Что такое геркон и как он работает. Каковы основные технические характеристики герконов. Где применяются герконовые датчики. Какие преимущества и недостатки имеют герконы по сравнению с другими типами датчиков.
Что такое геркон и как устроен герконовый датчик
Геркон (от «герметичный контакт») — это электромеханическое устройство, состоящее из двух или более ферромагнитных контактов, герметично запаянных в стеклянную колбу. Основные компоненты герконового датчика:
- Стеклянная герметичная колба
- Ферромагнитные контакты внутри колбы
- Магнит, располагающийся снаружи колбы
- Корпус для защиты колбы (обычно пластиковый)
При поднесении магнита контакты замыкаются, при удалении — размыкаются. Это позволяет использовать геркон как простой и надежный датчик положения.
Принцип работы герконового датчика
Принцип работы геркона основан на взаимодействии ферромагнитных контактов с внешним магнитным полем:
- В отсутствие магнитного поля контакты разомкнуты
- При поднесении магнита контакты намагничиваются и притягиваются друг к другу
- Происходит замыкание контактов и электрической цепи
- При удалении магнита контакты размыкаются под действием упругих сил
Таким образом, геркон работает как простой выключатель, управляемый магнитным полем. Это обеспечивает бесконтактное срабатывание датчика.
Основные технические характеристики герконов
При выборе геркона важно учитывать следующие основные характеристики:
- Коммутируемый ток и напряжение
- Расстояние срабатывания (замыкания контактов)
- Расстояние отпускания (размыкания контактов)
- Время срабатывания
- Допустимая частота коммутаций
- Диапазон рабочих температур
- Габаритные размеры
Например, типичный геркон может коммутировать ток до 0.5А при напряжении 100В, срабатывать на расстоянии 5-25 мм от магнита и работать в диапазоне температур от -60°C до +125°C.
Преимущества и недостатки герконовых датчиков
Герконовые датчики имеют ряд важных преимуществ по сравнению с другими типами датчиков:
Преимущества герконов:
- Простая и надежная конструкция
- Длительный срок службы (миллионы срабатываний)
- Герметичность и защита контактов
- Работа в агрессивных средах
- Отсутствие искрообразования при коммутации
- Низкая стоимость
Недостатки герконов:
- Ограниченная коммутируемая мощность
- Чувствительность к внешним магнитным полям
- Гистерезис срабатывания
- Хрупкость стеклянной колбы
Несмотря на некоторые ограничения, простота и надежность герконов обеспечивают их широкое применение во многих областях.
Области применения герконовых датчиков
Благодаря своим преимуществам герконовые датчики нашли применение во многих сферах:
Системы безопасности и сигнализации:
- Датчики открытия дверей и окон
- Датчики разбития стекла
- Датчики движения
Промышленная автоматизация:
- Концевые выключатели
- Датчики положения
- Датчики скорости и счетчики оборотов
Автомобильная электроника:
- Датчики положения педалей и рычагов
- Датчики уровня жидкостей
- Датчики непристегнутых ремней
Бытовая техника:
- Датчики открытия дверцы в стиральных машинах
- Датчики уровня воды
- Датчики положения в кухонных комбайнах
Это лишь некоторые примеры использования герконов. Их простота и надежность обеспечивают применение во многих других областях.
Типы и конструкции герконовых датчиков
Существует несколько основных типов герконов, различающихся по конструкции и назначению:
По типу контактов:
- Нормально разомкнутые (NO)
- Нормально замкнутые (NC)
- Переключающие (SPDT)
По способу установки:
- Накладные
- Врезные
- Миниатюрные
По количеству контактных групп:
- Одноэлементные
- Многоэлементные
Выбор конкретного типа геркона зависит от требований конкретного применения — коммутируемой мощности, габаритов, способа монтажа и других факторов.
Как правильно выбрать и установить герконовый датчик
При выборе и установке герконового датчика необходимо учитывать следующие факторы:
- Определить требуемые электрические параметры (ток, напряжение, мощность)
- Выбрать подходящий тип контактов (NO, NC, SPDT)
- Учесть условия эксплуатации (температура, влажность, вибрации)
- Определить способ монтажа (накладной, врезной)
- Обеспечить правильное расположение геркона и магнита
- Учесть возможное влияние внешних магнитных полей
- Обеспечить надежную фиксацию компонентов
Правильный выбор и установка геркона обеспечат его надежную и долговременную работу в составе устройства или системы.
Тенденции развития герконовых датчиков
- Уменьшение размеров и повышение чувствительности
- Увеличение коммутируемой мощности
- Интеграция с электронными компонентами
- Применение новых материалов контактов
- Разработка герконов для специальных применений
Эти тенденции позволяют расширить сферу применения герконовых датчиков и повысить их эффективность в современных устройствах.
Герконы
В простонародии геркон (от слов герметичный контакт). Сам чувствительный элемент — это небольшая герметичная стеклянная колбочка, внутри которой находятся две гибкие пластинки из ферромагнетика. Их концы на противоположенных сторонах колбы жестко закреплены, другие же, с небольшим перекрытием, расположены параллельно друг другу. При поднесении магнита пластинки смыкаются. Т.к. сама колбочка довольно хрупкая то ее заключают в пластмассовый корпус. Эта часть устанавливается на дверной коробке. Магнит крепится на двери возле датчика. При открытии двери магнит отдаляется от геркона, контакты размыкаются и система узнает об открытии двери.
Вообще, если задаться целью и расковырять любой современный датчик открытия двери, мы рано или поздно доберемся до колбочки геркона.
В зависимости от типа и назначения датчика может меняться вид корпуса, число герконов внутри корпуса, добавляться различные электронные компоненты.Классические образцы отечественного «герконостроения» именуются ИО-102-2 и ИО-102-4. Это накладные герконы, отличающиеся друг от друга размерами корпуса. В большинстве случаях их удобно и устанавливать и регулировать, да и в в глаза они не очень бросаются. Врезные герконы ИО-102-5 и ИО-102-6 незаметны при закрытой двери и отличаются размерами и рабочими характеристиками. В отличии от накладных герконов устанавливать и регулировать их обычно сложнее, причем в во многих случаях монтаж надо осуществлять одновременно с монтажем двери. Помимо эстетической составляющей и удобства монтажа во избежание неприятностей необходимо не забывать обращать внимание на рабочие характеристики. Во первых зазоры между магнитом и герконом при которых дверь еще/уже будет считаться закрытой. Причем присутствует явление гистерезиса, в результате которого при закрытии двери зазор при котором контакты замкнутся, гораздо меньше чем зазор при котором разомкнутся контакты геркона при открытии двери.
|
ИО-102-2 |
ИО-102-4 |
ИО-102-5 |
ИО-102-6 |
Для ворот и рольставен зазора, обеспечиваемого обычным герконом, может оказаться недостаточно. Вызвано это в первою очередь большими люфтами, которые могут приводить к ложным срабатываниям. Поэтому для таких случаев предусмотрены специальные «гаражные» герконы (пример — ИО-102-20). Внутри увеличенного и как правило усиленного корпуса, обычно скрывается два геркона соединенных параллельно, и замыкание контактов любого из них приводит к замыканию вывода датчика.
Внутри беспроводных датчиков открытия так же основным элементом является колбочка геркона, а уж вокруг нее строится схема беспроводного передатчика. Внутрь такого устройства производитель вынужден запихнуть не только электронную схему, но и какую-никакую антенну, а так же элемент питания, в результате чего в итоге датчик имеет значительные габариты. В свою очередь габариты во многих случаях затрудняют установку на дверной коробке. Некоторые монтажники решают проблему установив датчик на двери, а магнит на коробке, что не верно — электроника в датчике не любит постоянных ударов, испытываемых дверью при открытии/закрытии, малого может просто банально выпасть со своего места батарейка.
Фотографии вариантов установки герконов на металлических и деревянных дверях можно посмотреть в фотоальбоме.
Не нашли в документации ответа на свой вопрос — спросите в форуме или в гостевой (не требуется регистрация).
Нужна дополнительная документация — не стесняйтесь, пишите через почтовую форму или в форуме.
Герконовый датчик уровня воды, открытия и положения двери, принцип работы и устройство
Принцип работы герконового датчика основан на изменении положения (замыкания-размыкания) контактных пластин при воздействии на них магнитного поля.
Таким образом, в состав этого датчика входят два компонента (рис.1):
- геркон;
- магнит,
помещенные каждый в отдельный корпус (на рисунке условно не показаны – для наглядности).
Геркон – это одна или несколько контактных групп, помещенных в герметичную колбу. Такое решение дает сразу несколько преимуществ:
- защита от неблагоприятных внешних условий, что препятствует окислению и загрязнению рабочих поверхностей;
- отсутствие механического привода;
- отсутствие искрообразования при переключении.
Управление герконом, как уже говорилось, происходит магнитным полем (приближением или удалением второго компонента датчика – магнита).
Таким образом, очевидно, что герконовый датчик способен работать в условиях любых сред. За счет отсутствия открытого искрообразования его можно использовать во взрывоопасных зонах.
К недостаткам можно отнести то, что, в большинстве своем герконы не рассчитаны на коммутацию больших токов и напряжений.
Но при применении в системах автоматики и управления это не критично. При необходимости можно использовать промежуточные реле и коммутаторы.
Еще одним минусом является небольшой рабочий зазор – расстояние между герконом и магнитов, вызывающее срабатывание датчика (как правило, не более 1-3 см.). Это определяет область применения такого устройства как датчика положения (основные решения рассмотрим ниже).
Еще следует иметь ввиду, что магнитоуправляемые контакты обладают гистерезисом, то есть их возврат в исходное положение, например, размыкание, происходит при удалении магнита на бо́льшее расстояние, чем это требуется для замыкания (рис.2).
Таким образом, основными характеристиками герконового датчика являются:
- величины коммутируемых токов и напряжений;
- расстояния включения и выключения (два значения!).
Для уменьшения сопротивления контактов могут использоваться различные технологии, но в контексте данной статьи это не принципиально.
Рассматриваемые устройства широко применяются в системах охранной сигнализации для контроля открытия окон, дверей, люков.
Перечисленные выше особенности определяют правила их установки. При монтаже на металлических конструкциях следует учитывать ослабление воздействия магнита, входящего в комплект поставки. Для предотвращения таких моментов используют специальные исполнения датчиков.
С деревянными и пластиковыми дверями таких проблем не возникает, поэтому на первый план выходят вопросы миниатюризации и дизайна.
Существуют исполнения, имеющие габаритные размеры 13х7 мм (для магнита и геркона по отдельности). Как правило, чем меньше габариты, тем «слабее» датчик.
В приведенном примере рабочий зазор будет составлять порядка 15 мм. Но это по максимуму. Следует делать запас на внешние условия и то, что со временем поле магнита может ослабнуть.
Таким образом, при применение миниатюрных исполнений установку следует производить аккуратно и точно.
Кроме того, качество дверей должно быть таким, чтобы исключить возможные люфты и перекосы в процессе эксплуатации.
Поскольку герконовые датчики открытия, а правильней – открывания, дверей применяются практически в любой системе сигнализации, исполнения их предусматривают множество вариантов установки, в том числе и скрытой.
Кстати, в системах сигнализации для них применяется другое название – магнитоконтактные извещатели.
Еще одна область применения магнитоуправляемых устройств – датчики уровня воды и других жидкостей. Конструкция их должна быть поплавковой. В поплавке устанавливается магнит, а на отметке требуемого уровня – геркон.
Очевидно, что возможна организация многоуровневого контроля жидкости, причем герконов может быть сколько угодно. Единственным ограничение является минимальное расстояние между ними.
Определяется это двумя моментами:
- геометрическими размерами корпуса;
- предотвращением одновременного срабатывания двух и более герконов.
Следует отметить удобство использования описываемых возможностей для определения положения автоматически открываемых (закрываемых) конструкций: ворот, шлюзов, шлагбаумов и пр. На таком принципе действуют некоторые концевые выключатели.
Подключение герконового датчика доступно даже начинающему: два вывода включаются в электрическую цепь устройства контроля и управления. Единственно что следует учесть – по какому событию будет формироваться управляющая команда: замыканию или размыканию контактов.
Простота, надежность и неприхотливость в обслуживании определяют широкое распространение магнитоконтактных датчиков, причем, здесь перечислены лишь наиболее популярные области применения. На практике их значительно больше.
* * *
© 2014-2022 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.
Распределение компонентов электрооборудования и электроники
КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРО И ЭЛЕКТРОНИКА
| Pulsadores, Interruptores, para PCB, de Palanca, E-Stops, Piezoeléctricos, Antivandalicos, Microswitches |
| Круглые соединители, Основания и соединители IEC, Гибкие кабели |
| Компоненты для защиты и электроники, соединители для печатных плат, плавкие предохранители, компоненты, пилы |
| Джойстики, трекболы, одноосевые, рукоятки |
| Текладос и панели |
| Светодиоды Indicadores, Pilotos, Lámparas |
| Датчики Reed, Sensores y Limitadores de Temperature, Sensores de proximidad |
| Двигатели, мотор-редукторы, энкодеры, соленоиды, линейные приводы, PMG |
| Вентиляторы переменного и постоянного тока, аксессуары и комплекты вентиляции |
Новости
| электроника Мюнхен |
|---|
Ermec y el Grupo Omega participarán en Electronica, la más importante feria de electronica del mundo, en nuestro стенд 157 del pabellón A2, del 15 al 18 de noviembre. |
| Больше |
| новая серия mc2 |
|---|
| APEM представляет новую панель, продаваемую для компактных транспортных средств, которые необходимы для выполнения необходимых функций. |
| Больше |
| СПС ИТАЛия |
|---|
| Omega Group участвует в SPS Italia, на выставке промышленной автоматизации, на новом стенде E62 del 24 al 26 de Mayo. |
| Больше |
| ermec en la feria biemh |
|---|
| Ermec estará Presente en la prestigiosa feria BIEMH especializada en Máquina Herramienta, en Bilbao, del 13 al 17 de junio. Стенд G39 — Pab.1 |
| Больше |
| НУЭВО БОТОН ДИЗАЙНМЕК |
|---|
APEM lanza una innovadora opción a la gama MEC, который позволяет использовать декоративную вставку с материалом для выбора. |
| Больше |
| передовой завод Feria |
|---|
| Ermec le invita a visitarnos en nuestro стенд G672 en Advanced Factory, специальная выставка промышленной автоматизации. |
| Больше |
