Voor de werking van veel apparaten is een noodzakelijk element een apparaat dat contacten kan openen of sluiten. Een daarvan is een reed-schakelaar. Onder invloed van een magnetisch of elektromagnetisch veld verandert het de toestand van het elektrische circuit dat op het apparaat is aangesloten. De reed-schakelaar wordt gebruikt in huishoudelijke meters, in beveiligingssystemen, in medische apparatuur.
Typen en soorten reed-schakelaars
Er zijn veel opties voor reed-relais. Apparaten worden geclassificeerd volgens verschillende parameters: trillingsniveau, capaciteit, contactgroep.
Magnetisch
Het apparaat sluit of opent een lijn die onder invloed van een magnetisch veld elektriciteit doorgeeft. De bron kan een permanente magneet of een elektromagneet zijn. Op basis hiervan zijn reed-schakelaars onderverdeeld in 3 categorieën:
- Met een normaal open circuit - in de normale toestand zijn de contacten losgekoppeld. Onder invloed van een elektrische stroom of een magnetisch veld worden de platen met elkaar verbonden en zendt het apparaat stroom uit.
- De openende reed-magneet implementeert het tegenovergestelde principe: in de normale toestand zijn de contacten gesloten, maar onder invloed van een magnetisch veld openen ze en wordt het elektrische circuit losgekoppeld.
- Schakelrelais - in dit model zijn er 3 uitgangen. Buiten het elektromagnetische veld is één paar gesloten en onder invloed van het veld gaan de gesloten platen normaal gesproken open en sluit de nieuwe. In dit geval vloeit de stroom door twee verschillende circuits, afhankelijk van de aanwezigheid of afwezigheid van een magnetisch veld.
Om de deur te openen
Alle deursensorvarianten werken op reed-relais. De verbindingsmethoden van het apparaat zijn echter anders. Op basis hiervan zijn er 3 categorieën.
- Gemeenschappelijk - omvat 2 delen met veercontacten. Het magnetische veld sluit de veercontacten: hun uiteinden trekken aan en sluiten. Wanneer het veld verdwijnt, bevinden de 2 delen van de sensor zich op afstand van elkaar, de veren gaan open. De sensor is een onderdeel van het signaleringscircuit. Er loopt constant een stroom door de lijn erdoorheen. Als de deur wordt geopend, verbreekt de sensor het circuit en wordt het alarm geactiveerd. De responsdrempel is van 30 tot 50 mm.
- Draadloze sensor - het is gebaseerd op een normaal open reed-schakelaar en een communicatiemodule. Het tweede deel van de sensor is een magneet, onder de werking waarvan de contacten worden gesloten. Het apparaat is zo gemonteerd dat wanneer de deur gesloten is, de magneet zich tegenover het radiozendende deel bevindt om de magnetische reed-schakelaar te sluiten. Als de deuren worden geopend, wordt het circuit geopend en wordt er een alarm naar de besturingseenheid gestuurd. De responsdrempel is 10-20 mm. Deze optie is efficiënter dan bekabeld.
- GSM-signalering bestaat uit een reed-schakelaar en een GSM-module. Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met draadloos. Wanneer het relais wordt geactiveerd, stuurt de controller een sms naar de eigenaar van het appartement of kantoor. Zo'n apparaat heeft vaak extra functies.
De deuropeningssensor is een onderdeel van het alarmsysteem. Zijn taak is om te waarschuwen voor ongeoorloofd openen, niet om het openen te voorkomen.
Met opzet
Structureel gezien zijn er 2 soorten reed-schakelaars:
- Droog - een afgesloten glazen kolf gevuld met droge lucht of een ander gas. Buiten de cilinder zijn magneetkernen vanaf het uiteinde gelast, de contacten zijn binnen.
- Kwik of "bevochtigd" - druppels kwik worden in de kolf geplaatst. Ze bevochtigen de contacten, wat ook de dichtheid van de sluiting verbetert.De kwikrietschakelaar rammelt of trilt niet, maar de reactietijd van de sensor neemt toe.
Mercury reed-relais zijn een gevaar voor de gezondheid. Deze apparaten worden op een speciale manier afgevoerd.
Werkingsprincipe
Het werkingsprincipe van elke reed-schakelaar is als volgt:
- Wanneer het veldvermogen een kritische waarde overschrijdt, sluiten de elastische platen van de reed-schakelaar, waardoor het circuit wordt gesloten.
- Wanneer het externe veld wordt verwijderd, worden de circuits geopend.
De betrouwbaarheid en populariteit van reed-schakelaars is te danken aan de dichtheid van het apparaat. De contacten zijn geïsoleerd en onaangetast door de omgeving. Het apparaat is niet bang voor stof, vuil, water, agressieve chemicaliën.
Kenmerken en parameters
Bij het kiezen van een reed-schakelaar wordt deze beoordeeld op basis van de volgende criteria:
- de magnetomotorische kracht van ontgrendeling en werking zijn de indicatoren waarop de kernen worden geopend of aangesloten;
- overgangsweerstand - de hoeveelheid weerstand die optreedt bij het verbinden;
- isolatieweerstand - de waarde van weerstand in de holte tussen de klemmen;
- capaciteit - elektrische capaciteit tussen de klemmen wanneer geopend;
- doorslagspanning - in dit geval is een storing van het element mogelijk;
- responstijd - het tijdsinterval tussen het verschijnen van het magnetische veld en de daadwerkelijke sluiting van het eerste contact; de gemiddelde responstijd is 0,2-1 μs, bij een droge reed-schakelaar is deze indicator minder;
- vrijgavetijd - het interval tussen de afname of verdwijning van het veld en de daadwerkelijke opening van de kernen; de parameter is 0,2–1 s;
- aantal bewerkingen - het aantal schakelingen waarbij de reed-schakelaar geen prestatie verliest;
- vermogen - maximaal vermogen, bepaald door de doorsnede van de platen en het materiaal; gemeten in W en kW;
- bedrijfsspanning - de waarde waarbij de reed-schakelaar de bedrijfspositie vasthoudt;
- trillingsniveau - de reed-schakelaar is zwak gevoelig voor trillingen, maar kan deze zelf geleiden; de drempel kan niet worden overschreden, anders kan de glazen bol barsten.
Alle benodigde indicatoren staan in het paspoort van het apparaat.
Installatiefuncties
Als de reed-schakelaar binnenshuis wordt geïnstalleerd, wordt deze met gewone bouten aan de deur, het raamkozijn, de spiegel bevestigd. Als de magnetische reed-sensor in een magazijn, in een garage, in een kluis wordt geïnstalleerd, moeten vóór installatie gaten voor bevestigingsmiddelen worden geboord. Een metalen slang met een reed-schakelaar wordt in de poort of deur aan de straatkant gesneden en gelast.
Toepassingsgebied
Het afgedichte contact wordt gebruikt in een breed scala aan toepassingen:
- toetsenborden - synthesizers, industriële apparaten, computers;
- communicatie en medische apparatuur;
- alarm- en automatiseringssystemen: liftkooisensor, deuropening, laptophoes;
- meetapparatuur; metercircuits;
- onderhoud van stroomkabels - hier worden gersicons gebruikt;
- radiozendapparatuur, lasers, radars.
Reed-schakelaars waren in de jaren 70 van de vorige eeuw erg populair. Apparaten worden nu geleidelijk vervangen door solid-state elementen.
Voor- en nadelen van het gebruik van
Hermetisch afgesloten contact is populair vanwege de vele voordelen:
- Duurzaam - er is geen wrijving tijdens het gebruik. Als inert gas in de kolf wordt gepompt of als lucht wordt afgevoerd, werkt het element nog langer.
- Minimale afmetingen tov een standaard relais.
- Hoge performantie.
- De reed-schakelaar kan een signaal met een zeer laag vermogen verzenden.
- Geen interferentie. Het signaal wordt niet vervormd.
- Stof, vuil, vocht hebben geen invloed op de werking van het apparaat.
nadelen:
- glazen kolven zijn nogal kwetsbaar, reed-schakelaars worden niet gebruikt bij sterke trillingen;
- reactiesnelheid is hoog, maar beperkt;
- droge schakelaars rammelen door hoge elasticiteit;
- bij een hoge stroom kunnen de contacten spontaan openen.
Ondanks de dichtheid slijten de platen in de kolf na verloop van tijd. Onder invloed van elektrische corrosie is mechanische beknelling van de platen mogelijk. Na vele bewerkingen wrijven de contacten in en worden de oppervlakken gesloten door moleculaire krachten. Na verloop van tijd moet de deuropeningssensor worden vervangen.
