Princip delovanja in tehnične značilnosti reed senzorjev

Senzor reed stikala se uporablja za zagotavljanje hitrega odziva varnostnih, protipožarnih sistemov, opozorilnih in nadzornih sistemov. Element zaznava stanje objekta, pojav dima, prahu in preprečuje nepooblaščen dostop.

Kaj je reed senzor

Senzor reed stikala je naprava elektromehanskega tipa. Lahko odpre in zapre kontakte, ko je izpostavljen magnetnemu polju, ki ga ustvari električni ali trajni magnet.

Opredelitev pojma je hermetični stik, ki ga določa njegova zasnova. Naprava je sestavljena iz para feromagnetnih plošč, zaprtih v stekleno kapsulo. Rezervoar je napolnjen z inertnim plinom, dušikom, suhim zrakom in ima dva izhoda. Takšna bučka preprečuje izpostavljenost zunanjim dejavnikom in povečuje zanesljivost naprave.

Za povečanje preklopne napetosti se lupina izprazni.

Dizajn in videz

Videz reed stikala je zaprta steklena žarnica s kontakti magnetnega jedra. Med njima je vrzel. Elementi so pritrjeni z varjenjem na koncih lupine in z zunanjimi deli povezani v omrežje. Sam senzor izgleda kot plovec in je sestavljen iz treh delov:

• steklena bučka;
• preklopni kontakt;
• fiksni kontakt.

Zahvaljujoč pravokotnim kontaktom iz feromagnetne žice lahko naprava zapre omrežje. Vrsta prevleke kontaktnih elementov je odvisna od moči in dimenzij izdelka. Proizvajalci uporabljajo zlato, rodijevo, srebrno ali permalojsko žico.

Senzorji z modifikacijami inertnega plina ali vakuuma ne korodirajo.

Razvrstitev reed stikal

Reed stikala so razdeljena na vrste po več kriterijih.

Normalno stanje kontaktov

Kontakti so:

• zaprto - vezje se odpre skozi magnetno polje;
• preklopni / bistabilni - en kontakt se zapre, ko je izpostavljen polju, drugi - če ga ni;
• odprto - reed stikalo se sproži v trenutku, ko nastane magnetno polje.

Modeli s preklopnimi kontakti imajo 3 izhode.

Oblikovanje

Obstajajo naslednji senzorji:

• rokav - steklena lupina je napolnjena z inertnim plinom ali zrakom;
• živo srebro - za izboljšanje preklapljanja, zmanjšanje odpornosti in odpravo vibracij so kontakti prevlečeni z živim srebrom.

Reed stikala imajo suhe kontakte.

Tehnični parametri

Glede na tehnične lastnosti obstajajo:

• Reed stikalo – rele z reed stikalom z visokonapetostno izolacijo. Deluje v omrežju pod napetostjo 10-100 kV.
• Gazakon je modifikacija, ki si zapomni položaj kontaktov po izklopu magnetnega polja.
• Herksikon je rele s katerim se aktivirajo alarmi in oprema z močjo do 3 kW. Ima povečan preklopni tok in kontakte za gašenje obloka.

Naprave lahko nadomestijo elektromehanski rele.

Princip delovanja

Načelo delovanja senzorja reed stikala temelji na odpiranju ali zapiranju omrežja, kjer se nahaja pod vplivom elektromagnetnega polja. Napetost magnetnega pretoka določa položaj kontaktov. Polje ustvarja trajni ali električni magnet.

Notranji kontakti naprave se magnetizirajo v trenutku, ko pridejo pod vpliv električnega voda. Privlačnost elementov se izvaja pod delovanjem, ki premaga silo elastičnosti. Tako se krog sklene. Ko je vod priključen na vir napajanja, tok teče skozi napravo.

To stanje traja, dokler vpliv silnice ne preneha. Kontakti se odprejo brez magnetnega polja. Za ponovno zapiranje boste morali znova ustvariti polje.

Reed stikalo je majhno stikalo, ki deluje zaradi sile magnetnega toka.

Parametri naprave

Vrsta opreme, ki ji pripada magnetni reed senzor, je rele. Preden ga kupite, morate upoštevati naslednje značilnosti:

• Odzivni čas. Odvisno od odzivnega časa na pojav magnetnega polja in ne presega 2 μs.
• Jakost magnetnega polja. Občutljivost je odvisna od feromagneta in dimenzij.
• Preklopna moč. Omejitev energije, ki se prenaša skozi reed stikalo, ob upoštevanju materiala in preseka kontaktov.
• Končna napetost. Določa amplitudo signala hitrosti zaklopa naprave.
• Odpornost zaprtih kontaktov. Pri manjši vrednosti se izgubi manjša moč signala.
• Dovoljeni delovni temperaturni pogoji. Odvisno je od proizvajalca, najpogosteje pa element deluje pri temperaturah od -60 do +120 stopinj.
• Pogostost. Proženje poteka pri frekvenci do 1 MHz.
• Število preklopnih ciklov. Določa število sprožilcev.
• Kontaktna zmogljivost. Odvisno od razdalje med blazinicami v odprtem položaju.
• Fizične dimenzije. Horizontalni balon je lahko dolg od 4 mm.

Kontaktna kapacitivnost je parazitsko merilo.

Prednosti in slabosti

Pozitivni dejavniki uporabe reed stikal vključujejo:

• odsotnost ropotanja v modifikacijah z živosrebrnimi vodi;
• zanesljivost - senzor se ne bo zlomil, če pade in presega zmogljivost standardnega releja za 100-krat;
• ni nevarnosti vžiga kontaktov, ki se nahajajo v vakuumu ali inertnem plinu;
• senzor majhne velikosti je zasnovan za tok, podoben standardnemu releju;
• prisotnost galvanske izolacije - naprave so zaporedno povezane z omrežjem;
• preklapljanje šibkih signalov;
• veliko število vključkov brez trenja;
• delovanje brez povezave z virom električne energije.

Nizki stroški naprav so posledica odsotnosti plemenitih in ognjevzdržnih kovin v kontaktih.

Slabosti uporabe reed stikal vključujejo:

• velika teža v primerjavi z releji z odprtimi kontakti;
• potreba po ustvarjanju magnetnega polja;
• ne prenesejo vedno udarcev in tresljajev;
• potreba po zaščiti pred zunanjimi magnetnimi polji;
• težave pri odstranjevanju stikov iz zaprtega stanja;
• omejena odzivna hitrost.

Pri izpostavljenosti visokemu toku pride do spontanega odpiranja kontaktov.

Priključitev reed senzorja

Plovni senzor je dobavljen z dokumentacijo, ki ureja postopek priključitve. Korak za korakom deluje takole:

1. Enota za ustvarjanje magnetnega polja je nameščena na gibljivem delu.
2. Reed stikalo je pritrjeno na fiksnem delu konstrukcije.
3. Zapiranje vezja. Premični del mora biti v tesnem stiku, tako da magnetno polje tuljave vpliva na kontakte.
4. Pridobivanje informacij o zdravju namestitve.
5. Obvestilo o kršitvi integritete. Tuljava preneha delovati na reed stikalo.

Senzorji se lahko namestijo skrito ali zunaj na jeklene ali magnetno-pasivne konstrukcije.

Praktična uporaba v vsakdanjem življenju

Reed stikala se uporabljajo za zaščito klaviaturskih sintetizatorjev in industrijskih inštalacij pred eksplozijami in podaljšajo življenjsko dobo opreme. Deli krmilijo mehanizme, za merjenje tekočine v rezervoarju pa je potreben senzor nivoja plovca.

Reed stikala so nameščena v televizijski opremi in prikazujejo odpiranje ali zapiranje ventilov. Naprave so združljive z računalniškimi ali varnostnimi sistemi – obvestijo vas, ali so vrata ali okno zaprta.

Elektronski merilniki toka imajo reed senzorje.

Uporaba v varnostnih sistemih

Posebnost reed stikala, uvedenega v varnostni kompleks, je njegova prilagoditev osnovnemu materialu. Ta tehnika odpravlja vpliv magnetnega polja strukture na magnetno polje, potrebno za delovanje naprave.

Senzor deluje na principu magnetnega zapaha. Stikalo se namesti na okvir vrat, okvir, nato pa se nanj priključi kabel.Odprt način montaže zagotavlja vidnost naprave, vendar povečuje magnetno polje. Za skrito namestitev so primerne samo občutljive modifikacije, ki se odzivajo na magnet. V nasprotnem primeru obstaja nevarnost vdora.

Krepitev zaščite pred nepooblaščenim vstopom

V standardni izvedbi je reed stikalo nameščeno na okvirju, magnet pa na vratnem ali okenskem krilu. Zaprt položaj strukture zagotavlja maksimalno bližino magneta senzorju. V trenutku, ko se odpre, se odstrani, tako da lahko napadalci zlahka najdejo mesta namestitve.

Za povečanje zaščite naprave se uporabljajo:

• Skrita naprava. Zapre signalni krog, ko se krilo odpre. Slaba stran tehnologije je, da se vrata odpirajo s pomočjo dodatnega magneta.
• Električni magnet. Posebnost elektromagnetne ključavnice z reed stikalom je, da jo je težko ponarediti zaradi naključne ponovljivosti signalov. Zaščita se sproži tudi pri zakasnitvi impulza.

Elektromagnet potrebuje napetost določenega trajanja.

Nianse uporabe reed stikal

Pred uporabo ali namestitvijo reed senzorja je treba upoštevati naslednje:

• Naprava ni združljiva z viri ultrazvoka, ker spremeni električne parametre.
• Magnetno polje vpliva na lastnosti stikala.
• Ob udarcu se inertni plin razrahlja in posoda lahko poči.
• Stikalo ne preklopi velikega toka zaradi nizke moči jedra.

Reed stikala niso primerna za priključitev močne opreme.

Miniaturni reed stikalni senzor je hiter in je zasnovan za 4-5 milijard operacij. Naprava je združljiva z nizkonapetostnimi omrežnimi bremeni in deluje brez priklopa na vir napajanja.