Геркон что такое: как они устроены и где их применяют? Проверка и восстановления контактов (инструкция + фото)

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.

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.

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.

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.

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.

Принцип работы геркона

Геркон: технические характеристики, принцип работы

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».

Внешний вид и особенности конструкции

Данные устройства представляют собой контактную группу, изготовленную на основе ферримагнитного материала, которая помещается в стеклянную колбу.

Из нее откачан 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.

Принцип действия

Для срабатывания 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

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

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.

Назначение и область применения

Герконовые датчики, несмотря на вытеснение их датчиками Холла, по-прежнему находят применение во многих устройствах и системах:

1. Клавиатуры синтезаторов и промышленного оборудования. Конструкция датчиков исключает возможность возникновения искры. Поэтому в первую очередь их применяют на взрывоопасном производстве, где присутствуют горючие испарения или пыль.
2. Бытовые счетчики.
3. Автоматические системы охраны и контроля положения.
4. Оборудование, работающее под водой или в условиях высокой влажности.
5. Телекоммуникационные системы.
6. Медицинское оборудование.

В системах безопасности применяются устройства, состоящие из геркона и магнита. Они сообщают об открытии или закрытии дверей.

Также применяются герконовые реле, состоящие из контактного датчика и проволочной обмотки. Такая система обладает некоторыми преимуществами: простота, компактность, влагостойкость, отсутствие движущихся деталей.

Используются герконы и в особых областях — это механизмы защиты от перегрузок и короткого замыкания высоковольтных и радиотехнических электроустановок. Также это высокомощные радары, лазеры, радиопередатчики и прочее оборудование, работающее под напряжением до 100 кВ.

Датчики с магнитными контактами весьма широко используются в системах безопасности и автоматике. Эти изделия способны функционировать при любой температуре, на них не оказывает какого-либо воздействия внешняя среда, они не страдают от грязи и пыли, присутствующей в атмосфере. Так как рабочие контакты находятся внутри инертной среды, которая надежно изолирована, сдетонировать они не могут.

Описываемые элементы зачастую на практике воспринимаются как предназначенные для отслеживания открывания и закрывания дверей, однако на самом деле они могут фиксировать и состояние окон, ящиков бюро, несгораемых шкафов, сейфов и иных аналогичных объектов. Так как контакты внутри этих устройств замыкаются совершенно без звука, их можно устанавливать в педали и кнопки стационарного типа, предназначенные для подачи сигнала тревоги, также они подойдут для слежения за стеклом, чтобы просигнализировать, если оно было разбито.

На видео: Как работает геркон? Как подключается?

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

конструкция, технические характеристики, принцип работы и маркировка

Для повышения надёжности работы различных устройств вместо реле применяют геркон. Это электромеханический прибор, который имеет два устойчивых состояния — открытое (для протекания электрического тока) и закрытое. Кроме того, такие устройства часто применяются при построении охранных систем, датчиков присутствия магнитного поля. Их используют в авиа- и автомобильном строении. При этом существует несколько типов приборов, отличающихся контактными группами.

История изобретения

Советский ученый Петербургского университета В. И. Коваленко, проводя эксперименты с магнитным полем в 1922 году, создал магнитоуправляемые контакты. Это изобретение было зарегистрировано в Советском Союзе и получило патент под номером 466.

Его изобретение представляло собой сердечник из магнитомягкого материала, к которому через изоляторы крепились контакты, сделанные из ферромагнетика, обладающего высокой магнитной проницаемостью. После подачи тока в катушке возникало магнитное поле, намагничивающее контакты и приводя к их замыканию. Если же подача тока прекращалась, поле исчезало, а контакты размагничивались и размыкались.

На то время изобретение не получило практического применения из-за неудобности его использования и низкой надёжности. В 1936 году конструкция геркона была доработана инженерами американской компании Bell Telephone Laboratories. Ими было предложено рабочие контакты устройства поместить в герметично замкнутую колбу. Занимался этой разработкой Уолтер Эллвуд, который в итоге и создал модель устройства. Но из-за сложностей в изготовлении прибор опять же не получил широкого применения.

Использовать прибор начали лишь только в 1941 году, когда американская компания Western Electric известная своими техническими инновациями вместо шумных электромеханических реле в своей телефонной станции не стала использовать геркон.

В середине 60-х годов XX века в СССР массово проводилась телефонизация страны. На основании выводов Министерства связи СССР было решено, что в качестве коммутирующих элементов будет использоваться геркон. Так, на заводе «Красная заря», расположенном в Ленинграде, началось серийное производство устройств. Через шесть лет магнитоуправляемые герконы стали изготавливать и в Рязани, на металлокерамическом заводе.

В начале 1990 года объём производства в СССР достиг 230 млн штук в год, что соответствовало примерно четверти мирового рынка. Сегодня ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов» остался единственным заводом, выпускающим такую продукцию на территории бывшего Советского Союза. В настоящее время ведутся разработки, направленные на снижение размеров, повышение быстродействия, чувствительности и стабильности герконов.

Суть устройства

Принцип работы устройства основан на замыкании или размыкании электрической линии, в которой он установлен, при воздействии на него магнитным полем. Таким образом, в зависимости от напряжённости магнитного потока, контакты прибора имеют два положения — замкнутое и разомкнутое. При этом природа возникновения магнитного поля значения не имеет. Например, это может быть как постоянный магнит, так и электромагнит.

При попадании под действие силовых линий в устройстве происходит намагничивание внутренних контактов. В результате на них, оказывается, действие, преодолевающее силу упругости, приводящее к притягиванию контактов друг к другу. Цепь замыкается. В случае если линия подключена к источнику питания через прибор начинает протекать электрический ток.

Такое состояние продержится до тех пор, пока магнитное поле не будет убрано. Как только силовые линии перестанут воздействовать, контакты сразу же разомкнутся. Для следующего замыкания необходимо опять вокруг устройства создать поле. Таким образом, геркон, по сути, является переключателем, положение которого зависит от силы магнитного потока, оказывающего на него воздействие.

По принципу работы приборы классифицируют на три типа:

1. Замыкающие — находятся в нормально разомкнутом состоянии. То есть в статичном положении их контакты между собой не соединены.
2. Размыкающие — в таких приборах при отсутствии магнитного поля контакты соединены между собой, то есть этот тип считается нормально замкнутым.
3. Бистабильные (трёхконтактные) — имеющие в своей конструкции три вывода. В нормальном состоянии (магнитное поле отсутствует) один контакт замкнут с другим. Как только появляется поле, нормально замкнутый контакт размыкается, а другой замыкается.

В зависимости от нормального положения контактов герконы применяются как для размыкания цепи, так и для замыкания или приключения линий. Поэтому они с успехом могут заменить собой механические реле.

Конструкция прибора

В термине «геркон» уже заложен принцип его конструкции. Это слово образовано из трёх начальных букв каждого из двух слов — «герметичность» и «контакт», что подчёркивает как его функциональность, так и назначение. Ведь работающий геркон на размыкание или замыкание — это, по сути, соединяющее устройство, представляющее собой контактную пару или группу, помещённую в герметичную колбу.

Бывает, что такой прибор называют герконовым шаром из-за похожести на него, хотя, конечно, это далеко не так. Конструктивно устройство представляет собой стеклянную оболочку вытянутой формы, герметично запаянную с двух сторон. В середине колбы создаются условия, приближённые к вакууму, при этом в некоторых устройствах внутренний объём заполняется инертным газом, например, чистый азот или его смесь с водородом. Использование газа помогает защитить контакты от обгорания.

Контакты же помещаются внутрь колбы. К ним припаиваются выводы, выходящие наружу прибора. В качестве материала для изготовления контактных групп используют ферромагнетик, например, сталь, никель с напылением стойкого металла — родия или рутения.

Следовательно, можно выделить три части конструкции:

• запаянная колба;
• контактные пластины;
• выводы.

Кроме того, внутренность геркона может быть заполнена парами ртути. Такой вид называется ртутным. Контактная поверхность смачивается каплей ртути, что позволяет снизить электрическое сопротивление контактных площадок, а значит уменьшить дребезг.

Изучая конструкцию геркона можно сделать вывод, что критически важным показателем надёжности срабатывания прибора будет качество изготовления колбы, а именно её герметичность в месте её контакта с выводами.

Технические характеристики

Герконы, как и любые электротехнические приборы, обладают различными техническими характеристиками. Перед тем как выбрать устройство именно их следует тщательно изучить. Основным параметром, характеризующим геркон, является время срабатывания. Оно определяется временным интервалом, в течение которого происходит реакция прибора на воздействующее магнитное поле, изменяющее его нормальное состояние. Обычно скорость переключения контактов не превышает 2 мкс.

Кроме времени реакции, параметры приборов определяют следующие характеристики:

1. Сила магнитного поля — обозначает чувствительность прибора, то есть минимальное значение силы, при которой положение контактов изменится. Зависит от размеров устройства и используемых ферромагнетиков.
2. Мощность коммутации — это допустимое значение энергии, которое может передать через себя устройство без ухудшения своих остальных характеристик. Определяется типом материалов, использующихся при изготовлении контактов и их сечения.
3. Наибольшее напряжений — определяет значение амплитуды сигнала, которое может выдержать устройство. При его превышении наступает пробой.
4. Ток переключения — значение номинального тока, на который рассчитана работа устройства.
5. Сопротивление контактов в замкнутом состоянии — чем это значение меньше, тем меньше теряет свою мощность сигнал, проходя через устройство.
6. Рабочая температура — интервал температуры, при котором заявленные производителем характеристики соответствуют действительным.
7. Частота переключения — определяет быстродействие срабатывания. Такая частота может достигать одного мегагерца.
8. Число коммутационных циклов — характеризуется числом срабатываний. Существуют модели, которые могут выдержать до 4 млрд переключений.
9. Ёмкость контактов — измеряется между разомкнутыми контактами и зависит как от размеров прибора, так и от расстояния между коммутируемыми площадками. Считается паразитным параметром.

Также немаловажной технической характеристикой геркона является его физический размер. Зависит он от габаритов баллона, а именно его длины и диаметра. По состоянию на 2017 год наименьшим герконом в мире считается изделие, производимое в США компанией Hermetic Switch Inc, длина его баллона составляет 4,01 мм.

Обозначение и маркировка

Герконы относятся к устройствам релейного типа. Поэтому правильное их обозначение указано в ГОСТ 2 .756−76 ЕСКД. На электрических схемах условно графическое изображение нормально разомкнутого геркона выглядит в виде окружности, в середине которой изображаются два последовательных отрезка. С левой стороны начиная с места разрыва, к отрезку чертится небольшой прямая линия, подходящая к нему под углом 120^{. Окружность символизирует собой герметичность устройства, а отрезки — коммутационные контакты.}

В нормально замкнутом же обозначении, выводы в окружности рисуются пересекающимися. Обозначение трёх контактного устройства выглядит по-другому. Всё так же рисуется окружность, но в ней, с одной стороны, изображаются два параллельных отрезка, а с другой — отрезок, расположенный по центру расстояния между ними. На нём же рисуется и переключающий контакт.

Согласно советским нормам на схемах и в литературе геркон подписывается буквой «К», после которой ставится порядковый номер изделия на схеме. В иностранном же обозначении используются две латинские буквы SF.

Стандарта же в маркировке изделий нет. Каждый производитель обычно на корпус геркона наносит своё заводское обозначение: например, КЭМ, TRA, АСМК, КА, КСК. Поэтому чтобы узнать к какому типу относится то или иное устройство, понадобится смотреть даташит производителя.

Достоинства и недостатки

Применение герконов, конечно же, не так широко распространено, как, например, электромеханических реле, но всё же, они не являются дефицитными деталями. Поэтому остро вопрос, где же взять геркон, среди радиолюбителей не стоит. К несомненным преимуществам размыкающих герконов, впрочем, как и замыкающих, относится:

• высока надёжность — она превышает показатели обычных реле использующих открытые контакты почти в 100 раз;
• быстродействие — скорость срабатывания по сравнению с электромеханическими реле может быть быстрее в два-три раза;
• отсутствие шума;
• гальваническая развязка — их последовательное подключение в линию позволяет создать электрическую развязку управляющих и коммутируемых цепей;
• возможность коммутировать даже слабые по уровню сигналы;
• небольшой размер;
• долговечность — устройство способно совершить миллиарды включений, что обусловлено отсутствием трения;
• способность их работать без источника электроэнергии.

Благодаря своим свойствам герконы нашли применение в разнообразных датчиках позиционирования, измерительных приборах (велосипедный спидометр), в автоматических подъёмниках, выключателях, ноутбуках (регистрируют открытие и закрытие крышки) и даже в компьютерных клавиатурах.

Но, несмотря на это, герконы также имеют недостатки. Главный из них — хрупкость, из-за неё приборы нельзя использовать в местах сильной вибрации. Кроме этого, в результате износа площадок контакты могут «залипать», а в случае больших токов (нагрева) самопроизвольно размыкаться.

Но, как видно, на фоне достоинств недостатки не так уж и велики. Очень часто, используя геркон, радиолюбители собирают собственную недорогую систему сигнализации или автоматический блок включения света.

Герконовое реле (РПГ) — принцип работы, характеристики, сфера применения

Прежде чем, понять что такое герконовое реле, важно узнать что такое сам геркон. Сам по себе, геркон является отдельным видом радиодеталей, состоящая из двух отдельных контактов. Изготавливаются они из специальных ферромагнитных сплавов. Эти контакты расположены в колбе, которая позволяет контролировать их работу.

При сближении контактов, между ними происходит замыкание, посредством чего образуется непрерывная цепь. Именно поэтому, герконовое реле служит концевым выключателем. Маркируются эти радиодетали производителем, согласно сфере, в которой они будут использоваться. В статье подробным образом рассмотрены все аспекты работы и устройства этого типа реле. По выбранной теме содержится скачиваемая статься и видеоматериал.

Герконовое 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.

Герконовое реле.

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:

• 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. Сравнительные характеристики герконовых и других видов реле представлены в таблице ниже.

Сравнение герконовых реле с другими видами по основным характеристикам.

Материал в тему: Что такое кондесатор

Достоинствами реле на герконах можно назвать:

• небольшие габариты, простое устройство;
• защита от влаги, подгорания контактной группы;
• нет трущихся частей.

Устройство герконового реле

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 и геркона просто управлять оборудованием освещения. В счетчиках учета электроэнергии также присутствуют герконы.

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.

Советские герконовые реле.

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:

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

Недостатки герконов:

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

Герконовое реле на схеме.

Геркон – сверхточный быстродействующий герметичный переключатель, управляемый магнитным полем. Количество его срабатываний – до пяти миллиардов раз. На его основе выпускаются датчики магнитного поля и герконовые реле для самых различных применений – от бытовой техники до авиации и космонавтики. В статье описаны особенности выбора герконов и дан табличный обзор широкой линейки этих изделий производства Littelfuse. Слово «геркон» является сокращением слов «герметичный контакт». Первый геркон был разработан в 1936 году американской компанией Bell Telephone Laboratories. Впоследствии они стали широко применяться в качестве датчиков, и на их основе были созданы герконовые реле.

Геркон состоит из двух ферромагнитных проводников, имеющих плоские контакты, герметизированные в стеклянной капсуле. Без внешнего магнитного поля контакты разомкнуты, и между ними есть небольшой диэлектрический зазор. В магнитном поле контакты замыкаются. Контактная область обеих пластин имеет напыленное или гальваническое покрытие, выполненное из очень стойкого к эрозии металла (обычно – родий, иридий или рутений). Структура слоев покрытия контактов приведена на рис. 2а и 2б для родия и иридия, соответственно.

Иридий, рутений и родий – очень стойкие к эрозии металлы платиновой группы. Благодаря напылению из этих металлов количество срабатываний контактов достигает пяти миллиардов раз. В полость капсулы обычно закачивают азот. Некоторые типы герконов вакуумируются для увеличения максимально допустимого коммутируемого напряжения. Контакты геркона в магнитном поле намагничиваются, и между ними возникает магнитодвижущая сила, равная напряженности магнитного поля. Если напряженность магнитного поля достаточно велика, чтобы преодолеть упругие силы в контактах, возникающие при их упругой деформации, то контакты замыкаются. Когда поле ослабевает, контакты снова размыкаются.

Подключение реле.

Существует два типа герконов: SPST-NO (Single Pole, Single Throw Normally Open, то есть «один полюс, один канал») – обычный выключатель, в котором два контакта нормально разомкнуты; SPDT-CO (Single Pole, Double Through Change Over, то есть «один полюс, два канала – переключение») – переключатель, в котором один контакт всегда нормально замкнут, а второй нормально разомкнут. Общая пластина является единственной подвижной частью такого геркона, в отсутствие магнитного поля она замкнута с нормально замкнутым контактом реле. При возникновении магнитного поля соответствующей силы общая пластина замыкается с нормально разомкнутым контактом. Обе пластины нормально разомкнутого и нормально замкнутого контактов являются неподвижными.

Разомкнутые контакты имеют ферромагнитное покрытие, а нормально замкнутый контакт выполнен из немагнитного материала. При помещении в магнитное поле подвижный и нормально-разомкнутый контакт намагничиваются в одинаковом направлении, и при достаточной напряжённости магнитного поля происходит замыкание подвижного контакта с неподвижным ферромагнитным контактом. При исчезновении внешнего магнитного поля намагниченность контактов ослабевает, и они размыкаются. Для того, чтобы остаточная намагниченность была минимальной, при изготовлении герконов применяют высокотемпературную обработку контактов. В качестве источника магнитного поля для геркона чаще всего используют постоянный магнит (рис. 5) или соленоид.

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.

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Назначение и область применения

Герконовые датчики, несмотря на вытеснение их датчиками Холла, по-прежнему находят применение во многих устройствах и системах:

1. Клавиатуры синтезаторов и промышленного оборудования. Конструкция датчиков исключает возможность возникновения искры. Поэтому в первую очередь их применяют на взрывоопасном производстве, где присутствуют горючие испарения или пыль.
2. Бытовые счетчики.
3. Автоматические системы охраны и контроля положения.
4. Оборудование, работающее под водой или в условиях высокой влажности.
5. Телекоммуникационные системы.
6. Медицинское оборудование.

В системах безопасности применяются устройства, состоящие из геркона и магнита. Они сообщают об открытии или закрытии дверей. Также применяются герконовые реле, состоящие из контактного датчика и проволочной обмотки. Такая система обладает некоторыми преимуществами: простота, компактность, влагостойкость, отсутствие движущихся деталей. Используются герконы и в особых областях – это механизмы защиты от перегрузок и короткого замыкания высоковольтных и радиотехнических электроустановок. Также это высокомощные радары, лазеры, радиопередатчики и прочее оборудование, работающее под напряжением до 100 кВ.

Различные герконовые реле.

Заключение

В данной статье представлены основные вопросы работы геркона и герконового реле. Более подробно об этой радиодетали можно узнать, прочитав статью Гекроновое реле переменного тока. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.electrosam.ru

www.compitech.ru

www.otdelkagres.ru

www.remont.youdo.com

www.ron.terraelectronica.ru

Предыдущая

РелеТоковое реле: что это и для чего используется?

Магнитоконтактный извещатель (геркон) ключевой элемент системы охранной сигнализации

Автор Исхаков Максим На чтение 8 мин. Просмотров 1.1k. Опубликовано 08.03.2019 Обновлено 08.03.2019

Любая система охранной сигнализации, обеспечивающая наблюдение за доступом в обязательном порядке имеет в своей конструкции магнитоконтактный извещатель. Этот элемент дает возможность без каких-либо усилий наблюдать за ситуацией с дверями, окнами, кран-балками, шлагбаумами и иными подвижными элементами объектов под наблюдением. Начало использования извещателя датируется 1940-ми годами. Именно в это время стали широко производить контакты с магнито-управлением, которые придумали помещать в герметичный корпус. В течение всего последующего времени извещатель продолжал оставаться востребованным. Альтернативное обозначение этого компонента «геркон», это название объединяет два слова — герметичный и контакт, упоминая основную деталь датчика.

Сфера применения

Датчики с магнитными контактами весьма широко используются в системах безопасности и автоматике. Эти изделия способны функционировать при любой температуре, на них не оказывает какого-либо воздействия внешняя среда, они не страдают от грязи и пыли, присутствующей в атмосфере. Так как рабочие контакты находятся внутри инертной среды, которая надежно изолирована, сдетонировать они не могут.

Датчики магнитоконтактные нередко присутствуют внутри автоматизированных комплексов, там они решают задачи по отслеживанию расстояния перемещения объекта, уровня жидкости и конечных выключателей. Иначе говоря, компания может относиться к любой сфере промышленности, но такие датчики ей все равно понадобятся в том случае, если у нее имеются автоматические устройства.

Описываемые элементы зачастую на практике воспринимаются как предназначенные для отслеживания открывания и закрывания дверей, однако на самом деле они могут фиксировать и состояние окон, ящиков бюро, несгораемых шкафов, сейфов и иных аналогичных объектов. Так как контакты внутри этих устройств замыкаются совершенно без звука, их можно устанавливать в педали и кнопки стационарного типа, предназначенные для подачи сигнала тревоги, также они подойдут для слежения за стеклом, чтобы просигнализировать, если оно было разбито.

Плюсы и минусы

Извещатель магнитоконтактный имеет ряд преимуществ по сравнению с иными видами датчиков охранного назначения. Он бюджетный по стоимости, несложен по конструкции безотказен и обычно служит весьма долго. Коммутируемые контакты располагаются в среде, которая состоит из инертных газов, а окружает эту среду герметичная капсула из стекла. Вследствие этого датчик можно устанавливать внутри пространства, где существует угрозы взрыва либо присутствуют химические реактивы. Поверхность контактов состоит из родия или золота, слой которых достаточно велик, чтобы извещатель функционировал безотказно и медленно изнашивался. Диапазон допустимых температур от 50 градусов ниже нуля до 50 градусов выше нуля. Разработчики сделали гальванически развязанными коммутируемые и управляющие цепи.

Минус данного датчика — то, что его контакты издают слышимый дребезжащий звук, это устраняется благодаря наличию фильтров. Магнитные поля значительной силы, находящиеся извне, воздействуют на датчики, избежать их эффекта можно, выполнив экранирование.

Конструкция извещателя

Извещатели магнитоконтактные могут иметь три типа контактов, а именно переключающийся, нормально замкнутый, а также нормально разомкнутый. Герконы подразделяются на смоченные и сухие. Смачивание осуществляется с помощью ртути, это дает возможность устранить дребезжащий звук, а если изделия сухие, то они располагаются в газовой среде, при этом таким газом в стандартном случае является азот. У части герконов внутри колбы вакуум, это делается с целью увеличить показатели коммутируемого напряжения.

Датчик включает два составных элемента, в первом располагается постоянный магнит, который в некоторых случаях может быть также электромагнитом, в то же время внутри второго находится геркон, оснащенный выводами контактов. Если датчик имеет охранное назначение, то электромагнит внутри него не применяется. Контактная система по своей конструкции является баллоном из стекла, внутри которого находятся две пружины с перекрывающимися концами, среда вокруг них — инертный газ. Количества пластин будет равно трем, если речь идет о перекидном герконе. Дистанция от одной контактной площадки до другой держится в пределах от трехсот до пятисот микрон. Смыкание контактов происходит под воздействием магнитного поля. Пружина обладает настолько небольшим изгибом, что ее ослабления не наблюдается, из-за этого количество ее переключений может достигать десять миллиардов. Инертный газ уберегает контакты от воздействия искр и коррозии.

Датчики подразделяются на врезные и накладные. Экраны, которые являются магнитно непроницаемыми, служат для защиты от нарушителей. Такие экраны требуются, чтобы на геркон не оказал влияние магнит, располагающийся извне.

Врезной геркон для установки в деревянный проем

Устройства для окон и дверей могут относиться к магнито пассивным либо к магнитоактивным. Датчики подразделяются на два типа по пригодности к установке на тех или иных окнах и дверях. Первый тип обладает магнитами меньшей силы и сравнительно невелик по размерам. Устройства такого типа устанавливают на объектах, выполненных из алюминия или дерева либо же иных материалов, лишенных магнитных свойств. Устройства второго типа существенно крупнее, и у них мощные магниты, они рассчитаны на двери из металлов с магнитными свойствами. Внутри системы беспроводного типа применяются исключительно адресные извещатели магнитоконтактные, оснащенные радиомодулем.

Блок с магнитом, который служит задающим элементом датчика, находится внутри подвижной части объекта, который отслеживается (к примеру, в самой двери), а исполнительный модуль располагается внутри неподвижной части конструкции, к примеру, внутри дверного косяка. Чтобы устройство работало стандартным образом, требуется, чтобы его компоненты находились друг напротив друга.

Принцип действия

Принцип, на котором базируется функционирование извещателя магнитоконтактного — это способность магнита воздействовать на железо и иные магнитные металлы. Если дистанция между магнитом и контактами сокращается до определенной величина, то на них начинает оказывать влияние магнитная сила, в результате чего они либо сходятся, либо расходятся. Какой процесс имеет место, определяется конструкцией извещателя. Если же магнит удаляется на определенное расстояние, то процесс сменяется на противоположный. Контакты помещается внутри колбы из стекла и совмещают свойства магнитопровода, пружины и токопровода. При возрастании дистанции происходит  уменьшение энергии магнитного поля в геометрической прогрессии. Поэтому если такое расстояние между герконом и магнитом возрастет, поскольку дверь оказалась чуть открыта, то энергия магнитного поля существенно снизится, в результате чего она не будет в состоянии удерживать контакты вмести, и они разойдутся.

На видео: Как работает геркон? Как подключается?

Пять самых распространенных моделей герконов

• ИО 102-20 — это точечная модель, ее применяют, чтобы отслеживать положение ангарных ворот, контейнеров и иных объектов в плане их закрывания/открывания либо передвижение, об имевшем место событии поступает сигнал на панель контроля. Модель также можно применять в качестве концевого выключателя.
• Извещатели ИО 102-20 А2П ИБ, которые обладают маркировкой ОЕхiaIIBТ6Х устаналиваются внутри пространств, где существует опасность детонации, ихподключение производится посредством особой искробезопасной линии.
• ИО102-11М (СМК-3М) — это модель, которая рассчитана на установку внутри дверей и окон, они применяется в ловушечных устройствах, которые направляют сигнал на панель охраны. Замыкание контактов происходит, когда дистанция между элементами датчика не превышает 6 миллиметров, а размыкание наблюдается, когда этот показатель превышает 25 миллиметров. Сила тока до полуампера, а напряжение — до ста вольт.
• ИО-102-55 «Кенар» — это модель точечного типа, которая рассчитана на отслеживание того, была ли открыта дверь из алюминия или дерева либо иного аналогичного материала, в изделие встроена система, уберегающая его от саботажа. Контакты размыкаются при расстоянии 12 миллиметров, размыкаются при дистанции 45 миллиметров. Коммутируемая сила тока — 50 миллиампер, напряжения — 50вольт. Нормально-замкнутые контакты.
• ИО 102 2 — это устройство-геркон относится к кнопочным. Как магнит, так и геркон располагаются внутри того же корпуса, благодаря чему монтаж аппарата сравнительно несложен.
• EWD1 Eldes — это адресный магнитоконтактный извещатель, относимый к беспроводным, он функционирует аналогично прочим аппаратам, отслеживающим открывание/закрывание, его особенность в том, что тревожный сигнал он передает с помощью радиоволн. Чтобы определить адрес, необходимо отправить смску. Кроме того, на корпусе устройства присутствует тревожная кнопка. Диапазон частоты радиоволн — 866–869 мегагерц. Изделий способно работать автономно полтора года. Внутри закрытого пространства оно способно посылать радиосигнал на 30 метров, а на улице — на полтораста метра. Способен взаимодействовать с устройствами ELDES Wireless.

Советы по подбору системы

Решение по приобретению того или иного магнитоконтактного извещателя принимается с учетом нужд будущего пользователя из соображение безопасности. Так как датчики могут негативно сказаться на дизайне двери, их можно убрать внутрь как самой двери, так и ее косяка. С этой целью применяют извещатели врезные цилиндрической конфигурации. Если же система безопасности значительная по масштабам и весьма разветвленная, то имеет смысл использовать обладающие индикатором состояния датчики накладного типа. Если устройства размещаются только на определенный период либо существуют соображения неизменности интерьера, желательно ставить извещатели беспроводного типа. Число сенсоров может быть различным, оно определяется параметрами объекта, состояние которого отслеживается. Если люк либо дверь под наблюдением можно отогнуть, то аппараты нужно располагать либо на расстоянии 20 сантиметров друг от друга либо в комбинации с устройствами, отслеживающими вибрации. Если же они монтируются на изделия из металла, то с целью уменьшить рассеяние магнитного поля, имеет смысл создать зазор, который бы отделял магнит от прочего металла конструкции.

На видео: Обзор геркона с Aliexpress.

что это такое, назначение и область применения, разновидности

Содержание статьи:

Для быстроты реакции охранной, противопожарной системы, установок экстренного оповещения и контроля применяется герконовый датчик. Элемент выявляет состояние объекта, появление дыма, пыли, предотвращает несанкционированный доступ.

Что такое герконовый датчик

Герконы

Датчик геркон представляет собой прибор электромеханического типа. Он может размыкать и замыкать контакты при воздействии магнитного поля, создаваемого электрическим либо постоянным магнитом.

Расшифровка термина – герметичный контакт, что определяется его конструкцией. Прибор состоит из пары ферромагнитных пластинок, запаянных в капсулу из стекла. Резервуар заполняется инертным газом, азотом, иссушенным воздухом, имеет два выхода. Подобная колба предотвращает воздействие внешних факторов и повышает надежность прибора.

Для повышения коммутируемого напряжения оболочку вакуумируют.

Конструкция и внешний вид

Конструкция геркона

Внешний вид герконового выключателя – герметичная колба из стекла с магнитными контактами-сердечниками. Между ними имеется зазор. Элементы фиксируются сваркой с торцов оболочки и подключаются в сеть внешними частями. Сам датчик выглядит как поплавок и состоит из трех частей:

• стеклянная колба;
• контакт переключения;
• неподвижный контакт.

Благодаря прямоугольным контактам из ферромагнитной проволоки прибор может замыкать сеть. Тип покрытия контактных элементов зависит от мощности и габаритов изделия. Производители используют золото, родий, серебро или пермаллоевую проволоку.

Датчики с инертным газом или вакуумные модификации не подвергаются коррозии.

Классификация герконов

Принцип работы нормально-разомкнутого геркона

Герконовые переключатели подразделяются на виды по нескольким критериям.

Нормальное состояние контактов

Контакты бывают:

• замкнутые – размыкание цепи происходит посредством магнитного поля;
• переключаемые/бистабильные – один контакт замыкается при воздействии поля, другой – если его нет;
• разомкнутые – геркон срабатывает в момент образования магнитного поля.

Принцип действия нормально-замкнутого геркона

Модели с переключаемыми контактами имеют 3 вывода.

Конструкция

Срабатывание переключающего геркона

Существуют такие датчики:

• гильзовые – стеклянная оболочка заполняется инертным газом либо воздухом;
• ртутные – для улучшения коммутации, снижения сопротивления и устранения вибраций контакты покрываются ртутью.

Гильзовые герконы имеют сухие контакты.

Технические параметры

В зависимости от технических характеристик бывают:

• Геркотрон – герконовое реле с изоляцией высоковольтного типа. Работает в сети под напряжением 10-100 кВ.
• Газакон – модификация, которая запоминает положение контактов после выключения магнитного поля.
• Герксикон – реле, с помощью которого активируется сигнализация и оборудование мощностью до 3 кВт. Отличается повышенным током коммутации и дугогасительными контактами.

Устройства могут заменить электромеханическое реле.

Принцип работы

Упрощеное изображение конструкции герконового реле

Принцип работы герконового датчика основывается на размыкании или замыкании сети, где он стоит, под воздействием электромагнитного поля. Напряжение магнитного потока определяет положение контактов. Поле генерируется постоянным или электрическим магнитом.

Внутренние контакты прибора намагничиваются в момент попадания под действие силовой линии. Притягивание элементов осуществляется под действием, преодолевающим силу упругости. Так происходит замыкание цепи. При подключении линии к источнику питания ток протекает через устройство.

Это состояние длится до момента прекращения воздействия силовой линии. Контакты размыкаются без магнитного поля. Для повторного замыкания понадобится вновь генерировать поле.

Геркон – это малогабаритный переключатель, работающий от силового воздействия магнитного потока.

Параметры прибора

Технические характеристики основных типов герконовых выключателей

Тип оборудования, к которому относится магнитный герконовый датчик – релейный. Перед его покупкой стоит учитывать следующие характеристики:

• Время срабатывания. Зависит от времени реакции на появление магнитного поля и не превышает 2 мкс.
• Сила магнитного поля. Чувствительность зависит от ферромагнетика и габаритов.
• Мощность коммутации. Предел передаваемой через геркон энергии с учетом материала и сечения контактов.
• Предельное напряжение. Определяет амплитуду сигнала выдержки аппарата.
• Сопротивление замкнутых контактов. При меньшей величине теряется меньше сигнальной мощности.
• Допустимый температурный режим эксплуатации. Зависит от производителя, но чаще всего элемент работает при температуре от -60 до +120 градусов.
• Частота. Срабатывание происходит на частоте до 1 мГц.
• Количество циклов коммутации. Определяет число срабатываний.
• Емкость контактов. Зависит от дистанции между площадками в разомкнутом положении.
• Физические габариты. Горизонтальный баллон может иметь от 4 мм в длину.

Емкость контактов – паразитный критерий.

Преимущества и недостатки

Малогабаритный геркон рассчитан на ток аналогичный стандартному реле

К положительным факторам применения герконов относятся:

• отсутствие дребезжания у модификаций с ртутными выводами;
• надежность – датчик не сломается при падении и превышает показатели стандартного реле в 100 раз;
• отсутствие рисков обгорания контактов, расположенных в вакууме или инертном газе;
• малогабаритный датчик рассчитан на ток, аналогичный стандартному реле;
• наличие гальванической развязки – устройства подключаются к сети последовательно;
• коммутация слабых сигналов;
• большое количество включений без трения;
• эксплуатация без привязки к источнику электричества.

Низкая стоимость приборов обусловлена отсутствие драгоценных и тугоплавких металлов в контактах.

К минусам эксплуатации герконов относятся:

• большой вес в сравнении с реле с открытыми контактами;
• необходимость генерации магнитного поля;
• не всегда выдерживают удары и вибрации;
• необходимость защиты от внешнего магнитного поля;
• сложность вывода контактов из замкнутого состояния;
• ограниченная скорость срабатывания.

При воздействии большого тока происходит самопроизвольное размыкание контактов.

Подключение герконового датчика

Схема управления освещением в прихожей

В комплекте с поплавковым датчиком поставляется документация, регламентирующая процесс подключения. Пошагово работают так:

1. Узел для создания магнитного поля устанавливается на подвижную часть.
2. Геркон фиксируется на неподвижной части конструкции.
3. Замыкание цепи. Подвижная часть должна примыкать плотно для воздействия магнитным полем катушки на контакты.
4. Получение информации об исправности установки.
5. Уведомление о нарушении целостности. Катушка прекращает воздействовать на геркон.

Устанавливать датчики можно скрытым или наружным способом на конструкциях из стали или магнитопассивного типа.

Практическое использование в быту

Герконы используются для защиты клавишных синтезаторов и промышленных установок от взрывов, увеличения сроков работы оборудования. Детали управляют механизмами, а датчик уровня поплавковый нужен для замера жидкости в резервуаре.

Герконы ставятся в телевизионную аппаратуру, отображают открытие или закрытие створок. Приборы совместимы с компьютерными или охранными системами – оповещают, закрыта ли дверь, окно.

В электронных счетчиках тока имеются герконовые датчики.

Использование в охранных системах

Простая домашняя сигнализация

Особенность геркона, внедряемого в охранный комплекс – адаптированность к материалу основания. Такой прием исключает влияние магнитного поля конструкции на магнитное поле, нужное для срабатывания устройства.

Датчик работает по принципу магнитной защелки. Выключатель устанавливается на дверной короб, раму, а затем к нему подключается кабель. Открытый способ монтажа обеспечивает просматриваемость устройства, но повышает магнитное поле. Для скрытой установки подходят только чувствительные модификации, реагирующие на магнит. В противном случае существуют риски взлома.

Усиление защиты от несанкционированного проникновения

В стандартном исполнении геркон находится на раме, а магнит – на дверной или оконной створке. Закрытое положение конструкции обеспечивает максимальное приближение магнита к датчику. В момент открытия он удаляется, поэтому злоумышленники легко найдут места установки.

Для повышения защиты прибора используются:

• Скрытый прибор. Замыкает сигнализационную цепь в момент открытия створки. Минус технологии – открытие створки при помощи дополнительного магнита.
• Электрический магнит. Особенность электромагнитного замка с герконом – сложность подделки за счет случайной повторяемости сигналов. Защита также срабатывает при задержке импульса.

Для электромагнита нужно напряжение определенной длительности.

Нюансы применения герконов

Применение геркона с магнитом

Перед использованием или установкой герконового датчика нужно учитывать:

• Прибор не совместим с источниками ультразвука, т.к. изменяет электрические параметры.
• Магнитное поле влияет на особенности выключателя.
• При ударе инертный газ разбалтывается, баллон может лопнуть.
• Переключатель не коммутирует большой ток по причине малой мощности сердечника.

Герконы не подходят для подключения мощной техники.

Миниатюрный герконовый датчик отличается быстродействием и рассчитан на 4-5 млрд срабатываний. Прибор совместим с нагрузкой низковольтной сети и функционирует без привязки к источнику электроэнергии.

Что такое герконовый выключатель. Герконы. Виды и устройство. Особенности и принцип действия. Применения

Краткая история создания герконов

Коммутационные устройства или просто контакты очень широко применяются в различной электрической и радиотехнической аппаратуре. С целью улучшения эксплуатационных свойств, прежде всего срока службы и надежности соединения и были разработаны магнитоуправляемые герметизированные контакты
получившие название герконы
.

Первые образцы таких контактов появились еще в 30 — е годы прошлого столетия, а первый магнитоуправляемый контакт был изобретен еще в 1922 году в Петербурге профессором В. Коваленковым, за что ему было выдано авторское свидетельство СССР №466. Конструкция такого контакта показано на рисунке 1.

Устроен такой контакт следующим образом. К сердечнику 3 из магнитомягкого материала через изолирующие прокладки 5 прикреплены контакты 1 и 2, выполненные также из магнитомягкого материала. При пропускании тока через катушку 4 в сердечнике 3 возникает магнитное поле и намагничивает контакты 1 и 2, которые замыкаются. Размыкание контактов происходит при прекращении тока через катушку.

Рисунок 1. Магнитоуправляемый контакт профессора В. Коваленкова

По сути это был самый первый магнитоуправляемый контакт, только без герметизирующей оболочки. В герметизирующую оболочку подобный контакт был впервые помещен американским инженером W.B. Ellwood лишь в 1936 году. В семидесятых годах прошлого столетия герконы достигли своего максимального развития, и нашли широкое применение в различных устройствах электронной техники.

В настоящее время герконы используются менее интенсивно, поскольку их «вытеснили» . Но в некоторых случаях герконы остались вне конкуренции, что обусловлено простотой применения, гальванической развязкой от источника питания, свойствами «сухого контакта», поэтому герконы до сих пор применяются в различных схемах и устройствах.

В тех случаях, когда требуется высокая надежность и долговечность коммутирующего элемента герконы
просто незаменимы. Как составная часть герконы входят в конструкции различных датчиков, электромагнитных реле, особенно слаботочных, а также позиционных переключателей и некоторых других устройств.

Разновидности герконов

Так же, как и обычные контакты, герконы могут быть замыкающие (1 нормально — разомкнутый контакт), переключающие (1 переключающий контакт) и работающие на размыкание (1 нормально — замкнутый контакт). Это деление по функциональным признакам.

По признакам конструктивно — технологическим герконы делятся на две большие группы: с сухими контактами и с контактами ртутными. Первая разновидность так и называется сухими герконами, а вторая ртутными герконами. Собственно, в работе сухих герконов, по сравнению с обычными контактами, ничего особенного нет.

В ртутных герконах внутри герметичного стеклянного корпуса кроме контактов находится еще капелька ртути. Назначение этой ртутной капельки — смачивание контактов во время срабатывания для улучшения качества контакта за счет уменьшения переходного сопротивления, а кроме того для избавления от дребезга контактов.

Дребезгом называется вибрация контактов при замыкании и размыкании, что при однократном срабатывании приводит к многократной коммутации передаваемого сигнала, а кроме того к значительному увеличению времени срабатывания.

Представьте себе, что такой дребезг будет присутствовать во время переключения входного сигнала! В случае, когда такой дребезжащий контакт работает совместно с цифровыми микросхемами, приходится принимать меры по подавлению дребезга в виде RC — цепочек или .

Различные контакты, в том числе и герконовые, применяются и в , но в них дребезг контактов подавляется программным способом. Это также снижает быстродействие системы в целом.

Конструкция герконов

Конструкция различных типов герконов представлена на рисунке 2.

Рисунок 2
. Конструкция герконов

Все герконы представляют собой герметичный стеклянный баллон
, внутри которого находится контактная группа
. Контакты представляют собой магнитные сердечники, вваренные в торцы баллона. Наружные концы сердечников предназначены для подключения к внешней электрической цепи.

Наибольшее распространение получил геркон с контактной группой, работающей на замыкание
или, как показано на рисунке «разомкнутый». Каждый контакт — сердечник выполнен из ферромагнитной упругой проволоки, которая расплющена до прямоугольной формы. Для изготовления сердечников применяется пермаллоевая проволока диаметром 0,5 — 1,3 мм в зависимости от мощности геркона и, соответственно, его габаритов.

Непосредственно контактирующие поверхности покрыты благородным металлом, золотом, палладием, родием, серебром и сплавами на их основе. Такое покрытие не только уменьшает , но и способствует повышению коррозионной стойкости контактной поверхности.

Внутренне пространство баллона заполнено инертным газом (водородом, аргоном, азотом или их смесью) или просто вакуумировано, также способствует уменьшению коррозии контактов и повышению их надежности. При изготовлении сердечники располагают таким образом, чтобы между ними оставался зазор, кстати, определенного размера.

Рис. 3. Геркон

Принцип работы геркона

Для того, чтобы вызвать срабатывание контактной группы, необходимо вокруг геркона создать магнитное поле достаточной напряженности. При этом абсолютно не важно, как это поле будет создано, либо просто постоянным магнитом, либо электромагнитом. Силовые линии внешнего магнитного поля намагничивают внутренние контакты — сердечники геркона, в результате чего они преодолевают силы упругости, притягиваются и замыкают электрическую цепь.

В таком состоянии контакты будут находиться до тех пор, пока вокруг них есть магнитное поле достаточной напряженности: достаточно выключить электромагнит или убрать подальше обычный постоянный магнит, как контакты сразу разомкнутся. Следующее срабатывание контактов произойдет, когда магнитное поле появится вновь. Из всего сказанного можно сделать вывод, что контакты выполняют сразу три функции: упругих элементов (пружин), магнитопровода, и собственно проводящих контактов.

Несколько по-иному действует геркон, работающий на размыкание. Его магнитная система устроена так, что при воздействии магнитного поля контакты — сердечники намагничиваются одноименно, поэтому отталкиваются друг от друга, размыкая электрическую цепь.

У переключающего геркона один из трех контактов, как правило, нормально — замкнутый выполняется из металла немагнитного, а оба нормально — разомкнутых контакта из ферромагнитного, как было сказано чуть выше. Поэтому при воздействии на геркон магнитного поля нормально разомкнутые контакты просто замыкаются, а немагнитный нормально — замкнутый, оставаясь на своем первоначальном месте, размыкается.

Примечание. Нормально — разомкнутый контакт
, это который разомкнут при отсутствии управляющего воздействия, в данном случае магнитного поля. Соответственно нормально — замкнутый контакт
замкнут при отсутствии магнитного поля.

Конечно, магнитное поле присутствует всегда, например магнитное поле Земли. И нельзя, вроде бы, сказать про отсутствие магнитного поля совсем. Но магнитное поле Земли для срабатывания геркона недостаточно, поэтому им можно пренебречь и сказать об отсутствии магнитного поля, в данном случае внешнего.

Продолжение читайте в следующей статье.

Продолжение статьи:

Борис Аладышкин

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 обусловлены достоинства прибора по сравнению с обычными контактными группами. Принцип его работы крайне прост, и объясняется вкратце другим названием детали

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 августа 2020 г.

Если у вас есть портативный компьютер
или мобильный телефон, который открывается
как раскладушка, вы, наверное, заметили, что она чувствует, когда вы
открыть и закрыть и соответственно включить или выключить. Но как это
знать? Какой-то переключатель подключен к петле так
он может обнаружить движение открытия и закрытия? Если это то, что ты
думаю, ты прав как минимум наполовину! Подумайте об этом внимательнее и
вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом
способ — и, вероятно, весьма ненадежный: все эти открытия и закрытия
быстро изнашивает его.Таким образом, вместо этого многие ноутбуки и телефоны используют недорогие
и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается и выключается при воздействии магнита.
рядом, поблизости. Охранная сигнализация и
модели железных дорог тоже часто используют их. Рассмотрим подробнее
как они работают!

Фото: Типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычка) внутри стеклянной оболочки. Контакты пружинят вместе и соприкасаются, когда переключатель включен; они расходятся и прерывают цепь, когда переключатель находится в положении «выключено».«

Какую проблему решают герконы?

Фотография: выключатель, работающий от нажатия, замыкает цепь, когда вы его нажимаете; а
пружина заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец. Геркон
переключает ток таким же образом, но «толкающее давление» дает магнит вместо пальца.

Выключатель похож на подъемный мост в электрическом
цепь. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может
обтекать контур; при размыкании переключателя «мост»
вверх и ток не течет.Таким образом, цель переключателя — активировать или
отключать цепь в любое время по нашему выбору.

Большинство электрических переключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы управляем сами. Если
ты хочешь света в комнате, ты щелкаешь выключателем
на стене. Хотите посмотреть телевизор? Включите выключатель. Хотеть
слушать свой iPod? От себя
колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает
мощность. Но иногда нам нужны электрические и электронные
цепи, которые нужно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он
вызывает тревогу всякий раз, когда открывается дверь.Как это будет работать на практике? Вам понадобится электричество
контакты на обеих частях дверной коробки, поэтому, когда дверь открыта,
цепь будет разорвана, вызывая тревогу. Но подумайте, как сложно
это должно было сделать надежное электрическое соединение на дверной коробке.
Что, если вы закрасите его? Что, если он испачкался? И не было бы так очевидно
вору, что они могли бы легко вывести его из строя? Есть много
способы, которыми электрический контакт может быть отключен и
бесполезный. Здесь могут помочь герконы.

Что такое геркон?

Обычный выключатель имеет два электрических контакта, которые соединяют
вместе, когда вы нажимаете кнопку, и разрываются, когда вы ее отпускаете.
Кулисные переключатели на настенных светильниках (например, на фото вверху) сдвиньте два контакта вместе, когда
переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель
щелкает в другую сторону.

В типичном герконовом переключателе два контакта (которые выглядят как металлические герконы) сделаны из ферромагнитного
материал (что означает что-то такое же легкое намагничивание, как железо), покрытый прочным металлом, таким как родий или рутений (для обеспечения долгого срока службы при включении и выключении), и запечатанный внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной инертным газом (обычно азот), чтобы уберечь их от пыли и грязи.Иногда стекло имеет внешний кожух из пластика для еще большей защиты. Как правило, контакты изготавливаются из сплава никель-железо, который легко намагничивается (технически мы говорим, что он имеет высокую магнитную проницаемость), но не остается таким надолго (мы говорим, что он имеет низкую магнитную удерживающую способность). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения магнитного поля (мы говорим, что у них довольно небольшой гистерезис) — другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Обычно оба контакта перемещаются (а не только один), и они образуют плоскую параллельную область контакта друг с другом (а не просто касаются одной точки), потому что это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеет два ферромагнитных контакта, у некоторых есть один ферромагнитный контакт, а другой немагнитный, а у некоторых (например, оригинальный герконовый переключатель Элвуда, показанный в нижней части этой статьи) их три.

Фото: Другой вид моего язычкового переключателя, глядя на движущиеся контакты в их запечатанном стеклянном конверте. Обратите внимание, как контакт справа находится чуть выше контакта слева. Вы также можете видеть, что контакты намного шире, чем они выглядят на виде сбоку, показанном на верхнем фото.

Как работает геркон?

Герконы

бывают двух основных типов: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально замкнутые (нормально включены). Ключ к пониманию того, как они работают, — это осознать, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный мост : через них течет магнетизм, а также электричество.

Нормально открытый

Когда вы подносите магнит к геркону, весь переключатель фактически становится частью «магнитной цепи», включающей магнит (пунктирная линия на рисунке показывает часть магнитного поля).Два контакта геркона становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются. Неважно, какой конец магнита приближается первым: контакты по-прежнему поляризуются противоположным образом и притягиваются друг к другу. Такой геркон обычно разомкнут (НЕТ) (обычно выключен), если только рядом с ним не установлен магнит, когда он включается, позволяя току течь через него.

Уберите магнит, и контакты — сделанные из довольно жесткого и упругого металла — снова раздвинутся и вернутся в исходное положение.

Нормально закрытый

Вы также можете получить герконовые переключатели, которые работают противоположным образом: два контакта обычно защелкиваются вместе, а когда вы подносите магнит к переключателю, пружина расходится. Такие герконы называются нормально закрытыми (NC) (нормально включенными), поэтому большую часть времени через них проходит электричество. Самый простой способ сделать это — взять нормально разомкнутый переключатель и навсегда закрепить магнит на его стеклянном корпусе, перевернув его из открытого в закрытое состояние (как во втором кадре анимации нормально открытого состояния вверху).Весь этот блок (нормально разомкнутый геркон с прикрепленным магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконом. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем противоположной полярности, чем у первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, так что мы, по сути, получим то же самое, что и в первом кадре. нормально разомкнутой анимации: геркон с двумя раздвинутыми контактами.

На этих двух работах я сильно преувеличил движение контактов.Настоящие герконы имеют контакты, расстояние между которыми составляет всего несколько микрон (миллионных долей метра), что примерно в десять раз тоньше человеческого волоса, поэтому движение не видно невооруженным глазом. Не ожидайте увидеть движение лезвий, когда вы поднесете магнит близко!

Иллюстрации: Ключ к пониманию герконов — это осознание того, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической цепи: магнитное поле стержневого магнита проходит через герконовый переключатель. Это то что
делает его близким — и это то, что позволяет электричеству течь через него.Изображение магнитного поля взято с Wikimedia Commons.

Еще одна важная вещь, на которую мне нужно обратить внимание, это то, что герконы не просто включаются, когда магнит приближается, и выключаются, когда он удаляется (в случае нормально открытого / выключенного переключателя): они обычно включаются и выключается несколько раз по мере движения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут реагировать по-разному в зависимости от ориентации магнита (параллельна ли он переключателю или перпендикулярно), какой он формы (потому что, как мы все учили в школе, магниты разной формы создают вокруг себя разные модели магнитного поля) , и как он движется.Это действительно важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и что он двигается именно так, чтобы привести в действие ваш геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом движении магнита (а не три или четыре раза, что может дать ложные показания). Если вы используете геркон для сигнализации, вы не хотите, чтобы злоумышленник включил сигнализацию на одну секунду, а затем снова выключил ее через секунду, потому что вы поместили магнит не в то место!

Как на практике использовать герконы?

Фото: Некоторые мобильные телефоны с откидной крышкой, такие как этот, включаются и выключаются с помощью герконовых переключателей.В одной части корпуса находится магнит, а в другой — геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда корпус закрыт), и включается, когда геркон и магнит разделяются (когда корпус снова открывается).

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается раскладушка.
когда вы его открываете или закрываете. Имеет нормально замкнутый геркон в
нижняя часть корпуса (там, где находится клавиатура) и магнит в
верхняя часть (где экран).Когда телефон открыт, трость
переключатель и магнит относительно далеко друг от друга. Контакты на
герконовый переключатель сдвинут вместе, и мощность течет через
Телефон. Однако, если вы закроете корпус, вы повернете магнит близко к
геркон, и это раздвигает контакты внутри переключателя. Схема внутри
телефон распознает это и аккуратно отключает питание.

Читатели электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers,
используйте аналогичный трюк. Поместив их в защитную кожаную куртку, вы обнаружите
они выключаются автоматически, когда вы закрываете крышку — и снова включаются
когда вы его откроете.Никакого волшебства тут, конечно, нет: просто язычок в
угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части крышки (проверьте сами, держа рядом скрепку).

Фото: Упрощенная концепция охранной сигнализации: вы просто устанавливаете геркон (подключенный к цепи сигнализации) к одной части двери и магнит к другой части. Разделение двух вещей щелкает выключателем и вызывает тревогу.

Вы можете увидеть, как та же идея будет работать в дверях сейфа нашего банка: вы бы
просто поместите геркон на дверной коробке и магнит на
дверь.Открытие двери разделит магнит и трость
переключатель, в результате чего контакты переключателя пружинят вместе и срабатывают
будильник. Вы можете построить герконы внутри маленьких частей
пластик, так что их там даже не видно — идеально подходит для всех видов безопасности
Приложения.

Фото: коровы LEGO®, управляемые герконом. Фото любезно предоставлено Биллом Уордом,
опубликовано на Flickr
по лицензии Creative Commons.

Герконы можно использовать и по-другому.LEGO®
энтузиаст Билл Уорд, который руководит великолепным
Brickpile блог
(и страницу с фотографиями на Flickr), построил
эти гениальные роботизированные коровы для его модели
железная дорога. Когда поезд проезжает мимо, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проходит. Целый
вещь работает геркон. Головой каждой коровы управляет
небольшой электродвигатель, который подключен к цепи, в которой есть
нормально разомкнутый геркон. Геркон расположен рядом с
железнодорожный путь и небольшой магнит прикреплен к боковой части поезда.Когда поезд проезжает мимо геркона, магнит заставляет
замыкаются контакты и активирует цепь, которая включает
головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди такие изобретательные!

Есть сотни других, менее очевидных применений герконов. Некоторые датчики уровня жидкости в
стиральные машины
и посудомоечные машины используют плавающие магниты, которые подпрыгивают мимо герконов, чтобы выключить
клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконовые переключатели иногда также устанавливаются на вращающиеся руки
в посудомоечных машинах, чтобы определять, когда они застревают, и в термальных выключателях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня).Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконовые переключатели, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки поворачиваются, они заставляют геркон вращаться мимо магнита, генерируя импульсы тока. Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки и тем чаще герконовый переключатель включается и выключается. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует это для определения скорости ветра.

Изображение: Типичный расходомер с герконовым переключателем работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1), внутри которой установлено лопастное колесо (2).По мере того как жидкость течет, лопасть вращается и заставляет вращаться магнит (3). Вращающийся магнит размыкает геркон (4). Затем, когда он вращается и представляет свой противоположный полюс (5), магнит снова замыкает переключатель (6). Герконовый переключатель, попеременно открывающийся и замыкающийся, посылает в цепь импульсы электрического тока. Подсчитав скорость поступления импульсов, схема может измерить расход. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на застревание или закупорку.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в
Bell Laboratories, изобретенные там в середине 1930-х годов Уолтером Б. Элвудом , . Его первоначальная патентная заявка на электромагнитный переключатель была подана 27 июня 1940 года и официально предоставлена ​​2 декабря 1941 года. Прочитав патент Элвуда, очень легко узнать геркон, который все еще широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила К этому блоку применяются два магнитных элемента, которые образуют часть магнитной цепи… перемещаются вместе … поскольку внешняя магнитная сила действует, уменьшая воздушный зазор между двумя упомянутыми магнитными элементами «.

Изображение: оригинальный дизайн язычкового переключателя Уолтера Элвуда, взятый из патента США: 2264746: Электромагнитный переключатель. Это немного отличающаяся от приведенной выше конструкция, переключение между двумя разными цепями, при этом одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который переключается между ними при приближении магнита.Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальное изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. (Обратите внимание, что я немного раскрасил и упростил оригинал, чтобы облегчить восприятие.)

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования язычковых переключателей на неизменно превосходном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; Вот несколько примеров для начала:

Книги

• Датчик Arduino и Raspberry Pi
  Проекты Роберта Чина для злого гения.McGraw Hill, 2017. Некоторые из проектов, описанных в этой книге, включают подключение язычковых переключателей к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для сигнализации дверного зуммера с язычковым переключателем).
• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта.
  Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему хобби электроники. В главе 3 есть простое введение в герконы.
• Проекты Raspberry Pi Эндрю Робинсона и Майка Кука.
  John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает датчик двери с герконовым переключателем, подключенный к Raspberry Pi.
• Практическая электроника для изобретателей Пола Монка.
  McGraw-Hill, 2016. После того, как вы переварили MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
• Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Легкий для понимания (хотя и довольно сухой) учебник, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте эти для более глубоких технических подробностей:

• Патент США 2264746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент на герконовый переключатель Элвуда (как на фото выше).
• Патент США 3283274: кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 года. Более сложный дизайн.
• Патент США 4 038 620: Магнитный геркон, автор Б. Эдвард Шлезингер-младший и Чарли Дуэйн Маринер, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным язычком и одним немагнитным.
• Патент США 3 348 175: Нормально замкнутый геркон, Энтони Дж. Уилкис, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы создания нормально замкнутого переключателя.

Видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Баэнену из Comus Technology B.V. за предложения по улучшению этой статьи.

.

Что вам нужно знать

Основным преимуществом герконов является то, что они потребляют нулевую мощность, когда они замкнуты. Вот основы использования этих универсальных компонентов.

Предоставлено Standex Electronics, www.standexelectronics.com
Легко понять, почему герконовые датчики и реле являются хорошими вариантами для схем, в которых уделяется особое внимание энергоэффективности. Нормально замкнутые (форма B) герконовые датчики и герконовые реле потребляют нулевую мощность в своих нормально замкнутых состояниях.Реле с защелкой потребляет минимальную мощность при «настройке» или «сбросе» состояний контактов (бистабильное). Точно так же герконовые переключатели и датчики (бистабильные) с фиксацией используют простое движение постоянного магнита для изменения состояния герконов — при этом не требуется электроэнергия.

Геркон, форма А

Герконы нормально разомкнуты. Это обычно называется однополюсным нормально разомкнутым, однополюсным однополюсным (SPST) или формой A. Два вывода герконового переключателя являются ферромагнитными и герметично закрыты в стеклянной капсуле.
Контакты в нормально разомкнутом герконе замыкаются в присутствии магнитного поля. Контакты остаются закрытыми, пока сохраняется магнитное поле. Контакты размыкаются после снятия магнитного поля. Таким образом, если магнитное поле исходит от электромагнита, энергия расходуется все время, пока контакты замкнуты. Это делает закрытое состояние далеко не идеальным с точки зрения энергопотребления.

Геркон Form C

Другой тип герконового переключателя — это однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT) или герконовый переключатель формы C.Он имеет один общий вывод, нормально разомкнутый и нормально замкнутый. При отсутствии магнитного поля общий контакт поддерживает соединение с нормально замкнутым контактом. Герконовый переключатель не потребляет питание в нормально замкнутом состоянии. При приложении магнитного поля общий язычковый элемент переключается с нормально замкнутого на нормально разомкнутый контакт. После снятия магнитного поля общий контакт возвращается к нормально замкнутому контакту.

Нормально замкнутый (Форма B) геркон и датчик

Напомним, что естественное состояние язычкового переключателя — нормально разомкнутый.Его можно превратить в нормально замкнутый переключатель, приложив постоянный магнит с полем, достаточно сильным, чтобы замкнуть герконы. Этот смещающий магнит должен быть больше поля втягивания или рабочего поля, которое замыкает контакты в нормально разомкнутом состоянии.
Полярность магнита не имеет значения. Но для размыкания контактов необходимо поднести к смещающему магниту более сильный постоянный магнит с противоположной полярностью.

Нормально замкнутые (форма B) герконовые реле

Для многих приложений требуются переключающие контакты, которые замкнуты на длительное время и размыкаются только при возникновении неисправности.Нормально замкнутое герконовое реле (форма B) было разработано как раз для такой ситуации. Он имеет смещающий магнит, поэтому в закрытом положении катушка реле не потребляет питание. При подаче питания на катушку смещающий магнит нейтрализует размыкание контактов.

Последовательность формы B

Может быть полезно просмотреть пошаговую последовательность работы герконового реле формы B. На соседнем графике показана последовательность для геркона, имеющего поле срабатывания (втягивания) 4 мТл и поле отпускания (отпускание) 2 мТл.Смещающий магнит имеет поле 5 мТл, падающее на геркон. Эта напряженность поля превышает точку включения геркона, поэтому контакты замыкаются (точка 1). Затем катушка прикладывает противодействующее магнитное поле 4 мТл. Чистый результат двух магнитных полей составляет 1 мТл. Эта чистая напряженность поля ниже падения геркона, что приводит к размыканию контактов (точка 2). Наконец, катушка выключается, и контакты замыкаются, потому что напряженность магнитного поля возвращается к 5 мТл (точка 3).
Полярность напряжения катушки, приложенного к реле формы B, определяет магнитную полярность катушки. Эта полярность напряжения определяется конструкцией, и полярность указывается на реле. Реле выйдет из строя, если увидит обратную полярность напряжения.
Кроме того, приложение напряжения выше указанного номинального напряжения может вызвать повторное замыкание контактов. Как правило, напряжение повторного включения указано на 50% выше номинального. По сути, это означает, что подача напряжения более 7,5 В для реле формы B с номинальным напряжением 5 В может вызвать АПВ.Если это вызывает беспокойство, разработчики реле могут настроить магнитную конструкцию для повышения заданного напряжения повторного включения.

Герконовые реле / ​​герконовые датчики

График точек срабатывания (втягивания) и отпускания (отпускания) в миллиТесла, показывающий гистерезис.

Геркон с фиксацией / язычковый датчик по определению может находиться в двух состояниях — в разблокированном / открытом состоянии или в заблокированном / закрытом состоянии. Для удержания язычкового переключателя в любом состоянии не требуется питания.
Блокировка возможна из-за естественного гистерезиса между точками срабатывания (втягивания) и отпускания (отпускания) геркона.Чем выше точка срабатывания, тем больше гистерезис. Чем больше гистерезис, тем легче установить точки фиксации и разблокировки с точки зрения конструкции. Постоянный магнит необходим для смещения геркона, позволяя ему работать в режиме фиксации.

Реле с защелкой

Геркон с защелкой использует геркон формы А в сочетании с постоянным магнитом. Геркон может быть зафиксирован в нормально открытом состоянии или в нормально закрытом состоянии. Его состояние зависит от

Геркон с фиксацией использует переключатель формы A, магнитно смещенный постоянным магнитом, а также катушки фиксации и разблокировки.Магнитный импульс, генерируемый одной или другой катушкой, защелкивает и размыкает реле.

магнитное поле, которое он испытал последним. Применение правильной магнитной полярности к разомкнутым контактам изменит их в замкнутое состояние. Геркон останется в замкнутом состоянии до тех пор, пока не будет подан другой магнитный импульс с противоположной магнитной полярностью.
Для импульсных катушек герконовых реле требуется незначительная мощность. Обычно импульса длительностью 2 мс при номинальном напряжении реле достаточно, чтобы изменить состояние контактов реле.Таким образом, потребляемая мощность при замыкании и размыкании контактов реле минимальна и производит минимальный нагрев.

Последовательность фиксации и разблокировки

Для лучшего понимания фиксации и разблокировки рассмотрим работу геркона, у которого есть точка срабатывания (замыкание контакта) при приложении поля 4 мТл и точка размыкания (контакты разомкнуты) на 2

Для данного герконового переключателя, имеющего втягивание 4 мТл и отпускание 2 мТл, полный цикл представлен в пяти этапах, показывающих, как он может быть зафиксирован и разблокирован.

мТл или ниже. Предположим, что смещающий магнит имеет напряженность магнитного поля 3 мТл. На следующем рисунке мы последовательно выбрали полный рабочий цикл, показывая все рабочие состояния. Как можно видеть, точки втягивания и отпускания остаются постоянными и выглядят как постоянные линии.
Пять ступеней и состояние контакта геркона:

Stage 1 : Здесь смещенное магнитное поле (BMF), которое всегда присутствует и приложено к герконовому переключателю, показано на уровне 3 мТл.Контакты открыты.
Этап 2 : Внешнее магнитное поле (ЭДС) от катушки или постоянного магнита прикладывается, создавая магнитное поле 2 мТл, которое добавляется к полю смещающего магнита. Комбинация двух полей создает магнитное поле, приложенное к геркону, на уровне 5 мТл, превышая уровень 4 мТл, и замыкает контакты.
Этап 3 : Теперь ЭДС удаляется, остается только BMF. Но напряженность поля все еще выше допустимого уровня, поэтому контакты остаются замкнутыми.
Стадия 4 : ЭДС снова применяется, но на этот раз поле противодействует BMF, уменьшая чистую напряженность магнитного поля до 1 мТл. Поле net находится ниже уровня отключения, и контакты разомкнуты.
Этап 5 : Противодействующая ЭДС удаляется, остается только BMF, а герконы остаются в разомкнутом состоянии.
Цикл может быть выполнен с использованием двух катушек или путем изменения полярности одной катушки. Первый вариант стоит дороже, потому что здесь две катушки; в последнем случае требуется больше схем для изменения полярности при каждом изменении состояния контакта.

Использование герконов с защелкой

Геркон с фиксацией работает аналогичным образом. Однако вместо катушки используется другой постоянный магнит с другой полярностью. Здесь контакты остаются закрытыми при удалении постоянного магнита. Они остаются закрытыми до тех пор, пока постоянный магнит с полярностью, противоположной смещающему магниту, не приблизится к язычку. Постоянный магнит не потребляет электроэнергии, поэтому нет необходимости в источниках питания, электронике и схемах синхронизации. Как и в случае герконов с защелкой, для изменения состояния контактов можно использовать один или два магнита.

• Использование одного магнита : Как только постоянный магнит приближается к геркону, контакты замыкаются. Когда постоянный магнит извлекается, контакты остаются замкнутыми. Затем необходимо повернуть постоянный магнит, изменив его магнитную полярность. Когда он снова приближается к язычку и смещающему магниту, он размыкает контакты.

• Использование двух магнитов : для фиксации один магнит приближается с одного направления для замыкания контактов, а затем удаляется.Для разблокировки противоположный магнит приближается с другого направления, показывая противоположную полярность, и тем самым размыкает контакты. Это действие может происходить несколькими способами в зависимости от типа движения, требуемого приложению.

Герконовые переключатели с фиксацией могут потребовать точной балансировки магнитной системы, особенно когда поблизости находятся ферромагнитные материалы. Часто бывает полезно работать с разработчиками компонентов, потому что есть много способов выполнить фиксацию. При определенных обстоятельствах прикладные инженеры часто могут предложить профессиональные, простые и экономичные подходы.

Подводя итог, герконовые датчики или герконовые реле формы B могут быть лучшим вариантом, когда предполагается, что контакты будут замкнуты в течение длительного времени. Когда учитывается потребление энергии как в открытом, так и в закрытом состоянии, лучше всего подойдут герконовый переключатель с фиксацией или герконовое реле с фиксацией. Герконовый переключатель с фиксацией — единственная сенсорная технология, которая не требует питания для работы и размыкания контактов. С ростом спроса на компоненты с низким энергопотреблением герконовый переключатель с фиксацией или нормально замкнутым контактом может быть преимуществом.

.

Что такое герконовое реле и герконовый переключатель »Примечания по электронике

Герконовое реле — это тип реле, в котором электромагнит воздействует непосредственно на герконовый контакт герконового переключателя, заключенного в стеклянную оболочку, обычно сводя язычки вместе, чтобы войти в контакт, когда электромагнит находится под напряжением.

Технология реле включает:
Основы реле
Герконовое реле
Характеристики герконового реле
Цепи реле
Твердотельное реле

Герконовые реле и герконовые переключатели используются во многих областях, где требуются более мелкие и быстродействующие реле в электронной или электрической цепи.

Реле

герконовые маленькие и быстродействующие; для их приведения в действие требуется гораздо более низкий уровень мощности, чем для других традиционных типов реле, и в результате они находят множество применений в различных формах электронных схем.

В дополнение к этому, герконовые реле или герконовые переключатели могут быть намного меньше традиционных форм реле, хотя их токи меньше, но во многих случаях они по-прежнему являются привлекательными.

Еще одним преимуществом герконовых реле является то, что они могут предложить более высокий уровень надежности, чем другие реле, благодаря своей простоте и небольшому количеству движущихся частей, но, будучи механическими, они не всегда так надежны, как полностью твердотельные реле и переключатели.

Разработка герконового переключателя и герконового реле

Идея герконов впервые была предложена в 1922 году профессором Ленинградского электротехнического университета В. Коваленковым. Он предложил идею так называемого контакта с магнитным управлением, который переключается под действием магнитного поля.

Следующие разработки произошли примерно в 1936 году, когда в США Bell Telephone Laboratories приступила к исследованиям герконов с целью использования их в телефонных станциях и т. Д.

К 1938 году экспериментальный переключатель использовался для переключения центрального проводника в коаксиальном кабеле, а два года спустя, в 1940 году, были доступны первые серийные устройства.

Дальнейшее использование этих устройств начало проявляться в 1950-х годах, когда герконовые реле, то есть герконовые переключатели с соответствующими электромагнитными катушками, начали использоваться для автоматически управляемых обменов. Эти герконовые реле обеспечивали значительно более высокий уровень надежности, чем их аналоги с электромеханическими реле, а также они были быстрее, меньше по размеру и требовали меньшего тока.

В 1963 году компания Bell Telephone представила свою первую АТС на основе герконового реле, и в последующие годы использование этой технологии для телефонных станций увеличилось.

С появлением герконовых переключателей и герконовых реле их начали использовать во множестве других приложений. Переключатели могут использоваться вместе с небольшими магнитами для различных приложений определения положения, а также для использования в матричных переключателях для испытаний и измерений. В дополнение к этому герконовые переключатели и реле использовались во множестве других приложений.

Что такое герконовое реле из

Основой любого герконового реле является сам герконовый переключатель — это основной элемент герконового реле. Герконовый переключатель состоит из двух герконовых контактов, обычно сделанных из никель-железа, а затем покрытых материалами для обеспечения максимального срока службы устройства.

Контакты герконового переключателя перекрываются, поэтому при замыкании контактируют друг с другом. Обычно расстояние в открытом состоянии составляет от 0,05 до 1 мм. Чем больше расстояние, тем больше выдерживается напряжение.

Небольшие промежутки между контактами обеспечивают очень высокую скорость переключения, часто от полмиллисекунды до нескольких миллисекунд в зависимости от фактического размера и т. Д. Контактов.

Часто содержание никеля и железа составляет около 52% никеля. Используемые тростниковые контактные материалы включают рутений, родий и иногда иридий, а в случае высоких напряжений — вольфрам или молибден. Часто родий обычно наносят гальваническим способом на язычковый элемент, тогда как рутений обычно распыляют.Было также очень мало язычковых переключателей, в которых использовалось золото, часто для аудио, но низкая температура плавления золота означала, что они раньше прилипали, и в наши дни их не видно.

Внутренний узел геркона

Узел окружен стеклянной оболочкой, обеспечивающей герметичное уплотнение для предотвращения проникновения влаги и других загрязнений. Большинство герконовых реле и герконов заключено в стеклянную трубку — отдельные трубки вырезаны из гораздо более длинной трубки. Отдельные трубки для каждого язычкового переключателя оплавлены с обоих концов, чтобы обеспечить герметичное уплотнение.

Обычно стеклянная оболочка заполняется средой для предотвращения износа, окисления и лучшего гашения любых искр. Обычно используется азот, который может содержать следы гелия. Для высоковольтных язычков можно использовать вакуум.

Поскольку контакты не скользят друг по другу, чистка отсутствует, а точечная коррозия имеет тенденцию к постепенному нарастанию. Чтобы уменьшить это насколько возможно, очень важна чистота окружающей среды внутри стекла. Также необходимо поддерживать инертный газ внутри оболочки.Важно обеспечить сохранение уплотнения вокруг стекла, и в результате участки язычковых контактов, которые контактируют со стеклом, иногда покрываются материалами, которые обеспечивают лучшее уплотнение, чем никелевый сплав, используемый для язычков. Другой подход — окись тростника в его области.

Как работает герконовое реле

Герконовое реле работает очень просто. Он работает, помещая магнитное поле рядом с контактами геркона.Это приводит к тому, что каждый язычок становится магнитно ориентированным, так что два конца язычка притягиваются друг к другу и перемещаются вместе, замыкая контакт.

В условиях отсутствия магнитного поля два контакта не будут иметь магнитной ориентации, и пружинная нагрузка в контактах будет разделять их.

В качестве магнитного поля для этого объяснения показан стержневой магнит, и хотя он обычно не используется, он будет работать хорошо.

По мере приближения магнитов к герконовым контактам, которые изготовлены из магнитного материала, обычно из никелевого железа, это начинает магнитно ориентировать два герконовых контакта реле.В одном контакте появится северный полюс, а в другом — южный.

Основные операции геркон

По мере того, как магнитное поле вблизи контактов увеличивается, увеличивается и сила намагничивания контактов. В конце концов достигается момент, когда магнитное притяжение начинает преодолевать пружину в контактах. По мере приближения контактов сила притяжения постепенно увеличивается, и в конечном итоге устанавливается прочный контакт.

Однако скорость, с которой контакты герконового переключателя сближаются, означает, что
точки контакта сталкиваются со значительной энергией, так что они отскакивают, снова сталкиваются и т. д. на время, вызывая явление, называемое отскоком контакта.

Способ отскока контактов во многом зависит от размера геркона, веса контактных элементов, их эластичности и т. Д. Очевидно, что период отскока значительно увеличивает износ контактных элементов. Скачок контакта может вызвать возникновение дуги, если передается ток, особенно если в коммутируемой цепи присутствует емкостной или индуктивный элемент. Даже при переключении малых токов для таких элементов, как КМОП или другие схемы, емкостный элемент, вносимый развязывающими конденсаторами в цепи, может вызвать очень высокие переходные токи, которые могут значительно сократить срок службы контактов.

Контакт между двумя язычками переключателя при достаточно близком приближении магнита

Когда внешнее магнитное поле снимается, намагниченность никелевого железа также снимается. Это приведет к исчезновению магнитного притяжения между двумя контактами, и пружина в контактах раздвинет контакт.

Вместо использования стержневого магнита, как показано в целях объяснения, обычно используется катушка — эта сборка затем становится целым герконовым реле, т.е.е. герконовое реле — герконовый переключатель с катушкой срабатывания. Вся сборка — герконовое реле.

По мере прохождения тока через катушку создается магнитное поле, контакты намагничиваются и притягиваются друг к другу. По мере увеличения поля достигается точка замыкания контактов. Удаление тока удаляет поле, и контакты размыкаются.

Конструкция герконового реле, управляемого катушкой.

Использование катушки имеет то преимущество, что она может приводиться в действие электронной схемой, что позволяет управлять контактами герконового реле или переключать их с помощью внешнего электронного стимула.Таким образом, небольшой ток может контролировать гораздо больший ток, протекающий через герконы.

Герконовое реле экранирующее

Одна из проблем, которые могут возникнуть с герконовыми реле, заключается в наличии магнитной связи с катушкой. Каждый узел герконового реле будет иметь соответствующее магнитное поле, выходящее за пределы механических ограничений самого реле.

Магнитное поле, связанное с герконовым реле

Если магнитное поле не сдерживается, то поле от соседнего реле или реле может противодействовать полю внутри рассматриваемого реле.Стрелки на поле, проходящие через центр катушки, направлены не так, как внешние. Поскольку на внутреннее поле катушки будет влиять внешнее поле соседнего реле, можно понять, что они противостоят друг другу.

Примеры герконовых реле с внешними магнитными экранами и без них

Эффект подавления поля снижает чувствительность, требуя более высокого напряжения для обеспечения надежного переключения. Для реле с плотной упаковкой увеличение напряжения на обмотке от 30 до 40% не будет необоснованным, и это может превысить номинальные значения реле, а также привести к чрезмерному рассеиванию тепла.

Плохое экранирование также может привести к чрезмерному наводке в других цепях, и это может повлиять на характеристики ЭМС.

Чтобы решить эту проблему, герконовые реле обычно имеют экран из черного металла. Идеальные свойства экрана заключаются в том, чтобы он имел высокую проницаемость и очень низкий магнитный остаток. Экран концентрирует магнитное поле, что повышает эффективность реле и позволяет размещать устройства близко друг к другу.

Экран из черного металла, используемый для сдерживания магнитного поля

Преимущества и недостатки герконового реле

Герконовые реле

обладают множеством преимуществ и могут быть эффективно использованы в различных ситуациях.Как и во многих других технологиях, необходимо найти баланс между преимуществами и недостатками, чтобы определить их применимость в любой конкретной ситуации.

Преимущества герконового реле

• Небольшой размер, некоторые подходят для пакетов SIL, DIL и т.д. или даже меньше
• Высокая скорость переключения
• Обеспечьте полную изоляцию между коммутируемым током и коммутируемой цепью

Недостатки герконового реле

• Как правило, низкий ток, т.е.е. не подходит для очень высоких токов
• Не так быстро, как некоторые твердотельные переключатели, хотя во многих твердотельных переключателях используются медленные оптоизоляторы
• В качестве электромеханических устройств они изнашиваются в процессе эксплуатации, особенно контакты.

Реле

Reed — очень надежная форма реле, которую можно использовать в различных областях. Часто они используются в коммутационных матрицах, где требуется полная изоляция и низкое контактное сопротивление.

Их сравнительно небольшой размер и тот факт, что эти реле часто содержатся в небольших корпусах, некоторые из которых имеют размер двухлинейных корпусов ИС или даже меньше, означает, что они просты в использовании, удобны и достаточно малы для использования практически в любая электронная схема.

Другие электронные компоненты:
Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
Полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле

Вернуться в меню «Компоненты». . .

.

Механизмы: Геркон | Hackaday

Куда бы вы ни пошли, поблизости есть язычковый переключатель, который тихо работает. Герконовые переключатели настолько распространены, что вы, вероятно, никогда не находитесь дальше нескольких футов от них в любой момент времени, особенно дома или в машине. Они могут быть на ваших дверях и окнах как часть системы охранной сигнализации. Они не дают вашей стиральной машине работать, когда крышка открыта, и переводят ваш ноутбук в спящий режим, когда вы закрываете крышку.Они знают, достаточно ли в машине тормозной жидкости и пристегнут ли ваш ремень безопасности.

Герконовые переключатели — это интересные устройства с множеством бытовых и промышленных применений. Мы называем их переключателями, но они тоже датчики. Фактически, они выполняют только работу переключателя, когда чувствуют магнитное поле. Они могут переключать переменный или постоянный ток при низком и высоком напряжении, но для работы им не требуется электричество. Поскольку они закрыты стеклом, они невосприимчивы к грязи, пыли, коррозии, перепадам температуры и взрывоопасным средам.Они дешевы, долговечны и в слаботочных приложениях могут прослужить около миллиарда срабатываний.

Самый простой тип геркона. Через Википедию

Что такое геркон?

Простейший геркон состоит из двух тонких ферромагнитных контактов, подвешенных в осевом направлении внутри стеклянной трубки. Трубка заполнена инертным газом, обычно азотом, и герметично закрыта на концах. Рабочие концы язычков покрыты немагнитным материалом, таким как иридий или вольфрам, для увеличения прочности и долговечности.

Концы тростника слегка перекрывают друг друга с небольшим зазором между ними. Когда постоянный магнит или активная электромагнитная катушка приближается к стеклянному корпусу, магнитное поле заставляет язычки притягиваться и касаться, замыкая цепь. Когда магнит удаляется, гибкие язычки разрываются и снова размыкают цепь.

Патентные чертежи Элвуда. Общественное достояние через Википедию

Это пришло из Bell Labs

Геркон был запатентован в 1941 году Уолтером Б. Эллвудом, инженером Bell Labs.Эллвуд хотел разработать дешевый и легко заменяемый релейный блок для коммутации телекоммуникационного трафика, какой-то простой коммутатор, способный выдержать интенсивное использование.

Устройство, изображенное на патенте Эллвуда, лишь немного отличается от герконов, существующих сегодня. В его конструкции активирующий язычок на одном конце колеблется между магнитным язычком и немагнитным язычком на другом, и эти два язычка разделены физическим изолятором.

В течение следующих 40 лет или около того телефонные коммутаторы Bell System и TXE будут использовать миллионы герконовых реле, сначала в качестве модулей памяти, а затем в быстрых конфигурациях с перекрестными перемычками, которые оставят старые переключатели в пыли.Цифровые телефонные станции с тех пор вывели из строя миллионы тростниковых реле, но универсальное изобретение Эллвуда быстро распространилось на многие другие отрасли, такие как товары для дома.

Старый погрузчик с верхней загрузкой. Via Giphy

Камышовый дом

Большинство функций герконовых переключателей связаны с считыванием или подсчетом импульсов, и в среднем бытовом приборе происходит и то, и другое. Любая система, которая требует измерения уровня жидкости или знания положения частей, вероятно, использует для этого герконовый переключатель.Рассмотрим стиральную машину, которая выполняет все эти функции. Когда вы начинаете загрузку белья, бак наполняется водой для цикла стирки. Количество воды, которое ему нужно, будет каждый раз разным, в зависимости от того, что вы стираете и в каком количестве. Вместо того, чтобы закачивать определенное количество воды (и, возможно, переполнять ванну), есть язычковый переключатель в верхней части и плавающий магнит, который перемещает прилив, чтобы встретить его и перекрыть воду.

Итак, у вас начался груз, но на лестнице есть носок, который, должно быть, выпал из корзины.Вы поднимаете крышку, и машина сразу перестает наполняться водой. Почему? Из-за другого геркона. Он работает, обнаруживая магнит, встроенный в крышку. Поднятие крышки снимает магнитное поле, поэтому машина останавливается, пока вы не вставите носок и не закроете крышку. Еще один герконовый переключатель используется для измерения скорости барабана, принимая импульсы от магнита, прикрепленного к баку.

Геркон, сделанный своими руками. Через Hackaday

Герконовые переключатели Forever

Герконовые переключатели

имеют довольно солидную родословную долговечности и надежности.Тем не менее, они были заменены датчиками на эффекте Холла в ситуациях, требующих более высокой степени точности. Датчики на эффекте Холла работают быстрее, чем герконы, потому что они твердотельные устройства — не нужно ждать эти несколько миллисекунд, пока магнитное поле преодолеет инерцию.

Обратной стороной датчиков Холла является то, что для работы им требуется постоянное питание. Это потому, что они должны быть готовы в любое время ощущать присутствие магнитного поля. Они также привередливы к положению магнита и не зарегистрируют эффект Холла, если магнит настроен неправильно.

Герконы будут использоваться до тех пор, пока существует потребность в простых бесконтактных переключателях. Нет никого под рукой? Вы можете построить его за несколько минут, используя немного меди, немного магнитной проволоки и, конечно же, магнита.

.