За работата на много устройства необходим елемент е устройство, което може да отваря или затваря контакти. Един от тях е тръстиковият превключвател. Под въздействието на магнитно или електромагнитно поле то променя състоянието на електрическата верига, свързана към устройството. Тръстиковият превключвател се използва в битови измервателни уреди, в системи за сигурност, в медицинско оборудване.
Видове и видове тръстикови превключватели
Има много опции за тръстикови релета. Устройствата са класифицирани според различни параметри: ниво на вибрации, капацитет, контактна група.
Магнитни
Устройството затваря или отваря линия, която предава електричество под въздействието на магнитно поле. Източникът може да бъде постоянен магнит или електромагнит. На тази основа тръстовите превключватели са разделени на 3 категории:
- При нормално отворена верига - в нормално състояние контактите са изключени. Под въздействието на електрически ток или магнитно поле плочите са свързани и устройството предава ток.
- Отварящият тръстиков магнит изпълнява обратния принцип: в нормално състояние контактите са затворени, но под въздействието на магнитно поле те се отварят и електрическата верига се изключва.
- Реле за превключване - в този модел има 3 изхода. Извън електромагнитното поле една двойка е затворена и под действието на полето затворените плочи обикновено се отварят и новата се затваря. В този случай токът протича през две различни вериги, в зависимост от наличието или отсъствието на магнитно поле.
За да отворите вратата
Всички варианти на сензори за врати работят на тръстикови релета. Методите за свързване на устройството обаче са различни. На тази основа има 3 категории.
- Общо - включва 2 части с пружинни контакти. Магнитното поле затваря пружинните контакти: краищата им се привличат и затварят. Когато полето изчезне, 2-те части на сензора са на разстояние една от друга, пружините се отварят. Сензорът е елемент от сигналната верига. По линията през него постоянно тече ток. Ако вратата се отвори, сензорът прекъсва веригата и алармата се задейства. Прагът на реакция е от 30 до 50 mm.
- Безжичен сензор - той се основава на нормално отворен тръстиков ключ и комуникационен модул. Втората част на сензора е магнит, под действието на който контактите са затворени. Устройството е монтирано така, че когато вратата е затворена, магнитът е срещу радиоизлъчващата част, за да затвори магнитната тръстика. Ако вратите са отворени, веригата се отваря и алармата се изпраща до контролния блок. Прагът на реакция е 10–20 mm. Тази опция е по-ефективна от кабелната.
- GSM сигнализацията се състои от геркон и GSM модул. Принципът на работа е подобен на безжичния. Когато релето се задейства, контролерът изпраща текстово съобщение до собственика на апартамента или офиса. Такова устройство често е надарено с допълнителни функции.
Сензорът за отваряне на вратата е алармен елемент за сигурност. Неговата задача е да предупреждава за неразрешено отваряне, а не да предотвратява отварянето.
По дизайн
От структурна гледна точка има 2 вида тръстикови превключватели:
- Суха - запечатана стъклена колба, пълна със сух въздух или друг газ. Извън цилиндъра, магнитните сърцевини са заварени от края, контактите са вътре.
- Живак или "намокрен" - капки живак се поставят в колбата. Те навлажняват контактите, което също подобрява плътността на затварянето.Превключвателят с живачна тръстика не дрънка и не вибрира, но времето за реакция на сензора се увеличава.
Релетата с живачна тръстика представляват опасност за здравето. Тези устройства се изхвърлят по специален начин.
Принцип на действие
Принципът на работа на всеки тръстиков превключвател е следният:
- Когато мощността на полето надвиши критичната стойност, еластичните плочи на тръстиковия превключвател се затварят, затваряйки веригата.
- Когато външното поле бъде премахнато, веригите се отварят.
Надеждността и популярността на тръстовите превключватели се дължат на херметичността на устройството. Контактите са изолирани и незасегнати от околната среда. Устройството не се страхува от прах, мръсотия, вода, агресивни химикали.
Характеристики и параметри
При избора на тръстиков превключвател той се оценява съгласно следните критерии:
- магнитомотивната сила на освобождаване и работа са индикаторите, при които сърцевините се отварят или свързват;
- преходно съпротивление - размерът на съпротивлението, което възниква при свързване;
- изолационно съпротивление - стойността на съпротивлението в кухината между клемите;
- капацитет - електрически капацитет между клемите при отваряне;
- напрежение на пробив - в този случай е възможна повреда на елемента;
- време за реакция - интервалът от време между появата на магнитното поле и действителното затваряне на първия контакт; средното време за реакция е 0,2-1 μs, при сух тръстиков превключвател този показател е по-малък;
- време на освобождаване - интервалът между намаляването или изчезването на полето и реалното отваряне на ядрата; параметърът е 0,2–1 μs;
- брой операции - броят на превключванията, при които тръстичният превключвател не губи производителност;
- мощност - максимална мощност, определена от разреза на плочите и материала; измерено в W и kW;
- работно напрежение - стойността, при която тръстиковият превключвател задържа работното положение;
- ниво на вибрации - тръстиковият превключвател е слабо чувствителен към вибрациите, но може да го проведе сам; прагът не може да бъде надвишен, в противен случай стъклената крушка може да се напука.
Всички необходими индикатори са в паспорта на устройството.
Инсталационни характеристики
Ако тръстовият превключвател е монтиран на закрито, той е фиксиран към вратата, рамката на прозореца, транца с обикновени болтове. Ако магнитният сензор за тръстика е монтиран в склад, в гараж, в сейф, преди инсталирането, е необходимо да се пробият отвори за крепежни елементи. Метален маркуч с тръстиков превключвател се нарязва и заварява към портата или вратата към улицата.
Обхват на приложение
Запечатаният контакт се използва в голямо разнообразие от приложения:
- клавиатури - синтезатори, индустриални устройства, компютри;
- комуникационно и медицинско оборудване;
- алармени и автоматични системи: асансьор на кабината на асансьора, отваряне на вратата, капак за лаптоп;
- измервателно оборудване, измервателни вериги;
- поддръжка на захранващи кабели - тук се използват герсикони;
- радиопредавателни устройства, лазери, радари.
Рийд ключовете бяха много популярни през 70-те години на миналия век. Сега устройствата постепенно се заменят с полупроводникови елементи.
Плюсове и минуси на използването
Херметически затворен контакт е популярен със своите много предимства:
- Издръжлив - няма триене по време на работа. Ако инертен газ се изпомпва в колбата или въздухът се евакуира, елементът работи още по-дълго.
- Минимални размери в сравнение със стандартно реле.
- Висока производителност.
- Тръстиковият превключвател е способен да предава сигнал с много ниска мощност.
- Без смущения. Сигналът не е изкривен.
- Прах, мръсотия, влага не оказват влияние върху работата на устройството.
Недостатъци:
- стъклените колби са доста крехки, тръстичните превключватели не се използват със силни вибрации;
- скоростта на реакция е висока, но ограничена;
- сухи превключватели дрънкат поради висока еластичност;
- при силен ток контактите могат да се отворят спонтанно.
Въпреки херметичността, пластините вътре в колбата се износват с течение на времето. Под въздействието на електрическа корозия е възможно механично прищипване на плочите. След много операции контактите се втриват и повърхностите се затварят поради молекулярни сили. С течение на времето сензорът за отваряне на вратата трябва да бъде сменен.
