Für den Betrieb vieler Geräte ist ein notwendiges Element ein Gerät, das Kontakte öffnen oder schließen kann. Einer davon ist ein Reed-Schalter. Unter dem Einfluss eines magnetischen oder elektromagnetischen Feldes ändert es den Zustand des an das Gerät angeschlossenen Stromkreises. Der Reedschalter wird in Haushaltszählern, in Sicherheitssystemen, in medizinischen Geräten eingesetzt.
Typen und Typen von Reedschaltern
Es gibt viele Optionen für Reed-Relais. Geräte werden nach verschiedenen Parametern klassifiziert: Vibrationspegel, Kapazität, Kontaktgruppe.
Magnetisch
Das Gerät schließt oder öffnet eine Leitung, die unter Einfluss eines Magnetfeldes Strom überträgt. Die Quelle kann ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet sein. Auf dieser Grundlage werden Reedschalter in 3 Kategorien unterteilt:
- Bei einem Schließer - im Normalzustand sind die Kontakte getrennt. Unter dem Einfluss von elektrischem Strom oder Magnetfeld werden die Platten verbunden und das Gerät überträgt Strom.
- Der Öffner-Reedmagnet realisiert das umgekehrte Prinzip: Im Normalzustand sind die Kontakte geschlossen, unter Einfluss eines Magnetfeldes öffnen sie sich und der Stromkreis wird getrennt.
- Schaltrelais - in diesem Modell gibt es 3 Ausgänge. Außerhalb des elektromagnetischen Feldes ist ein Paar geschlossen, und unter der Wirkung des Feldes öffnen sich normalerweise die geschlossenen Platten und die neue schließt sich. Dabei fließt der Strom durch zwei unterschiedliche Stromkreise, je nachdem ob ein Magnetfeld vorhanden oder nicht vorhanden ist.
Zum Öffnen der Tür
Alle Türsensorvarianten arbeiten auf Reed-Relais. Die Anschlussmethoden des Geräts sind jedoch unterschiedlich. Auf dieser Grundlage gibt es 3 Kategorien.
- Gemeinsam - enthält 2 Teile mit Federkontakten. Das Magnetfeld schließt die Federkontakte: Ihre Enden ziehen sich an und schließen sich. Wenn das Feld verschwindet, sind die 2 Teile des Sensors voneinander entfernt, die Federn öffnen sich. Der Sensor ist ein Element des Meldekreises. Durch die Leitung fließt ständig ein Strom. Wird die Tür geöffnet, unterbricht der Sensor den Stromkreis und der Alarm wird ausgelöst. Die Ansprechschwelle liegt zwischen 30 und 50 mm.
- Drahtloser Sensor - basiert auf einem normalerweise offenen Reedschalter und einem Kommunikationsmodul. Der zweite Teil des Sensors ist ein Magnet, unter dessen Wirkung die Kontakte geschlossen werden. Das Gerät wird so montiert, dass bei geschlossener Tür der Magnet dem Funkübertragungsteil gegenüberliegt, um den magnetischen Reedschalter zu schließen. Werden die Türen geöffnet, wird der Stromkreis geöffnet und ein Alarm an die Steuereinheit gesendet. Die Ansprechschwelle beträgt 10–20 mm. Diese Option ist effizienter als kabelgebunden.
- Die GSM-Signalisierung besteht aus einem Reed-Schalter und einem GSM-Modul. Das Funktionsprinzip ist ähnlich wie bei Wireless. Beim Auslösen des Relais sendet der Controller eine SMS an den Eigentümer der Wohnung oder des Büros. Ein solches Gerät ist oft mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet.
Der Türöffnungssensor ist ein Sicherheitsalarmelement. Seine Aufgabe ist es, vor unbefugtem Öffnen zu warnen, nicht das Öffnen zu verhindern.
Von Entwurf
Aus struktureller Sicht gibt es 2 Arten von Reedschaltern:
- Trocken - ein versiegelter Glaskolben, der mit trockener Luft oder einem anderen Gas gefüllt ist. Außerhalb des Zylinders werden Magnetkerne vom Ende her verschweißt, die Kontakte sind innen.
- Quecksilber oder "benetzt" - Quecksilbertropfen werden in den Kolben gegeben. Sie benetzen die Kontakte, was auch die Dichtigkeit des Verschlusses verbessert.Der Quecksilber-Reed-Schalter klappert oder vibriert nicht, aber die Ansprechzeit des Sensors erhöht sich.
Quecksilber-Reed-Relais sind gesundheitsgefährdend. Diese Geräte werden auf besondere Weise entsorgt.
Arbeitsprinzip
Das Funktionsprinzip jedes Reedschalters ist wie folgt:
- Wenn die Feldleistung einen kritischen Wert überschreitet, schließen sich die elastischen Platten des Reedschalters und schließen den Stromkreis.
- Wenn das externe Feld entfernt wird, werden die Stromkreise geöffnet.
Die Zuverlässigkeit und Popularität von Reed-Schaltern ist auf die Dichtheit des Geräts zurückzuführen. Die Kontakte sind isoliert und unbeeinflusst von der Umgebung. Das Gerät hat keine Angst vor Staub, Schmutz, Wasser, aggressiven Chemikalien.
Eigenschaften und Parameter
Bei der Auswahl eines Reedschalters wird dieser nach folgenden Kriterien bewertet:
- die magnetomotorische Kraft der Auslösung und des Betriebs sind die Indikatoren, bei denen die Kerne geöffnet oder verbunden werden;
- Übergangswiderstand - der Widerstand, der beim Verbinden auftritt;
- Isolationswiderstand - der Widerstandswert im Hohlraum zwischen den Anschlüssen;
- kapazität - elektrische Kapazität zwischen den Anschlüssen beim Öffnen;
- Durchbruchspannung - in diesem Fall ist ein Durchbruch des Elements möglich;
- Reaktionszeit - das Zeitintervall zwischen dem Auftreten des Magnetfelds und dem tatsächlichen ersten Kontaktschluss; die durchschnittliche Reaktionszeit beträgt 0,2-1 μs, bei einem trockenen Reedschalter ist diese Anzeige geringer;
- Freigabezeit - das Intervall zwischen der Abnahme oder dem Verschwinden des Feldes und der tatsächlichen Öffnung der Kerne; der Parameter beträgt 0,2–1 μs;
- anzahl der Betätigungen - die Anzahl der Schaltungen, bei denen der Reed-Schalter nicht an Leistung verliert;
- Leistung - maximale Leistung, bestimmt durch den Abschnitt der Platten und das Material; gemessen in W und kW;
- Betriebsspannung - der Wert, bei dem der Reedschalter die Betriebsposition hält;
- Vibrationspegel - der Reedschalter ist schwach empfindlich gegenüber Vibrationen, kann diese jedoch selbst leiten; die Schwelle darf nicht überschritten werden, sonst kann der Glaskolben brechen.
Alle notwendigen Indikatoren befinden sich im Pass des Geräts.
Installationsfunktionen
Wenn der Reedschalter in Innenräumen installiert wird, wird er mit normalen Schrauben an der Tür, dem Fensterrahmen und dem Spiegel befestigt. Wenn der magnetische Reedsensor in einem Lagerhaus, in einer Garage oder in einem Tresor installiert wird, müssen vor der Installation Löcher für Befestigungselemente gebohrt werden. Ein Metallschlauch mit Reedschalter wird eingeschnitten und an das straßenseitige Tor oder die Tür angeschweißt.
Geltungsbereich
Der abgedichtete Kontakt wird in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet:
- Tastaturen - Synthesizer, Industriegeräte, Computer;
- Kommunikations- und medizinische Geräte;
- Alarm- und Automatisierungssysteme: Aufzugskabinensensor, Türöffnung, Laptophülle;
- Messgeräte, Zählerschaltungen;
- wartung von Stromkabeln - hier werden Gersicons verwendet;
- Funksendegeräte, Laser, Radare.
Reedschalter waren in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts sehr beliebt. Geräte werden nun sukzessive durch Solid-State-Elemente ersetzt.
Vor- und Nachteile der Verwendung
Hermetisch dichter Kontakt ist wegen seiner vielen Vorteile beliebt:
- Langlebig - es gibt keine Reibung während des Betriebs. Wird Inertgas in den Kolben gepumpt oder Luft evakuiert, arbeitet das Element noch länger.
- Minimale Abmessungen im Vergleich zu einem Standardrelais.
- Hochleistung.
- Der Reed-Schalter ist in der Lage, ein Signal mit sehr geringer Leistung zu übertragen.
- Keine Störung. Das Signal ist nicht verzerrt.
- Staub, Schmutz, Feuchtigkeit beeinträchtigen die Funktion des Gerätes nicht.
Nachteile:
- Glaskolben sind eher zerbrechlich, Reedschalter werden nicht mit starken Vibrationen verwendet;
- Reaktionsgeschwindigkeit ist hoch, aber begrenzt;
- trockene Schalter klappern durch hohe Elastizität;
- bei hohem Strom können sich die Kontakte spontan öffnen.
Trotz der Dichtheit verschleißen die Platten im Kolben mit der Zeit. Unter dem Einfluss von Elektrokorrosion ist ein mechanisches Einklemmen der Platten möglich. Nach vielen Operationen reiben sich die Kontakte ein und die Oberflächen werden durch molekulare Kräfte geschlossen. Im Laufe der Zeit muss der Türöffnungssensor geändert werden.
