Zarya29.ru

Строительный журнал
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Изделия на герконах

Изделия на герконах

СКВ-04

Выключатель концевой герконовый СКВ-04 ЯВАФ.425128.005 ТУ категории качества «ВП» предназначен для применения в качестве задающего элемента в блоках управления приводами летательных аппаратов, автоматики систем вооружения объектов ВВТ. Выключатель конструктивно состоит из датчика герконового и элемента управляющего.

Климатическое исполнение УХЛ 2.1.

Технические характеристики

Расстояние срабатывания, мм2 — 5
Дифференциал хода, мм1 — 4
Сопротивление замкнутых контактов (без учета выводов), Ом, не более0.3
Сопротивление изоляции разомкнутых контактов, Ом, не менее2·10 7
Электрическая прочность изоляции разомкнутых контактов, Вэфф/Впост, не менее110/150
Коммутируемая мощность на активную нагрузку, Вт, не более3
Диапазон коммутируемого тока, А5·10 -6 — 0.1
Диапазон пропускаемого тока, А5·10 -6 — 1.0
Коммутируемое напряжение, В, не более30
Частота коммутации, сраб/с, не более5
Синусоидальная вибрация (1-2000)Гц, g, не более10
Акустический шум (50-10000)Гц , дБ, не более150
Механический удар, g, не более
— одиночного действия, длительностью (0,1-2)мс750
— многократного действия, длительностью (1-5)мс150
Линейное ускорение, g, не более100
Диапазон рабочих температур, 0 С-60 … +85
Повышенная влажность воздуха при +25 0 С, %, не более98
Атмосферное давление, мм рт. ст.5 — 2207
Масса выключателя, г, не более40

Требования к безотказности:

Маркировка выводов выключателя

  • вывод «НР» – желтого цвета
  • вывод «Общий» – красного цвета
  • вывод «НЗ» – белого или зеленого цвета

Условное обозначение выключателя при заказе и использовании в другой документации

Выключатель СКВ-04 ЯВАФ.425128.005 ТУ

выключатель концевой

Для просмотра некоторых файлов могут потребоваться специальные программы.

ГЕРКОНОВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Герконовый выключатель – это, скорее, название собирательное, чем термин, обозначающий конкретное устройство.

Назначением любого выключателя является коммутация электрической цепи (замыкание — размыкание).

  • силовыми;
  • слаботочными;
  • управления;
  • сигнальными и пр.

Как следует из названия, в состав герконового выключателя входит геркон (сокращение от словосочетания «герметичные контакты»). Это изделие, представляющее собой помещенные в стеклянную колбу электрические контакты, которые под воздействием магнитного поля могут изменять состояние.

Иногда приходится встречать выражение «бесконтактный герконовый выключатель». Это не совсем правильно. Способ управления герконом, действительно, бесконтактный, но сами контакты – механические. Но, за счет своего исполнения, они имеют ряд достоинств, выгодно их отличающих от других средств механической коммутации.

  • высокое быстродействие;
  • надежность коммутации;
  • долговечность.

Это определяет удобство применения герконов в различного рода датчиках.

Применение герконов в силовых цепях ограничивается низкой коммутируемой мощностью, тем не менее эту проблему можно решить за счет простого решения: переключение мощных цепей осуществлять силовым реле, например, твердотельным или электромагнитным, а управление ими производить герконом.

Такая комбинация успешно применяется, например, для автоматизации управления воротами.

ГЕРКОНОВЫЕ КОНЦЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

В этом случае используется герконовый датчик, отслеживающий положение контролируемой конструкции и силовая часть, осуществляющая управление электроприводом.

  • высокая надежность коммутации;
  • простора и удобство регулировки (положения срабатывания).

Кстати, управление герконом может осуществляться как с помощью электромагнитного поля, создаваемого катушкой (соленоидом), так и постоянным магнитом. В случае с концевыми выключателями используется второй вариант.

Магнит устанавливается на подвижной части конструкции, а схема управления – на стене или откосе. При этом, расстояние до силовой части может быть любым. Единственно, для срабатывания выключателя нужно чтобы расстояние между герконовым датчиком и магнитом составляло от 10 до 40-50 мм (в зависимости от конкретной модели).

Читайте так же:
Что за выключатель элта

Естественно, для концевых выключателей используют магниты большой мощности – это снижает требования к точности совмещения их с герконом и повышает устойчивость работы при возникновении в процессе эксплуатации люфтов и зазоров.

Еще одним достоинством путевых герконовых выключателей является устойчивость при работе в сложных условиях. Если механические «концевики» для защиты от влажности, запыленности и пр. требуют герметизации, в том числе подвижных механических частей, то геркон, по своему конструктивному исполнению, такой защитой уже обладает.

На базе герконовых выключателей достаточно просто реализуются искробезопасные исполнения, что позволяет использовать их во взрывоопасных и пожароопасных зонах.

Целесообразно использовать выключатели, имеющие бесконтактную силовую цепь управления.

  • во- первых, значительно повышает ресурс и надежность эксплуатации;
  • во- вторых, исключает возникновения электромагнитных помех за счет отсутствия искровых промежутков.

Про пожарную безопасность уже говорилось.

БЕСКОНТАКТНЫЕ ГЕРКОНОВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Как уже упоминалось, в данном контексте имеется ввиду бесконтактный способ управления, а не сама коммутация. Однако и этого достаточно для обеспечения удобства применения в различных направлениях: от систем безопасности до электрики.

  • нормально замкнутых (НЗ);
  • нормально разомкнутых (НР);
  • переключающих.

Слово «нормально» указывает на нерабочее состояние, для геркона – это отсутствие магнитного поля. То есть НЗ – контакты замкнутые при отсутствии магнитного поля, НР – наоборот. Переключающие имеют две группы – НЗ и НР (рис.1).

Герконовые выключатели

Принцип бесконтактного управления широко используется в системах охранной сигнализации. Магнитоконтактные извещатели незаменимы для обнаружения открывания окон, дверей, люков, ворот.

Кроме того, они применяются в системах контроля доступа как датчики прохода и (или) положения дверей.

За счет герметичности такие выключатели удобно использовать в датчиках уровня воды и других жидкостей. Кроме того, их отличает невысокая цена и простота реализации схемотехнических решений.

Как самостоятельное изделие или в качестве интегрированного в другую конструкцию устройства удобны в применении герконовые реле.

Как видите, герконовые выключатели – группа устройств, находящее применение практически во всех системах и устройствах контроля и управления.

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Геркон

Файл:Reed switch.ogv

Воспроизвести медиафайл

Герко́н (акроним от «герметизированный контакт») — электромеханическое коммутационное устройство измерения, изменяющее состояние подключённой электрической цепи при воздействии магнитного поля магнита от постоянного магнита или внешнего электромагнита, например, соленоида.

Конструктивно в герконе имеются упругие ферромагнитные контакты, впаянные в герметичную стеклянную колбу. Эти контакты совмещают функции токопровода, магнитопровода и пружины [1] [2] .

При достижении внешним магнитным полем определённого порогового значения, упругие контакты геркона «слипаются», замыкая электрическую цепь. При снятии внешнего поля за счет упругости контактов происходит размыкание цепи.

Существуют герконы с «перекидным» контактом. В этих устройствах в отсутствии магнитного поля подвижный элемент контактирует с неферромагнитным контактом, при превышении магнитного поля свыше порогового происходит переключение — замыкание с ферромагнитным контактом.

Герконы используются как датчики положения, концевые выключатели и т. д. Контакты в герконе изолированы от вредного влияния внешней среды обычно стеклянным герметизированным корпусом, поэтому пригоден для использования в условиях повышенной запылённости, влажности, в агрессивных средах.

Читайте так же:
Установка двухклавишного выключателя unica

Геркон и конструктивно объединённый с ним электромагнит принято называть герконовое реле.

Содержание

Конструкция [ править | править код ]

Герконы различаются по контактной группе:

  • с нормально разомкнутым контактом (замыкает электрическую цепь в присутствии магнитного поля);
  • с нормально замкнутым контактом (разрывает электрическую цепь в присутствии магнитного поля);
  • с переключающимся контактом (при отсутствии магнитного поля замкнута одна пара выводов, при наличии — другая).

По конструктивным особенностям выделяют [3] :

  • «сухие» герконы (колба заполнена осушенным воздухом или специальным газом);
  • ртутные, или «смоченные» герконы (контактирующие поверхности смочены каплей ртути для уменьшения электрического сопротивления контакта и предотвращения дребезга).

Обычно колба геркона содержит азот или аналогичный инертный газ. Для увеличения допустимого коммутируемого напряжения некоторые типы герконов вакуумируются. В качестве материала для контактных пластин обычно используются сталь и никель с напылением из более стойкого металла (родий, рутений) в местах контакта. Критическим показателем качества и надёжности геркона является герметичность в месте соприкосновения стекла корпуса и металла проводников [4] .

Параметры [ править | править код ]

  • Магнитодвижущая сила срабатывания — значение напряжённости магнитного поля, при котором происходит замыкание контактов геркона.
  • Магнитодвижущая сила отпускания — значение напряжённости магнитного поля, при котором происходит размыкание контактов геркона.
  • Сопротивление изоляции — электрическое сопротивление зазора между сердечниками (в разомкнутом состоянии).
  • Сопротивление контактного перехода — электрическое сопротивление контактной области, которая образуется при замыкании сердечников.
  • Пробивное напряжение — напряжение, при котором происходит пробой геркона.
  • Время срабатывания — время между моментом приложения управляющего магнитного поля и моментом первого физического замыкания электрической цепи герконом.
  • Время отпускания — время между моментом снятия приложенного к геркону магнитного поля, и моментом последнего физического размыкания электрической цепи герконом.
  • Ёмкость — электрическая ёмкость между выводами геркона в разомкнутом состоянии.
  • Максимальное число срабатываний — число срабатываний, при котором все основные параметры геркона остаются в допустимых пределах.
  • Максимальная мощность — максимальная мощность, коммутируемая герконом.
  • Коммутируемое напряжение.
  • Коммутируемый ток.

Преимущества [ править | править код ]

    герконов, обусловленная отсутствием трения между деталями (более 10 12 коммутационных циклов, в среднем — 10 10 срабатываний) [4] . Если контакты геркона находятся в вакууме или инертном газе, они слабо обгорают при возникновении искры в момент коммутации.
  • Не нужно электрическое питание, в отличие от датчика Холла.
  • Меньший размер по сравнению с классическим реле, рассчитанным на такой же ток.
  • Способность коммутировать сигналы очень малой мощности (порядка нВ или фА) без значительного повышения цены конечного изделия [4] .
  • Отсутствие вносимого шума и искажения сигнала [4] .
  • Высокое быстродействие по сравнению с электромеханическими реле [4] .
  • Высокое сопротивление изоляции между контактами (до 10 15 Ом) [4] .
  • Удобство применения: изоляция контактов от внешней среды (нет необходимости беспокоиться об их чистоте), гальваническая развязка управляющих и коммутируемых цепей («сухой контакт»), отсутствие механической привязки к воздействующему элементу (постоянному магниту) [2] .

Недостатки [ править | править код ]

    из-за их высокой упругости (для компенсации дребезга применяются контакты, смоченные ртутью, либо в схему включаются демпфирующие фильтры) [2] .
  • Больший вес по сравнению с открытыми контактами.
  • Восприимчивость к внешним магнитным полям (для защиты применяются магнитные экраны) [1][5] . . Герконы нельзя использовать в условиях сильных вибраций и ударных нагрузок.
  • Ограниченная скорость срабатывания.
  • Возможность самопроизвольного размыкания контактов геркона при больших токах[4][5] .
Читайте так же:
Самоделки с сенсорным выключателем

В результате износа нормально разомкнутые контакты геркона могут «залипать» (не размыкаться при выводе из магнитного поля). Существуют две основные причины такого явления [3] :

    , когда после многократных срабатываний происходит притирание контактирующих поверхностей и удержание их в замкнутом положении под действием молекулярных сил;
  • механическое защемление контактов из-за их электрической эрозии на постоянном токе, когда на одном из них образуется острый выступ, а на другом — кратер.

Применение [ править | править код ]

  • Клавиатуры промышленных приборов и синтезаторов, до середины 1990-х годов — в клавиатурах компьютеров.
  • Системы автоматики и безопасности (например, датчики открытия двери, позиционирования кабины лифта, верхней крышки ноутбука).
  • Подводное оборудование (фонари для дайвинга и подводной охоты) [2] .
  • Тестовое и измерительное оборудование (например, в схемах электрических счётчиков[2] и велокомпьютеров).
  • Медицинская и телекоммуникационная аппаратура [4] .

Для коммутации силовых электрических цепей предназначен герсикон (герметичный силовой контакт) — герконовое реле с увеличенным коммутационным током и дополнительными дугогасительными контактами. Герсиконы используют в цепях как переменного, так и постоянного тока для управления элементами сильноточной промышленной автоматики и электродвигателями с мощностью до 3 кВт. Выпускаются герсиконы на ток до 180 А с быстродействием до 1200 включений в час [1] [6] .

Гезакон (герметизированный запоминающий контакт) — герконовое реле, обладающее свойством памяти. Отличительной особенностью гезакона является возможность сохранения состояния (вкл/выкл) после снятия управляющего магнитного поля. Это происходит за счёт того, что подвижная часть пружины-контакта изготовлена из магнитного материала с прямоугольной петлёй гистерезиса, обладающего достаточной намагниченностью для удержания контакта в замкнутом состоянии. Для возврата гезакона в исходное состояние необходимо подать в его катушку размагничивающий импульс тока обратной полярности [1] .

Особая область применения герконов — устройства для передачи дискретных сигналов управления и защиты от перегрузок по току высоковольтных электро- и радиотехнических установок, таких как мощные лазеры, радары, радиопередающие устройства, электрофизические установки и др. виды аппаратуры, работающей под напряжениями 10—100 кВ. Специально для этих видов аппаратуры В. И. Гуревичем разработаны герконовые реле с высоковольтной изоляцией, так называемые «геркотроны» или «высоковольтные изолирующие интерфейсы» [2] [7] .

История [ править | править код ]

В 1922 году профессором Петербургского университета В. И. Коваленковым было изобретено реле с магнитоуправляемыми контактами (авторское свидетельство СССР № 466). В 1936 году независимо двумя учёными — профессором Ленинградского электротехнического университета С. К. Улитовским и инженером американской компании Bell Telephone Laboratories Уолтером Эллвудом (англ.  Walter B. Ellwood ) — магнитоуправляемые контакты было предложено поместить в герметичную оболочку. Однако из-за невостребованности и технологической сложности производства это изобретение не сразу стало широко известным и было запатентовано только в 1941 году в США [3] [8] [9] .

В конце 1940-х годов американская компания Western Electric начала использовать герконовые реле в телефонной станции своего центрального офиса [4] .

В 1958 году в ленинградском НИИ проводной связи (НИИ-56) были созданы первые образцы советских герконов, а в 1959 году в НИИ городской и сельской телефонной связи (НИИТС) — опытные образцы герконовых реле [10] . Необходимость серийного производства герконов в СССР возникла в 1960-х годах в связи с массовой телефонизацией страны, широким распространением АТС и другого высокоточного оборудования, необходимого для их функционирования [11] . В прогнозах научно-исследовательских институтов Министерства связи СССР было обосновано использование герконов в качестве коммутирующих элементов и сервисных реле матричных полей АТС. Такие выводы подтверждались развитием производства герконов для этих целей в США, начиная с середины 1950-х годов. Промышленное производство советских герконов и герконовых реле было начато на ленинградском заводе «Красная заря». 25 ноября 1966 года Приказом Министра электронной промышленности СССР № 161С было предписано организовать специализированное производство герконов Рязанскому металлокерамическому заводу, созданному в 1963 году для производства сверхвысокочастотных металлокерамических электронных ламп. За счёт снижения плановых заданий по выпуску ламп на заводе освобождены производственные мощности, годовой выпуск герконов предписывалось довести к 1975 году до 25 млн штук. К началу 1990-х годов объём производства вырос до 230 млн штук, что составляло примерно четверть мирового рынка [8] [12] . В настоящее время ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов» остаётся единственным в России и странах СНГ производителем герконов. В 2013 году завод занимал 15 % мирового рынка герконов, за 45 лет им было выпущено 3,5 млрд единиц продукции [13] [14] .

Читайте так же:
Электропроводка подключение розеток выключателей

Перспективы [ править | править код ]

Пик развития герконов пришёлся на 1970-е годы. В настоящее время во многих приложениях они вытесняются твердотельными элементами — датчиками Холла. Отличие геркона от датчика Холла:

  • геркон механически замыкает (или размыкает) электрическую цепь при определённом изменении напряжённости магнитного поля;
  • датчик Холла — это полупроводниковое устройство, через которое во время работы протекает электрический ток и возникает поперечная разность потенциалов, пропорциональная напряжённости магнитного поля.

С начала 2000-х годов наблюдается тенденция к применению миниатюрных герконов (с длиной герметизирующего баллона менее 15 мм). В таких конструкциях повышается чувствительность, быстродействие, резонансная частота, снижается время дребезга, но уменьшаются электрическая прочность изоляции, верхние пределы коммутируемых токов и напряжений, а также сила контактного нажатия и, как следствие, появляется проблема увеличения переходного сопротивления и снижения его стабильности. По состоянию на 2008 год, самый миниатюрный и наиболее чувствительный геркон в мире — с длиной баллона 4,31 мм — серийно производился американской компанией Hermetic Switch Inc. [15] , на 2017 год — с длиной баллона 4,01 мм той же компании [16] . Однако неизвестно, каков процент выхода годной продукции подобных изделий. В 2005 году японская фирма OKI сообщила об изготовлении образцов герконов с длиной баллона всего 2 мм, однако о возможностях их промышленного производства ничего не известно [15] .

Герконовые выключатели (герконы)

Прежде, чем начинать рассказ о герконовых выключателях, думаю будет не лишним объяснить, что такое геркон и «с чем его едят».

Герконом называется герметичный магнитоуправляемый контакт. Сам же выключатель может иметь самые разные конфигурации. Наиболее простая и распространенная его конфигурация такова: состоит он из пары прямоугольных корпусов, в одном из которых находится постоянный магнит, а в другом – геркон.

Эта разновидность выключателя чаще всего применяется в качестве извещателя открывания в охранных системах, имея среди товаров охранно-пожарной сигнализации наименование СМК.

Такое широкое применение герконовых выключателей (датчиков) обусловлено тем, что проникновение злоумышленников на охраняемые объекты, в большинстве случаев, происходит через дверь методом взлома замков, либо подбора ключей. С помощью этих извещателей защищают так же ворота гаражей, двери и окна, а так же, разные предметы от перемещения.

Читайте так же:
Подключение двух выключателей по одному кабелю

Герконовые выключатели(герконы),применение,устройство

Другая разновидность герконовых выключателей – датчики ударно-контактного типа, предназначенные для защиты конструкций из стекла. Сам же геркон выглядит, в основном, вот так.

Собственно, геркон состоит из пары (иногда из трех, для переключающего геркона) пластин из пермаллоя, которые запаяны в общий баллон из стекла, внутри которого закачан азот под большим давлением.

Это дает возможность приборам работать до 12-24 лет благодаря тому, что материалы, из которого все это изготовлено, практически не стареют. Прибор имеет очень малое переходное сопротивление и способен работать в огромном интервале температур и влажностей.

Такие конструктивные особенности, кроме того, предполагают кок-какие ограничения в использовании герконов. Вот они:

  • сжатие контактов и, как следствие, межконтактное сопротивление, находится в зависимости от силы управляющего магнита, либо тока в управляющей обмотке;
  • поскольку зазор между пластин мал, то облегчается образование электроразрядов в момент замыкания-размыкания (сравнительно с обыкновенными контактами);
  • в связи с замкнутостью объема, ограничивается отвод тепла и, следовательно, способность прибора к коммутации определяет размер его баллона;
  • если превысить некоторое определенное значение коммутируемого тока, появляется дребезг и снижается нажатие.

Есть и другие ограничения, связанные с конструктивной особенностью приборов.

Вообще, выключатели этого типа – большая группа самых разных по конструктивному исполнению и применению, а так же по набору возможностей приборов, управляемых с помощью внешнего магнитного поля. Эти приборы обладают достаточно высокой надежностью благодаря тому, что в их основе лежит применение геркона вместо основного исполнительного элемента, который управляется при помощи внешнего магнитного поля.

В последнее время герконы применяют довольно широко в качестве коммутационных элементов. С их помощью выполняется коммутация нагрузок малой и средней мощности, создаются реле и логические модули, кнопки, переключатели, концевики и т.д.

Герконовые выключатели(герконы),применение,устройство

Их большое распространение обусловлено высокой надежностью, быстродействием и стабильностью контактов. Сами же выключатели-извещатели типа СМК могут выглядеть вот так:

Герконовые выключатели(герконы),применение,устройство

Есть, конечно, и другие разновидности устройства, но основной их принцип, практически одинаковый. Различия только во внешнем виде и способе управления. Одни из них управляются методом непосредственного поднесения к нему магнита, другие, как видно из рисунка, управляются введением шунтирующей шторки в зазор между стационарно расположенными магнитом и герконом.
Вот так могут монтироваться датчики типа СМК:

Кроме того, герконовые выключатели и переключатели могут применяться в устройствах автоматики и управления.

На них одно время собирались клавиатуры некоторых устройств, а также большинство кнопок для пультов управления разными машинами, так же, выполняются на основе герконовых выключателей.

Единственное, достаточно сильное ограничение на использование устройств этого типа – это их маленький коммутируемый ток. Следовательно, монтировать их в цепи управления, лучше всего, через промежуточные реле.

Монтаж устройств напрямую в коммутируемую цепь возможен лишь в те цепи, по которым протекают токи и напряжения небольших значений, например, в цепи охранных устройств.

Надеюсь, что материал моей статьи помог разобраться в том, какие бывают герконовые выключатели и где их применяют.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector