Что такое герконы: область применения и особенности монтажа

Область применения герконов

Контактные группы на герконах активно используются в электрических цепях охранной сигнализации. Группа контактов герконов в одном корпусе может переключаться одновременно в нескольких электрических цепях, не связанных между собой. В сигнализации он используется для включения звука, световой индикации включения, для передачи сигналов на блок управления в рабочем состоянии.

Пример установки герконов в распределительном щите мобильной топливной насосной станции

На предприятиях с взрывоопасными примесями герконы эффективно применяют для коммутации электрооборудования различного назначения, так как при замыкании и размыкании контактов не возникает искр, выходящих за герметичную стеклянную колбу корпуса. Для пуска мощных электродвигателей используются герконы, способные соединять цепи с нагрузкой до 45 кВт.

Помимо низковольтного оборудования, существуют модели герконов, которые используются для замыкания цепей напряжением от 1000 В до 100 кВ, в защите высоковольтных реле воздушных линий для передачи электроэнергии. На таких элементах устанавливаются арочные конструкции и демпфирующие устройства для гашения колебаний контактных колебаний. Продукция с герконовым переключателем дает возможность развивать новые направления в приборостроении, автоматическом управлении и устройствах защиты в релейных системах.

Устройство детали

Датчик геркона выглядит как маленькая прозрачная зеленая стеклянная трубка. С обеих сторон есть кабели. Они позволяют припаять деталь к плате или подключить к ней кабели. Также есть трехконтактные модели.

Внутри стеклянной трубки находится полость с безвоздушной средой. В полости находятся контакты, которые подключаются к внешним клеммам устройства. В этой части нет полупроводников. Следовательно, он может работать на переменном токе.

Герконовые переключатели довольно разные по размеру. Маленькие модели имеют длину 10-15 мм. Самые большие размером с ладонь.

это интересно! Существует тенденция к уменьшению габаритных размеров герконов. В 2017 году американская компания Hermetic Switch Inc запустила в серийное производство деталь с длиной трубки 4,01 мм. Японские производители также проявляют активность в этой области. В 2005 году OKI объявила о выпуске прототипа с баллоном длиной 2 мм. Однако широкого распространения эти подробности пока не получили.

Дребезг контактов

Отдельно стоит упомянуть такое неприятное для цифровой техники явление (где в основном используются герконы), как дребезг контактов. После закрытия происходит серия неконтролируемых актов потери и приобретения контакта.

Справедливости ради следует отметить, что такое поведение типично для большинства механических коммутационных устройств. Непредсказуемые результаты можно получить, подключив геркон непосредственно к синхронному входу.

Меры против отскока контакта:

• Добавление ртути (что чревато утечками при разрыве баллона);
• Подключение через специальные электронные схемы;
• Использование демпфирующих фильтров (в некоторых случаях);
• Программное обеспечение.

Последние реализуются следующими способами:

• Временная задержка;
• Подсчет вторичных переключений за определенный промежуток времени;
• Расчет продолжительности текущего состояния.

Конечно, подключить геркон своими руками — задача не из легких, если вы не знаете основ электротехники и электроники.

Принцип работы герконов

Работа основана на использовании сил магнитного поля, возникающих между ферромагнитными элементами в герконе. Эти силы могут деформировать и смещать поврежденные контактные пластины, когда они закрываются или открываются. Магнитное поле для намагничивания ферромагнитных контактов в зоне устройства создается двумя способами:

• Намотанная на корпус катушка, на которую подается постоянный ток;

Катушка намотана на стеклянный баллон геркона

Совет № 1, величину магнитного потока можно регулировать независимо, наматывая провод на корпус катушки до срабатывания контактов

• Внешний постоянный магнит.

В левой части изображения постоянный магнит удален, а контакты герконового переключателя возвращаются в исходное положение.
С правой стороны магнит подводится к геркону, магнитное поле переключает контакты.

Самая простая конструкция геркона

Параметры

• Магнитодвижущая сила срабатывания
  — значение напряженности магнитного поля, при котором замыкаются контакты геркона.
• Магнитодвижущая сила выпуска
  — значение напряженности магнитного поля, при котором контакты геркона размыкаются.
• Изоляционное сопротивление
  — электрическое сопротивление пространства между жилами (в открытом состоянии).
• Сопротивление контактного перехода
  — электрическое сопротивление контактной площадки, которая образуется при замыкании жил.
• Падение напряжения
  — напряжение, при котором герконовый переключатель отключается.
• Время отклика
  — время между моментом приложения управляющего магнитного поля и моментом первого физического замыкания электрической цепи герконом.
• Время выпуска
  — время между моментом, когда магнитное поле, приложенное к герконовому переключателю, снимается, и моментом последнего физического размыкания электрической цепи герконовым переключателем.
• Емкость
  — электрическая емкость между выводами геркона в разомкнутом состоянии.
• Максимальное количество операций
  — количество срабатываний, при которых все основные параметры геркона остаются в допустимых пределах.
• Максимальная мощность
  — максимальная мощность, переключаемая герконом.
• Напряжение переключения
• Коммутируемый ток

Виды герконовых реле

Большой спрос на использование герконов в самых разных отраслях промышленности с учетом условий производства приводит к появлению большого количества моделей продукции. Все герконовые реле можно разделить по типу контактов:

• В исходном состоянии контакты разомкнуты;
• С замкнутыми контактами в исходном состоянии;
• В комбинированных контактных группах, когда нормально замкнутый и разомкнутый, герконы находятся в одном корпусе.

По конструкции герконовые реле делятся на два типа:

• Сухой — с заполнением баллона инертным газом или с вакуумом внутри, это делается для повышения устойчивости контактов при больших токовых нагрузках;
• Мокрый — герконы в точках соприкосновения контактов имеют жидкий металл, при вибрации ртуть действует как амортизатор, предотвращая размыкание.

Преимущества

Герконовые переключатели имеют следующие преимущества:

1. Полное уплотнение позволяет использовать его в зонах с пожароопасным и агрессивным окружением.
2. Мгновенная работа позволяет использовать в устройствах с высокими частотами переключения.
3. Устранение дребезга контактов на ртутных датчиках. Они используются в оборудовании с высокими требованиями к чистоте сигнала.
4. Небольшой размер 4 мм, простой дизайн, низкая стоимость производства.
5. Высокая функциональность и универсальность реле.
6. Возможность переключения сигналов малой мощности.
7. Широкий диапазон рабочих температур — от -55 до + 110 ºС.
8. Высокая прочность сердечников.
9. Отсутствие поверхностей трения.

Высокая универсальность, надежность и цена позволяют герконовым переключателям конкурировать с прямыми конкурентами.

Характеристики переключающих и измерительных герконов

Название геркон	МКС-27102	КЭМ-3	МКС-15101	МКА-52181	МКА-27801
Действующая магнитодвижущая сила, А	50… 74	30… 100	30… 45	80	30… 100
Время отклика, мс	1.5	1.5	1.5	2	2
Максимальная коммутируемая мощность, Вт	тридцать	тридцать	0,36	1.5	1
Максимальное коммутируемое напряжение, В	150	127	36	36	300
Максимальный коммутируемый ток, А	1	1	0,01	0,1	0,01
Сопротивление электрических контактов, Ом	0,15	0,3	0,15	0,08	0,1
Максимальная частота коммутации, Гц	50	100	100	100	50
Температура окружающей среды, ° С	-60… + 125	-60… + 125	-60… + 125	-60… + 85	-60… + 85
Вибрационные нагрузки, частотный диапазон, Гц	1… 2000	1… 2000	1… 2000	1… 600	5… 600
Вибрационные нагрузки, максимальное ускорение, м / с2	98	245	196	49	98
Диаметр цилиндра, общая длина, мм	27/67	18/54	15/50	53 / 79,5	28 / 52,3

Измерение основных электрических параметров

Электрические параметры герконов необходимо измерять в нормальных климатических условиях в порядке и условиях, установленных в технических характеристиках герконов конкретных типов. При проведении измерений необходимо принять меры по устранению влияния паразитных внешних магнитных и электрических полей или по их снижению, при этом не должно быть колебаний герконов, вызывающих изменение параметров. При измерении электрических параметров геркон должен управляться измерительной катушкой без ферромагнитных материалов. Требования к измерительной катушке и расположению в ней геркона должны соответствовать установленным в ТУ для конкретных типов герконов.

Измерение магнитодвижущей силы срабатывания, отпускания и коэффициента возврата

Погрешность измерения из-за влияния внешних электрических и магнитных полей не должна превышать 0,5 А и не должна превышать 2%. Рабочий MDS определяется значением тока, протекающего через измерительную катушку, когда герконовый переключатель активирован. Срабатывание MDS определяется значением тока, протекающего через измерительную катушку, когда герконовый переключатель опущен. Коэффициент возврата определяется как соотношение между MDS выпуска и MDS реализации. Момент срабатывания и опускания герконов под действием управляющего магнитного поля определяется методом контроля состояния цепи герконового переключателя. При определении срабатывания МДС и расцепителя МДС через контактные части геркона должен проходить постоянный ток.

Активация MDS и отпускание MDS геркона измеряются пошаговым измерением тока в измерительной катушке. Ток в катушке увеличивается со скоростью, не превышающей 5 А-мс-1, до значения, которое обеспечивает MDS, равную MDS насыщения; Насыщение МДС равно 2,2 значениям максимального срабатывания МДС для группы герконов. При насыщении MDS геркон удерживается в течение времени tH, равного не менее 20 мс. Ток в катушке снижается со скоростью, не превышающей 5 А-мс-1, до значения, которое обеспечивает MDS, равный MDS удержания. Затем со скоростью не более 1 А-мс-1 до тех пор, пока геркон не будет отпущен. Время выпуска записывается. Ток в катушке снижается до нуля со скоростью не более 5 А-мс-1. Геркон остается обесточенным в катушке не менее 20 мс.

Ток в катушке увеличивают со скоростью не более 5 А; мс-1 от нулевого значения до значения, которое дает неработающий MDS. Работайте со скоростью, не превышающей 1 А-мс-1, пока не сработает герконовый переключатель. Момент активации записывается. Если геркон выходит из строя, ток в катушке увеличивается до максимального значения срабатывания MDS для этой группы герконов. Если последний измеренный параметр — MDS, ток в катушке резко снижается до нуля или продолжается измерение следующего параметра.

MDS (A) определяется по формуле: MDS = Ikat Nkat

где Icat — ток, который проходит через катушку в момент установки срабатывания / отпускания; N — количество витков измерительной катушки (5000).

Норма прибыли определяется по формуле:

Кв = МДС отп / МДС сраб

Относительная погрешность измерения рабочего МДС и расцепителя МДС не должна превышать ± 1 А при измерении МДС до 20 А, ± 2 А — от 20 до 80 А и ± 5% — более 80 А с вероятностью при не менее 0,95.

Использование геркона в датчике.

Измерение временных параметров

Временные параметры определяются путем измерения временных интервалов в соответствии с временными диаграммами включения и выключения геркона. Генератор прямоугольных импульсов тока должен выдавать одиночные импульсы или серию импульсов со временем нарастания, измеренным между уровнями 0,1 и 0,9 их амплитуды, не превышающей 50 мкс на активной нагрузке, и с амплитудой, которая обеспечивает функционирование МДС в измерительной катушке. Измеряются интервалы времени запуска и выпуска. При измерении времени дребезга разомкнутые цепи менее 10 мкс не учитываются.

Измерение электрического сопротивления

Сопротивление геркона измеряется с замкнутыми контактными частями с помощью четырехпроводного соединения (по току и потенциалу) с устройствами прямого считывания или с помощью вольтметра-амперметра постоянного тока. Измерение сопротивления геркона производится в системе, электрическая блок-схема которой приведена ниже:

G — источник тока; ПВ1, ПВ2 — милливольтметры; РК — резистор калиброванный; E — геркон проверен.

Источник тока G должен отвечать следующим требованиям: обеспечивать ток в цепи геркона не более 0,1 А с погрешностью в пределах ± 2,5%; иметь максимальное напряжение на разомкнутом герконовом переключателе не более 6 В.

Геркон на схеме.

Основные технические характеристики герконов

Из-за большого разнообразия конструкций герконовых реле с различным функциональным назначением есть функции, относящиеся только к определенному типу. Рассмотрим основные, которые присущи всем типам герконовых реле:

• Уровень вибрации: при превышении установленного уровня стеклянные колбы герконов могут сломаться, контакты могут замкнуться или разомкнуться. Это значение измеряется количеством колебаний в секунду;
• Максимальное напряжение контактов в коммутируемой электросети измеряется в вольтах и ​​кВ, зависит от сечения и материала контактов, записывается как Umax;
• Допустимая мощность, при которой контакты не теряют ферромагнитных свойств и способности выполнять свои функции. Мощность геркона определяется материалом и сечением контактов, чем больше сечение, тем больше допустимая электрическая мощность сети, это указано в технической документации, поскольку Pmax измеряется в Вт; киловатты;
• Количество циклов переключения — это количество размыканий и замыканий до износа контактов, при котором они больше не могут выполнять свое функциональное назначение. В некоторых технических источниках это называется трудовым ресурсом, обозначаемым N max, где N — количество операций, обычно рассчитываемое из 4-5 миллиардов;
• Время отпускания — интервал времени с момента обесточивания катушки до перехода контактов в исходное состояние 0,2 — 1 мкс;
• Время реакции — время от момента подачи тока на катушку до замыкания или размыкания контактов 0,5 — 2 мкс;
• Емкость контактов — СК, может быть только в разомкнутом состоянии контактов, зависит от расстояния между ними и геометрических размеров контактных пластин.

Последние два параметра технической документации можно сформулировать как скорость замыкания и размыкания контактов в миллисекундах, записанную как Tav и Tamp. Эти значения показывают скорость геркона, маленькие модели имеют более высокую скорость. Частота коммутации может достигать 1000 Гц.

• Напряжение пробоя — величина напряжения (десятки кВ), при котором между ферритовыми контактами в разомкнутом состоянии возникает электрическая дуга или искра. Это напряжение характеризует электрическую прочность геркона, которая во многом зависит от материалов, из которых выполнены контакты, покрытия и пространство между ними;
• Напряженность поля — это величина, при которой контакты переключаются, иногда этот параметр называют магнитоиндуцированной силой Vav — срабатывание. Реализация предназначена как для замыкания контактов, так и для ВОТП. Релизы предполагают открытие контактов.
• Сопротивление контактного перехода — имеет два значения, очень маленькие значения измеряются в замкнутом состоянии Rк (контакт). В открытом состоянии Rfrom (изоляция) — это сопротивление изоляции в пределах десятков МОм.

Таблица: ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕРЖНЕЙ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ БЛОКИРОВКИ

Модель язычкового переключателя	КЭМ-1	КЭМ-6	MK36701	МКА-27101
Тип модификации язычкового переключателя	стандарт	стандарт	средний	средний
напряженность магнитного поля, А	54… 110,1	37… 50	51… 80	31… 60
Интервал времени отклика, мс	3	2	2	1.5
Допустимая коммутируемая мощность, Вт	31 год	одиннадцать	ветры	одиннадцать
Допустимое коммутируемое напряжение, В	221	151	101	111
Ток переключения, А	1.1	0,26	0,36	0,36
Напряжение пробоя, В	501	501	—	501
Контактное сопротивление замкнутого геркона, Ом	0,09	0,11	0,071	0,121
частота закрытия, Гц	101	21 год	50	100
Рабочая температура, ° С	-61… + 123	-61… + 125	-61… + 100	-61… + 100
Допустимый частотный диапазон вибрации, Гц	1… 601	1… 50	1… 600	1… 601
Длина и Ø цилиндра, мм	50/80	36 / 63,5	36 / 63,5	27 / 45,6

Параметры переключения и измерения герконов

Марки герконов	МКС-27102	КЭМ-3	МКС-15101	МКА-52181	МКА-27801
сила магнитного потока, А	51… 74	31… 100	31… 45	81 год	31… 100
Интервал времени переключения, мс	1,51	1,51	1,51	2.1	2.1
Допустимая коммутируемая мощность, Вт	31 год	31 год	0,36,1	1,49	1
Допустимое коммутируемое напряжение, В	151	125	35 год	35 год	301
Допустимый коммутируемый ток, А	1.1	1.1	0,011	0,11	0,011
Сопротивление замкнутых контактов, Ом	0,151	0,31	0,151	0,081	0,11
частота закрытий и открытий, Гц	51	101	100,1	100,1	50,1
Диапазон рабочих температур, ° С	-61… + 125	-61… + 125	-61… + 125	-61… + 85	-61… + 85
Диапазон скоростей вибрации, Гц	1… 2000,1	1… 2000,1	1… 2000,1	1… 601	5… 601
Длина и Ø цилиндра, мм	27/67	18/54	15/50	53 / 79,5	28 / 52,3

герконы высокой мощности

Штамп герконового переключателя	МКА-52141	МКА-52142	МКА-52202
Замена геркона	высокое напряжение	высокое напряжение	мощный
Коммутационный магнитный поток, А	100… 200,1	300,1	180… 300,1
Интервал времени переключения, мс	3.1	3.1	8.1
Допустимая коммутируемая мощность, Вт	51	51	251
Допустимое коммутируемое напряжение, В	5000,1	10000,1	380,1
Допустимый коммутируемый ток, А	3.1	3.1	4.1
Напряжение пробоя, В	10000,1	15000,1	800,1
Сопротивление между замкнутыми контактами, Ом	0,1	0,1	0,3
Диапазон рабочих температур, ° С	-40… + 85	-60… + 100	-45… + 60
Допустимая частота вибрационной нагрузки, Гц	1… 600	1… 60	1… 10
Длина муфты и Ø мм	53 / 5,4 / 80	52 / 5,5 / 90	52 / 7,0 / 0

Плюсы и минусы

Герконовые переключатели имеют свои достоинства и недостатки. К плюсам можно отнести:

• Отказов в контактах нет. Это верно для тех, чьи выводы залиты ртутью.
• По сравнению с классическими реле датчики отличаются большим временем отклика.
• Датчик считается прочным и не подвержен физическим ударам (например, при грубом обращении или падении).
• Этот тип датчика не создает шума.
• Контакты горят слабо, так как находятся в вакууме или инертном газе. Это также имеет место, когда дефект размазывания возникает из-за искры.
• Цена доступная для всех, так как в производстве не используются тугоплавкие и драгоценные металлы.
• Небольшие габариты по сравнению с классическими реле.

Недостатки:

• По сравнению с открытыми контактами они тяжелые.
• Скорость отклика ограничена.
• Вы должны создать магнитное поле.
• Бывают случаи, когда контакты остаются в замкнутом состоянии и не могут быть удалены из него.
• На них действуют внешние магнитные поля.

Геркон — обозначение на схеме

Отличие магнитоуправляемого соединения в электрических цепях от других типов контактов заключается в наличии на изображении круга, как обозначения герметичного корпуса. Конкретная принадлежность элемента схемы указывается в виде набора букв и цифр:

• К1.1 — указывает принадлежность реле цепи, с которой работает геркон (согласно нормативным документам времен СССР на схемах и технической литературе геркон обозначается буквой «К»);
• SF — означает управление герконом с постоянным магнитом.

Строгих правил маркировки герконов нет. Производитель наносит на корпус свое заводское обозначение.

Расшифровка маркировки

На схемах подключения геркон имеет обозначение по кругу с нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми контактами. Символ выглядит как обычная кнопка, заключенная в кружок.

В технической документации геркон обозначен буквами и цифрами. Для обозначения большинства этих устройств применяется следующее:

• 1-й знак — наименование детали (МК — магнитоуправляемый контакт);
• 2-й знак — тип контактов (А — замыкающий, Б — размыкающий)
• 3-й символ: буква «П» указывается только на приборах с ртутью;
• 4-й знак — длина баллона в миллиметрах (двузначное число);
• 5-й символ — функциональная особенность устройства (1 — малая и средняя мощность, 2 — повышенная мощность);
• шестой знак — порядковый номер разработки.

Система обозначения герконового реле
Например, можно разобрать модель МКА-14103:

• МК — магнитоуправляемый контакт;
• А — закрытие;
• буква «П» отсутствует, значит без ртути;
• 14 — баллон длиной 14 мм.
• 1 — малая или средняя мощность;
• 03 — порядок разработки (на практике бесполезен).

Классификация

По принципу работы

• Нормально разомкнутые герконы (замыкают цепь под действием внешнего магнитного поля);
• Нормально замкнутые (наоборот размыкают цепь);
• Переключение (действует как переключатель с магнитным управлением).

По наличию ртути

• Сухой (без ртути);
• Меркурий.

Последние содержат небольшое количество ртути, которая смачивает сопрягаемые контактные поверхности. Это обеспечивает снижение сопротивления и защиту от дребезга контактов.

По наполнению колбы

• Заполнен инертным газом;
• Заполнен вакуумом.

Особенности управления контактами геркона

Можно выделить два метода управления, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности:

Управление с помощью магнитного поля от постоянного магнита.

Геркон установлен неподвижно, магнит перемещается в пространстве относительно геркон, при приближении на расстояние, когда напряженность магнитного поля достаточна для переключения контактов, происходит активация. Аналогичным образом, когда магнит снимается с геркона, поле ослабляется, и контакты герконового переключателя возвращаются в исходное состояние.

Линии силового поля, действующие на герконы

Классическим примером такого варианта является использование геркона в системах охранной сигнализации, когда герконовый переключатель устанавливается на дверной коробке, а магнит — на двери или наоборот.

Пример установки герконов на дверь А — контакты разомкнуты; Б — контакты замкнуты; сигнализация срабатывает:

Совет № 2 В этом случае рекомендуется использовать цилиндрические датчики в пластиковом корпусе. Они незаметно вставляются в отверстия, просверленные в раме и двери. Для маскировки сверху можно наклеить эластичные заглушки соответствующего цвета.

Герконовые переключатели спрятаны в профиле металлической двери

В зависимости от условий эксплуатации и функционального назначения дизайнерские решения могут быть разными:

• Магнит может вращаться вокруг оси, меняя полярность, тем самым переключая контакты геркона.
• Между герконом и магнитом можно перемещать экранирующую магнитную заслонку для обхода поля;
• Любой элемент, несколько элементов или все, может быть подвижным, занавеска, магнит и геркон, все из которых определяют состояние конкретного объекта.

Управление герконом по средствам катушки, через которую пропускается постоянный ток

Этот метод широко применяется при проектировании герконовых реле с ограниченным числом контактных групп. Один или несколько герконов помещены в полый сердечник корпуса, на который намотана обмотка.

Конструктивные элементы герконового реле РЭС-24

Примером такого использования являются датчики защиты по току в оборудовании для электроснабжения электрических сетей. Катушки намотаны достаточно толстой проволокой, чтобы выдерживать токи, используемые в процессе производства. При превышении тока магнитное поле размыкает контакты геркона, оборудование обесточивается. Настройка осуществляется перемещением по резьбовому соединению геркона внутри катушки по оси.

Использование в охранных системах

Простая домашняя сигнализация

Особенностью геркона, введенного в предохранительный узел, является его адаптация к основному материалу. Этот прием исключает влияние магнитного поля конструкции на магнитное поле, необходимое для работы устройства.

Датчик работает по принципу магнитной защелки. Выключатель устанавливается на дверную коробку, на коробку, а затем к нему подключается кабель. Открытый способ крепления обеспечивает обзор устройства, но увеличивает магнитное поле. Для скрытой установки подходят только чувствительные версии, реагирующие на магнит. В противном случае есть риски взлома.

Конструкция

Герконы различаются контактной группой:

• с нормально разомкнутым контактом (замыкает электрическую цепь при наличии магнитного поля);
• с нормально замкнутым контактом (прерывает электрическую цепь при наличии магнитного поля);
• с переключающим контактом (при отсутствии магнитного поля одна пара клемм замкнута, при наличии другой).

По конструктивным особенностям выделяют:

• «сухие» герконы (баллон заполняется сухим воздухом или специальным газом);
• ртутные, или «мокрые» герконы (контактные поверхности смачиваются каплей ртути для уменьшения электрического контактного сопротивления и предотвращения дребезга).

Обычно колба герконового переключателя содержит азот или аналогичный инертный газ. Для увеличения допустимого коммутируемого напряжения некоторые типы герконов эвакуированы. В качестве материала для контактных пластин обычно используются сталь и никель с напылением более стойкого металла (родий, рутений) в местах контакта. Критическим показателем качества и надежности геркона является герметичность в месте соприкосновения стекла корпуса с металлом проводов.

Достоинства герконовых переключателей

• В отличие от обычных реле с электромагнитными катушками и сердечником, в герконовых переключателях отсутствуют механические элементы, рычажный механизм для перемещения контактов и стальной сердечник в катушке. За счет этого конструкция меньше по размеру.
• Многие показатели герконовых реле в сотни раз выше, чем у обычных реле, сопротивление изоляции, напряжение пробоя, соответственно, электрическая прочность диэлектрика.
• Конечно, по быстродействию обычные реле нельзя сравнивать с герконовыми переключателями. Частота переключения контактов герконов 1000 Гц;
• Срок службы герконов исчисляется миллиардами циклов переключения;

Недостатки

Несмотря на все совершенство, есть и недостатки:

• Не большая мощность;
• Не большое количество контактов в одном баллоне;
• В сухом исполнении возможно механическое дребезжание от контактов;
• Хрупкое тело стеклянной тары;
• Неэкранированные корпуса могут подвергаться воздействию внешних магнитных полей.

Герконы: способы управления, примеры использования

Герконы имеют ряд механических и электрических параметров, которые характеризуют их свойства. Эти параметры можно разделить на две большие группы: механические и электрические.

Механические параметры герконов

К механическим параметрам относится приводная магнитодвижущая сила. Этот параметр показывает, при какой напряженности магнитного поля контакт активируется и размыкается. В технической документации это называется магнитодвижущей силой срабатывания (обозначается Vav) и магнитодвижущей силой срабатывания (обозначается Votp). Важными параметрами геркона, в некоторых случаях основными, являются скорость его срабатывания и отпускания. Эти параметры обычно измеряются в миллисекундах и обозначаются как tav и tf соответственно, которые обычно характеризуют скорость геркона.

Герконовые датчики с меньшими геометрическими размерами имеют более высокую скорость отклика. Максимальное количество операций или просто ресурс также относится к группе механических параметров. Этот параметр указывает, при каком количестве операций все свойства геркона, как механические, так и электрические, сохраняются в пределах допустимых значений. В технической документации это обозначено как Nmax.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Размеры геркона.

Электрические параметры герконов

Эти параметры такие же, как у обычных механических контактов. Сопротивление, измеренное между замкнутыми контактами, называется сопротивлением контактного перехода и обозначается как Rk, а сопротивление, измеренное между разомкнутыми контактами, не что иное, как сопротивление изоляции Rfrom. Электрическое сопротивление геркона. Этот параметр характеризует напряжение пробоя Uпр. Это напряжение в основном определяет качество изоляции между контактами, которое, в свою очередь, определяется качеством вакуума или заполнением баллона инертными газами. Кроме того, напряжение пробоя зависит от величины зазора между контактами и качества их покрытия.

Мощность, коммутируемая герконом, в основном определяется его конструкцией: материалом и размером контактов, а также типом покрытия контактных площадок. В технической документации этот параметр обозначается как Pmax. Емкость, измеренная между разомкнутыми контактами, обозначается Ck. Это зависит только от геометрических размеров геркона и расстояния между разомкнутыми контактами. В таблице ниже приведены все технические характеристики основных типов язычковых датчиков:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица типовых технических характеристик герконов.

Преимущества герконовых реле:

1. Полная герметизация контакта позволяет использовать герконовые реле в различных условиях влажности, пыли и т.д.
2. Высокая скорость отклика, что позволяет использовать герконовые реле при высоких частотах переключения.
3. Гальваническая развязка коммутируемых цепей и цепей управления герконовыми реле 6. Расширенные функциональные области применения герконовых реле.
4. Надежная работа в широком диапазоне температур

Будет интересно Электрические дроссели: какие они и где используются?

Недостатки герконовых реле:

1. Восприимчивость к внешним магнитным полям, что требует специальных мер защиты от внешних воздействий.
2. Хрупкий, чувствительный к ударам корпус геркона.
3. Низкая мощность цепей переключена на герконы.
4. Возможность самопроизвольного размыкания контактов герконового реле при больших токах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геркон на бумаге.

Характерные ошибки при монтаже герконов

• Установка герконов на движущиеся элементы оборудования без учета виброзащиты, в результате чего стеклянная колба разрушается.
• Установка герконов без учета предельно допустимых значений напряжения и мощности, в результате чего контакты могут заклинивать, сгореть и со временем выйти из строя.
• При линейном перемещении геркона в пространстве относительно магнита или наоборот диапазон расстояний должен соответствовать силе магнитного поля для переключения контактов. На большом расстоянии сила магнитного поля может оказаться недостаточной для срабатывания.
• Перед подключением установленной сети проверьте ее работу мультиметром в режиме прозвонки. Особенно, когда конструкция облицована лицевой панелью или другими элементами, иначе для фиксации придется разбирать установленные элементы.
• При установке датчиков токовой защиты на герконы не забудьте выставить их на максимальный рабочий ток, повернув сердечник. В противном случае они будут работать на более низком токе, ограничивая производственный процесс, или вообще не будут работать и оборудование сгорит.

Простые примеры использования в быту

Геркон — деталь простая, поэтому радиолюбители с удовольствием собирают на нем различные устройства своими руками. Ниже представлены 3 популярных решения, реализованных с использованием этой детали:

1. Отчет. На дверце закреплен потайной магнит (рекомендуется использовать неодим). На обшивке установлен геркон двери. Необходимо закрепить так, чтобы при открытом проходе герконовый переключатель открывался, а при закрытии прохода закрывались. В результате состояние двери преобразуется в электрический сигнал. Его также можно преобразовать в звуковой сигнал.
2. Самодельный бортовой компьютер для велосипеда. В этом случае магнит устанавливается на колесо или звездочку велосипеда. Геркон закреплен на раме «железного коня». Чем выше скорость велосипеда, тем чаще магнит находится в непосредственной близости от заготовки. Используя схему на микроконтроллере, эти импульсы можно преобразовать в текущую скорость велосипеда или рассчитать пройденное за день расстояние.
3. Используется как концевой выключатель на подвижных механизмах (например, на автоматических воротах).

Дополнительная информация! Электронная промышленность также производит герконы для охранной сигнализации. К таким устройствам любительского класса относится беспроводной дверной датчик ALD01. В профессиональных системах используются врезные герконы, не привлекающие внимания. Они позволяют скрыть факт срабатывания детектора.

Принцип действия геркона основан на его взаимодействии с магнитным полем. Если намагниченный объект приблизить к геркону, его кабели замкнуты. А если поместить эту деталь в поле управляемого электромагнита, получится реле с повышенной износостойкостью.

Выбор этого устройства должен основываться на максимально допустимом токе и напряжении. При этом необходимо учитывать условия эксплуатации. Такие устройства, как электромагнитный замок внутренней связи, расположенный рядом с герконом, могут повлиять на его работу.

Подключение герконового датчика

В документации, поставляемой с датчиками, содержится полная информация о том, как подключить геркон.

Для работы и безопасности датчика часть реле, генерирующая магнитное поле, устанавливается на подвижной части конструкции. Сам геркон крепится к стационарно установленному элементу конструкции или конструкции.

Подвижная часть находится близко друг к другу, воздействуя магнитным полем катушки на контактную сеть герконового переключателя и, таким образом, замыкая электрическую цепь. Системный датчик информирует о правильном функционировании системы. Как только катушка, расположенная на подвижной части, перестает воздействовать на датчик, сеть размыкается и автоматика сигнализирует о нарушении целостности системы.

По способу установки датчики бывают:

• скрытое закрытие;
• внешняя привязанность.

В зависимости от физических свойств поверхности, к которой подключен геркон, мы имеем:

• датчики для монтажа на стальные конструкции;
• датчики, установленные на пассивных магнитных конструкциях.

При установке геркона необходимо помнить о некоторых особенностях установки:

1. Рекомендуется избегать размещения вблизи источников ультразвука. Это может негативно сказаться на параметрах датчика.
2. Избегайте расположения рядом с источником постороннего магнитного поля.
3. Защищайте колбу датчика от ударов и повреждений. В противном случае газ испарится, контакт разорвется, и ядра быстро придут в негодность.

Герконовые переключатели не могут переключать большие токи из-за малой мощности жил. Поэтому их нельзя использовать для включения и выключения мощных электрических устройств.

Они включены в схему переключения малой мощности для управления реле, управляющим оборудованием.

Формовка и обрезка выводов герконов

Длина и форма осевых проводников герконов не всегда удобны для использования в том или ином устройстве. Однако необдуманная модификация может существенно повлиять на работу геркона. При вырезании и формовании язычковых датчиков важно использовать правильный держатель и режущие инструменты, чтобы не повредить уплотнения стекло-металл. Поврежденный кузов может иметь как невидимые сколы, так и большие трещины. Такие дефекты можно обнаружить визуально с помощью микроскопа с малым увеличением. Но бывают случаи, когда уплотнение корпуса нарушается, и даже описанный выше метод измерения динамического сопротивления может не выявить заметного износа. Со временем влага попадет в геркон, и его работа прекратится.

Во избежание повреждений рекомендуется оставлять кабель длиной 1 мм между точкой формования или резки и корпусом геркона. В этом случае клемма герконового переключателя должна быть полностью зафиксирована, чтобы механические нагрузки во время формовки или резки не передавались на остальную часть клеммы.

Рассмотрим основные способы формирования и резки проводов герконового переключателя.

1. Нарезание тросов герконового переключателя бокорезами с заточкой с двух сторон (рисунок 28) недопустимо, так как в этом случае усилие, деформирующее кабель, будет передаваться на боковую часть корпуса.

Рис. 28. Недопустимая обрезка тросов герконового выключателя бокорезами с двусторонней заточкой

Допускается обрезка поводков боковыми резцами с односторонней заточкой (рисунок 29), помня, что плоская сторона губок бокового резца должна приходиться на часть корпуса геркона. Также стоит обратить внимание на качество заточки и наличие люфта в используемом инструменте.

Рис. 29. Обрезать тросы герконового переключателя бокорезами с односторонней заточкой

1. Обрежьте кабели с помощью зажима, который жестко фиксирует контакты геркона (рис. 30 и 31).

Рис. 30. Обрежьте провода герконового переключателя зажимом (вариант 1)

Рис. 31. Обрежьте провода геркона с помощью зажима (вариант 2)

Обрезка проволоки частично закрепленного герконового переключателя (Рисунок 32) недопустима.

Рис. 32. Недопустимость обрезки троса геркона с частичной фиксацией

1. запрещается формировать тросы геркона без фиксации троса (рисунок 33), так как в этом случае часть троса, входящая в корпус геркона, также подвергается деформации.

Рис. 33. Недопустимость формирования тросов геркона без фиксации

допускается формирование кабелей герконового переключателя при фиксации кабеля в двух местах, как показано на рисунке 34, поскольку держатель B не позволяет кабелю деформироваться в направлении от него к корпусу геркона.

Рис. 34. Сформируйте провода геркона при фиксации провода в двух местах

также допускается формирование полностью защищенного вывода герконового переключателя, как показано на рисунках 35 и 36.

Рис. 35. Формирование герконового выхода с полной фиксацией (вариант 1)

Рис. 36. Формирование выхода герконового переключателя с полной фиксацией (вариант 2)

После правильного формования и обрезки кабелей герконового переключателя можно получить общие конфигурации, показанные на Рисунке 37.

Рис. 37. Общие конфигурации герконового переключателя