru a v agresívnom prostredí.
2. Vďaka okamžitej aktivácii sú vhodné pre aplikácie s vysokými spínacími frekvenciami.
3. Žiadny kontaktný odraz s ortuťovými senzormi. Používajú sa v aplikáciách s vysokými nárokmi na čistotu signálu.
4. Malá veľkosť od 4 mm, jednoduchý dizajn, nízke výrobné náklady.
5. Vysoká funkčnosť a všestrannosť relé.
6. Schopnosť prepínať signály s nízkou spotrebou energie.
7. Široký rozsah prevádzkových teplôt - od -55 ºC do + 110 ºC.
8. Vysoká pevnosť jadra.
9. Žiadne trecie plochy.

Vysoká univerzálnosť, spoľahlivosť a cena stále umožňujú jazýčkovým spínačom konkurovať priamym konkurentom.

Nevýhody

Tak ako všetky zariadenia, aj jazýčkové spínače majú svoje nevýhody:

1. Nízka citlivosť magnetov.
2. Vysoká citlivosť na vonkajšie magnetické toky. V dôsledku toho môže byť potrebné dodatočné tienenie.
3. Niekedy môžu kontakty zostať v zovretej polohe, z ktorej sa po odstránení magnetického poľa nedajú uvoľniť.
4. Kapsula je vyrobená z tenkého skla a ľahko sa zničí pri páde a náraze.
5. Keď sa privedie nízkofrekvenčné napätie, kontakty samovoľne rozopnú a uzavrú obvod.
6. Pri pôsobení vysokých prúdov sa môžu kontakty jadra samovoľne rozpojiť.

Z týchto dôvodov je potrebné pri používaní relé dodržiavať niekoľko obmedzujúcich opatrení, ktoré sú uvedené v sprievodnej dokumentácii.

Súvisiace články: