Задания для КИитС-11 СИит-11 АКитС-11 / РЕЛЕ. в т.ч. ГЕРКОН (вар.8). Геркон обозначение на схеме

Герконовое реле: принцип действия

Несмотря на широкое использование электромагнитных реле, их конструкция имеет ряд серьезных недостатков. Среди них в первую очередь следует отметить ненадежность контактной системы, а также трущиеся металлические детали, при износе которых снижается общая работоспособность прибора. В результате, были созданы герметические магнитоуправляемые контакты – герконовое реле, принцип действия которого позволил избавиться от минусов, присущим электромагнитным устройствам.

Характеристики герконовых реле

Геркон это устройство состоящее из двух контактов, изготовленных из ферромагнитного сплава. Они размещены в специальной колбе, позволяющей осуществлять контроль за их работой. В случае приближения к контактам постоянного магнита, происходит замыкание с образованием непрерывной цепи. В связи с этим герконовое реле известны как концевые выключатели.

Все герконы маркируются в соответствии с областью применения. Например, обозначение КЭМ относится к коммутации электрических механизмов, буква «А» означает возможность работы в любом климате, буква «В» предполагает работу устройства только в помещениях. МКА является магнитным коммутатором для любых климатических условий.

Сопротивление стандартно переключающего путевого геркона составляет примерно 0,2 Ом. У геркона, работающего на размыкание этот показатель составляет как минимум 1 кОм. Эти показатели позволяют существенно ускорить переключение цепей. Магнитные выключатели этого типа применяются для силовых цепей напряжения и обладают улучшенными показателями. Размыкающие магнитные герконовые переключатели применяются во многих схемах, в основном для компьютерных или охранных систем, контрольных датчиков и многих других устройств.

Принцип действия герконового реле

В работе нормально замкнутого геркона используется принцип взаимодействия сил, возникающих между магнитными телами. В электромагнитном поле появляются и передаются импульсы, начинают двигаться электроны, вызывающие перемещение и деформацию токопроводящих контактов.

Изменение положения и состояния магнитного концевика в конкретном устройстве или в цепи, приводит к размыканию контактов. Дальнейшей изменение их положения происходит под действием других подвижных элементов – кнопок, концевых пружин, дисков и т.д. Таким образом, происходит поочередное включение и выключение контактов.

Данный принцип работы стал основой функционирования промежуточного герконового реле, действующего на замыкание. Его конструкция состоит из двух сердечников и герметичного прочного стеклянного баллона, наполненного газом или газовой смесью. Сам баллон находится под постоянным действием электрического тока. Газы препятствуют окислению металлических сердечников.

При подключении к такому геркону постоянного тока, происходит образование мощного магнитного поля вокруг сердечников. Наличие специальных зазоров значительно облегчает прохождение этого поля между частями реле. Далее наступает возникновение автономного магнитного потока, движущегося в заданном направлении. Соединение сердечников значительно ускоряется за счет их покрытия драгоценными металлами с более низким сопротивлением, чем у обычного материала.

Постоянный магнитный поток обеспечивается особенностями конструкции герконового реле. Однородность и целостность деталей создается за счет литья и штамповки, а для соединения их между собой используются сварочные процессы. Поэтому катушка реле намагничивается в минимальной степени. По такой схеме работает герконовое реле, принцип действия которого достаточно простой. В случае прекращения подачи постоянного тока, произойдет размыкание контактов, а магнитный поток исчезнет.

electric-220.ru

технические характеристики, принцип работы, применение

Любые механические контакты подвержены износу. Чтобы уменьшить влияние этого деструктивного фактора, в первой половине прошлого века было разработаны магнитоуправляемые коммутационные устройства, контактная группа которых помещалась в вакуумную колбу. В СССР такие элементы получили название «Геркон», по сокращению от «герметизированный контакт», в англоязычной технической документации принято название «reed switch».

Давайте рассмотрим принцип действия этих устройств, конструкцию, основные характеристики, достоинства и недостатки. В завершении статьи будет приведена пара полезных схем, где используются герконы.

Внешний вид и особенности конструкции

Данные устройства представляют собой контактную группу, изготовленную на основе ферримагнитного материала, которая помещается в стеклянную колбу. Из нее откачен воздух (созданы условия максимально приближенные к вакууму), как вариант возможно наполнение инертным газом. Внешний вид устройства и его обозначение на принципиальных схемах представлены ниже.

А) внешний вид геркона; В) обозначение на принципиальных схемах

С конструктивным исполнением, можно ознакомиться на рисунке 2.

Конструкция геркона

Обозначение:

А – выводы устройства.
В – стеклянная колба.
С – контактная группа.
D – инертный газ или вакуум.

Разновидности

Коммутационные устройства данного класса принято разделять в зависимости от устройства контактной группы на следующие виды:

Элементы с нормально-разомкнутыми контактами (внешний вид такого устройства показан на рис. 1).
Элементы с нормально-замкнутым контактом.
С переключающимся контактом.

Помимо функциональных признаков, перечисленных выше, имеются и технологические, разделяющие герметичные коммутирующие устройства на две группы: сухие и ртутные. Отличительная особенность последних заключается в том, что внутри колбы содержится капля ртути. Она служит для «смачивания» контактной группы, это позволяет существенно снизить переходное сопротивление и вибрацию (дребезг) контактов при коммутации, что положительно отражается на качестве контакта.

Принцип действия

Срабатывание устройства (замыкание, размыкание или переключение контактов) требуется воздействовать на элемент магнитным полем, напряженность которого будет достаточной для коммутации. В качестве источника такого поля может выступать обычный или электромагнит.

Под воздействием силовых линий происходит намагничивание контактов и по преодолению порога упругости они коммутируют цепь.

Принцип работы нормально-разомкнутого геркона

Соответственно, как только на контактную группу перестанет действовать магнитное поле, она вернется в исходное состояние. То есть, функционально контакты помимо своего прямого назначения играют роль магнитопровода и упругого элемента.

Устройства с нормально-замкнутыми контактами действуют несколько иначе. Их ферримагнитные упругие элементы, попадая под воздействие магнитного, поля приобретают одинаковый заряд, что заставляет их отталкиваться, разрывая контакт.

Принцип действия нормально-замкнутого геркона

Иногда в таких коммутаторах только один упругий элемент выполнен из ферримагнитного сплава, в результате приближения магнита он притягивается к нему, отключая цепь.

Подобный принцип задействован в герконах с переключающей группой контактов, в котором два из них изготавливаются из магнитного материала. Под воздействием магнита они притягиваются друг к другу, а немагнитный контакт остается в исходном положении. В результате происходит перекоммутация цепи.

Срабатывание переключающего геркона

Основные параметры

Свойства герметичных коммутаторов определяются механическими и электрическими параметрами. К первым относятся:

Nmax – число, указывающее максимально допустимое количество срабатываний без изменения основных характеристик.
Vcp – величина отображающая интенсивность поля необходимую для реакции устройства. В технической терминологии данную характеристику называют магнитодвижущей силой.
Vотп – величина соответствующая силе размыкания.
tcp – время, необходимое на срабатывание контактной группы.
tотп – интервал времени, необходимый на отпускание.
Последние два параметра наиболее значимые из механических характеристик, поскольку описывают скорость коммутации.
Теперь перечислим основные электрические характеристики:
RK – сопротивление между контактами в замкнутом состоянии.
RИЗ – сопротивление разомкнутых контактов.
UПР – напряжения пробоя, данная характеристика зависит как от предыдущего параметра, так и расстояния между группой контактов. Помимо этого на электрическую прочность влияет наполнение колбы.
Pmax – коммутируемая мощность.
CK – емкость, образуемая разомкнутыми контактами.

Как осуществляется управление?

Управлять герметичным коммутатором можно двумя способами:

используя постоянный магнит;
воздействуя катушкой, подключенной к постоянному источнику тока.

В первом варианте управление может осуществляться путем линейного или углового перемещения постоянного магнита. Также встречается способ, при котором поле перекрывается при помощи специальной шторки.

В качестве примера использования способа управления при помощи магнита можно привести датчики уровня, а также положения, охранную сигнализацию и т.д.

Второй вариант позволяет создать реле на основе геркона. В отличие от традиционной конструкции, такое устройство будет более надежным и долговечным, поскольку практически не содержит в себе подвижных механических элементов. Что касается небольшого количества контактных групп, то этот недостаток легко устраняется путем увеличения количества задействованных герконов.

Упрощенное изображение конструкции герконового реле

Примером применения данного способа управления может служить токовое реле на основе геркона. Оно представляет собой катушку, намотанную проводом толстого сечения, внутри которой размещается герметичный коммутатор. Данное приспособление может служить в качестве защитной системы от перегрузки в цепях постоянного тока. Чувствительность прибора легко регулировать путем линейного перемещения коммутатора внутри катушки.

Плюсы и минусы

Любая конструкция помимо преимуществ не лишена недостатков. Зная сильные и слабые стороны устройства можно найти оптимальную сферу для его применения. Давайте рассмотрим, в чем заключается преимущества герметичных коммутаторов, к таковым свойствам можно отнести:

Высокую надежность коммутации. Она практически на два порядка превышает этот показатель у открытых контактных групп. Это достигается за счет высокого сопротивления между разомкнутыми контактами (RИЗ), оно может исчисляться десятками МОм. Немаловажную роль играет и показатель электрической прочности (UПР), напряжение пробоя у некоторых моделей превышает 10 кВ.
Быстродействие также является неоспоримым преимуществом. Частота коммутации многих моделей приближается к 1 кГц. Что касается параметров, описывающих скорость коммутации, то они находятся в следующих диапазонах: tcp – от 0,4 до 1,8 мс, tотп – от 0,25 до 0,9 мс, что намного превышает подобные характеристики открытых контактных групп.
Долговечность, число срабатываний исчисляется миллиардами, ни одна открытая контактная группа даже близко не может приблизиться к этому рубежу.
Данный тип коммутаторов нетребователен к согласованию с нагрузкой.
Управление может производиться без использования электроэнергии.

Характерные недостатки:

Низкие показатели коммутируемой мощности.
Небольшое число контактов.
Дребезг при срабатывании (конструкции «мокрого» типа избавлены от этого недостатка).
Большие размеры для современной радиотехнической базы.
Недостаточная прочность стеклянной колбы.
Чувствительность к воздействию внешних магнитных полей.

Несмотря на явное преобладание положительных качеств, данные устройства постепенно вытесняются полупроводниковыми аналогами, такими как датчики Холла. Отсутствие дребезга, небольшие размеры и более высокая прочность сыграли решающую роль.

Примеры практического применения в быту

Как и было обещано в начале статьи, приводим пару полезных схем, в которых используются герконы. Начнем с универсального управления освещением в прихожей. Принцип работы заключается в следующем: при открытии входной двери автоматически включается свет, и спустя несколько минут выключается. При достаточном уровне освещения, свет в прихожей не включается.

Схема управления освещением прихожей

Обозначения:

Резисторы: R1 – 68 кОм, R2 – 33 кОм, R3 – 470 кОм, R4 – 10 кОм, R5 – 27 кОм.
Конденсаторы: С1 – 0,1 мкФ, С2 – 100 мкФ х 25 В, С3 – 470 мкФ х 25 В.
Стабилитрон и диоды: VD1 – КС212Ж, VD2 и VD3 – КД522 (1N4148), VD4 – КД209 (1N4004).
Транзисторы: VT1 и VT2 – ÌRF840.
SG1 – любой обычный герконовый датчик, например, 59145-030.
FR1 – фоторезистор, подойдет любого типа с сопротивлением на свету не ниже 8 кОм, в темноте – 120-180 кОм.
Триггер D1 – К561ТМ2 (СD4013).

Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R1, для выбора оптимального времени задержки отключения освещения.

Теперь рассмотрим схему простой домашней сигнализации, где в также используется типовой герконовый датчик для двери.

Простая домашняя сигнализация

Обозначения:

Резисторы: R1, R2 и R3 – 100 кОм, R4 – 33 кОм, R5 – 100 кОм, R6 – 1 кОм.
Конденсаторы: С1 – 100 мкФ х 16 В, С2 – 50 мкФ х 16 В, С3 0,068 мкФ.
Диоды и светодиод: VD1 и VD2 – КД522 (1Т4148), HL1 – АЛ307Б.
Транзисторы: VT1 – КТ829, VT2 – К361.
Микросхема: К561ЛА7.
S1 – герконовый датчик 59145-030.

В качестве сирены используется звуковой оповещатель АС-10.

Питание схемы осуществляется от аккумулятора 12 В, емкостью 4 А*ч.

www.asutpp.ru

что это такое и как работает?

В самых разнообразных электрических и электронных схемах применяется радиодеталь с красивым названием «геркон». Что это такое и как она работает?

Название и его смысл

Название действительно звучит поэтично, оно достойно прекрасного цветка. Но происхождение слова весьма прозаично, оно расшифровывается как «герметичный контакт». Именно отсутствием воздуха или заменой его инертным газом обусловлены достоинства прибора по сравнению с обычными контактными группами. Принцип его работы крайне прост, и объясняется вкратце другим названием детали: «магнитоуправляемое электрическое соединение». Внутри стеклянной колбочки небольших размеров закреплены две упругие металлические пластины, одна из которых снабжена ферромагнитной накладкой. Герметизация достигается плотным прилеганием аморфного материала корпуса в момент изготовления, иными словами, выводы просто вплавляются с двух сторон.

геркон что это такое

Устройство прибора

Итак, в стеклянную трубочку вставлена механическая система, состоящая из двух пружинистых пластин, магнитного материала и наплавленных или напаянных на них контактных групп. В нормальном состоянии правая и левая составляющие могут находиться в гальваническом соприкосновении, обеспечивая возможность прохождения электрического тока (такие герконы называют нормальнозамкнутыми), или, напротив, могут быть разомкнутыми (геркон замыкающий). Затем внутри трубки создается вакуум либо в нее закачивается инертный (химически пассивный) газ. Это делается для увеличения срока службы детали. При прохождении тока происходит нагрев контактов и убыстряется процесс окисления, то есть соединения с кислородом. Если металл окружен средой инертной, то такой реакции не произойдет. Теперь трубку можно запаивать, и прибор готов.

геркон замыкающий

Работа прибора, его достоинства и недостатки

Для изменения состояния контактов (размыкания или замыкания) следует воздействовать на геркон. Что это такое, в чем именно выражается воздействие, понятно из второго наименования прибора и из его устройства. К колбочке нужно поднести магнит, и одна из пластин придет в движение, наклоняясь или отогнувшись от второй. В результате произойдет коммутация нужного направления. Простота и надежность детали, дешевизна (нет нужды применять для контактных групп серебро или золото) – вот ее главные достоинства. Но есть и недостатки, которыми обладает геркон. Что это? Такое славное изобретение страдает от так называемого «дребезга» (обусловленного упругими свойствами металла), восприимчивости к паразитным магнитным полям, которых на любом производстве хватает, механической инертности и излишней хрупкости.

геркон двери

Применение

И все же, несмотря на конструктивные принципиальные пороки, полностью исключить которые практически невозможно, характеристики герконов позволяют использовать их во многих областях человеческой деятельности, в которых недостатки не так уж важны, а достоинства преобладают. Например, в обычной компьютерной клавиатуре, в которой с так называемым «дребезгом» можно бороться, включив в схему демпфирующие фильтры, а затем не беспокоиться о чистоте контактов. Незаменимы эти приборы и в системах сигнализации. Нет ничего проще установки датчика, в основе которого лежит включенный в цепь геркон. Двери закрыты – контакт замкнут, а при их открывании магнит, прикрепленный к косяку, отдаляется, напряженность магнитного поля уменьшается, происходит размыкание цепи, служащее сигналом для срабатывания электронной схемы оповещения. Для определения положения кабины лифта также чаще всего применяют герконы. Осветительным оборудованием дайверов также легко управлять с помощью магнитов, не опасаясь того, что соленая морская вода затечет в электрические фонари через отверстия в коммутационных приспособлениях. В схемах электрических счетчиков, как однофазных, так и трехфазных, герконы также присутствуют.

характеристики герконов

Геркотроны

При изучении высоковольтных схем студенты и специалисты иногда сталкиваются с термином «геркотрон», при этом из контекста ясно, что по своему принципиальному устройству это тот же геркон. Что это такое и в чем отличие? В характеристиках, а именно в напряжении (до 100 кВ) и токе, который может идти по контактам. Способность изоляции противостоять возможности пробоя и сечение проводника, а также площадь контакта – вот что отличает геркотрон от геркона. Во всем остальном, а главное, в принципиальном устройстве, эти приборы идентичны.

fb.ru

Герконы. Виды и устройство. Особенности и работа. Применение

Устройства коммутации, или контакты применяют в радиотехнике и электронных устройствах. В электромагнитном реле контакты – это ненадежная конструкция, имеются трущиеся детали из металла. Они изнашиваются, работоспособность реле снижается. Герконы – это магнитоуправляемые герметические контакты. Выключатели на герконах были придуманы для качественной эксплуатации, повышения срока службы. Первые устройства на основе герконов возникли в прошлом веке в 30-е годы, а изобретен геркон был в 1922 году.

В современное время герметические контакты применяются не слишком широко, их постепенно вытесняют датчики Холла. Но есть места, где геркон не имеет конкурентов, он простой в использовании, имеет сухой контакт, гальваническую развязку. До сих пор магнитоуправляемый контакт используется в электронике. Герметические контакты устанавливают там, где нужна долговечность коммутации, надежность работы. Они входят в разные датчики, реле, позиционные выключатели.

Виды

Как и все контактные группы, герметические контакты разделяются на виды по функциям:

Замыкающие.
Переключающие.
Размыкающие.

По технологии изготовления и конструкции герконы разделяются на группы:

Сухие.
Ртутные.

Сухие магнитные контакты работают как обычные. В ртутных образцах внутри корпуса из стекла расположены контакты с капелькой ртути. Капля ртути нужна для смачивания контактов в работе, улучшения контакта, уменьшить сопротивление перехода, устранить дребезг контактов.

Дребезг – это вибрация контактной группы при срабатывании на замыкание или размыкание. При одной сработке возникает ложная коммутация сигнала передачи, повышается время срабатывания. Если дребезг окажется в усилителе звука при включении сигнала, то произойдет искажение звука, работа усилителя нарушится. При использовании геркона в цифровых микросхемах необходимо подавлять дребезг фильтрами RS триггеров или RC цепочек. Герконовые контакты используют в схемах микроконтроллеров, в которых дребезг герконов устраняют с помощью программ, что уменьшает скорость работы системы.

Устройство

Конструкция магнитоуправляемого контакта выполнена из стеклянного баллона. В баллоне расположены контакты, изготовленные из магнитных сердечников, которые приварены с торцов колбы. Наружные элементы магнитных сердечников подключены к сети питания. Это видно на схеме.

Колба стеклянная.
Контакт переключения.
Стационарный контакт.

Наиболее распространены замыкающие герметические контакты. У них контакты из проволоки прямоугольного сечения, с ферромагнитными свойствами. Также сердечники могут быть выполнены из пермаллоевой проволоки. Это зависит от размера и мощности герконового датчика. Покрытие контактов выполняют также из родия, золота и т.д.

В колбу закачивают инертный газ, либо создают вакуум. Это не позволяет развиваться коррозии и ржавчине в датчике геркона. При производстве герконов необходимо учитывать, что имеется промежуток между сердечниками.

Герконовые реле (работа геркона)

Простое реле с контактами замыкания имеет в составе два сердечника с контактами, имеющие повышенную магнитную проницаемость. Они находятся в герметичном баллоне из стекла, с инертным газом, либо смесь газов. Создается давление в баллоне 50 кПа. Среда инертности не дает окисляться контактам.

Баллон геркона ставится внутри управляющей обмотки, подключенной к постоянному току. При включении питания на реле образуется магнитное поле, проходящее по сердечникам контактов, по зазору и замыкается по управляющей катушке. Магнитный поток создает тяговую силу, соединяющую контакты друг с другом.

Чтобы сопротивление контактов сделать наименьшим, касающиеся поверхности покрыты серебром, радием, палладием и т.д. При выключении питания в катушке электромагнита геркона усилие исчезает, пружины размыкают контакты. В герконовых реле нет поверхностей трения деталей, контакты имеют много функций, выполняют работу магнитопровода, проводника и пружины.

Чтобы уменьшить габариты катушки магнита, повышают плотность тока. Применяют провод в эмали для намотки катушки. Детали геркона штампованные, соединения производятся пайкой или сваркой. В герконах используются магнитные экраны для снижения зоны состояния включения.

Пружины в герконовых реле установлены без дополнительного натяга, они включаются сразу, не тратя время на старт. Вместо электромагнита могут применяться также постоянные магниты. Такие герконы называются поляризованными. Усилие нажатия контактов герконового реле обуславливается магнитной силой катушки, в отличие от обычных электромагнитных реле, у которых усилие зависит от пружин.

На размыкание геркон работает по-другому. Система магнитов реле при действии электромагнитной силы намагничивают сердечники одноименно, которые отталкиваются между собой и размыкают цепь.

У геркона с переключением один из 3-х контактов замкнутый, выполнен из немагнитного металла. Остальные два контакта сделаны из ферромагнитного состава. Под действием магнитного поля разомкнутые контакты замыкаются, а замкнутый немагнитный размыкается. Хотя магнитное поле есть всегда, как поле Земли, но такого поля не хватает для срабатывания геркона, поэтому им пренебрегают.

Применение герконов

Герконовые датчики и выключатели используют в различных местах:

Медицинские приборы и аппараты коммуникации.
Аппараты для подводников.
Синтезаторы и клавиатуры.
Тестирующие приборы, измерители.
Приборы автоматики и безопасности.

В охранных системах датчики на герконах применяют в качестве реле. Охранный датчик включает магнит и геркон. Простейшее герконовое реле состоит из обмотки и геркона.

Достоинствами реле на герконах можно назвать:

Небольшие габариты, простое устройство.
Защита от влаги, подгорания контактной группы.
Нет трущихся частей.

Такие датчики на герконах широко применяются, но в них имеются и недостатки, такие как подверженность к механическим повреждениям. Это большой минус для применения во многих системах.

В системах сигнализации герконы незаменимы. Установить датчик не составляет большого труда. Когда дверь закрыта, то контакт геркона замкнут. При открывании двери магнит, закрепленный на косяке, отходит от геркона, магнитная сила снижается, цепь питания размыкается. Это служит сигналом для срабатывания схемы оповещения.

Похожая ситуация с применением геркона в лифтах. Чтобы определить расположение кабины лифта, используют герконы. С помощью магнитов геркона просто управлять оборудованием освещения. В счетчиках учета электроэнергии также присутствуют геркон.

Советы по использованию

При использовании герконовых реле или датчиков можно дать несколько советов, которые учитывают нюансы применения таких устройств:

• При монтаже герконов по возможности избегайте источников ультразвука, он может отрицательно влиять на электрические параметры датчика, изменять их.• Находящийся рядом источник магнитного поля также может менять характеристики и свойства магнитного выключателя.• Герконовые реле и датчики боятся ударов и механических повреждений. Инертный газ внутри датчика при ударе может выйти вследствие нарушения герметичности резервуара с газом. Это выведет геркон из строя.• При осуществлении пайки необходимо руководствоваться предписаниями инструкции производителя герконового датчика.

Герсиконы

Реле на герконах имеет широкий разброс коэффициента возврата по причине погрешности технологии изготовления. Чтобы повысить номинальную мощность и ток коммутации в герконовые реле встраивают вспомогательные контакты для погашения дуги.

Такие реле получили название герсиконов, или силовых герметичных контактов. Промышленное производство выпускает герсиконы на силу тока до 180 ампер. У них частота коммутации достигает до 1200 включений в час. Герсиконами запускают асинхронные электродвигатели с номинальной мощностью до 3000 Вт.

Ферритовые герконовые реле

Это особый класс реле на герконах с ферритовыми сердечниками. Они имеют функцию памяти. Чтобы сделать переключение в герконах такого типа, нужно подать токовый импульс обратной полярности для того, чтобы размагнитить сердечник из феррита. Их называют запоминающими герметичными контактами, или гезаконами.

Преимущества реле на герконах

Абсолютная герметичность контактов дает возможность применять их в агрессивных средах, при условиях запыленности, влажности и т.д.
Небольшие габариты, малый вес, простая конструкция датчика.
Повышенная скорость работы дает возможность применять герконы при высокой коммутационной частоте.
Безотказность эксплуатации в широком интервале температур (от -60 до +120 градусов).
Широкая сфера применения в сочетании с функциональностью реле.
Наличие гальванической развязки цепей коммутации и управляемости реле на герконах.
Повышенная прочность электрических контактов.
Продолжительный срок службы датчика.

Недостатки герконов

Малая чувствительность магнитов герконов.
Излишняя восприимчивость устройства датчика к магнитным полям. Это требует защитных мер от воздействия магнитных сил.
Баллон геркона из хрупкого материала, чувствительного к повреждениям и ударам.
Мощность коммутации небольшая, как у герсиконов, так и у герконов.
При больших токах контакты герконов самопроизвольно размыкаются.
При работе на низкочастотном напряжении контакты размыкаются и замыкаются без контроля.

Похожие темы:

electrosam.ru

РЕЛЕ. в т.ч. ГЕРКОН (вар.8)

РЕЛЕ

Наряду с выключателями и переключателями, приводимыми в действие усилием руки, в технике широко применяются электромагнитные реле – устройства, автоматически коммутирующие электрические цепи по сигналу управления, и состоящие из электромагнита и одной или нескольких контактных групп.

На схемах реле изображают в виде прямоугольника с выводами, обозначающего обмотку, и контактных групп, расположенных в нужных частях схемы (рис 4.4).

ис. 4.4. Обозначения электромагнитных реле.

Буквенный код реле - "К".

Выводы обмотки допускается обозначить с одной стороны обмотки (рис.4.4, К2), а символы контактов — в разных частях схемы рядом с обозначением коммутируемых элементов, при этом принадлежность контактов к тому или иному реле указывают в позиционном обозначении, присоединяя (через точку) к номеру реле (по схеме) условный номер контактной группы (К2.1, К2.2, К2.3)

Внутри УГО обмотки допускается указывать ее параметры (рис.4.4, К3) или ее конструктивные особенности, например, две наклонные линии в символе обмотки реле обозначают, что она состоит из двух обмоток (рис. 4.4, К4)

Для обозначения поляризованных реле (2 - позиционных, чувствительных к полярности управляющего тока) на символе обмотки ставят латинскую букву "Р", вписываемую в дополнительное графическое поле УГО (рис.4.4, К5).Точки возле одного из выводов обмотки и одного из контактов такого реле означают, что контакт, отмеченный точкой, замыкается при подаче напряжения, положительный полюс которого приложен к выделенному таким же образом выводу обмотки. Если необходимо показать, что контакты поляризованного реле остаются замкнутыми и после снятия управляющего напряжения, поступают так же, как и в случае с кнопочными переключателями, указывая на символе замыкающего (размыкающего) контакта небольшой кружок.

При обозначении реле, выполненных на магнитоуправляемых контактах (ГЕРКОНАХ - ГЕРметизированный КОНтакт), в его обозначение иногда вводят символ герметичного корпуса - окружность (рис.4.4. К6.1).

Если геркон не является частью реле, а управляется постоянным магнитом, то его обозначают кодом автоматического выключателя "SF" (рис.4.4).

studfiles.net

типы, устройство, особенности монтажа и эксплуатации / Школа электрика / Коллективный блог

Контактная система всегда была наиболее проблемной частью электромагнитного реле из-за недостаточной надежности. Главный недостаток – механическая часть, которая не обеспечивала достаточную скорость переключения. Кроме того, трущие части приводили к быстрому износу контактов, что приводило к отказу реле. Избавиться от большинства недостатков, характерных для электромагнитных реле, удалось после создания магнитно управляемых реле – герконов.

Рис. 1. Герконы

Геркон (слово составлено из двух частей - герметизированный контакт) – это герметизированный переключатель на основе пружинных контактов, изготовленных из ферромагнитного материала. Работа геркона основана на применении сил взаимодействия, которые возникают между двумя феромагнитными телами при помещении их в магнитное поле. Эти силы вызывают деформацию и перемещение пружинных контактов до их соприкосновения. При достижении магнитного поля (создаваемого постоянным магнитом или электромагнитом) определенного значения напряженности незакрепленные концы пружины (обычно изготавливаемые из пермаллоевой проволоки), которые находятся друг от друга на расстоянии в десятые или сотые части миллиметра, начинают притягиваться и замыкают контакт. Если напряженность уменьшается, под действием упругой силы пружины концы принимают исходное положение – таким образом контакт размыкается.

Рис. 2. Принцип работы геркона

Историческая справка. Первые прообразы современных герконов были опробованы в Петербурге в 1922 году в лаборатории профессора В.Коваленкова и были закреплены в СССР авторским патентом №466.

Рис. 3. Магнитоуправляемый контакт, изобретенный профессором В. Коваленковым

Конструкция представляла собой сердечник (3), изготовленный из магнитомягкого материала.. К нему через изоляционные прокладки (5) прикреплялись контакты (1,2), изготовленные из аналогичного магнитомягкого материала. Когда через катушку (4) пропускался электроток, в сердечнике (3) инициировалось магнитное поле, намагничивавшее контакты (1,2), которые и замыкались. При прекращении подачи через катушку электротока контакты размыкались, возвращаясь в исходное состояние. В 1936 году американский инженер В. Элвуд поместил магнитоуправляемый контакт в герметизирующую оболочку. Уже с начала 40-х годов герконы начинают активно использоваться в качестве датчиков, но особенно широко они стали использоваться с конца 40-х годов. Именно тогда компания Western Electric задействовала герконы для создания автоматических телефонных станций (кстати, в центральном офисе компании герконы используются и сегодня). Максимум развития и использования герконов приходится на 60-70-е года прошлого столетия, когда они оказали огромное влияние на развитие телекоммуникационных технологий. Совершенствование технологии производства позволило существенно миниатюризировать устройство – сегодня средний размер геркона составляет 6 мм ( в конце прошлого века этот показатель равнялся 50 мм). Несмотря на развитие полупроводниковой элементной базы, герконы остаются востребованы во всех отраслях – измерительном и тестовом оборудовании, телекоммуникационной аппаратуре, теле- и радиоаппаратуре, медицинской электронике, системах безопасности, автоматике и т.д. Ежегодный объем производства и продажи герконов на мировом рынке составляет порядка 1 млрд. изделий.

Рис. 4. Геркон

Устройство геркона

Основа геркона – две ферромагнитные пластины, которые обычно изготавливают из никеля и стали. Пластины размещаются в герметической стеклянной капсуле так, чтобы они взаимно перекрывались, но при этом между ними оставался незначительный воздушный зазор. Под воздействием магнитного поля пластины замыкаются. Контактная область имеет гальваническое или напыленное покрытие, выполняемое из очень стойких металлов – рутения или родия. Ниже приведены структуры слоев, которыми покрываются контакты.

Рис. 5. Структура покрытия контактов рутением

Рис. 6. Структура покрытия контактов иридием

Родий и иридий – металлы, очень устойчивые к эрозии. Они обеспечивают длительную эксплуатацию контактов, если при этом не осуществляется коммутация очень мощной нагрузки. В полости капсулы обычно содержится инертный газ или азот. Для того, чтобы повысить потенциал коммутируемого напряжения , в некоторых типах герконов в капсулах создается вакуум.

Управление герконом может осуществляться двумя способами:

Рис. 7. Геркон, управляемый магнитным полем

Наиболее простой, а поэтому – и распространенный способ управления герконом. Например, при линейном перемещении магнита, используемого в охранных сигнализациях. Магнит закрепляется на двери, геркон срабатывает, когда дверь находится в закрытом состоянии. При открытии дверей магнит удаляется, поле ослабевает, контакт размыкается – сигнализация срабатывает. До начала 90-х в клавиатурах разнообразных электро-вычислительных систем использовался метод перекрытия шторкой магнитного поля, который был вытеснен более прогрессивными технологиями, хотя в промышленных клавиатурах, где основными требованиями выступают взрывобезопасность и долговечность, метод используется и сейчас

Рис. 8. Геркон, управляемый катушкой

Этот метод наиболее востребован для получения герконовых реле, отличающихся довольно простой конструкцией. Геркон просто помещается внутри катушки, подключенной к току. Такая конструкция позволяет избавиться от дополнительных рычажков и пружинок, имеющихся в обычных электромеханических реле. Единственный недостаток в таком решении – контактных групп довольно не много. Если катушка выполнена из достаточно толстого провода, который способен пропускать ток больших значений, то получается токовое герконовое реле. Такое реле активно использовалось в роли датчика для системы безопасности, защищающей мощные источники постоянного тока от перегрузок. Для обеспечения точной настройки уровня, при котором будет происходить срабатывание геркона, используется резьбовой механизм, позволяющий геркон плавно переместить вдоль оси катушки.

Воздействие магнитного поля на геркон подробно рассмотрено на видео:

По типу работы герконы различают:

замыкающие (нормально разомкнутый – при отсутствие магнитного поля контакты разомкнуты, еще обозначается 1 Form А – однонаправленная однополярная SPST-группа контактов)

Рис. 9. Схема замыкающего геркона

переключающие (многонаправленный переключатель, переключающий контакт, 2 Form A, однонаправленное двуполярное реле DPST)

Рис. 10. Схема переключающего геркона

По технологически-конструктивным признакам герконы подразделяют на группы:

с сухими контактами – такого типа герконы называют еще «сухими герконами». Их устройство и особенности работы подробно описаны выше
с ртутными контактами – герконы такого типа принято называть «ртутными герконами». В них кроме контактов внутри стеклянного герметичного корпуса находится дополнительно капелька ртути. Её назначение – смачивать контакты во время их срабатывания. Этим снижается переходное сопротивление, как результат – улучшается качество контакта, исчезает дребезг контактов.

Герконы: достоинства и недостатки

Широкое применение герконов в радиотехнике обусловлено целым рядом характерных для этого типа устройств преимуществ:

простота конструкции позволила значительной уменьшить габариту и массу геркона, в свою очередь компактность значительно расширила область его применения
высокое быстродействие – для различных типов значение диапазона скоростей срабатывания находится в пределах 100- 300мс, что делает возможным использование герконых реле на высоких частотах коммутации (несущая частота может достигать 7ГГц)
полная герметичность – с одной стороны, позволяет применять герконы в неблагоприятных для электроэлементов средах (запыленность, повышенная влажность), с другой – использовать герконы во взрывоопасных средах, топливно-горючих смесях, маслах, вакууме

Рис. 11. Датчик открытия на основе геркона

межконтактный промежуток имеет высокую электрическую прочность – значение сопротивления изоляции контактов составляет порядка 1015Ом
использование герконов (герконовых реле) позволяет обеспечить гальваническую развязку цепей управления и коммутируемых цепей
долговечность – контакты герконов устойчивы к влажности и обгоранию. Кроме того, в них полностью отсутствует механические элементы, что резко увеличивает их ресурс. Кроме того, нахождение контактов в стеклянном, полностью герметичном баллоне, заполненном химически инертными газами (смесь водорода и азота или чистым азотом) препятствует окислению контактов
надежная и стабильная работа устройства в большом диапазоне температур: от -60 до +120°С

Ниже в таблице приведены сравнительные характеристики различных типов реле: электромеханических, полупроводниковых (твердотельных) и герконовых:

Характеристика	Герконовые реле	Полупроводниковые реле	Электромеханические реле
Срок службы	порядка 10 млрд переключений	практически бесконечный	1 млн переключений
Длительность цикла переключения, мс	0,1-1	меньше 0,1	больше 5
Энергопотребление, мВ	3	3	50
Максимальный ток при коммутации, А	3	до 40	до 40
Максимальное значение коммутируемого постоянного напряжения, кВ	10	1,5	1,5
Минимально допустимая нагрузка, мВт	без ограничений	50	50
Вносимый шум	отсутствует	очень высокий	коммутационные помехи
Значение сопротивления изоляции, Ом	1014	109	109
Вносимые потери	0,5 дБ	2 дБ	0,5дБ
Чувствительность к перегрузке	высокая (происходит размыкание)	пробой (выход из строя)	нечувствительны

Одним из существенных недостатков, которые значительно ограничивают использование герконов, является их недостаточная ударопрочность, вызванная особенностями конструкции – стеклянный баллон. Впрочем, использование особых сортов стекла и общая миниатюризация позволяют сейчас задействовать герконы в автомобилестроении (сегодня в автомобилях "Honda", "Toyota", "Mercedes" задействовано 10-40 датчиков на основе герконов) и авиации. Кроме того, отметим другие недостатки:

восприимчивость к влиянию внешних магнитных полей – при монтаже следует обязательно предусмотреть особые меры по нейтрализации прочих, кроме управляющего, магнитных полей
малые значения мощности для коммутируемых цепей
при больших токах большая вероятность самопроизвольного (неконтролируемого) размыкания контактов
возможность возникновения недопустимых размыканий и замыканий контактов в герконовых реле, если они запитаны переменным напряжением с низкой частотой

Особенности эксплуатации герконов

Прежде всего, и это указывалось неоднократно – это необходимость предусмотреть защиту герконов (герконовых реле) от воздействия посторонних магнитных полей, которые могут сделать работу устройства непредсказуемой. Кроме того, герконы не должны попадать под воздействие ультразвука – при этом их электрические параметры и характеристики значительно изменяются. Приборы, содержащие герконы, следует предохранять от падений и ударов, так как возникающие при этом механические нагрузки, воздействующие на реле, могут привести к повреждению или немедленному отказу реле из-за разрушения герметичной колбы.

Рис. 12. Варианты установки герконов

При расчете схем следует обязательно учитывать возникающие при монтаже паразитные емкости и индуктивности. Чтобы снизить их влияние, рекомендовано нагрузку располагать в непосредственной близости от герконовых реле (герконов).

Рис. 13. Схема организации защиты геркона

Особенности монтажа:

герконы могут использоваться как при печатном, так и объемном монтаже
в аппаратуре допускается любой способ крепления герконов, который не приводит к нарушению его целостности и герметичности во время эксплуатации. Монтаж следует проводить так, чтобы исключить соприкосновение герконов
ели схемой предусмотрено подключение к геркону больше одного проводника, в этом случае подпайка (приварка) второго и других проводников проводится не к выводу геркона, а к предварительно подпаянному проводнику
сечение используемых монтажных проводников должно не превышать сечение выводов герконов
для пайки герконов должен использоваться паяльник, мощность которого не превышает 100Вт, при этом длительность каждого нагрева не должна быть больше 3с. Перед проведением повторной пайки выводы геркона должны остыть. Для пайки следует использовать припой, температура плавления которого не больше 260°С
при парке (сварке) следует добиться минимальной деформации выводов

Рис. 14. Изгиб выводов геркона

изгиб выводов должен осуществляться на расстоянии не меньше 3 мм от спая. При проведении сгибания следует жестко зафиксировать вывод, сопряженный с баллоном, чтобы предупредить разрушение металлостеклянного спая. Не допускаются повторные перегибы (изгибы) выводов.

44kw.com

Принцип работы герконового датчика - схема подключения герконового датчика, принцип его работы

Герконовый датчик – это прибор, созданный для улучшения технических свойств и срока службы контактов электроаппаратуры. Подключить его можно как своими руками, так и с помощью профессиональных технических служб. Подключение своими руками, в отсутствие соответствующей компетенции, может занять достаточно много времени или вовсе привести к неудачной попытке установки геркона. С помощью сервиса Юду вы в кратчайший срок можете найти и заказать услугу профессиональных служб по подключению герконового реле: достаточно оставить заявку на сайте или выбрать наиболее подходящее предложение из каталога исполнителей.

Что такое магнитный геркон

Магнитный геркон является основным компонентом системы контактного реле в различных электромагнитных схемах. Герконовый датчик содержит два контакта из ферромагнитного сплава, заключенных в стеклянную колбу. Если к контактам поднести магнитный элемент – они замыкаются, образуя непрерывную электромагнитную сеть.

Геркон часто применяется:

Для установки датчиков, показывающих открывание дверей в системах охраны, для защиты объекта от нежелательного проникновения
Для установки на окна, в качестве датчика, сообщающего об открытии конструкции
Для установки на ворота и иную входную группу для защиты от нежелательного проникновения

Разновидности герконовых датчиков

Герконовые датчики по функциональности делятся на:

Замыкающие
Переключающие
Размыкающие

По технологическим особенностям герконы делятся на два типа:

Сухие
Ртутные: внутри стеклянной конструкции находится капля ртути для уменьшения сопротивления и для недопущения нарушения контактов

Конструктивные особенности герконовых датчиков

По конструкции герконы делятся на:

Разомкнутые
Замкнутые
Переключающие
Разомкнутые ртутные

Наиболее распространенным видом герконовых датчиков является разомкнутый геркон. Каждый контакт в стеклянной емкости представляет собой плоскую проволоку. Поверхности контактов покрыты золотом, палладием, радием или серебром, что способствует уменьшению сопротивления и позволяет защитить контакты от коррозии. Пространство стеклянной колбы заполнено водородом, аргоном или азотом, либо просто представляет собой вакуумное пространство, что также способствует повышению антикоррозийных свойств.

Принцип работы герконового датчика

Принцип работы герконового датчика заключен во взаимодействии двух элементов: исполнительной и задающей. Задающая часть схемы работы геркона – это магнит, а исполнительная – сам геркон. Для замыкания контактной цепи геркона необходимо вокруг него создать магнитное поле. Как только магнитное поле исчезает, контакты герконового датчика перестают взаимодействовать.

Размыкающий геркон работает по несколько иной схеме: его магнитные элементы расположены таким образом, что при намагничивании контакты отталкиваются, осуществляя размыкание электрической цепи.

Схема работы переключающего геркона также имеет свои особенности: один из контактов системы сделан из немагнитного металла, а другие – из ферромагнитного. Таким образом, при магнитном воздействии на геркон, происходит замыкание ферромагнитных контактов, а немагнитные контакты размыкаются.

Схема работы герконового датчика

Для обеспечения замыкания электромагнитной сети герконового датчика и осуществления его работы магнитная часть системы крепится на открываемой конструкции (окно, дверь или ворота), а сам геркон на дверной или оконной коробке. Если дверь закрыта, магнитное поле действует на контактную сеть геркона, замыкая электромагнитную цепь. Датчик охранной системы показывает, что входная группа закрыта. Стоит открыть дверь – магнит перестает действовать, размыкает цепь, заставляя тем самым срабатывать сигнал тревоги.

В документации на датчик есть вся необходимая информация для установки его своими руками.

В зависимости от конструкций, на которые устанавливается геркон, датчики делятся на несколько видов:

Датчики скрытого монтажа для стальных конструкций
Датчики скрытого монтажа для магнитопассивных конструкций
Датчики наружного монтажа для стальных конструкций
Датчики наружного монтажа для магнитопассивных конструкций

Тип устанавливаемого геркона определяется в соответствии с массивностью конструкции и материалом, из которого она изготовлена.

Как заказать услугу профессиональных технических служб по подключению герконового датчика

Осуществить подключение геркона своими руками, обладая навыками и знаниями в этой области, не составит труда. Если же компетенции для подключения датчика своими руками не хватает, то лучше обратиться к услугам профессиональных служб, которые осуществят подключение недорого и достаточно быстро. Чтобы заказать такие услуги с помощью сервиса Юду, необходимо: