Во многих электрических приборах возникает потребность в защищенных от воздействий внешней среды управляемых переключателях. Требуется механизм, контакты которого не обгорают на воздухе, и им не мешает влага. Требуется ускорить процесс включения-выключения цепи и исключить присутствие между контактами посторонних примесей, они присутствуют в атмосфере или появляются на контактах переключателя со временем. В случаях, когда требуется надежность и долговечность, применяются герконы.

Устройство было изобретено профессором В. Коваленковым в Санкт-Петербурге в 1922 году. В 30-е годы того же столетия началось их производство и массовое применение в электрическом оборудовании.

Геркон – что это такое

Геркон – это два и более контакта, заключенных в стеклянный корпус. Для подключения к наружной электрической цепи, концы контактов выведены за пределы корпуса устройства. Внутренний объем герметизирован и заполнен инертным газом. Лишенные доступа атмосферного воздуха, контакты надежно защищены от вредного влияния окружающей среды:

• Отсутствует кислород, способствующий окислению контактной группы;
• Отсутствует влажность, при которой возможно самопроизвольное срабатывание;
• Отсутствуют механические примеси, которые могут препятствовать возникновению контакта.

Стекло способствует надежной изоляции контактной группы . Но применение хрупких материалов корпуса не позволяет применять устройство в условиях повышенных нагрузок: вибрации, резких механических воздействий.

Как работает геркон

В основе принципа работы геркона лежит электромагнитное поле – магнит. Контактная группа в состоянии покоя находится в замкнутом или разомкнутом состоянии в зависимости от типа устройства.

При внесении в зону восприятия устройства магнитного поля – приближения магнита или другого механизма, обладающего подобными свойствами, контакты устройства намагничиваются и происходит их притягивание друг к другу. Результат - замыкание, включение электрической цепи. В другом случае, контакты намагничиваются таким образом, что отталкиваются друг от друга – происходит размыкание, выключение электрической цепи.

Возможно комбинированное действие , когда происходит переключение. До внесения в зону устройства магнитного поля, ток тек по одной контактной цепи, после переключения по другой.

Для примера возможной работы геркона, можно предположить, что им заменен комнатный выключатель. Теперь если поднести магнит к бывшему выключателю, где теперь установлен геркон, загорится лампочка, при удалении магнита – погаснет.

Виды устройств

Все устройства разделяются на группы по принципу работы:

• Нормально замкнутый геркон. В состоянии покоя, без внесения магнитного поля цепь устройства замкнута;
• Геркон нормально разомкнутый. В состоянии покоя, без магнитного поля, цепь устройства разомкнута;
• Переключающий. Комбинирует в себе замкнуты и разомкнутые устройства;
• Бистабильный. Имеет собственный магнит, который сохраняет положение контактов устройства в последнем состоянии после исчезновения внесенного магнитного воздействия.

Технические характеристики

По техническим характеристикам герконы разделяются в зависимости от условий применения. Учитываются такие факторы:

• Климатические условия. Например, работа при пониженных температурах;
• Окружающая среда. Например, жидкость;
• Проходящие через устройство напряжение и сила тока. Например, геркотроны позволяют применять напряжение до 100 киловольт.

Применение

Благодаря низкой цене и простоте конструкции, монтажа и использования, герконовые датчики и герконовые выключатели успешно применяются в случаях, когда их хрупкость не имеет значения. Область их применения обширна: от бытовых нужд до промышленных процессов.

Электрические компоненты устанавливаются в бытовых приборах в виде реле, в электросчетчиках и даже стационарных кнопочных телефонах – щелчки набора номера импульсным номеронабирателем результат, по сути, его работы.

Охранные сигнализации — один из примеров применения герконов. На косяк двери устанавливается магнит, на дверь – геркон. При удалении магнита из зоны восприятия устройства происходит замыкание или размыкание цепи, в результате которого становится известно о нарушении охраняемого периметра.

В пожарных датчиках также применяются эти устройства. При возникновении опасной ситуации, электрическая цепь включается при помощи геркона. Работать такой датчик может как в помещении, так и на улице.

В промышленных областях они применяют также во многих ситуациях. Например, для измерения уровня жидкости используется поплавковое устройство . В лифтовом хозяйстве герконы применяются для определения местоположения кабины подъемника.

Группа контактов, заключенная в стеклянную колбу, с инертным газом применятся везде, где необходимо замыкать, размыкать и переключать электрическую цепь.

Ни одна современная система охраны, контроля, пожаротушения, экстренного оповещения не может функционировать без применения датчиков, связывающих ее с окружающим миром. Датчики определяют наличие задымления, пыли в воздухе, движение объектов и еще множество других изменений.

Герконовый датчик по-прежнему используется во многих подобных системах благодаря своей надежности.

Что такое геркон

Геркон – электромеханическое устройство, замыкающее либо размыкающее электрические контакты под влиянием магнитного поля, генерируемого электромагнитом, либо постоянным магнитом.

Термин «геркон» означает герметичный контакт. Обусловлено это его конструкцией. Состоит он из двух ферромагнитных пластин, запаянных в стеклянную капсулу с двумя выходными контактами и заполненную инертным газом. Такая оболочка минимизирует воздействие окружающей среды и обеспечивает надежное функционирование устройства.

Колба может содержать азот, иссушенный воздух, иной инертный газ. Также из колбы может быть откачан весь газ до состояния вакуума. Этим добиваются повышения уровня коммутируемого напряжения.

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.

Разновидности

В зависимости от нормального состояния контактов устройства разделяют на:

• замкнутые – цепь размыкается под воздействием магнитного поля;
• переключаемые – под воздействием поля замыкается один контакт, а при отсутствии поля – другой;
• разомкнутые – срабатывание геркона происходит при появлении магнитного поля.

В зависимости от конструкции датчики бывают:

• газовые – стеклянная гильза заполнена сухим воздухом или инертным газом;
• ртутные – на контакты, дополнительно наносится ртуть, которая способствует улучшению коммутации, минимизирует сопротивление и убирает вибрацию замыкаемых пластин.

Герконы по техническим характеристикам подразделяются на:

1. Герконы.
2. Газакон – устройство, обладающее функцией памяти. То есть положение контактов сохраняется после отключения магнитного поля.
3. Геркотроны – реле с высоковольтной изоляцией. Предназначено для работы в устройствах с напряжением от 10 до 100 кВ.
4. Герсикон – реле, предназначенное для управления оборудованием и автоматикой с мощностью до 3 кВт. Конструкция характеризуется увеличенным коммутационным током и наличием дугогасительных контактов.

Благодаря разнообразию конструкций герконы продолжают использовать во многих областях.

Принцип действия

Геркон по принципу работы схож с выключателем. Реле состоит из пары токопроводящих сердечников с зазором между ними. Они герметично запаяны в стеклянной колбе с инертной средой, исключающей процесс окисления.

Вокруг колбы размещается управляющая обмотка, питаемая постоянным током. При подаче питания обмотка генерирует магнитное поле, воздействующее на сердечники, и приводит к замыканию контактов между собой.

При отключении катушки от питания магнитный поток исчезает и контакты размыкаются пружинами. Надежность обеспечивается отсутствием трения между контактами, которые, в свою очередь, выполняют роль проводника, пружины и магнитопровода.

Особенностью герконового датчика является то, что на пружины реле в состоянии покоя не действуют никакие силы. Это позволяет им замыкать контакт за доли секунды.

Применяться могут и постоянные магниты. Такие устройства называют поляризованными.

Нормально замкнутые устройства имеют другой принцип функционирования. Под воздействием электромагнитной силы система магнитов заряжает сердечники одним потенциалом, заставляя их отталкиваться друг от друга, размыкая цепь.

Переключаемые герконы состоят из трех контактов. Один из них установлен стационарно и не магнитится, 2 других сделаны из ферромагнитного сплава. При наведении магнитного поля пара разомкнутых контактов замыкается, размыкая пару с немагнитным контактом.

Подключение герконового датчика

Документация, поставляемая в комплекте с датчиками, дает исчерпывающую информацию о том, как подключить геркон.

Для функционирования и безопасности датчика часть реле, генерирующая магнитное поле, монтируется на подвижную часть конструкции. Сам геркон крепится на стационарно установленный элемент конструкции или здания.

Подвижная часть плотно примыкает, воздействуя магнитным полем катушки на контактную сеть геркона и замыкая этим электрическую цепь. Датчик системы информирует о правильном функционировании системы. Как только катушка, расположенная на подвижной части, перестает воздействовать на датчик, сеть размыкается и автоматика сообщает о нарушении целостности системы.

По способу монтажа датчики бывают:

• скрытого крепления;
• наружного крепления.

В зависимости от физических свойств поверхности, на которой происходит подключение геркона, бывают:

• датчики для монтажа на стальных конструкциях;
• датчики, монтируемые на магнитопассивных конструкциях.

При монтаже герконового реле необходимо помнить о некоторых особенностях установки:

1. Рекомендуется избегать расположения вблизи источников ультразвука. Он в состоянии оказать негативное воздействие на параметры датчика.
2. Не допускать расположения рядом с источником постороннего магнитного поля.
3. Обезопасить колбу датчика от ударов и повреждений. В противном случае газ испарится, нарушится контакт, и сердечники быстро придут в негодность.

Герконовые переключатели не могут коммутировать большие токи в силу маломощности сердечников. Поэтому их нельзя использовать для включения и выключения мощных электрических устройств.

Их включают в маломощную коммутационную схему для контроля реле, которое осуществляет управление оборудованием.

Преимущества

Герконовые датчики обладают следующими преимуществами:

1. Полная герметичность позволяет использовать их в пожароопасных помещениях и агрессивных средах.
2. Моментальное срабатывание позволяет использовать их в устройствах с высокой коммутационной частотой.
3. Исключение дребезга контактов у ртутных датчиков. Они применяются в оборудовании с повышенными требованиями к чистоте сигнала.
4. Малые габариты от 4 мм, простота конструкции, низкая стоимость изготовления.
5. Высокая функциональность и универсальность реле.
6. Возможность коммутировать маломощные сигналы.
7. Большой температурный диапазон работы – от -55 до + 110 ºC.
8. Высокая прочность сердечников.
9. Отсутствие поверхностей трения.

Высокая универсальность, надежность и цена по-прежнему позволяют герконам соперничать с прямыми конкурентами.

Недостатки

Как и все устройства, герконы обладают и недостатками:

1. Низкая чувствительность магнитов.
2. Высокая восприимчивость к внешним магнитным потокам. Как следствие, может потребоваться использование дополнительных экранов.
3. Иногда контакты после снятия магнитного поля могут остаться в замкнутом положении, из которого их не вывести.
4. Капсула выполнена из тонкого стекла и легко разрушается при падениях и ударах.
5. При подаче напряжения с низкой частотой контакты самопроизвольно размыкают и замыкают цепь.
6. При подаче больших токов контакты сердечников могут самопроизвольно размыкаться.

По этим причинам при использовании реле необходимо соблюдать ряд ограничительных мер, указанных в сопроводительной документации.

"Секретка" в обиходе - комбинация нажатий какой-то или каких-то кнопок в салоне автомобиля, приводящее к разблокировке двигателя из режима охраны. Испокон веков данные меры относились к бюджетным, но не менее эффективным в защите, чем дорогостоящее оборудование. Некоторые автовладельцы предпочитали инсталлировать их самостоятельно, другие прибегали к услугам автомастерских или "Кулибиных".

Внешней облик секретки - это выключатель, кнопка или магнитный геркон, местонахождение которых известно только водителю. Вы сами определяете секретное место во избежание обнаружения кнопки злоумышленником. Однако, даже в случае нахождения тумблера преступником, секретка может по окончанию определенного времени, установленного владельцем авто, полностью заблокировать возможность завода автомобиля. Внешне работа секретки выглядит таким образом - двигатель запускается, но через несколько мгновений глохнет, причем с каждой новой попыткой завести автомобиль, преступник будет приближаться к той точке, когда завести двигатель будет совершенно невозможно. Бесполезным будет попытка преступника лишить систему секретки питания путем отключения питания от аккумулятора, так как секретка имеет обычно несколько процессоров, которые имеют энергонезависимую память. Владельцу же машины при посадке в свой автомобиль необходимо просто переключить кнопку или тумблер в потайном месте или воспользоваться комбинацией нажатий штатных выключателей.

Абсолютно продуманным является механизм секретки, который включает в себя режим «Валет», что позволяет отменить работу секретки на определенное время для того, чтобы Ваш автомобиль беспрепятственно проверяли механики на станции техобслуживания. При необходимости осмотра Вашего автомобиля специалистами для выявления неисправностей, секретка в режиме «Валет» не будет им мешать.

На сегодняшний день существуют масса нестандартных алгоритмов работы секреток, это зависит от фантазии специалиста, устанавливающего устройство. Давайте посмотрим на сравнение передовых моделей, чаще всего используемых для установки Российскими автомастерскими:

Обсуждение на форуме

Все началось с того, что после приобретения автомобиля ВАЗ 2106 у меня у меня начались проблемы как и многих владельцев классики, а именно начали сливать бензин. Заводя утром автомобиль я с удивлением обнаруживал что стрелка уровня топлива находится на нуле.

Пробовал ставить разные крышки с ключем и с кодом, но они легко и как мне кажется без особых усилий взламывались теми, кто с завидной регулярностью сливал бензин. Установка недорогой сигнализации с обратной связью с датчиком удара проблемы не решило, и было принято решение установить дополнительный датчик на лючок бензобака чтобы сигнализация срабатывала сразу же после открытия.

В качестве дополнительного датчика сигнализации был выбран геркон (т.к концевики вещь не надежная, быстро окисляются и в самый ответственный момент могут не сработать особенно на морозе) из за его надежности. Во первых – контакты геркона абсолютно герметичны и не боятся влаги и морозов. Во вторых – не будет ни какого искрения (бытует мнение в случае с концевиком) возле бензобака. Мною был добыт комплект (геркон + магнит) который используется в охранной сигнализации.

Но такой геркон нам не подойдет т.к при поднесении магнита его контакты будут нормально замкнуты а нам надо наоборот нормально разомкнутые, что бы имитировали концевик. В магазине оказались только перекидные (универсальные) герконы, но они нам то же подойдут.

Из комплекта будем использовать только магнит и корпус. Откусываем одиночный вывод у геркона чтобы он поместился в корпус, укорачиваем и напаиваем на оставшиеся два контакта кусок провода желательно в силиконовой изоляции чтобы не треснул на морозе, и изолируем место пайки термоусадкой.

Собираем корпус и у нас получился надежный датчик который будет имитировать концевик.

Проверяем работоспособность нашей конструкции, для этого подключаем мультиметр к контактам датчика он должен показывать КЗ, а при поднесении магнита цепь должна разомкнуться. Все теперь осталось только установить датчик. Магнит крепится на лючок бензобака, я использовал эпоксидный клей (предварительно обезжирив и немного зачистив поверхность грубой наждачной бумагой), а геркон над горловиной бензобака. Провода я подсоединил к концевику багажника.

Теперь при открытии лючка сразу срабатывает сирена сигнализации, что для воров становится полной неожиданностью. Данная система эксплуатируется в течении 2 лет и ни разу не давала сбоя и ложных срабатываний.

Немного про эксплуатацию.

В первое время после установки датчика приходилось подрываться ночью что бы закрыть крышку лючка т.к когда пытались слить бензин срабатывала сигнализация и воры быстро ретировались оставляя открытый лючок, и сигнализация не могла восстановится. Проблема решилась установкой небольшой возвратной пружиной на люк. После нескольких неудачных попыток слить бензин от моей машины отстали. Данная сигнализация в паре с крышкой с кодовым замком на горловину бензобака оказалась надежной защитой и совсем не привлекательной для любителей чужого бензина.

В этой небольшой статейке, я хочу предложить многим водителям, как мотоциклов, так и автомобилей, очень простое и дешёвое, но несмотря на это очень надёжное противоугонное устройство, которое не позволит злоумышленникам завести двигатель любого вашего транспортного средства. К тому же такое устройство можно будет добавить дополнительно, к уже установленной на вашем аппарате заводской противоугонной системе, что повысит сохранность вашего имущества вдвое.

Основа этой недорогой системы — геркон, который на электро-схеме слева обозначен буквами SF1, а в магазине радиотоваров его можно найти под маркировкой КЭМ-2. Геркон нужно будет спрятать в укромном месте, например под кожу сиденья, или под какой то пластиковой деталью облицовки, но так, чтобы вам нетрудно было до него добраться с магнитом.

Геркон нужно будет включить в цепь автомобильного реле света, как показано на электро-схеме слева, а релюшку купите в магазине именно реле света фар, которое рассчитано на длительную работу (в отличии от реле сигнала). Маркировка релюшки на электро-схеме — К1, а в магазине при покупке ориентируйтесь на маркировку — 90.3743 или 90.3743-10. Контакты реле, будут разрывать цепь первичной обмотки катушки зажигания.

Когда соберёте схему, то система будет работать таким образом: вы подносите магнит к тайнику(советую в магните просверлить отверстие и повесить его на кольцо ключа зажигания вместо брелка), в котором спрятан геркон, и при этом контакты геркона смыкаются, тиристор VS1 (маркировка КУ201А) откроется и останется открытым, пока вы не выключите зажигание. При этом ток идёт через обмотку реле К1, которое срабатывает, и замыкает цепь (подаст напругу)первичной обмотки катушки зажигания. Теперь можно заводить двигатель.

По приезду, когда вам нужно будет заглушить двигатель, вы выключаете зажигание и система автоматически перейдёт в сторожевой режим, то есть пока вы не поднесёте магнит в место, которое знаете только вы, двигатель вашего мотоцикла или автомобиля заводить бесполезно, так как искры не будет.

Некоторые угонщики могут подключить катушку зажигания куском провода напрямую от аккумулятора, если например катушка зажигания у вас расположена не где нибудь под баком, а на видном месте. Тогда советую пустить провод от 30-го контакта реле не на катушку зажигания, а на плюсовой провод, который подаёт питание на коммутатор, а коммутатор спрятать подальше (если у вас электронное зажигание). Как установить электронное зажигание на мотоцикл, можно почитать , а так же . На машину можно изготовить электронное зажигание аналогичным образом, хотя для отечественных автомобилей продаются готовые комплекты.

Чтобы установить такую противоугонную систему на дизельный двигатель, нужно будет всего лишь провод от 30-го контакта реле, подсоединить к электро-клапану на ТНВД вашего мотора, который перекрывает подачу топлива, когда мы глушим двигатель. Расположен он обычно сверху насоса высокого давления(ТНВД), а кто всё таки не сможет его найти, то просмотрите мануал (инструкцию вашего двигателя), или попросите найти электро-клапан авто-электрика, и подключить систему к клапану.