Якщо ви відвідаєте сучасний завод і спостерігаєте за дивовижною роботою електроніки в складальному цеху, ви побачите різноманітні датчики. Більшість цих датчиків мають окремі дроти для живлення позитивної напруги, заземлення та сигналу. Подача живлення дозволяє датчику виконувати свою роботу, будь то спостереження за наявністю феромагнітних металів поблизу чи посилання світлового променя в рамках системи безпеки об'єкта. Скромні механічні перемикачі, які запускають ці датчики, такі як геркон, потребують лише двох проводів для виконання своєї роботи. Ці перемикачі активуються за допомогою магнітних полів.
Що таке герконовий перемикач?
Геркон з'явився у 1936 році. Його винахід був В. Б. Елвудом з Bell Telephone Laboratories, а патент на нього було отримано у 1941 році. Перемикач виглядає як невелика скляна капсула з електричними проводами, що стирчать з кожного кінця.
Як працює герконовий перемикач?
Механізм перемикання складається з двох феромагнітних лез, розділених лише кількома мікронами. Коли магніт наближається до цих лез, два леза притягуються одне до одного. Після дотику леза замикають нормально розімкнуті (NO) контакти, пропускаючи електрику. Деякі геркони також містять неферомагнітний контакт, який утворює нормально замкнутий (NC) вихід. Магніт, що наближається, розірве контакт і віддалиться від перемикального контакту.
Контакти виготовляються з різних металів, включаючи вольфрам і родій. У деяких різновидах навіть використовується ртуть, яку необхідно тримати в правильній орієнтації для правильного перемикання. Скляна оболонка, заповнена інертним газом, зазвичай азотом, герметизує контакти під внутрішнім тиском в одну атмосферу. Герметизація ізолює контакти, що запобігає корозії та будь-яким іскрам, які можуть виникнути внаслідок руху контактів.
Застосування герконових перемикачів у реальному світі
Ви знайдете датчики в повсякденних предметах, таких як автомобілі та пральні машини, але одне з найпоширеніших місць, де ці перемикачі/датчики працюють, — це сигналізація. Фактично, сигналізація є майже ідеальним застосуванням для цієї технології. У рухомому вікні або дверях знаходиться магніт, а датчик знаходиться на основі, передаючи сигнал, доки магніт не буде видалено. Якщо вікно відчинене, або якщо хтось переріже дріт, спрацює сигналізація.
Хоча сигналізації проти крадіжки є чудовим застосуванням герконових перемикачів, ці пристрої можуть бути ще меншими. Мініатюрний перемикач поміщається всередину медичних пристроїв, відомих як PillCams. Після того, як пацієнт проковтне крихітний зонд, лікар може активувати його за допомогою магніту зовні тіла. Ця затримка економить енергію, доки зонд не буде розміщено правильно, а це означає, що вбудовані батареї можуть бути ще меншими, що є критично важливою особливістю для пристроїв, призначених для переміщення через травний тракт людини. Окрім невеликого розміру, це застосування також ілюструє, наскільки чутливими вони можуть бути, оскільки ці датчики можуть вловлювати магнітне поле крізь людську плоть.
Герконові перемикачі не потребують постійного магніту для їх активації; їх може вмикати електромагнітне реле. Оскільки Bell Labs спочатку розробила ці перемикачі, не дивно, що телефонна промисловість використовувала геркони для функцій керування та пам'яті, поки все не стало цифровим у 1990-х роках. Цей тип реле більше не є основою нашої системи зв'язку, але вони все ще поширені в багатьох інших застосуваннях сьогодні.
Переваги герконових реле
Датчик Холла – це твердотільний пристрій, який може виявляти магнітні поля, і він є однією з альтернатив геркону. Ефекти Холла, безумовно, підходять для деяких застосувань, але геркони мають кращу електричну ізоляцію порівняно з їхніми твердотільними аналогами, і вони мають менший електричний опір через замкнуті контакти. Крім того, геркони можуть працювати з різними напругами, навантаженнями та частотами, оскільки перемикач функціонує просто як підключений або відключений провід. Крім того, вам знадобиться допоміжна схема, щоб датчики Холла могли виконувати свою роботу.
Геркони відрізняються неймовірно високою надійністю для механічного перемикача та здатні функціонувати мільярди циклів, перш ніж вийти з ладу. Крім того, завдяки своїй герметичній конструкції вони можуть працювати у вибухонебезпечних середовищах, де іскра може мати катастрофічні наслідки. Геркони можуть бути старою технологією, але вони далеко не застарілі. Ви можете використовувати корпуси, що містять геркони, на друкованих платах (PCB) за допомогою автоматизованих пристроїв для встановлення та розміщення.
Ваша наступна збірка може вимагати різноманітних інтегральних схем та компонентів, усі з яких дебютували в останні кілька років, але не забувайте про скромний геркон. Він виконує свою основну функцію перемикання блискуче простим способом. Після понад 80 років використання та розробки ви можете покластися на перевірену конструкцію геркона, яка працюватиме стабільно.
Час публікації: 22 квітня 2024 р.