Τι είναι ο αισθητήρας καλαμιού και πού χρησιμοποιείται;

Ούτε ένα σύγχρονο σύστημα ασφάλειας, ελέγχου, πυρόσβεσης, προειδοποίησης έκτακτης ανάγκης δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς τη χρήση αισθητήρων που το συνδέουν με τον έξω κόσμο. Οι αισθητήρες ανιχνεύουν την παρουσία καπνού, σκόνης στον αέρα, την κίνηση των αντικειμένων και πολλές άλλες αλλαγές.

Ο αισθητήρας καλαμιού εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε πολλά τέτοια συστήματα λόγω της αξιοπιστίας του.

Τι είναι διακόπτης καλαμιού

Ο διακόπτης καλαμιού είναι μια ηλεκτρομηχανική συσκευή που κλείνει ή ανοίγει ηλεκτρικές επαφές υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από έναν ηλεκτρομαγνήτη ή έναν μόνιμο μαγνήτη.

Ο όρος "διακόπτης καλαμιού" σημαίνει ερμητική επαφή. Αυτό οφείλεται στον σχεδιασμό του. Αποτελείται από δύο σιδηρομαγνητικές πλάκες σφραγισμένες σε γυάλινη κάψουλα με δύο επαφές εξόδου και γεμάτες με αδρανές αέριο. Ένα τέτοιο κέλυφος ελαχιστοποιεί τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και διασφαλίζει την αξιόπιστη λειτουργία της συσκευής.

Η φιάλη μπορεί να περιέχει άζωτο, ξηρό αέρα ή άλλο αδρανές αέριο. Επίσης, όλο το αέριο μπορεί να αντληθεί από τη φιάλη σε κατάσταση κενού. Αυτό επιτυγχάνει αύξηση του επιπέδου της τάσης μεταγωγής.

Σκοπός και πεδίο εφαρμογής

Οι αισθητήρες Reed, παρόλο που έχουν αντικατασταθεί από αισθητήρες Hall, εξακολουθούν να βρίσκουν εφαρμογή σε πολλές συσκευές και συστήματα:

1. Πληκτρολόγια για συνθεσάιζερ και βιομηχανικό εξοπλισμό. Ο σχεδιασμός των αισθητήρων εξαλείφει την πιθανότητα σπινθήρα. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται κυρίως στην παραγωγή εκρηκτικών, όπου υπάρχουν εύφλεκτες αναθυμιάσεις ή σκόνη.
2. Οικιακά μετρητές.
3. Αυτόματα συστήματα ασφαλείας και ελέγχου θέσης.
4. Εξοπλισμός που λειτουργεί κάτω από νερό ή σε συνθήκες υψηλής υγρασίας.
5. Συστήματα τηλεπικοινωνιών.
6. Ιατρικός εξοπλισμός.

Στα συστήματα ασφαλείας χρησιμοποιούνται συσκευές που αποτελούνται από διακόπτη καλαμιού και μαγνήτη. Αναφέρουν το άνοιγμα ή το κλείσιμο των θυρών.

Χρησιμοποιούνται επίσης ρελέ καλαμιού, που αποτελούνται από έναν αισθητήρα επαφής και μια περιέλιξη σύρματος. Ένα τέτοιο σύστημα έχει μερικά πλεονεκτήματα: απλότητα, συμπαγή, αντοχή στην υγρασία και απουσία κινούμενων μερών.

Οι διακόπτες Reed χρησιμοποιούνται επίσης σε ειδικούς χώρους - αυτοί είναι μηχανισμοί προστασίας από υπερφορτίσεις και βραχυκυκλώματα ηλεκτρικών εγκαταστάσεων υψηλής τάσης και ραδιοφώνου. Επίσης, πρόκειται για ραντάρ υψηλής ισχύος, λέιζερ, ραδιοπομπούς και άλλο εξοπλισμό που λειτουργεί υπό τάση έως 100 kV.

ποικιλίες

Ανάλογα με την κανονική κατάσταση των επαφών, οι συσκευές χωρίζονται σε:

• κλειστό - το κύκλωμα ανοίγει υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου.
• δυνατότητα εναλλαγής - υπό την επίδραση του πεδίου, η μία επαφή είναι κλειστή και, ελλείψει πεδίου, η άλλη.
• ανοιχτό - η λειτουργία του διακόπτη καλαμιού συμβαίνει όταν εμφανίζεται ένα μαγνητικό πεδίο.

Ανάλογα με το σχεδιασμό, οι αισθητήρες είναι:

• αέριο - το γυάλινο περίβλημα είναι γεμάτο με ξηρό αέρα ή αδρανές αέριο.
• υδράργυρος - στις επαφές, εφαρμόζεται επιπλέον υδράργυρος, ο οποίος βοηθά στη βελτίωση της εναλλαγής, ελαχιστοποιεί την αντίσταση και αφαιρεί τους κραδασμούς των κλειστών πλακών.

Σύμφωνα με τα τεχνικά χαρακτηριστικά, οι διακόπτες καλαμιού χωρίζονται σε:

1. Διακόπτες Reed.
2. Το Gazakon είναι μια συσκευή που διαθέτει λειτουργία μνήμης. Δηλαδή, η θέση των επαφών αποθηκεύεται μετά την απενεργοποίηση του μαγνητικού πεδίου.
3. Τα Hercotron είναι ρελέ με μόνωση υψηλής τάσης. Σχεδιασμένο για λειτουργία σε συσκευές με τάση από 10 έως 100 kV.
4. Το Gersikon είναι ένα ρελέ σχεδιασμένο για τον έλεγχο του εξοπλισμού και του αυτοματισμού με ισχύ έως 3 kW. Ο σχεδιασμός χαρακτηρίζεται από αυξημένο ρεύμα μεταγωγής και παρουσία επαφών τόξου.

Λόγω της ποικιλίας των σχεδίων, οι διακόπτες καλαμιού συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται σε πολλούς τομείς.

Λειτουργική αρχή

Ο διακόπτης καλαμιού είναι κατ' αρχήν παρόμοιος με έναν διακόπτη. Το ρελέ αποτελείται από ένα ζεύγος αγώγιμων πυρήνων με ένα κενό μεταξύ τους. Είναι ερμητικά σφραγισμένα σε γυάλινη φιάλη με αδρανές μέσο που αποκλείει τη διαδικασία οξείδωσης.

Γύρω από τον λαμπτήρα τοποθετείται μια περιέλιξη ελέγχου, η οποία τροφοδοτείται με συνεχές ρεύμα. Όταν εφαρμόζεται ισχύς, η περιέλιξη δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που δρα στους πυρήνες και οδηγεί στο κλείσιμο των επαφών μεταξύ τους.

Όταν το πηνίο αποσυνδεθεί από την παροχή ρεύματος, η μαγνητική ροή εξαφανίζεται και οι επαφές ανοίγουν με ελατήρια.Η αξιοπιστία εξασφαλίζεται από την απουσία τριβής μεταξύ των επαφών, οι οποίες, με τη σειρά τους, λειτουργούν ως αγωγός, ελατήριο και μαγνητικό κύκλωμα.

Ένα χαρακτηριστικό του διακόπτη καλαμιού είναι ότι δεν ασκούνται δυνάμεις στα ελατήρια του ρελέ σε ηρεμία. Αυτό τους επιτρέπει να κλείσουν την επαφή σε κλάσματα δευτερολέπτου.

Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν μόνιμοι μαγνήτες. Τέτοιες συσκευές ονομάζονται πολωμένες.

Οι κανονικά κλειστές συσκευές έχουν διαφορετική αρχή λειτουργίας. Υπό την επίδραση της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, ένα σύστημα μαγνητών φορτίζει τους πυρήνες με ένα δυναμικό, με αποτέλεσμα να απωθούνται μεταξύ τους, ανοίγοντας το κύκλωμα.

Οι διακόπτες καλαμιού με δυνατότητα εναλλαγής αποτελούνται από τρεις επαφές. Το ένα είναι μόνιμα τοποθετημένο και δεν μαγνητίζεται, τα άλλα 2 είναι κατασκευασμένα από σιδηρομαγνητικό κράμα. Όταν εφαρμόζεται μαγνητικό πεδίο, ένα ζεύγος ανοιχτών επαφών κλείνει, ανοίγοντας ένα ζεύγος με μια μη μαγνητική επαφή.

Σύνδεση αισθητήρα καλαμιού

Η τεκμηρίωση που παρέχεται με τους αισθητήρες παρέχει ολοκληρωμένες πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο σύνδεσης του διακόπτη καλαμιού.

Για τη λειτουργία και την ασφάλεια του αισθητήρα, το τμήμα του ρελέ που δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο είναι τοποθετημένο στο κινούμενο τμήμα της κατασκευής. Ο ίδιος ο διακόπτης καλαμιού είναι προσαρτημένος σε ένα μόνιμα εγκατεστημένο στοιχείο μιας κατασκευής ή κτιρίου.

Το κινητό μέρος εφάπτεται σφιχτά, ενεργώντας από το μαγνητικό πεδίο του πηνίου στο δίκτυο επαφής του διακόπτη καλαμιού και έτσι κλείνει το ηλεκτρικό κύκλωμα. Ο αισθητήρας συστήματος ενημερώνει για τη σωστή λειτουργία του συστήματος. Μόλις το πηνίο που βρίσκεται στο κινούμενο μέρος πάψει να δρα στον αισθητήρα, το δίκτυο ανοίγει και ο αυτοματισμός αναφέρει παραβίαση της ακεραιότητας του συστήματος.

Σύμφωνα με τη μέθοδο εγκατάστασης, οι αισθητήρες είναι:

• κρυφή στερέωση?
• εξωτερικό κούμπωμα.

Ανάλογα με τις φυσικές ιδιότητες της επιφάνειας στην οποία συνδέεται ο διακόπτης καλαμιού, υπάρχουν:

• αισθητήρες για τοποθέτηση σε μεταλλικές κατασκευές.
• αισθητήρες τοποθετημένοι σε μαγνητοπαθητικές δομές.

Κατά την εγκατάσταση ενός διακόπτη καλαμιού, είναι απαραίτητο να θυμάστε ορισμένα χαρακτηριστικά της εγκατάστασης:

1. Συνιστάται να αποφεύγεται η τοποθεσία κοντά σε πηγές υπερήχων. Είναι σε θέση να έχει αρνητικό αντίκτυπο στις παραμέτρους του αισθητήρα.
2. Αποφύγετε τη θέση κοντά στην πηγή ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.
3. Προστατέψτε τη φιάλη του αισθητήρα από χτυπήματα και ζημιές. Διαφορετικά, το αέριο θα εξατμιστεί, η επαφή θα σπάσει και οι πυρήνες θα γίνουν γρήγορα άχρηστοι.

Οι διακόπτες Reed δεν μπορούν να αλλάξουν υψηλά ρεύματα λόγω της χαμηλής ισχύος των πυρήνων. Επομένως, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ισχυρών ηλεκτρικών συσκευών.

Περιλαμβάνονται σε ένα κύκλωμα μεταγωγής χαμηλής ισχύος για τον έλεγχο του ρελέ που ελέγχει τον εξοπλισμό.

Πλεονεκτήματα

Οι αισθητήρες Reed έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

1. Η πλήρης στεγανότητα επιτρέπει τη χρήση τους σε επικίνδυνα πυρκαγιά δωμάτια και επιθετικά περιβάλλοντα.
2. Η στιγμιαία λειτουργία επιτρέπει τη χρήση τους σε συσκευές με υψηλή συχνότητα μεταγωγής.
3. Εξάλειψη της αναπήδησης επαφής σε αισθητήρες υδραργύρου. Χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό με αυξημένες απαιτήσεις για καθαρότητα σήματος.
4. Μικρές διαστάσεις από 4 mm, απλός σχεδιασμός, χαμηλό κόστος κατασκευής.
5. Υψηλή λειτουργικότητα και ευελιξία του ρελέ.
6. Δυνατότητα εναλλαγής σημάτων χαμηλής κατανάλωσης.
7. Μεγάλο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας - από -55 έως + 110 ºC.
8. Υψηλή αντοχή πυρήνα.
9. Χωρίς επιφάνειες τριβής.

Η υψηλή ευελιξία, η αξιοπιστία και η τιμή εξακολουθούν να επιτρέπουν στους διακόπτες καλαμιών να ανταγωνίζονται τους άμεσους ανταγωνιστές.

Ελαττώματα

Όπως όλες οι συσκευές, οι διακόπτες καλαμιού έχουν επίσης μειονεκτήματα:

1. Μαγνήτες χαμηλής ευαισθησίας.
2. Υψηλή ευαισθησία σε εξωτερικές μαγνητικές ροές. Ως αποτέλεσμα, ενδέχεται να απαιτούνται πρόσθετες οθόνες.
3. Μερικές φορές οι επαφές, μετά την αφαίρεση του μαγνητικού πεδίου, μπορεί να παραμείνουν σε κλειστή θέση από την οποία δεν μπορούν να αφαιρεθούν.
4. Η κάψουλα είναι κατασκευασμένη από λεπτό γυαλί και καταστρέφεται εύκολα από πτώσεις και χτυπήματα.
5. Όταν εφαρμόζεται τάση με χαμηλή συχνότητα, οι επαφές ανοίγουν και κλείνουν αυθόρμητα το κύκλωμα.
6. Όταν εφαρμόζονται υψηλά ρεύματα, οι επαφές του πυρήνα μπορούν να ανοίξουν αυθόρμητα.

Για αυτούς τους λόγους, κατά τη χρήση του ρελέ, πρέπει να τηρούνται ορισμένα περιοριστικά μέτρα που καθορίζονται στη συνοδευτική τεκμηρίωση.

Παρόμοια άρθρα: