Jak se jazýčkové spínače liší?
Slovo „jazýčkový spínač“ je zkratkou slov „uzavřený kontakt“. Jedná se o ultra-přesný, vysokorychlostní utěsněný spínač ovládaný magnetickým polem.
První jazýčkový spínač byl vyvinut v roce 1936 americkou společností Bell Telephone Laboratories. Následně se staly široce používány jako senzory a na jejich základě byla vytvořena jazýčková relé.
Jazýčkové spínače jsou určeny pro spínání elektrických obvodů stejnosměrného a střídavého proudu. Jako zdroj magnetického pole pro jazýčkový spínač se nejčastěji používá permanentní magnet nebo solenoid.
Počet jejích operací dosahuje až pětimiliardkrát. Na jeho základě se vyrábí snímače magnetického pole a jazýčková relé pro širokou škálu aplikací – od domácích spotřebičů až po letectví a kosmonautiku.
Princip činnosti
Konstrukčně se jazýčkový spínač skládá ze 2 feromagnetických vodičů s plochými kontakty, zatavených ve skleněné baňce naplněné suchým vzduchem nebo ochranným plynem (inertní plyn nebo vakuum). Kontaktní plocha obou desek má naprašovaný nebo pozinkovaný povlak z kovu, který je velmi odolný proti erozi (obvykle rhodium, iridium nebo ruthenium). Díky skořepině je minimalizován vliv vnějších faktorů, zatímco zařízení může normálně fungovat. Bez vnějšího magnetického pole jsou kontakty otevřené a je mezi nimi malá dielektrická mezera. V magnetickém poli se kontakty zavírají nebo otevírají.
Díky svému principu fungování je jazýčkový spínač široce používán v bezpečnostních systémech, poplašných systémech a systémech kontroly přístupu jako drátové a bezdrátové senzory otevření. V tomto případě se jazýčkový spínač skládá ze dvou částí:
- přímo samotný senzor (jazýčkový spínač),
- magnet.
Část s magnetem je připevněna k pohyblivé části uzamčené konstrukce – dveřím/oknu. Díl se snímačem je připevněn ke stacionární části – zárubni dveří/oken.
Když jsou dveře/okno zavřené, jazýčkový kontakt je sepnutý. Když se otevřou, magnet připevněný k zárubni se oddálí od jazýčkového spínače, magnetická síla se sníží, silový obvod se otevře – stav snímače se změní. To slouží jako signál ke spuštění poplachového obvodu.
Instalace senzoru není náročná. Při instalaci je třeba vzít v úvahu vzdálenost mezi magnetem a senzorem při zavřených dveřích. Pokud je vzdálenost velká, snímač nebude fungovat.
Výhody jazýčkových relé:
- Absolutní těsnost kontaktů umožňuje jejich použití v agresivním prostředí, v podmínkách prachu, vlhkosti atd.
- Malé rozměry, nízká hmotnost, jednoduchá konstrukce snímače.
- Zvýšená provozní rychlost umožňuje použití jazýčkových spínačů při vysokých spínacích frekvencích.
- Spolehlivý provoz v širokém teplotním rozsahu (od -60 do +120 stupňů).
- Široká škála aplikací v kombinaci s funkcí relé.
- Zvýšená pevnost elektrických kontaktů.
- Dlouhá životnost snímače (žádné tření).
Rozsah aplikace
Jazýčkový spínač je určen pro ovladač ke zjištění stavu dveří, oken atd. (otevřeno/zavřeno). Magnetické kontaktní senzory (detektory) otevření dveří/oken slouží například k následujícím funkcím odesláním signálu:
- oprava stavu dveří/oken,
- zaznamenání skutečnosti průchodu,
- detekce vloupání (neoprávněný průchod),
- organizace režimu brány.
Používají se také k ochraně trezorů, schránek, poklopů a bran před zločinci. Takové senzory mohou nejen vyslat elektrický signál a zapnout zvukový alarm, ale také aktivovat zařízení pro zamykání dveří, otevírání oken a pohyb předmětů. Jazýčkový spínač také umožňuje ovládat osvětlení na chodbě. Například pomocí jazýčkového spínače se světlo může automaticky rozsvítit při otevření předních dveří. Po několika minutách se vypne. Současně, když je úroveň osvětlení normální – během dne se světlo na chodbě nerozsvítí.
Zařízení s elektromagnetem jsou zařízení, která jsou odolná proti hackování a nejsou náchylná na agresivní prostředí nebo náhlé výkyvy teplot, díky čemuž jsou maximálně spolehlivá.
Senzory otevření dveří jsou prakticky odolné a jejich cena je poměrně nízká ve srovnání s jinými detektory, které se používají k organizaci bezpečnostního systému.
Taková zařízení se používají pro bezpečnost jak obytných budov, tak průmyslových zařízení.
druhy
V závislosti na typu použitých jazýčkových spínačů jsou bezpečnostní magnetické kontaktní detektory:
- normálně zavřené – vlivem magnetického pole otevírají elektrický obvod. Zkratovaný obvod spustí alarm;
- normálně otevřené – fungují v opačném režimu než normálně uzavřené prvky;
- spínání – provedení má přídavný kontakt. Přepnutí do sepnutí z jednoho kontaktu na druhý nastává vystavením magnetickému poli a naopak.
To je třeba vzít v úvahu při instalaci ACS.
Jazýčkový spínač je bezpečnostní senzor, takže jeho instalace musí být provedena uvnitř místnosti vybavené systémem kontroly vstupu.
V závislosti na typu instalace jsou senzory:
Nejčastěji se používají faktury. Taková zařízení se instalují na okno nebo dveře ve vzdálenosti 20 cm od linie otevření. Lze nainstalovat přímo na něj. Jazýčkový spínač se umístí na pevný konstrukční prvek, například na rám dveří nebo okna, a magnet se umístí na rám okna nebo samotné dveře. Není potřeba instalovat pružný adaptér, takže nehrozí roztřepení drátu.
Horní jazýčkové spínače jsou výkonnější a větší. Jsou vhodné pro vrata, kovové poklopy, kontejnery.
Zadlabací jsou zařízení pro skrytou instalaci, jsou menších rozměrů. Jejich instalace je složitější, protože pro instalaci senzoru je potřeba vyvrtat otvor. V tomto případě je velmi důležitá shoda konstrukčních prvků na koncových částech.
Při výběru modelu snímače je také nutné vzít v úvahu materiál zablokované konstrukce, protože materiály, které silně vedou magnetické pole (například železo), jej rozptylují a oslabují, což vede k poruchám. Pro instalaci na magneticky vodivé materiály existují speciální modely využívající výkonnější magnety a stínění.
Pro vysoce kvalitní instalaci, opravy a údržbu elektromagnetických zámků je lepší pozvat kvalifikovaného odborníka. Nejpřesnější, nejsrozumitelnější a podobné pokyny nemohou nahradit zkušenosti a kvalifikaci mistra. Výběr vhodného zařízení je třeba konzultovat s odborníkem.
Použití zámků s vestavěným magnetickým kontaktním senzorem dává znatelný efekt, který zcela závisí na kompetentní konstrukci, kvalitě produktu a instalaci uzamykacího zařízení.
- Software
- Řadiče
- Čtenáři
- Volitelná výbava
- Moduly
Nejméně spolehlivou součástí elektromagnetického relé je kontaktní systém. Významnou nevýhodou je také přítomnost třecích kovových částí, jejichž opotřebení vede ke snížení výkonu relé.
Uvedené nevýhody vedly k vytvoření hermeticky uzavřených magneticky ovládaných kontaktů, které se nazývají jazýčkové spínače.
Princip činnosti jazýčkových spínačů
Princip činnosti jazýčkových spínačů je založen na využití interakčních sil vznikajících v magnetickém poli mezi feromagnetickými tělesy. V tomto případě síly způsobují deformaci a pohyb feromagnetických elektronových vodičů.
Magnetický kontakt (jazýčkový spínač) je elektrické zařízení, které mění stav elektrického obvodu jeho mechanickým otevíráním nebo uzavíráním při působení řídicího magnetického pole na jeho prvky, které kombinují funkce kontaktů, pružin a úseků elektrických a magnetických obvodů.
Jazýčkový spínač byl vynalezen v roce 1936 v Bell Telephone Laboratories.
Jazýčkový spínač se skládá ze dvou feromagnetických jazýčků umístěných v utěsněné skleněné trubici. V klidu jsou kontakty rozepnuté a při přiblížení magnetického pole budou vzájemně spojeny.
Feromagnetický materiál jazýčků zesiluje sílu působícího magnetického pole a vytváří tak dva magnety, které se přitahují svými opačnými póly a tvoří vodivé spojení. Po odstranění magnetického pole se jazýčky vrátí do původní vypnuté polohy.
Řídicí magnetické pole může být vytvořeno permanentním magnetem nebo elektromagnetickou cívkou. Řešení s permanentními magnety se používá například pro detekci dveřních otvorů v bezpečnostních systémech budov nebo jako bezkontaktní senzor přiblížení.
Když je jazýčkový kontakt buzen elektromagnetickým polem cívky, generuje se jazýčkové relé.
Spínací jazýčkový spínač
Spínací jazýčkový kontakt se skládá ze tří jazýčků, z nichž dvě jsou vyrobeny z feromagnetického materiálu a jedna z nich je vyrobena z diamagnetického nebo paramagnetického materiálu.
V klidu je spínací jazýček spojen s diamagnetickým jazýčkem, který nezesiluje magnetické pole. Jak se magnetické pole přibližuje, pole ve feromagnetických jazýčkách zesiluje a následně se přepíná. Po přesunutí pole se přepínací karta vrátí do původní polohy.
Využití jazýčkových spínačů v technice. Jazýčkové relé
V současné době je na bázi jazýčkových spínačů vytvořeno velké množství jazýčkových relé, tlačítek, páčkových spínačů, spínačů, rozdělovačů signálů, senzorů, regulátorů, alarmů atd.
V mnoha odvětvích techniky je pro sledování polohy pohyblivých částí vhodné používat jazýčkové senzory a počítadla hotových výrobků.
Zařízení jednoduchého jazýčkového relé
Nejjednodušší jazýčkové spínací relé s normálně otevřenými kontakty se skládá ze dvou kontaktních jader s vysokou magnetickou permeabilitou (permalloy), umístěných v uzavřené skleněné nádobě naplněné buď inertním plynem, čistým dusíkem nebo kombinací dusíku a vodíku. Tlak uvnitř válce jazýčkového relé je 0.4?0.6*10 5 Pa.
Inertní prostředí zabraňuje oxidaci kontaktních jader. Skleněná žárovka jazýčkového relé je instalována uvnitř ovládacího vinutí, napájena stejnosměrným proudem.
Při přívodu elektrického proudu do vinutí jazýčkového relé vzniká magnetické pole, které prochází kontaktními jádry pracovní mezerou mezi nimi a uzavírá se vzduchem kolem řídicí cívky. V tomto případě vytvořený magnetický tok při průchodu pracovní mezerou vytváří trakční elektromagnetickou sílu, která překoná elasticitu jader kontaktů a spojí je navzájem.
Pro vytvoření minimálního přechodového odporu jsou kontaktní plochy jazýčkových spínačů potaženy zlatem, radiem, palladiem nebo (v nejhorším případě) stříbrem.
Když je proud ve vinutí elektromagnetu jazýčkového relé vypnutý, síla zmizí a pod vlivem elastických sil se kontakty otevřou.
V jazýčkových relé nejsou žádné části vystavené tření a kontakty jádra jsou multifunkční, protože současně vykonávají funkce magnetického obvodu, pružiny a proudového vodiče.
Pro zmenšení velikosti magnetizační cívky se přípustná proudová hustota zvýší použitím tepelně odolného smaltovaného drátu pro vinutí. Všechny díly jsou vyrobeny lisováním a spojovány svařováním nebo pájením. Pro zmenšení zóny zapnutého stavu se v jazýčkových spínačích používají magnetické štíty.
Pružiny jazýčkového spínače nemají předpětí, takže jejich kontakty jsou sepnuty bez doby rozběhu.
Pokud je v jazýčkových spínačích použit permanentní magnet spolu s elektromagnetem, změní se jazýčkové spínače z neutrálního na polarizované.
Na rozdíl od běžných elektromagnetických relé, u kterých je kontaktní tlak závislý na parametrech kontaktních pružin, kontaktní tlak jazýčkových relé závisí na MMF vinutí a zvyšuje se s jeho růstem.
Kvůli technologické chybě koeficientu návratnosti mají jazýčková relé široký rozptyl od 0,3 do 0,9. Pro zvýšení spínacího proudu a jmenovitého výkonu mají jazýčková relé další obloukové kontakty. Taková relé se nazývají utěsněné výkonové kontakty nebo hersikony. Průmysl vyrábí hersikony od 6,3 do 180 A. Frekvence zapínání za hodinu dosahuje 1200.
Pomocí hersikonů se spouštějí asynchronní motory s výkonem do 3 kW.
Jazýčková relé na feritech
Speciální třídou jazýčkových spínačů jsou feritová relé, která mají paměťové vlastnosti. V takových relé je pro přepnutí do cívky nutné použít proudový impuls opačné polarity, aby se demagnetizovalo feritové jádro. Říká se jim zapečetěné paměťové kontakty nebo hesakony.
Výhody jazýčkových relé
1. Kompletní utěsnění kontaktu jim umožňuje používat jazýčková relé v různých podmínkách vlhkosti, prachu atd.
2. Jednoduchost designu, nízká hmotnost a rozměry.
3. Vysoká rychlost, která umožňuje použití jazýčkových relé při vysokých spínacích frekvencích.
4. Vysoká elektrická pevnost mezikontaktní mezery.
5. Galvanické oddělení spínaných obvodů a řídicích obvodů jazýčkových relé.
6. Rozšířené funkční oblasti použití jazýčkových relé.
7. Spolehlivý provoz v širokém teplotním rozsahu (-60? +120°C).
Nevýhody jazýčkových relé
1. Nízká citlivost ovládání MDS jazýčkových relé.
2. Náchylnost na vnější magnetická pole, která vyžaduje zvláštní opatření k ochraně před vnějšími vlivy.
3. Křehký válec jazýčkových relé, citlivý na náraz.
4. Nízký výkon spínaných obvodů pro jazýčkové spínače a gersikony.
5. Možnost samovolného rozepnutí kontaktů jazýčkových relé při vysokých proudech.
6. Nepřípustné sepnutí a rozepnutí kontaktů jazýčkových relé při napájení nízkofrekvenčním střídavým napětím.
Jazýčková relé vyráběná tuzemskými výrobci
Během desetiletí virtuálního výpadku domácího reléového průmyslu byl ruský trh naplněn zahraničními jazýčkovými relé (hlavně čínskými, tchajwanskými, německými), jejich používání se stalo zvykem, byla zahrnuta do starého vývoje a mezi několik málo, které se nyní objevují v automatizaci systémy, měřící zařízení atd. .
V zásadě jsou jazýčková relé konstrukčně vyrobena na bázi jazýčkového spínače s přestřiženými vodiči umístěného uvnitř řídicího vinutí, s jazýčkovým spínačem a cívkou přivařenou na svorky technologického rámu poměrně složitého obvodu, který po krimpování speciálním plastové a vyříznuté propojky na rámu tvoří samotné relé (řekněme ve standardním DIP balení). Aby byl logický čip chráněn před přepětím, je ovládací vinutí relé přeřazeno tlumicí diodou.
Věčný problém hledání kompromisu mezi dvěma vzájemně se vylučujícími požadavky na taková relé – vysokým kontaktním tlakem a citlivostí – se zde prakticky neřeší kvůli chybějící vysoké magnetické vodivosti pro koncentraci magnetického toku (vytváření elektromagnetické síly) v mezikontaktní mezeře. jazýčkového spínače relé, to znamená z důvodu nesplnění základních požadavků na konstrukce magnetických systémů.
Oříznutí vodičů jazýčkového spínače, které prudce snižuje parametry magnetického systému takových relé, není prakticky kompenzováno zavedením magnetických stínění (10–15% zisk oproti ztrátě 60–70% citlivosti a podle toho i řídicího výkonu ).
OJSC Ryazan Metal-Ceramic Devices Plant (JSC RZMKP), která vyvinula relé RGK-41 a RGK-48, která tyto nedostatky částečně odstraňují (hlavně díky výběru jazýčkových spínačů), nyní zahájila výrobu jednoduchého otevřeného rámu. jazýčková relé RGK-49, RGK-50 a relé, dle našeho názoru, další generace – RGK-53, která soustřeďuje hlavní výhody jazýčkových spínačů a nevýhody jejich umístění v relé jsou eliminovány.
Jazýčková relé RGK-53 řízená logickým čipem řady TTL byla sepnuta do elektrického obvodu s aktivní zátěží v režimu 6 V – 10 mA bez poruch až 10 milionů spínacích cyklů.
Jazýčkové relé RGK-53 bude nepostradatelné v zařízeních, u kterých jsou důležité především rozměry a hmotnost relé a výkon spotřebovaný ovládáním.
Tato jazýčková relé mají určité výhody ve srovnání s jejich protějšky vyráběnými společnostmi v Číně a na Tchaj-wanu, ačkoli jsou vyráběny na stejných jazýčkových spínačích (například MKA14103 vyráběné RZMKP).
S jediným výrobním a technologickým cyklem „jazýčkový spínač-relé“ je možnost rychlého zásahu do technologického procesu výroby samotného jazýčkového spínače, a to jak z hlediska kvality a spolehlivosti, tak i pro speciální výběr „reléových“ jazýčkových spínačů. podle informativních parametrů používaných při výrobě speciálních jazýčkových spínačů.
Například při výběru skupin citlivosti pro konkrétní reléový pas (který nemá prakticky žádný vliv na vnitropodnikové náklady na konečný produkt), můžete získat významný zisk v rozměrech (výšce) relé.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře