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
Справочная информация по отечественным и зарубежным герконам - обозначение и маркировка, технические характеристики, виды и типы. Магнитоуправляемые герметические контакты (герконы) находят широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре. Они используются при конструировании реле, логических элементов, различных датчиков, тумблеров, концевых выключателей и переключателей.
Благодаря герметизации контактов повысилась надежность коммутации и стабильность сопротивления контактов. Малые размеры подвижных частей позволили повысить в десятки раз максимальную частоту коммутации по сравнению с электромагнитными реле. Время срабатывания герконов не превышает 2 мс, а максимальное число срабатывания достигает миллиона.
Условное обозначение герконов
- первый элемент - определяет условное наименование геркона. МК - магнитоуправляемый контакт герметизированный, КЭМ - контакт электромагнитный, КМГ - магнитоуправляемый контакт с повышенным контактным нажатием (для коммутации больших токов - более 5 А);
- второй элемент - указывает на систему коммутации геркона: А - замыкающий, В - размыкающий, С - перекидной, Д - переходной;
- третий элемент - буква "Р" присутствует только в ртутных герконах;
- четвертый элемент - двузначное число показывает длину баллона в миллиметрах;
- пятый элемент - указывает на функциональное назначение геркона: 1 - малой и средней мощности, 2 - повышенной мощности, 3 - мощные, 4 - высоковольтные, 5 - высокочастотные, 6 - «с памятью», 7 - специальные (с повышенной устойчивостью к внешним факторам и характеру нагрузки), 8 - измерительные.
- шестой элемент - указывает порядковый номер разработки.
По типу контактов различают герконы замыкающие и переключающие, по состоянию поверхности контактов - сухие и жидкостные. Внутри баллона сухих герконов находятся инертные газы. Контакты представляют собой ферромагнитные пружины, покрытые . Герконы подразделяются также на маломощные (коммутируемая мощность до 60 Вт) и повышенной мощности (до 1000 Вт), низкочастотные и высокочастотные, низковольтные (коммутируемое напряжение до 250 В) и высоковольтные (свыше 250 В), имеются герконы с «памятью» и специальные. Далее приводим справочные параметры отечественных герконов, а в конце статьи - импортных герконов-реле.
Характеристики переключающих и измерительных герконов
| Наименование геркона | МКС-27102 | КЭМ-3 | МКС-15101 | МКА-52181 | МКА-27801 |
|---|---|---|---|---|---|
| 50...74 | 30...100 | 30...45 | 80 | 30...100 | |
| Время срабатывания, мс | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2 | 2 |
| 30 | 30 | 0,36 | 1,5 | 1 | |
| 150 | 127 | 36 | 36 | 300 | |
| 1 | 1 | 0,01 | 0,1 | 0,01 | |
| 0,15 | 0,3 | 0,15 | 0,08 | 0,1 | |
| 50 | 100 | 100 | 100 | 50 | |
| -60... + 125 | -60... + 125 | -60... + 125 | -60... + 85 | -60... + 85 | |
| 1...2000 | 1...2000 | 1...2000 | 1...600 | 5...600 | |
| 98 | 245 | 196 | 49 | 98 | |
| 27/67 | 18/54 | 15/50 | 53/79,5 | 28/52,3 |
Параметры замыкающих герконов миниатюрного типа
| Наименование геркона | МУК-МА-1 | КЭМ-2 | МК-16-3 | МК-10-3 | МКА-10113 |
|---|---|---|---|---|---|
| Магнитодвижущая сила срабатывания, А | 35...90 | 21...64 | 35 | 13...40 | 14...25 |
| Время срабатывания, мс | 2 | 1 | 1 | 0,8 | 0,8 |
| Максимальная коммутируемая мощность, Вт | 15 | 7,5 | 0,3 | 3,6 | 1 (ВА) |
| Максимальное коммутируемое напряжение, В | 115 | 180 | 30 | 36 | 36 |
| Максимальный коммутируемый ток, А | 0,5 | 0,25 | 0,01 | 0,1 | 0,1 |
| Сопротивление электрических контактов, Ом | 0,3 | 0,15 | 0,15 | 0,3 | 0,3 |
| Максимальная частота коммутаций, Гц | 100 | 100 | 100 | 10...10 | 100 |
| Температура окружающей среды, °С | -60...+125 | -60...+125 | -45...+70 | -60...+125 | -60...+125 |
| Вибрационные нагрузки, диапазон частот, Гц | 2000 | 1 ...2000 | 1...600 | 3000 | 1...3000 |
| Вибрационные нагрузки, максимальное ускорение, м/с2 | 196 | 196 | 49 | 98 | 196 |
| Диаметр баллона, общая длина, мм | 21,5/40 | 20/46 | 16/- | 10,5/30,5 | 10/42,5 |
Параметры замыкающих герконов стандартного и промежуточного типов
| Наименование геркона | КЭМ-1 | КЭМ-6 | МК-36701 | МКА-27101 |
|---|---|---|---|---|
| Тип геркона | стандартный | стандартный | промежуточный | промежуточный |
| Магнитодвижущая сила срабатывания, А | 55...110 | 38...50 | 50...80 | 30...60 |
| Время срабатывания, мс | 3 | 2 | 2 | 1,5 |
| Максимальная коммутируемая мощность, Вт | 30 | 12 | 21 | 12 |
| Максимальное коммутируемое напряжение, В | 220 | 150 | 100 | 110 |
| Максимальный коммутируемый ток, А | 1 | 0,25 | 0,35 | 0,35 |
| Электрическая прочность, В | 500 | 500 | - | 500 |
| Сопротивление электрических контактов, Ом | 0,08 | 0,1 | 0,07 | 0,12 |
| Максимальная частота коммутаций, Гц | 100 | 20 | 50 | 100 |
| Температура окружающей среды, °С | -60…+125 | -60…+125 | -60…+100 | -60…+100 |
| Вибрационные нагрузки, диапазон частот, Гц | 1…600 | 1…50 | 1…600 | 1…600 |
| Вибрационные нагрузки, максимальное ускорение, м/с2 | 98 | 98 | 98 | 98 |
| Диаметр баллона, общая длина, мм | 50/80 | 36/63,5 | 36/63,5 | 27/45,6 |
Характеристики высоковольтных герконов и герконов повышенной мощности
| Наименование геркона | МКА-52141 | МКА-52142 | МКА-52202 |
|---|---|---|---|
| Тип геркона | высоковольтный | высоковольтный | мощный |
| Магнитодвижущая сила срабатывания, А | 100...200 | 300 | 180...300 |
| Время срабатывания, мс | 3,0 | 3,0 | 8,0 |
| Максимальная коммутируемая мощность, Вт | 50 | 50 | 250 |
| Максимальное коммутируемое напряжение, В | 5000 | 10000 | 380 |
| Максимальный коммутируемый ток, А | 3,0 | 3,0 | 4,0 |
| Электрическая прочность, В | 10000 | 15000 | 800 |
| Сопротивление электрических контактов, Ом | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
| Температура окружающей среды, °С | -40…+85 | -60…+100 | -45…+60 |
| Вибрационные нагрузки, диапазон частот, Гц | 1…600 | 1…60 | 1…10 |
| Диаметр баллона, общая длина, мм | 53/5,4/80 | 52/5,5/90 | 52/7,0/0 |
Технические характеристики высокочастотных герконов
| Наименование геркона | МКА-10501 | МКА-10701 | МК-17 |
|---|---|---|---|
| Тип геркона | высокочастотный | высокочастотный | высокочастотный |
| Магнитодвижущая сила срабатывания, А | 30…80 | 16...35 | 18...45 |
| Максимальная частота коммутаций, Гц | 100 | 100 | 2000 |
| Максимальная коммутируемая мощность, Вт | 7,5 | 5 | 2 |
| Максимальное коммутируемое напряжение, В | 80 | 90 | 10 |
| Полное сопротивление электрических контактов (затухание), Ом | 0,2 | 0,3 | - |
| Емкость между контактами, пФ | 0,6 | 0,3 | 0,2 |
| Температура окружающей среды, °С | -60...+ 100 | -60...+ 100 | -60...+ 125 |
| Вибрационные нагрузки, диапазон частот, Гц | 2000 | 2000 | 5...3000 |
| Вибрационные нагрузки, максимальное ускорение, м/с2 | 98 | 144 | 196 |
| Длина и диаметр баллона, мм | 20/3,1 | 10/2,3 | 10/1,8 |
| Общая длина с выводами, мм | 45,6 | 40,75 | 25 |
Основные параметры запоминающих герконов
| Наименование геркона | МКА-27601 | MKA-2060 |
|---|---|---|
| Тип геркона | запоминающий | запоминающий |
| Мощность импульса управления, Вт | - | 1,2 |
| Длительность импульса управления, мс | 1,0 | 1,0 |
| Максимальная коммутируемая мощность, Вт | 1,5 | 7,5 |
| Максимальный пропускаемый ток, А | 0,35 | 0,25 |
| Максимальное коммутируемое напряжение, В | 110 | 36 |
| Максимальный коммутируемый ток, А | 0,1 | 0,25 |
| Температура окружающей среды, °С | -60...+ 70 | -60...+ 125 |
| Вибрационные нагрузки, диапазон частот, Гц | 1…600 | 1…3000 |
| Вибрационные нагрузки, максимальное ускорение, м/с2 | 49 | 196 |
| Длина и диаметр баллона, общая длина, мм | 27/3/42 | 20/3/42 |
| Масса геркона, г | 0,6 | 0,5 |
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: «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 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
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, 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 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.
Контакты или как их еще называют коммутационные устройства используются в электронной и радиотехнике. Герконовые выключатели были разработаны для улучшения качества эксплуатации: времени службы и, конечно же, надежности. В этой статье мы рассмотрим технические характеристики герконов, принцип работы и область применения.
- Что это такое?
- Конструктивные особенности
- Плюсы и минусы приспособления
- Советы по применению
- Технические характеристики
Сегодня герконы практически не используют, так как появились датчики Холла. Но все же в некоторых случаях данные изделия незаменимы. Они просты в использовании, и это служит тем, что их еще используют в различном типе схем или же устройств.
Если нужны надежность и долговечность, то эта деталь незаменима ничем. Где применяется выключатель? Он может входить в конструкцию датчика, электронных реле и других устройств.
Герконы, как и другие аппараты или их детали делятся на различные виды.
По функциям:
- замыкание;
- переключение;
- размыкание.
Конструктивные и технические признаки:
- сухой контакт (без каких бы то ни было секретов, работает по принципу описанном чуть ниже);
- ртутный контакт (в стеклянном корпусе к контакту добавлены ртутные капли, которые их смачивают, когда срабатывает геркон, что улучшает качество контакта. Также это позволяет избежать контактного дребезга (вибрации), что увеличивает время срабатывания.
Исходя из этого, лучше в использование взять ртутный контакт, но и это не во всех моментах.
Конструктивные особенности
Конструкция геркона представляет собой герметичный баллон из стекла, внутри которого находятся контакты. Эти контакты – это сердечники из магнита, которые приварены с торцевых сторон колбы. Внешние части этих сердечников подключаются к электросети. На схеме ниже демонстрируется устройство изделий: где:
Самыми распространенными являются герконовые датчики на замыкание. Контакты из ферромагнитной проволоки прямоугольного вида. В зависимости от мощности и размера геркона, сердечники изготовляют из пермаллоевой проволоки. Также покрытие можно заменить и другими металлами (золото, серебро, родий и другие).
В колбу запускают инертный газ или вакуумируют, что не дает возможности развития коррозии в герконовом выключателе. При изготовлении детали также учитывается то, что между сердечниками есть зазор определенного размера.
Как работает герконновый датчик?
Контактные группа придет в действие только в том случае, если вокруг герконового выключателя будет определенное напряжение магнитного поля, которое создано любым способом, будь оно постоянным или же электромагнитным. Принцип действия заключается в том, что сердечники внутри колбы намагничиваются, притягиваются один к другому и этим замыкают цепь. Все это будет находиться в действии до исчезновения магнитного поля. Дальнейшие срабатывания тоже зависят от наличия магнитного поля вокруг геркона.
Принцип работы магнитного датчика на размыкание работает немного по-другому. При наличии магнитного поля контакты намагничиваются одинаковым наименованием и отталкиваются друг от друга, чем цепь размыкается.
Переключающийся герконовый выключатель при магнитном поле: замыкает разомкнутые контакты, а немагнитный контакт остается таким, как и был до этого.
Наглядно увидеть, как работают герконы, вы можете на видео ниже:
Пробивное напряжение устройств может вырастать до 5 кВ. Срабатывает датчик в 0,5-2 мс, а выключается в 0,1-0,7 мс, а это значительно меньше нежели, к примеру, срабатывание электромагнитного реле.
Назначение и область применения
Используют герконовые выключатели и по сей день в:
- клавиатуры и синтезаторы;
- оборудование для безопасности и автоматики;
- оборудование для подводного плавания;
- оборудование для тестирования и снятия замеров;
- аппаратура в медучреждениях и коммуникационные аппараты.
К примеру, в системах охраны геркон используют как реле. Также устройства используются и в охранном датчике. Из себя это представляет: геркон плюс магнит. Если рассматривать герконовое реле, то оно представляет собой: геркон и обмотка из проволоки. Плюсами такого реле, являются:
- маленький размер и простота конструкции;
- не поддается влиянию влаги и обгоранию контактов;
- нет подвижных элементов.
Применять такие детали можно много в чем и где. Но одним существенным недостатком является низкая ударостойкость, а это уж немаловажно для различного рода систем, датчиков и т.д.
Плюсы и минусы приспособления
Использование герконовых датчиков дало как положительные, так и отрицательные моменты:
- конструкция, позволяющая уменьшать размеры;
- быстрое срабатывание и отключение;
- полностью герметизированы сердцевины;
- электрическая прочность между контактами;
- долгое время служения (за исключением ударов);
- геркон работает в любых погодных условиях от -60 до +120 градусов.
- низкая ударостойкость;
- восприятие внешних магнитных полей;
- низкая мощность при коммутации цепи;
- произвольное размыкание при высоком токе;
- иногда могут возникать замыкания и размыкания произвольно.
Если вам нужно использовать герконы, то учитывайте следующие нюансы применения:
Все технические характеристики основных типов герконовых выключателей приведены в таблице ниже:
Маркировка герконов зависит от области, в которой они действуют. Каждая из существующих аббревиатур что-то обозначает (например, КЭМ – коммутация электрических механизмов, А – работа в любых климатических условиях, В – работа только в помещении). При выборе необходимо учитывать эти нюансы.
Найти выключатели можно в электротехнических магазинах, на радиорынках или же заказать в интернете. Если вам нужен геркон для автомобиля, то приобрести его можно в автосервисе. Также есть возможность сделать герконовый выключатель самому, но для этого нужно дорогое оборудование.
Вот мы и рассмотрели технические характеристики герконов, а также их принцип работы и область применения. Надеемся, теперь вам стало понятно, что собой представляют данные выключатели и для чего они используются.
Контакты или как их еще называют коммутационные устройства используются в электронной и радиотехнике. Герконовые выключатели были разработаны для улучшения качества эксплуатации: времени службы и, конечно же, надежности. В этой статье мы рассмотрим технические характеристики герконов, принцип работы и область применения.
Что это такое?
Сегодня герконы практически не используют, так как появились датчики Холла. Но все же в некоторых случаях данные изделия незаменимы. Они просты в использовании, и это служит тем, что их еще используют в различном типе схем или же устройств.
Если нужны надежность и долговечность, то эта деталь незаменима ничем. Где применяется выключатель? Он может входить в конструкцию датчика, электронных реле и других устройств.
Герконы, как и другие аппараты или их детали делятся на различные виды.
По функциям:
- замыкание;
- переключение;
- размыкание.
Конструктивные и технические признаки:
- Сухой контакт (без каких бы то ни было секретов, работает по принципу описанном чуть ниже).
- Ртутный контакт (в стеклянном корпусе к контакту добавлены ртутные капли, которые их смачивают, когда срабатывает геркон, что улучшает качество контакта. Также это позволяет избежать контактного дребезга (вибрации), что увеличивает время срабатывания.
Исходя из этого, лучше в использование взять ртутный контакт, но и это не во всех моментах.
Конструктивные особенности
Конструкция геркона представляет собой герметичный баллон из стекла, внутри которого находятся контакты. Эти контакты – это сердечники из магнита, которые приварены с торцевых сторон колбы. Внешние части этих сердечников подключаются к электросети. На схеме ниже демонстрируется устройство изделий:
где:
- Колба из стекла.
- Переключающийся контакт.
- Неподвижный контакт.
Самыми распространенными являются герконовые датчики на замыкание. Контакты из ферромагнитной проволоки прямоугольного вида. В зависимости от мощности и размера геркона, сердечники изготовляют из пермаллоевой проволоки. Также покрытие можно заменить и другими металлами (золото, серебро, родий и другие).
В колбу запускают инертный газ или вакуумируют, что не дает возможности развития коррозии в герконовом выключателе. При изготовлении детали также учитывается то, что между сердечниками есть зазор определенного размера.
Как работает герконновый датчик?
Контактные группа придет в действие только в том случае, если вокруг герконового выключателя будет определенное напряжение магнитного поля, которое создано любым способом, будь оно постоянным или же электромагнитным. Принцип действия заключается в том, что сердечники внутри колбы намагничиваются, притягиваются один к другому и этим замыкают цепь. Все это будет находиться в действии до исчезновения магнитного поля. Дальнейшие срабатывания тоже зависят от наличия магнитного поля вокруг геркона.
Принцип работы магнитного датчика на размыкание работает немного по-другому. При наличии магнитного поля контакты намагничиваются одинаковым наименованием и отталкиваются друг от друга, чем цепь размыкается.
Переключающийся герконовый выключатель при магнитном поле: замыкает разомкнутые контакты, а немагнитный контакт остается таким, как и был до этого.
Наглядно увидеть, как работают герконы, вы можете на видео ниже:
Пробивное напряжение устройств может вырастать до 5 кВ. Срабатывает датчик в 0,5-2 мс, а выключается в 0,1-0,7 мс, а это значительно меньше нежели, к примеру, срабатывание электромагнитного реле.
Назначение и область применения
Используют герконовые выключатели и по сей день в:
- клавиатуры и синтезаторы;
- оборудование для безопасности и автоматики;
- оборудование для подводного плавания;
- оборудование для тестирования и снятия замеров;
- аппаратура в медучреждениях и коммуникационные аппараты.
К примеру, в системах охраны геркон используют как реле. Также устройства используются и в охранном датчике. Из себя это представляет: геркон плюс магнит. Если рассматривать герконовое реле, то оно представляет собой: геркон и обмотка из проволоки. Плюсами такого реле, являются:
- маленький размер и простота конструкции;
- не поддается влиянию влаги и обгоранию контактов;
- нет подвижных элементов.
Применять такие детали можно много в чем и где. Но одним существенным недостатком является низкая ударостойкость, а это уж немаловажно для различного рода систем, датчиков и т.д.
Плюсы и минусы приспособления
Использование герконовых датчиков дало как положительные, так и отрицательные моменты:
- конструкция, позволяющая уменьшать размеры;
- быстрое срабатывание и отключение;
- полностью герметизированы сердцевины;
- электрическая прочность между контактами;
- долгое время служения (за исключением ударов);
- геркон работает в любых погодных условиях от -60 до +120 градусов.
- низкая ударостойкость;
- восприятие внешних магнитных полей;
- низкая мощность при коммутации цепи;
- произвольное размыкание при высоком токе;
- иногда могут возникать замыкания и размыкания произвольно.
Если вам нужно использовать герконы, то учитывайте следующие нюансы применения:
- Обязательно нужно избегать ультразвука, так как он может воздействовать и изменить электрические характеристики.
- При установке следует помнить о том, что магнитное поле может изменить характеристики выключателя.
- Запрещается ударять и ронять герконовые выключатели, т.к. из-за инертного газа, который при ударе разбалтывается, баллон может лопнуть, что выведет устройство из строя.
- Следует придерживаться рекомендациям от производителя при паянии.
Технические характеристики
Все технические характеристики основных типов герконовых выключателей приведены в таблице ниже:
Маркировка герконов зависит от области, в которой они действуют. Каждая из существующих аббревиатур что-то обозначает (например, КЭМ – коммутация электрических механизмов, А – работа в любых климатических условиях, В – работа только в помещении). При выборе необходимо учитывать эти нюансы.
Найти выключатели можно в электротехнических магазинах, на радиорынках или же заказать в интернете. Если вам нужен геркон для автомобиля, то приобрести его можно в автосервисе. Также есть возможность сделать герконовый выключатель самому, но для этого нужно дорогое оборудование.
Вот мы и рассмотрели технические характеристики герконов, а также их принцип работы и область применения. Надеемся, теперь вам стало понятно, что собой представляют данные выключатели и для чего они используются.
Нравится(0 ) Не нравится(0 )
