Načelo delovanja in vrste reed senzorjev

Za delovanje številnih naprav je potreben element naprava, ki lahko odpre ali zapre kontakte. Eno od teh je reed stikalo. Pod vplivom magnetnega ali elektromagnetnega polja spremeni stanje električnega tokokroga, ki je priključen na napravo. Senzor reed stikala se uporablja v gospodinjskih števcih, varnostnih sistemih in medicinski opremi.

Vrste in vrste reed senzorjev

Obstaja veliko možnosti za releje. Naprave so razvrščene glede na različne parametre: raven vibracij, zmogljivost, kontaktno skupino.

Magnetna

Naprava zapre ali odpre vod, ki prenaša električno energijo pod vplivom magnetnega polja. Vir je lahko trajni magnet ali elektromagnet. Na podlagi te lastnosti so reed stikala razdeljena v 3 kategorije:

• Z normalno odprtim tokokrogom - v normalnem stanju so kontakti odklopljeni. Pod vplivom električnega toka ali magnetnega polja se plošče povežejo in naprava prenaša tok.
• Reed stikalo-magnetna odprtina izvaja nasprotno načelo: v normalnem stanju so kontakti zaprti, vendar se pod vplivom magnetnega polja odprejo in električni tokokrog je odklopljen.
• Preklopni rele - ta model ima 3 izhode. Zunaj elektromagnetnega polja je en par sklenjen in pod vplivom polja se zaprte plošče normalno odprejo, nova pa zapre. V tem primeru tok teče skozi dva različna tokokroga, odvisno od prisotnosti ali odsotnosti magnetnega polja.

Da odprem vrata

Vse možnosti senzorjev vrat delujejo na reed relejih. Vendar pa so načini za povezavo naprave različni. Na podlagi tega obstajajo 3 kategorije.

• Običajni - vključujejo 2 dela z vzmetnimi kontakti. Magnetno polje zapira vzmetne kontakte: njihovi konci se privlačijo in zapirajo. Ko polje izgine, se dva dela senzorja odmakneta drug od drugega, vzmeti se odprejo. Senzor je element signalnega vezja. Skozi linijo teče stalen tok. Če se vrata odprejo, senzor prekine tokokrog in alarm se sproži. Prag odzivnosti je od 30 do 50 mm.
• Brezžični senzor - temelji na normalno odprtem reed stikalu in komunikacijskem modulu. Drugi del senzorja je magnet, pod vplivom katerega se kontakti zaprejo. Naprava je nameščena tako, da je pri zaprtih vratih magnet nasproti radijsko oddajnega dela, da zapre magnetno reed stikalo. Če se vrata odprejo, se tokokrog odpre in na krmilno enoto se pošlje alarm. Prag odziva – 10–20 mm. Ta možnost je učinkovitejša od žične.
• GSM alarm – sestavljen iz reed stikala in GSM modula. Načelo delovanja je podobno brezžičnemu. Ko se rele sproži, krmilnik pošlje besedilno sporočilo lastniku stanovanja ali pisarne. Takšna naprava je pogosto opremljena z dodatnimi funkcijami.

Senzor odpiranja vrat je element varnostnega alarma.Njegova naloga je obveščanje o nepooblaščenem odpiranju in ne preprečevanje odpiranja.

Po zasnovi

Z vidika oblikovanja obstajata dve vrsti reed stikal:

• Suha - zaprta steklena bučka, napolnjena s suhim zrakom ali drugim plinom. Magnetna jedra so privarjena na zunanji strani cilindra, kontakti pa so nameščeni znotraj.
• Živo srebro ali "mokro" - kapljice živega srebra se dajo v bučko. Zmočijo kontakte, kar izboljša gostoto zapiranja. Živosrebrno stikalo ne ropota in ne povzroča tresljajev, vendar se odzivni čas senzorja poveča.

Živosrebrna stikala so nevarna za zdravje. Te naprave je treba odstraniti na poseben način.

Princip delovanja

Reed stikalo je okrajšava za zaprt kontakt. Zasnova je preprosta: zaprta steklena bučka, znotraj katere so nameščene feromagnetne plošče. Posodo napolnite z zrakom, inertnim plinom, dušikom. V nekaterih primerih se iz reed stikala črpa zrak, da se poveča dovoljena preklopna napetost. Material plošč je nikelj in jeklo, prevlečeno s kovinami, kot so rodij, rutenij in zlato.

Načelo delovanja katerega koli reed senzorja je naslednje:

• Ko poljska moč preseže kritično vrednost, se elastične plošče reed stikala zaprejo in tako sklenejo vezje.
• Ko je zunanje polje odstranjeno, se vezja odprejo.

Zanesljivost in priljubljenost reed stikal sta posledica tesnosti naprave. Stiki so izolirani in niso izpostavljeni okolju. Naprava se ne boji prahu, umazanije, vode ali agresivnih kemikalij.

Značilnosti in parametri

Pri izbiri reed stikala se ocenjuje po naslednjih merilih:

• magnetomotorna sila sproščanja in delovanja sta indikatorja, pri katerih se jedra odprejo ali povežejo;
• prehodni upor - količina upora, ki nastane med povezavo;
• izolacijska upornost - količina upora v votlini med sponkama;
• kapacitivnost – električna kapacitivnost med priključkoma, ko sta odprta;
• prelomna napetost - v tem primeru je možna razčlenitev elementa;
• odzivni čas - časovno obdobje med pojavom magnetnega polja in dejanskim prvim zaprtjem kontaktov; povprečni odzivni čas je 0,2-1 µs, pri suhem reed stikalu je ta številka manjša;
• čas sproščanja - interval med zmanjšanjem ali izginotjem polja in dejanskim odpiranjem jeder; parameter je 0,2–1 μs;
• število operacij – število aktivacij, med katerimi reed stikalo ne izgubi svojih delovnih lastnosti;
• moč – največja moč, določena s prečnim prerezom plošč in materialom; merjeno v W in kW;
• obratovalna napetost – vrednost, pri kateri reed stikalo ohrani delovni položaj;
• raven vibracij - reed stikalo je šibko občutljivo na vibracije, vendar jih lahko izvaja samo; praga ni mogoče preseči, sicer lahko steklena žarnica poči.

Vsi potrebni indikatorji so v potnem listu naprave.

Funkcije namestitve

Namestitev naprave je zelo preprosta. Edini pogoj je, da morata biti oba dela senzorja pri zaprtih vratih nameščena točno drug nasproti drugega. V tem primeru je žarnica v polju delovanja magneta in reed stikalo opravlja svoje funkcije.

Če je reed stikalo nameščeno v zaprtih prostorih, je pritrjeno na vrata, okenski okvir, nadstropje z navadnimi vijaki. Če je senzor magnetnega reed stikala nameščen v skladišču, garaži ali v sefu, je treba pred namestitvijo izvrtati luknje za pritrditev.Kovinska cev z reed stikalom je vrezana in privarjena na vrata ali vrata, ki gledajo na cesto.

Področje uporabe

Zaprti kontakt se uporablja na različnih področjih:

• klaviature – sintetizatorji, industrijske naprave, računalniki;
• komunikacijska in medicinska oprema;
• alarmni in avtomatski sistemi: senzor za kabino dvigala, odpiranje vrat, pokrov prenosnika;
• merilna oprema, merilna vezja;
• vzdrževanje napajalnih kablov - tukaj se uporabljajo gersikoni;
• radijske oddajne naprave, laserji, radarji.

Reed stikala so bila zelo priljubljena v 70. letih prejšnjega stoletja. Zdaj naprave postopoma nadomeščajo polprevodniški elementi.

Prednosti in slabosti uporabe

Zaprti stik je priljubljen zaradi številnih prednosti:

• Vzdržljivost - brez trenja med delovanjem. Če v bučko črpamo inertni plin ali odvajamo zrak, element deluje še dlje.
• Najmanjše dimenzije v primerjavi s standardnim relejem.
• Visoka zmogljivost.
• Reed stikalo je sposobno oddajati signal zelo nizke moči.
• Brez motenj. Signal ni popačen.
• Prah, umazanija, vlaga ne vplivajo na delovanje naprave.

Napake:

• steklene žarnice so precej krhke, reed stikala se ne uporabljajo v primerih močnih vibracij;
• odzivna hitrost je visoka, vendar omejena;
• suha stikala ropotajo zaradi visoke elastičnosti;
• Ko je tok visok, se lahko kontakti spontano odprejo.

Kljub tesnosti plošč v bučki se sčasoma obrabijo. Pod vplivom električne korozije je možno mehansko stiskanje plošč. Po mnogih operacijah se kontakti zbrusijo in površine zaprejo zaradi molekularnih sil. Sčasoma je treba senzor za odpiranje vrat zamenjati.