Kaj je reed senzor in kje se uporablja?

Noben sodoben sistem varnosti, nadzora, gašenja požara, opozarjanja v sili ne more delovati brez uporabe senzorjev, ki ga povezujejo z zunanjim svetom. Senzorji zaznavajo prisotnost dima, prahu v zraku, premikanje predmetov in številne druge spremembe.

Reed senzor se zaradi svoje zanesljivosti še vedno uporablja v mnogih tovrstnih sistemih.

Kaj je reed stikalo

Reed stikalo je elektromehanska naprava, ki zapira ali odpira električne kontakte pod vplivom magnetnega polja, ki ga ustvarja elektromagnet ali trajni magnet.

Izraz "reed stikalo" pomeni hermetični kontakt. To je posledica njegove zasnove. Sestavljen je iz dveh feromagnetnih plošč, zaprtih v stekleni kapsuli z dvema izhodnima kontaktoma in napolnjenih z inertnim plinom. Takšna lupina zmanjša vpliv na okolje in zagotavlja zanesljivo delovanje naprave.

Bučka lahko vsebuje dušik, posušen zrak ali drug inertni plin. Prav tako se lahko ves plin izčrpa iz bučke v vakuumsko stanje. S tem dosežemo povečanje stopnje preklopne napetosti.

Namen in obseg

Reed senzorji, kljub zamenjavi s Hallovimi senzorji, se še vedno uporabljajo v številnih napravah in sistemih:

1. Klaviature za sintetizatorje in industrijsko opremo. Zasnova senzorjev odpravlja možnost iskre. Zato se uporabljajo predvsem v proizvodnji eksplozivov, kjer so prisotni gorljivi hlapi ali prah.
2. Gospodinjski števci.
3. Avtomatski sistemi za varnost in nadzor položaja.
4. Oprema, ki deluje pod vodo ali v pogojih visoke vlažnosti.
5. Telekomunikacijski sistemi.
6. Medicinska oprema.

V varnostnih sistemih se uporabljajo naprave, sestavljene iz trstičnega stikala in magneta. Poročajo o odpiranju ali zapiranju vrat.

Uporabljajo se tudi releji releja, sestavljeni iz kontaktnega senzorja in navitja žice. Tak sistem ima nekaj prednosti: preprostost, kompaktnost, odpornost na vlago in odsotnost gibljivih delov.

Reed stikala se uporabljajo tudi na posebnih območjih - to so zaščitni mehanizmi pred preobremenitvami in kratkimi stiki visokonapetostnih in radijskih električnih instalacij. Prav tako so to zmogljivi radarji, laserji, radijski oddajniki in druga oprema, ki deluje pod napetostjo do 100 kV.

Sorte

Glede na normalno stanje kontaktov so naprave razdeljene na:

• zaprto - vezje se odpre pod vplivom magnetnega polja;
• preklopni - pod vplivom polja je en kontakt zaprt, v odsotnosti polja pa drugi;
• odprto - delovanje trstičnega stikala se pojavi, ko se pojavi magnetno polje.

Glede na zasnovo so senzorji:

• plin - stekleni rokav je napolnjen s suhim zrakom ali inertnim plinom;
• živo srebro - na kontaktih se dodatno nanese živo srebro, ki pomaga izboljšati preklapljanje, zmanjša upor in odstrani vibracije zaprtih plošč.

Po tehničnih značilnostih so trstična stikala razdeljena na:

1. Reed stikala.
2. Gazakon je naprava, ki ima pomnilniško funkcijo. To pomeni, da se položaj kontaktov shrani po izklopu magnetnega polja.
3. Herkotroni so releji z visokonapetostno izolacijo. Zasnovan za delovanje v napravah z napetostjo od 10 do 100 kV.
4. Gersikon je rele, zasnovan za krmiljenje opreme in avtomatizacije z močjo do 3 kW. Za zasnovo je značilen povečan preklopni tok in prisotnost obločnih kontaktov.

Zaradi različnih oblik se trstična stikala še naprej uporabljajo na številnih področjih.

Načelo delovanja

Reed stikalo je načeloma podobno stikalu. Rele je sestavljen iz para prevodnih jeder z režo med njimi. Hermetično so zaprti v stekleni bučki z inertnim medijem, ki izključuje proces oksidacije.

Krmilno navitje je nameščeno okoli žarnice, ki se napaja z enosmernim tokom. Ko se uporabi napajanje, navitje ustvari magnetno polje, ki deluje na jedra in vodi do zaprtja stikov med seboj.

Ko je tuljava odklopljena od napajanja, magnetni tok izgine in kontakti se odprejo z vzmeti.Zanesljivost je zagotovljena z odsotnostjo trenja med kontakti, ki pa delujejo kot prevodnik, vzmet in magnetno vezje.

Značilnost reed stikala je, da na vzmeti releja v mirovanju ne delujejo sile. To jim omogoča, da zaprejo stik v delčku sekunde.

Uporabite lahko tudi trajne magnete. Takšne naprave se imenujejo polarizirane.

Običajno zaprte naprave imajo drugačno načelo delovanja. Pod vplivom elektromagnetne sile sistem magnetov napolni jedra z enim potencialom, zaradi česar se medsebojno odbijajo in odprejo vezje.

Preklopna reed stikala so sestavljena iz treh kontaktov. Eden od njih je nameščen trajno in ni magnetiziran, druga 2 sta izdelana iz feromagnetne zlitine. Ko se uporabi magnetno polje, se par odprtih kontaktov zapre in odpre par z nemagnetnim kontaktom.

Priključek Reed senzorja

Dokumentacija, priložena senzorjem, ponuja izčrpne informacije o tem, kako priključiti reed stikalo.

Za delovanje in varnost senzorja je del releja, ki ustvarja magnetno polje, nameščen na gibljivem delu konstrukcije. Samo reed stikalo je pritrjeno na trajno nameščen element konstrukcije ali zgradbe.

Premični del se tesno prilega in deluje z magnetnim poljem tuljave na kontaktno omrežje trstičnega stikala in s tem zapre električni tokokrog. Sistemski senzor obvešča o pravilnem delovanju sistema. Takoj, ko tuljava, ki se nahaja na gibljivem delu, preneha delovati na senzor, se omrežje odpre in avtomatizacija poroča o kršitvi celovitosti sistema.

Glede na način namestitve so senzorji:

• skrito pritrditev;
• zunanja pritrditev.

Glede na fizikalne lastnosti površine, na katero je priključeno stikalo, so:

• senzorji za montažo na jeklene konstrukcije;
• senzorji, nameščeni na magnetno-pasivne strukture.

Pri nameščanju trstičnega stikala se je treba spomniti nekaterih značilnosti namestitve:

1. Priporočljivo je, da se izogibate lokaciji v bližini ultrazvočnih virov. Lahko negativno vpliva na parametre senzorja.
2. Izogibajte se lokaciji v bližini vira tujega magnetnega polja.
3. Zaščitite senzorsko bučko pred udarci in poškodbami. V nasprotnem primeru bo plin izhlapel, stik bo prekinjen, jedra pa bodo hitro postala neuporabna.

Reed stikala ne morejo preklopiti velikih tokov zaradi nizke moči jeder. Zato jih ni mogoče uporabiti za vklop in izklop močnih električnih naprav.

Vključeni so v preklopno vezje z nizko močjo za krmiljenje releja, ki krmili opremo.

Prednosti

Reed senzorji imajo naslednje prednosti:

1. Popolna tesnost omogoča njihovo uporabo v požarno nevarnih prostorih in agresivnih okoljih.
2. Takojšnje delovanje omogoča njihovo uporabo v napravah z visoko preklopno frekvenco.
3. Odprava odbijanja kontaktov v živosrebrnih senzorjih. Uporabljajo se v opremi s povečanimi zahtevami po čistosti signala.
4. Majhne dimenzije od 4 mm, preprost dizajn, nizki stroški izdelave.
5. Visoka funkcionalnost in vsestranskost releja.
6. Sposobnost preklapljanja signalov nizke moči.
7. Veliko delovno temperaturno območje - od -55 do + 110 ºC.
8. Visoka trdnost jedra.
9. Brez tornih površin.

Visoka vsestranskost, zanesljivost in cena še vedno omogočajo, da trstična stikala tekmujejo z neposrednimi konkurenti.

Pomanjkljivosti

Kot vse naprave imajo trstična stikala tudi pomanjkljivosti:

1. Magneti z nizko občutljivostjo.
2. Visoka dovzetnost za zunanje magnetne tokove. Posledično bodo morda potrebni dodatni zasloni.
3. Včasih lahko kontakti po odstranitvi magnetnega polja ostanejo v zaprtem položaju, iz katerega jih ni mogoče odstraniti.
4. Kapsula je izdelana iz tankega stekla in se zlahka uniči zaradi padcev in udarcev.
5. Ko se uporabi napetost z nizko frekvenco, se kontakti spontano odprejo in zaprejo vezje.
6. Pri uporabi visokih tokov se lahko kontakti jedra spontano odprejo.

Iz teh razlogov je treba pri uporabi releja upoštevati številne omejevalne ukrepe, navedene v priloženi dokumentaciji.

Podobni članki: