Геркони це один із елементів комутації в електричних ланцюгах, які успішно застосовуються за певних умов. У деяких випадках реле на герконах є більш ефективною альтернативою електромагнітним реле.

Область застосування герконів

Контактні групи на герконах активно використовують у електричних схемахохоронної сигналізації. Група контактів на герконах в одному корпусі може одночасно перемикатися в кількох електричних ланцюгах не пов'язаних один з одним. У сигналізації це застосовують включення звукової, світлової індикації спрацьовування, передачі сигналів на черговий пульт управління.

На підприємствах із вибухонебезпечними домішками ефективно використовують геркони для комутації електроустаткування. різного призначення, так як при замиканні та розмиканні контактів немає іскор, що виходять за межі герметичної скляної колби корпусу. Для запуску потужних електродвигунів застосовують геркони, здатні підключати ланцюги з навантаженням до 45 кВт.

Крім низьковольтного обладнання, є моделі герконів, які використовуються для замикання ланцюгів з напругою від 1000 В до 100 кВ, в релейному захисті високовольтних. повітряних лініяхпередачі електроенергії. На таких елементах встановлюють дугогасні конструкції та демпферні пристрої для гасіння вібраційних коливань контактів. Герконові вироби для комутації надають можливість розвитку нових напрямків у приладобудуванні, автоматичних пристроївуправління та захисту у релейних системах.

Принцип роботи герконів

Робота заснована на використанні магнітних сил поля, що виникають між феромагнітними елементами в герконі. Ці сили можуть деформувати і переміщати феритові пластини контактів, при цьому вони замикаються або розмикаються. Магнітне поле для намагнічування феромагнітних контактів у зоні розміщення приладу створюється двома способами:

• Котушкою намотується на корпус, на яку подається постійний струм;

Порада №1 величину магнітного потоку можна регулювати самостійно, намотуючи провід на корпус котушки до моменту спрацьовування контактів

• зовнішнім постійним магнітом.

Найпростіша конструкціягеркона

Види герконових реле

Великий попит на використання герконів у різних галузях з урахуванням умов виробництва породжує велика кількістьмоделей виробів. Всі герконові реле можна розділити на вигляд контактів:

• З розімкненими контактами у вихідному стані;
• із замкнутими контактами у вихідному стані;
• З комбінованими групами контактів, коли в одному корпусі знаходяться нормально замкнуті та розімкнені геркони.

По виду конструкції герконові реле поділяють на два види:

• Сухі –з наповненням колби інертним газом або вакуумом всередині, це робиться для збільшення стійкості контактів до великих струмових навантажень;
• Мокрі –геркони в точках контакту мають рідкий металртуть при вібрації грає роль амортизатора, запобігаючи розмиканню.

Основні технічні характеристики герконів

Через велику різноманітність конструкцій герконових реле, з різними функціональними призначеннями є характеристики, які є актуальними тільки для конкретного виду. Розглянемо основні, властиві всім різновидів герконових реле:

• Рівень вібрації- При перевищенні заданого рівня скляні колби герконів можуть тріснути, контакти замкнутися або розімкнутися. Вимірюється та величина кількістю коливань на секунду;
• Максимальна напруга для контактіву комутованій електромережі вимірюється у вольтах і кВ, залежить від перерізу та матеріалу контактів, записується як Uмах;
• Допустима потужність, при якій контакти не втрачають своїх феромагнітних властивостей та здатності виконувати свої функції. Потужність геркона визначають матеріал і перетин контактів, чим більше перетин тим більше допускається електрична потужність мережі, позначається в технічної документаціїяк Рmax вимірюється у Вт; кВт;
• Число комутаційних циклів– кількість розмикань та замикань до зносу контактів, у якому вони не можуть виконувати свого функціонального призначення. У деяких технічних джерелах це називається ресурсом роботи, позначається як N мах, де N – кількість спрацьовувань зазвичай обчислюється від 4-5 мільярдів;
• Час відпускання- Проміжок часу від моменту знеструмлення котушки до переходу контактів у вихідний стан 0,2 - 1мкс;
• Час реакції -час від часу подачі струму на котушку до замикання чи розмикання контактів 0,5 – 2 мкс;
• Місткість контактів – Ск, може бути тільки в розімкнутому стані контактів, залежить від проміжку між ними та геометричних розмірів контактних пластин.

Останні два параметри технічної документації можуть формулювати як швидкість замикання і розмикання контактів в мілісекундах, записуються як Тср і Тотп. Ці величини показують швидкодію геркона, малогабаритні моделі мають вищу швидкодію. Частота комутаційних циклів може досягати 1000 Гц.

• Напруга пробою –величина напруги (десятки кВольт), коли він між феритовыми контактами в розімкнутому стані пробиває електрична дуга чи іскра. Ця напруга характеризує електричну міцність геркона, яка багато в чому залежить від матеріалів, з яких зроблено контакти, покриття та зазор між ними;
• Напруженість поля –величина, при якій відбувається перемикання контактів, іноді цей параметр називають магнітодвтжуюча сила Vср - спрацьовування. Під спрацьовуванням розуміється замикання контактів і Vотп. Відпускання мають на увазі розмикання контактів.
• Опір контактного переходу –має два значення, що вимірюється в замкнутому стані Rк (контакту) дуже малі величини. У розімкнутому стані Rиз(ізоляції) – опір ізоляції не більше десятків МОм.

Таблиця:ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕРКОНІВ НА Замикання контактів

Модель геркона	KEM-1	KEM-6	MK36701	MKA-27101
Вид модифікації геркона	стандарт	стандарт	проміжні	проміжні
сила магнітного поля, А	54…110,1	37…50	51…80	31…60
Інтервал часу спрацьовування, мс	3	2	2	1,5
	31	11	20	11
	221	151	101	111
Величина струму комутації, А	1,1	0,26	0,36	0,36
Напруга пробою, В	501	501	—	501
Опір контактів замкнутого геркона, Ом	0,09	0,11	0,071	0,121
частота замикань, Гц	101	21	50	100
Робоча температура, °С	-61…+123	-61…+125	-61…+100	-61…+100
Допустимий діапазон частот вібрації, Гц	1…601	1…50	1…600	1…601
Довжина та Ø балона, мм	50/80	36/63,5	36/63,5	27/45,6

Параметри перемикаючих та вимірювальних герконів

Марки герконів	МКС-27102	КЕМ-3	МКС-15101	МКА-52181	МКА-27801
сила магнітного потоку, А	51…74	31…100	31…45	81	31…100
	1,51	1,51	1,51	2.1	2.1
Допустима потужність комутації, Вт	31	31	0,36.1	1,49	1
Допустима напруга комутації,	151	125	35	35	301
Допустимий струм комутації, А	1.1	1.1	0,011	0,11	0,011
Опір замкнутих контактів, Ом	0,151	0,31	0,151	0,081	0,11
частота замикань та розмикань, Гц	51	101	100,1	100,1	50.1
Інтервали робочої температури, °С	-61… + 125	-61… + 125	-61… + 125	-61… + 85	-61… + 85
Діапазон сачт вібрації, Гц	1…2000.1	1…2000.1	1…2000,1	1…601	5…601
Довжина та Ø балона, мм	27/67	18/54	15/50	53/79,5	28/52,3

геркони з великою потужністю

Марка геркона	MKA-52141	MKA-52142	MKA-52202
Модифікація геркона	високовольтний	високовольтний	потужний
Сила магнітного потоку перемикання, А	100…200,1	300.1	180…300.1
Тимчасовий інтервал перемикання, мс	3,1	3,1	8,1
Допустима потужність комутації, Вт	51	51	251
Допустима напруга комутації,	5000.1	10000.1	380.1
Допустимий струм комутації, А	3,1	3,1	4,1
Напруга пробою, В	10000.1	15000.1	800.1
Опір між замкнутими контактами, Ом	0,1	0,1	0,3
Діапазон робочих температур, °С	-40…+85	-60…+100	-45…+60
Допустимі частоти вібраційні навантаження, Гц	1…600	1…60	1…10
Довжина колби та Ø мм	53/5,4/80	52/5,5/90	52/7,0/0

Особливості управління контактами геркона

Можна виділити два способи управління, кожен із яких має свої конструктивні особливості:

Управління із засобів магнітного поля від постійного магніту.

Геркон встановлюється нерухомо, магніт переміщається у просторі щодо геркона, при наближенні на відстань коли сила магнітного поля достатня для перемикання контактів відбувається спрацьовування. Аналогічно при видаленні магніту від геркона поле ослабне, і контакти геркона повертаються у вихідний стан.

Класичним прикладомтакого варіанту є застосування геркона в системах охоронної сигналізації, коли геркон встановлюється на дверну коробку, А магніт на двері можна навпаки.

Приклад монтажу герконових датчиків на дверях
А – контакти перебувають у розімкнутому стані;
Б – контакти замикаються сигналізація спрацьовує:

Порада №2 Рекомендується в цьому випадку використовувати датчики циліндричної форми пластиковому корпусі. Вони непомітно встановлюються в просвердлені отворив коробці та двері. Для маскування зверху можна наклеїти еластичні заглушки відповідного кольору.

Залежно від умов експлуатації та функціонального призначення, конструктивні рішенняможуть бути різні:

• Магніт може обертатися навколо осі, змінюючи полярності, тим самим перемикати контакти геркона.
• Між герконом і магнітом може переміщатися магнітна шторка, що екранує, для шунтування поля;
• Рухливим може бути будь-який елемент, кілька елементів або все, шторка, магніт і геркон, все визначають умови конкретного об'єкта.

Управління герконом за допомогою котушки, через яку пропускається постійний струм

Такий спосіб отримав широке застосуванняу конструкціях герконових реле з невеликою кількістю контактних груп. У порожнистий осердя корпусу, на який намотана обмотка, поміщають один або кілька герконів.

Прикладом такого використання є струмові датчики захисту в електромережах живлення обладнання. Котушки намотуються досить товстим дротом, щоб витримувати струмові навантаження, що використовуються на виробничому процесі. При перевищенні струму магнітне поле відключає контакти геркона, обладнання знеструмлюється. Налаштування здійснюється переміщенням по різьбове з'єднаннягеркона всередині котушки вздовж осі.

Переваги герконових перемикачів

• На відміну від звичайних реле з електромагнітними котушкамиі сердечником у герконових немає механічних елементів, приводу важеля для переміщення контактів та сталевого осердя в котушці. За рахунок цього конструкція виходить найменших габаритів.
• Багато показників герконових реле в сотні разів вищі, ніж звичайних реле, опір ізоляції, пробивна напруга, відповідно електрична міцність.
• Очевидно, що звичайні реле не можуть зрівнятися з герконами швидкодії. Частота комутації контактів на герконах 1000Гц;
• Ресурс роботи герконів обчислюється у мільярдах циклів перемикань;

Недоліки

Незважаючи на всі досконалості, є й недоліки:

• Невелика потужність;
• Невелика кількість контактів в одній колбі;
• У сухих варіантах може бути механічне деренчання контактами;
• Крихкий корпус скляного балона;
• У неекранованому корпусі може бути вплив сторонніх магнітних полів.

Герконовий датчик - це прилад, створений для покращення технічних властивостейта терміну служби контактів електроапаратури. Підключити його можна як своїми руками, так і за допомогою професійних технічних служб. Підключення своїми руками, без відповідної компетенції, може зайняти досить багато часу або взагалі призвести до невдалої спробиустановки геркона. За допомогою сервісу Юду ви в найкоротший термінможете знайти та замовити послугу професійних служб з підключення герконового реле: достатньо залишити заявку на сайті або вибрати найбільш підходящу пропозицію з каталогу виконавців.

Що таке магнітний геркон

Магнітний геркон є основним компонентом системи контактного реле в різних електромагнітних схемах. Герконовий датчик містить два контакти з феромагнітного сплаву, укладених у скляну колбу. Якщо до контактів піднести магнітний елемент – вони замикаються, утворюючи безперервну електромагнітну мережу.

Геркон часто застосовується:

• Для встановлення датчиків, що показують відчинення дверей у системах охорони, для захисту об'єкта від небажаного проникнення
• Для встановлення на вікна, як датчик, що повідомляє про відкриття конструкції
• Для встановлення на ворота та іншу вхідну групу для захисту від небажаного проникнення

Різновиди герконових датчиків

Герконові датчики за функціональністю поділяються на:

• Замикаючі
• Перемикаючі
• Розмикаючі

за технологічним особливостямгеркони поділяються на два типи:

• Сухі
• Ртутні: усередині скляної конструкціїзнаходиться крапля ртуті для зменшення опору та для недопущення порушення контактів

Конструктивні особливості герконових датчиків

За конструкцією геркони поділяються на:

• Розімкнені
• Замкнуті
• Перемикаючі
• Розімкнені ртутні

Найбільш поширеним видом герконових датчиків є розімкнений геркон. Кожен контакт у скляної ємностіє плоским дротом. Поверхні контактів покриті золотом, паладієм, радієм або сріблом, що сприяє зменшенню опору та дозволяє захистити контакти від корозії. Простір скляної колби заповнений воднем, аргоном або азотом, або просто являє собою вакуумний простір, що також сприяє підвищенню антикорозійних властивостей.

Принцип роботи герконового датчика

Принцип роботи герконового датчика укладено у взаємодії двох елементів: виконавчої та задаючою. Частина схеми роботи геркона - це магніт, а виконавча - сам геркон. Для замикання контактного ланцюга геркона необхідно довкола нього створити магнітне поле. Щойно магнітне поле зникає, контакти герконового датчика перестають взаємодіяти.

Розмикаючий геркон працює за дещо іншою схемою: його магнітні елементи розташовані таким чином, що при намагнічуванні контакти відштовхуються, здійснюючи розмикання електричного кола.

Схема роботи геркона, що перемикає, також має свої особливості: один з контактів системи зроблений з немагнітного металу, а інші - з феромагнітного. Таким чином, при магнітному впливі на геркон відбувається замикання феромагнітних контактів, а немагнітні контакти розмикаються.

Схема роботи герконового датчика

Для забезпечення замикання електромагнітної мережі герконового датчика і здійснення його роботи магнітна частина системи кріпиться на конструкції, що відкривається (вікно, двері або ворота), а сам геркон на дверний або віконній коробці. Якщо двері зачинені, магнітне поле діє на контактну мережу геркона, замикаючи електромагнітний ланцюг. Датчик охоронної системипоказує, що вхідна групазакрито. Варто відчинити двері - магніт перестає діяти, розмикає ланцюг, змушуючи цим спрацьовувати сигнал тривоги.

У документації датчик є вся необхідна інформація для встановлення його своїми руками.

Залежно від конструкцій, на які встановлюється геркон, датчики поділяються на декілька видів:

• Датчики прихованого монтажудля сталевих конструкцій
• Датчики прихованого монтажу для магнітопасивних конструкцій
• Датчики зовнішнього монтажу для сталевих конструкцій
• Датчики зовнішнього монтажу для магнітопасивних конструкцій

Тип геркона визначається відповідно до масивності конструкції і матеріалом, з якого вона виготовлена.

Рекомендації для захисту геркона від несанкціонованого проникнення

Якщо ви здійснюєте підключення герконового датчика своїми руками, при установці варто звернути увагу на наступні моменти:

• Встановлюйте герконові та магнітні датчикитаким чином, щоб вони були спрямовані один до одного та встановлені на короткій відстані. Тоді піднесення стороннього магніту викличе розмикання електромагнітного ланцюга і спрацює сигнал тривоги.
• Встановіть дуже тонку металеву пластину між герконовим датчиком та магнітом. Вона стане захисним магнітним екраном.

Як замовити послугу професійних технічних служб з підключення герконового датчика

Здійснити підключення геркона своїми руками, володіючи навичками та знаннями в цій галузі, не важко. Якщо компетенції для підключення датчика своїми руками не вистачає, то краще звернутися до послуг професійних служб, які здійснять підключення недорого і досить швидко. Щоб замовити такі послуги за допомогою сервісу Юду, необхідно:

• Заповнити заявку на сайті або зателефонувати за вказаними контактними телефонами
• Встановити бажану ціну на послугу
• Вибрати найбільш підходящу вам пропозицію
• Ознайомитись з достовірними відгуками про роботу виконавців
• Зв'язатися з обраною службою та домовитись про виїзд

Будь-які механічні контакти схильні до зносу. Щоб зменшити вплив цього деструктивного фактора, у першій половині минулого століття було розроблено магнітокеровані комутаційні пристрої, контактна група яких містилася у вакуумну колбу. У СРСР такі елементи отримали назву «Геркон», за скороченням від «герметизований контакт», в англомовній технічній документації прийнято назву «reed switch».

Давайте розглянемо принцип дії цих пристроїв, конструкцію, основні характеристики, переваги та недоліки. На завершення статті буде наведена пара корисних схемде використовуються геркони.

Зовнішній вигляд та особливості конструкції

Дані пристрої є контактною групою, виготовленою на основі феррі магнітного матеріалу, що поміщається у скляну колбу. З неї відкачано повітря (створені умови максимально наближені до вакууму), як варіант можливе наповнення інертним газом. Зовнішній вигляд пристрою та його позначення на принципових схемахпредставлені нижче.

З конструктивним виконанням, можна ознайомитись на малюнку 2.

Позначення:

• А – висновки пристрою.
• В – скляна колба.
• С – контактна група.
• D – інертний газ чи вакуум.

Різновиди

Комутаційні пристрої цього класу прийнято розділяти залежно від пристрою контактної групи на такі види:

1. Елементи з нормально розімкненими контактами ( зовнішній виглядтакого пристрою показано на рис. 1).
2. Елементи із нормально-замкненим контактом.
3. З контактом, що перемикається.

Крім функціональних ознак, перерахованих вище, є і технологічні, що розділяють герметичні пристрої, що комутують, на дві групи: сухі і ртутні. Відмінна рисаостанніх у тому, що всередині колби міститься крапля ртуті. Вона служить для «змочування» контактної групи, це дозволяє суттєво знизити перехідний опір та вібрацію (брязкот) контактів при комутації, що позитивно відбивається на якості контакту.

Принцип дії

Спрацьовування пристрою (замикання, розмикання або перемикання контактів) потрібно впливати на елемент магнітним полем, напруженість якого буде достатньою для комутації. Як джерело такого поля може виступати звичайний або електромагніт.

Під впливом силових ліній відбувається намагнічування контактів і з подолання порога пружності вони комутують ланцюг.

Відповідно, як тільки на контактну групу перестане діяти магнітне поле, вона повернеться у вихідний стан. Тобто, функціонально контакти крім свого прямого призначення відіграють роль магнітопроводу та пружного елемента.

Пристрої із нормально-замкненими контактами діють трохи інакше. Їхні феримагнітні пружні елементи, потрапляючи під вплив магнітного, поля набувають однакового заряду, що змушує їх відштовхуватися, розриваючи контакт.

Іноді в таких комутаторах тільки один пружний елемент виконаний з феримагнітного сплаву, внаслідок наближення магніту він притягується до нього, відключаючи ланцюг.

Подібний принцип задіяний у герконах з групою контактів, що перемикає, в якому два з них виготовляються з магнітного матеріалу. Під впливом магніту вони притягуються один до одного, а немагнітний контакт залишається у вихідному положенні. Внаслідок цього відбувається перекомутація ланцюга.

Основні параметри

Властивості герметичних комутаторів визначаються механічними та електричними параметрами. До перших відносяться:

• N max - Число, що вказує максимально допустиму кількість спрацьовувань без зміни основних характеристик.
• V cp – величина, що відображає інтенсивність поля, необхідну для реакції пристрою. У технічній термінології цю характеристику називають магніторушійною силою.
• V отп - величина, що відповідає силі розмикання.
• t cp – час, необхідне спрацьовування контактної групи.
• t отп – інтервал часу, необхідний відпускання.
• Останні два параметри найбільш значущі механічних характеристикоскільки описують швидкість комутації.
• Тепер перерахуємо основні електричні характеристики:
• R K – опір між контактами у замкнутому стані.
• R З – опір розімкнених контактів.
• U ПР - напруги пробою, дана характеристиказалежить як від попереднього параметра, і відстані між групою контактів. Крім цього, на електричну міцність впливає наповнення колби.
• P max - Комутована потужність.
• C K – ємність, утворена розімкненими контактами.

Як здійснюється керування?

Керувати герметичним комутатором можна двома способами:

• використовуючи постійний магніт;
• впливаючи котушкою, підключеною до постійного джерела струму.

У першому варіанті керування може здійснюватися шляхом лінійного або кутового переміщення постійного магніту. Також зустрічається спосіб, у якому поле перекривається за допомогою спеціальної шторки.

Як приклад використання способу управління за допомогою магніту можна навести датчики рівня, а також положення, охоронну сигналізаціюі т.д.

Другий варіант дозволяє створити реле на основі геркона. На відміну від традиційної конструкції, такий пристрій буде більш надійним і довговічним, оскільки практично не містить рухливих механічних елементів. Що стосується невеликої кількостіконтактних груп, цей недолік легко усувається шляхом збільшення кількості задіяних герконів.

Приклад застосування даного способууправління може бути струмове реле з урахуванням геркона. Воно є котушкою, намотаною проводом товстого перерізу, всередині якої розміщується герметичний комутатор. Дане пристосування може служити як захисної системивід навантаження у ланцюгах постійного струму. Чутливість пристрою легко регулювати шляхом лінійного переміщення комутатора всередині котушки.

Плюси та мінуси

Будь-яка конструкція, крім переваг, не позбавлена ​​недоліків. Знаючи сильні та слабкі сторони пристрою, можна знайти оптимальну сферу для його застосування. Давайте розглянемо, у чому полягає переваги герметичних комутаторів, до таких властивостей можна віднести:

• Висока надійність комутації. Вона майже на два порядки перевищує цей показник у відкритих контактних груп. Це досягається за рахунок високого опору між розімкненими контактами (R З), воно може обчислюватися десятками МОм. Важливу роль відіграє показник електричної міцності (U ПР), напруга пробою в деяких моделей перевищує 10 кВ.
• Швидкодія також є незаперечною перевагою. Частота комутації багатьох моделей наближається до 1 кГц. Що стосується параметрів, що описують швидкість комутації, то вони перебувають у наступних діапазонах: t cp – від 0,4 до 1,8 мс, t відп – від 0,25 до 0,9 мс, що набагато перевищує подібні характеристики відкритих контактних груп.
• Довговічність, кількість спрацьовувань обчислюється мільярдами, жодна відкрита контактна група навіть близько не може наблизитися до цього рубежу.
• Цей тип комутаторів невимогливий до узгодження з навантаженням.
• Управління може здійснюватись без використання електроенергії.

Характерні недоліки:

• Низькі показники комутованої потужності.
• Невелика кількість контактів.
• Брус при спрацьовуванні (конструкції «мокрого» типу позбавлені цього недоліку).
• Великі розміри сучасної радіотехнічної бази.
• Недостатня міцність скляної колби.
• Чутливість впливу зовнішніх магнітних полів.

Незважаючи на явну перевагу позитивних якостейДані пристрої поступово витісняються напівпровідниковими аналогами, такими як датчики Холла. Відсутність брязкоту, невеликі розміриі більше висока міцністьвідіграли вирішальну роль.

Приклади практичного застосування у побуті

Як і було обіцяно на початку статті, наводимо кілька корисних схем, у яких використовуються геркони. Почнемо з універсального керування освітленням у передпокої. Принцип роботи полягає в наступному: при відкритті вхідні дверіавтоматично вмикається світло, і через кілька хвилин вимикається. При достатньому рівні освітлення, світло в передпокої не вмикається.

Позначення:

• Резистори: R1 – 68 кім, R2 – 33 кім, R3 – 470 кім, R4 – 10 кім, R5 – 27 кім.
• Конденсатори: С1 - 0,1 мкф, С2 - 100 мкф х 25 В, С3 - 470 мкф х 25 В.
• Стабілітрон та діоди: VD1 – КС212Ж, VD2 та VD3 – КД522 (1N4148), VD4 – КД209 (1N4004).
• Транзистори: VT1 та VT2 – ÌRF840.
• SG1 – будь-який звичайний герконовий датчик, наприклад 59145-030.
• FR1 - фоторезистор, підійде будь-якого типу з опором на світлі не нижче 8 кОм, у темряві - 120-180 кОм.
• Тригер D1 - К561ТМ2 (СD4013).

Налаштування схеми зводиться до підбору опору R1 для вибору оптимального часу затримки відключення освітлення.

Тепер розглянемо схему простий домашньої сигналізації, де також використовується типовий герконовий датчик для дверей.

Позначення:

• Резистори: R1, R2 і R3 – 100 кОм, R4 – 33 кОм, R5 – 100 кОм, R6 – 1 кОм.
• Конденсатори: С1 - 100 мкф х 16, С2 - 50 мкф х 16 В, С3 0,068 мкф.
• Діоди та світлодіод: VD1 та VD2 – КД522 (1Т4148), HL1 – АЛ307Б.
• Транзистори: VT1 – КТ829, VT2 – К361.
• Мікросхема: К561ЛА7.
• S1 – герконовий датчик 59145-030.

Як сирена використовується звуковий оповіщувач АС-10.

Живлення схеми здійснюється від акумулятора 12, ємністю 4 А * год.

Довідкова інформація щодо вітчизняних та зарубіжних герконів - позначення та маркування, технічні характеристики, види та типи. Магнітокеровані герметичні контакти (геркони) знаходять широке застосування радіоелектронної апаратури. Вони використовуються при конструюванні реле, логічних елементів, різних датчиків, тумблерів, кінцевих вимикачів та перемикачів.

Завдяки герметизації контактів підвищилася надійність комутації та стабільність опору контактів. Малі розміри рухомих частин дозволили підвищити в десятки разів максимальну частоту комутації порівняно з електромагнітні реле. Час спрацьовування герконів вбирається у 2 мс, а максимальна кількістьспрацьовування сягає мільйона.

Умовне позначення герконів

• Перший елемент - визначає умовну назву геркона. МК - магнітокерований контакт герметизований, КЕМ - контакт електромагнітний, КМГ - магнітокерований контакт з підвищеним контактним натисканням (для комутації великих струмів - понад 5 А);
• другий елемент - вказує на систему комутації геркона: А - замикає, В - розмикає, С - перекидний, Д - перехідний;
• третій елемент - буква "Р" присутня лише у ртутних герконах;
• четвертий елемент - двозначне числопоказує довжину балона у міліметрах;
• п'ятий елемент - вказує на функціональне призначеннягеркона: 1 – малої та середньої потужності, 2 – підвищеної потужності, 3 – потужні, 4 – високовольтні, 5 – високочастотні, 6 – «з пам'яттю», 7 – спеціальні (з підвищеною стійкістю до зовнішнім факторамта характеру навантаження), 8 - вимірювальні.
• шостий елемент – вказує порядковий номер розробки.

За типом контактів розрізняють геркони, що замикають і перемикають, за станом поверхні контактів - сухі та рідинні. Усередині балона сухих герконів знаходяться інертні гази. Контакти є феромагнітні пружини, покриті . Геркони поділяються також на малопотужні (комутована потужність до 60 Вт) і підвищеної потужності (до 1000 Вт), низькочастотні та високочастотні, низьковольтні (комутована напруга до 250 В) і високовольтні (понад 250 В), є геркони з «пам'яттю» та «пам'яттю». Далі наводимо довідкові параметри вітчизняних герконів, а наприкінці статті – імпортних герконів-реле.

Характеристики перемикаючих та вимірювальних герконів

Найменування геркона	МКС-27102	КЕМ-3	МКС-15101	МКА-52181	МКА-27801
	50...74	30...100	30...45	80	30...100
Час спрацьовування, 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

Параметри замикаючих герконів мініатюрного типу

Найменування геркона	МУК-МА-1	КЕМ-2	МК-16-3	МК-10-3	МКА-10113
Магніторушійна сила спрацьовування, А	35...90	21...64	35	13...40	14...25
Час спрацьовування, мс	2	1	1	0,8	0,8
Максимальна потужність, що комутується, Вт	15	7,5	0,3	3,6	1 (ВА)
Максимальна напруга, що комутується, В	115	180	30	36	36
Максимальний струм, що комутується, А	0,5	0,25	0,01	0,1	0,1
Опір електричних контактів, Ом	0,3	0,15	0,15	0,3	0,3
Максимальна частота комутацій, Гц	100	100	100	10...10	100
Температура навколишнього середовища, °С	-60...+125	-60...+125	-45...+70	-60...+125	-60...+125
Вібраційні навантаження, діапазон частот, Гц	2000	1 ...2000	1...600	3000	1...3000
Вібраційні навантаження, максимальне прискорення, м/с2	196	196	49	98	196
Діаметр балона, загальна довжина, мм	21,5/40	20/46	16/-	10,5/30,5	10/42,5

Параметри замикаючих герконів стандартного та проміжного типів

Найменування геркона	КЕМ-1	КЕМ-6	МК-36701	МКА-27101
Тип геркона	стандартний	стандартний	проміжний	проміжний
Магніторушійна сила спрацьовування, А	55...110	38...50	50...80	30...60
Час спрацьовування, мс	3	2	2	1,5
Максимальна потужність, що комутується, Вт	30	12	21	12
Максимальна напруга, що комутується, В	220	150	100	110
Максимальний струм, що комутується, А	1	0,25	0,35	0,35
Електрична міцність,	500	500	-	500
Опір електричних контактів, Ом	0,08	0,1	0,07	0,12
Максимальна частота комутацій, Гц	100	20	50	100
Температура довкілля, °С	-60…+125	-60…+125	-60…+100	-60…+100
Вібраційні навантаження, діапазон частот, Гц	1…600	1…50	1…600	1…600
Вібраційні навантаження, максимальне прискорення, м/с2	98	98	98	98
Діаметр балона, загальна довжина, мм	50/80	36/63,5	36/63,5	27/45,6

Характеристики високовольтних герконів та герконів підвищеної потужності

Найменування геркона	МКА-52141	МКА-52142	МКА-52202
Тип геркона	високовольтний	високовольтний	потужний
Магніторушійна сила спрацьовування, А	100...200	300	180...300
Час спрацьовування, мс	3,0	3,0	8,0
Максимальна потужність, що комутується, Вт	50	50	250
Максимальна напруга, що комутується, В	5000	10000	380
Максимальний струм, що комутується, А	3,0	3,0	4,0
Електрична міцність,	10000	15000	800
Опір електричних контактів, Ом	0,1	0,1	0,3
Температура довкілля, °С	-40…+85	-60…+100	-45…+60
Вібраційні навантаження, діапазон частот, Гц	1…600	1…60	1…10
Діаметр балона, загальна довжина, мм	53/5,4/80	52/5,5/90	52/7,0/0

Технічні характеристики високочастотних герконів

Найменування геркона	МКА-10501	МКА-10701	МК-17
Тип геркона	високочастотний	високочастотний	високочастотний
Магніторушійна сила спрацьовування, А	30…80	16...35	18...45
Максимальна частота комутацій, Гц	100	100	2000
Максимальна потужність, що комутується, Вт	7,5	5	2
Максимальна напруга, що комутується, В	80	90	10
Повний опір електричних контактів (загасання), Ом	0,2	0,3	-
Ємність між контактами, пФ	0,6	0,3	0,2
Температура довкілля, °С	-60...+ 100	-60...+ 100	-60...+ 125
Вібраційні навантаження, діапазон частот, Гц	2000	2000	5...3000
Вібраційні навантаження, максимальне прискорення, м/с2	98	144	196
Довжина та діаметр балона, мм	20/3,1	10/2,3	10/1,8
Загальна довжина з висновками, мм	45,6	40,75	25

Основні параметри герконів, що запам'ятовують

Найменування геркона	МКА-27601	MKA-2060
Тип геркона	запам'ятовуючий	запам'ятовуючий
Потужність імпульсу керування, Вт	-	1,2
Тривалість імпульсу керування, мс	1,0	1,0
Максимальна потужність, що комутується, Вт	1,5	7,5
Максимальний струм, що пропускається, А	0,35	0,25
Максимальна напруга, що комутується, В	110	36
Максимальний струм, що комутується, А	0,1	0,25
Температура довкілля, °С	-60...+ 70	-60...+ 125
Вібраційні навантаження, діапазон частот, Гц	1…600	1…3000
Вібраційні навантаження, максимальне прискорення, м/с2	49	196
Довжина та діаметр балона, загальна довжина, мм	27/3/42	20/3/42
Маса геркона, г	0,6	0,5

Жодна сучасна системаохорони, контролю, пожежогасіння, екстреного оповіщення не може функціонувати без застосування датчиків, які пов'язують її з навколишнім світом. Датчики визначають наявність задимлення, пилу у повітрі, рух об'єктів та ще безліч інших змін.

Герконовий датчик, як і раніше, використовується в багатьох подібних системах завдяки своїй надійності.

Що таке геркон

Геркон - електромеханічний пристрій, що замикає або розмикає електричні контакти під впливом магнітного поля, що генерується електромагнітом, або постійним магнітом.

Термін "геркон" означає герметичний контакт. Зумовлено це його конструкцією. Складається він із двох феромагнітних пластин, запаяних у скляну капсулу з двома вихідними контактами та заповнену інертним газом. Така оболонка мінімізує вплив навколишнього середовища та забезпечує надійне функціонування пристрою.

Колба може містити азот, висушене повітря, інший інертний газ. Також із колби може бути відкачано весь газ до стану вакууму. Цим домагаються підвищення рівня напруги, що комутується.

Призначення та сфера застосування

Герконові датчики, незважаючи на витіснення їх датчиками Холла, як і раніше, знаходять застосування в багатьох пристроях і системах:

1. Клавіатури синтезаторів та промислового обладнання. Конструкція датчиків унеможливлює виникнення іскри. Тому в першу чергу їх застосовують на вибухонебезпечне виробництво, де є горючі випари або пил.
2. Побутові лічильники.
3. Автоматичні системи охорони та контролю становища.
4. Обладнання, що працює під водою або за умов високої вологості.
5. Телекомунікаційні системи.
6. Медичне обладнання.

У системах безпеки застосовуються пристрої, що складаються з геркона та магніту. Вони повідомляють про відкриття або закриття дверей.

Також застосовуються герконові реле, що складаються з контактного датчиката дротяної обмотки. Така система має деякі переваги: ​​простота, компактність, вологостійкість, відсутність рухомих деталей.

Використовуються геркони і в особливих областях - це механізми захисту від перевантажень короткого замиканнявисоковольтних та радіотехнічних електроустановок. Також це високопотужні радари, лазери, радіопередавачі та інше обладнання, що працює під напругою до 100 кВ.

Різновиди

Залежно від нормального стануконтактів пристрою поділяють на:

• замкнуті – ланцюг розмикається під впливом магнітного поля;
• перемикання – під впливом поля замикається один контакт, а за відсутності поля – інший;
• розімкнені - спрацювання геркона відбувається при появі магнітного поля.

Залежно від конструкції датчики бувають:

• газові – скляна гільза заповнена сухим повітрям чи інертним газом;
• ртутні - на контакти, додатково наноситься ртуть, яка сприяє поліпшенню комутації, мінімізує опір і прибирає вібрацію пластин, що замикаються.

Геркони по технічним характеристикамподіляються на:

1. Геркони.
2. Газакон – пристрій, що має функцію пам'яті. Тобто положення контактів зберігається після вимкнення магнітного поля.
3. Геркотрони – реле із високовольтною ізоляцією. Призначений для роботи в пристроях з напругою від 10 до 100 кВ.
4. Герсикон – реле, призначене для керування обладнанням та автоматикою з потужністю до 3 кВт. Конструкція характеризується збільшеним комутаційним струмом та наявністю дугогасних контактів.

Завдяки різноманітності конструкцій геркони продовжують використовувати у багатьох областях.

Принцип дії

Геркон за принципом роботи схожий на вимикач. Реле складається з пари струмопровідних сердечників із зазором між ними. Вони герметично запаяні в скляній колбіз інертним середовищем, що виключає процес окиснення.

Навколо колби розміщується керуюча обмотка, що живиться постійним струмом. При подачі живлення обмотка генерує магнітне поле, що впливає на осердя, і призводить до замикання контактів між собою.

При відключенні котушки від живлення магнітний потік зникає і розмикаються контакти пружинами. Надійність забезпечується відсутністю тертя між контактами, які, у свою чергу, виконують роль провідника, пружини та магнітопроводу.

Особливістю герконового датчика і те, що у пружини реле у стані спокою не діють жодні сили. Це дозволяє їм замикати контакт за частки секунди.

Застосовуватися можуть і постійні магніти. Такі пристрої називають поляризованими.

Нормально замкнуті устрою мають інший принцип функціонування. Під впливом електромагнітної сили система магнітів заряджає осердя одним потенціалом, змушуючи їх відштовхуватися один від одного, розмикаючи ланцюг.

Геркони, що перемикаються, складаються з трьох контактів. Один із них встановлений стаціонарно і не магнітиться, 2 інших зроблені з феромагнітного сплаву. При наведенні магнітного поля пара розімкнених контактів замикається, розмикаючи пару з немагнітним контактом.

Підключення герконового датчика

Документація, що постачається у комплекті з датчиками, дає вичерпну інформацію про те, як підключити геркон.

Для функціонування та безпеки датчика частина реле, що генерує магнітне поле, монтується на рухому частину конструкції. Сам геркон кріпиться на стаціонарно встановлений елементконструкції чи будівлі.

Рухлива частина щільно примикає, впливаючи магнітним полем котушки на контактну мережу геркона та замикаючи цим електричний ланцюг. Датчик системи інформує про правильне функціонування системи. Як тільки котушка, розташована на рухомій частині, перестає впливати на датчик, мережа розмикається і автоматика повідомляє про порушення цілісності системи.

За способом монтажу датчики бувають:

• прихованого кріплення;
• зовнішнього кріплення.

Залежно від фізичних властивостейповерхні, де відбувається підключення геркона, бувають:

• датчики для монтажу на сталевих конструкціях;
• датчики, що монтуються на магнітопасивних конструкціях.

При монтажі герконового реле необхідно пам'ятати про деякі особливості установки:

1. Рекомендується уникати розташування поблизу джерел ультразвуку. Він може надати негативний впливпараметри датчика.
2. Не допускати розташування поруч із джерелом стороннього магнітного поля.
3. Убезпечити колбу датчика від ударів та пошкоджень. В іншому випадку газ випарується, порушиться контакт, і сердечники швидко прийдуть у непридатність.

Герконові перемикачі не можуть комутувати великі струми через малопотужність сердечників. Тому їх не можна використовувати для увімкнення та вимкнення потужних електричних пристроїв.

Їх включають у малопотужну комутаційну схему контролю реле, яке здійснює управління устаткуванням.

Переваги

Герконові датчики мають такі переваги:

1. Повна герметичність дозволяє використовувати їх у пожежонебезпечних приміщеннях та агресивних середовищах.
2. Моментальне спрацьовування дозволяє використовувати їх у пристроях із високою комутаційною частотою.
3. Виключення брязкоту контактів у ртутних датчиків. Вони використовуються в обладнанні з підвищеними вимогами до чистоти сигналу.
4. Малі габарити від 4 мм, простота конструкції, низька вартість виготовлення.
5. Висока функціональність та універсальність реле.
6. Можливість комутувати малопотужні сигнали.
7. Великий температурний діапазонроботи – від -55 до +110 ºC.
8. Висока міцність сердечників.
9. Відсутність поверхонь тертя.

Висока універсальність, надійність і ціна, як і раніше, дозволяють герконам змагатися з прямими конкурентами.

Недоліки

Як і всі пристрої, геркони мають і недоліки:

1. Низька чутливість магнітів.
2. Висока сприйнятливість до зовнішніх магнітних потоків. Як наслідок, може знадобитися використання додаткових екранів.
3. Іноді контакти після зняття магнітного поля можуть залишитися в замкнутому положенні, з якого їх вивести.
4. Капсула виконана з тонкого склаі легко руйнується при падіннях та ударах.
5. При подачі напруги з низькою частотою контакти мимоволі розмикають та замикають ланцюг.
6. При подачі великих струмів контакти сердечників можуть мимоволі розмикатися.

З цих причин при використанні реле необхідно дотримуватись ряду обмежувальних заходів, зазначених у супровідній документації.