Il principio di funzionamento e i tipi di interruttori reed

Per il funzionamento di molti dispositivi, un elemento necessario è un dispositivo in grado di aprire o chiudere i contatti. Uno di questi è un interruttore reed. Sotto l'influenza di un campo magnetico o elettromagnetico, cambia lo stato del circuito elettrico collegato al dispositivo. L'interruttore reed viene utilizzato nei contatori domestici, nei sistemi di sicurezza, nelle apparecchiature mediche.

Tipi e tipi di interruttori reed

Ci sono molte opzioni per i relè reed. I dispositivi sono classificati in base a una varietà di parametri: livello di vibrazione, capacità, gruppo di contatti.

Magnetico

Il dispositivo chiude o apre una linea che trasmette elettricità sotto l'influenza di un campo magnetico. La sorgente può essere un magnete permanente o un elettromagnete. Su questa base, gli interruttori reed si dividono in 3 categorie:

• Con un circuito normalmente aperto - nello stato normale, i contatti sono disconnessi. Sotto l'influenza di una corrente elettrica o di un campo magnetico, le piastre sono collegate e il dispositivo trasmette corrente.
• Il magnete reed di apertura implementa il principio opposto: nello stato normale i contatti sono chiusi, ma sotto l'influenza di un campo magnetico si aprono e il circuito elettrico viene disconnesso.
• Relè di commutazione - in questo modello ci sono 3 uscite. Al di fuori del campo elettromagnetico, una coppia è chiusa e, sotto l'azione del campo, le piastre chiuse normalmente si aprono e la nuova si chiude. In questo caso, la corrente scorre attraverso due circuiti diversi, a seconda della presenza o meno di un campo magnetico.

Per aprire la porta

Tutte le varianti di sensore porta funzionano su relè reed. Tuttavia, i metodi di connessione del dispositivo sono diversi. Su questa base, ci sono 3 categorie.

• Comune: include 2 parti con contatti a molla. Il campo magnetico chiude i contatti a molla: le loro estremità si attraggono e si chiudono. Quando il campo scompare, le 2 parti del sensore sono distanti tra loro, le molle si aprono. Il sensore è un elemento del circuito di segnalazione. Una corrente scorre costantemente attraverso la linea che la attraversa. Se la porta viene aperta, il sensore interrompe il circuito e scatta l'allarme. La soglia di risposta va da 30 a 50 mm.
• Sensore wireless: si basa su un interruttore reed normalmente aperto e un modulo di comunicazione. La seconda parte del sensore è un magnete, sotto l'azione del quale i contatti sono chiusi. Il dispositivo è montato in modo tale che quando la porta è chiusa, il magnete sia opposto alla parte trasmittente radio per chiudere l'interruttore magnetico reed. Se le porte vengono aperte, il circuito viene aperto e viene inviato un allarme alla centrale. La soglia di risposta è 10-20 mm. Questa opzione è più efficiente di quella cablata.
• La segnalazione GSM è costituita da un interruttore reed e da un modulo GSM. Il principio di funzionamento è simile al wireless. Quando il relè viene attivato, il controller invia un messaggio di testo al proprietario dell'appartamento o dell'ufficio. Tale dispositivo è spesso dotato di funzioni aggiuntive.

Il sensore di apertura della porta è un elemento di allarme di sicurezza. Ha il compito di avvisare dell'apertura non autorizzata, non di impedire l'apertura.

In base alla progettazione

Dal punto di vista strutturale, esistono 2 tipi di interruttori reed:

• Secco - un pallone di vetro sigillato riempito con aria secca o altro gas. All'esterno del cilindro, i nuclei magnetici sono saldati dall'estremità, i contatti sono all'interno.
• Mercurio o "bagnato": gocce di mercurio vengono poste nel pallone. Bagnano i contatti, il che migliora anche la tenuta della chiusura.L'interruttore reed al mercurio non fa rumore né vibra, ma il tempo di risposta del sensore aumenta.

I relè a lamelle al mercurio sono pericolosi per la salute. Questi dispositivi vengono smaltiti in modo speciale.

Principio di funzionamento

L'interruttore reed è l'abbreviazione di "contatto sigillato". Il design è semplice: un flacone di vetro sigillato con piastre ferromagnetiche all'interno. Il recipiente è riempito di aria, gas inerte, azoto. In alcuni casi, l'aria viene pompata fuori dall'interruttore reed per aumentare la tensione di commutazione consentita. Il materiale delle piastre è nichel e acciaio con uno sputtering di metalli come rodio, rutenio, oro.

Il principio di funzionamento di qualsiasi interruttore reed è il seguente:

• Quando la potenza di campo supera un valore critico, le piastre elastiche dell'interruttore reed si chiudono, chiudendo il circuito.
• Quando il campo esterno viene rimosso, i circuiti vengono aperti.

L'affidabilità e la popolarità degli interruttori reed sono dovute alla tenuta del dispositivo. I contatti sono isolati e non influenzati dall'ambiente. Il dispositivo non ha paura di polvere, sporco, acqua, prodotti chimici aggressivi.

Caratteristiche e parametri

Quando si sceglie un interruttore reed, viene valutato secondo i seguenti criteri:

• la forza magnetomotrice di rilascio e funzionamento sono gli indicatori a cui i nuclei sono aperti o collegati;
• resistenza di transizione: la quantità di resistenza che si verifica durante la connessione;
• resistenza di isolamento - il valore della resistenza nella cavità tra i terminali;
• capacità - capacità elettrica tra i terminali quando aperti;
• tensione di rottura: in questo caso è possibile una rottura dell'elemento;
• tempo di risposta - l'intervallo di tempo tra la comparsa del campo magnetico e l'effettiva chiusura del primo contatto; il tempo di risposta medio è 0,2-1 μs, in un interruttore reed a secco questo indicatore è inferiore;
• tempo di rilascio - l'intervallo tra la diminuzione o la scomparsa del campo e l'effettiva apertura dei nuclei; il parametro è 0,2–1 μs;
• numero di operazioni - il numero di commutazioni in cui l'interruttore reed non perde prestazioni;
• potenza - potenza massima, determinata dalla sezione delle piastre e dal materiale; misurato in W e kW;
• tensione operativa - il valore al quale l'interruttore reed mantiene la posizione operativa;
• livello di vibrazione: l'interruttore reed è debolmente sensibile alle vibrazioni, ma può condurlo da solo; la soglia non può essere superata, altrimenti il ​​bulbo di vetro potrebbe rompersi.

Tutti gli indicatori necessari sono nel passaporto del dispositivo.

Caratteristiche di installazione

L'installazione del dispositivo è molto semplice. L'unica condizione è che entrambe le parti del sensore devono essere posizionate esattamente l'una di fronte all'altra quando la porta è chiusa. In questo caso, la lampadina si trova nel campo d'azione del magnete e l'interruttore reed svolge le sue funzioni.

Se l'interruttore reed è installato all'interno, è fissato alla porta, al telaio della finestra, alla traversa con normali bulloni. Se il sensore magnetico reed è installato in un magazzino, in un garage, all'interno di una cassaforte, prima dell'installazione è necessario praticare dei fori per i fissaggi. Un tubo metallico con un interruttore reed viene tagliato e saldato sul cancello o sulla porta che si affaccia sulla strada.

Ambito di applicazione

Il contatto sigillato viene utilizzato in un'ampia varietà di applicazioni:

• tastiere - sintetizzatori, dispositivi industriali, computer;
• comunicazione e apparecchiature mediche;
• sistemi di allarme e automazione: sensore cabina ascensore, apertura porta, custodia per laptop;
• apparecchiature di misurazione, circuiti di misurazione;
• manutenzione dei cavi di alimentazione - qui vengono utilizzati i gersicons;
• dispositivi di trasmissione radio, laser, radar.

Gli interruttori Reed erano molto popolari negli anni '70 del secolo scorso. I dispositivi vengono ora gradualmente sostituiti da elementi a stato solido.

Pro e contro dell'utilizzo

Il contatto ermeticamente sigillato è popolare per i suoi numerosi vantaggi:

• Durevole: non c'è attrito durante il funzionamento. Se nel pallone viene pompato gas inerte o viene evacuata l'aria, l'elemento funziona ancora più a lungo.
• Dimensioni minime rispetto ad un relè standard.
• Alte prestazioni.
• L'interruttore reed è in grado di trasmettere un segnale di potenza molto bassa.
• Nessuna interferenza. Il segnale non è distorto.
• Polvere, sporco, umidità non influiscono sul funzionamento del dispositivo.

Svantaggi:

• le boccette di vetro sono piuttosto fragili, gli interruttori reed non vengono utilizzati con forti vibrazioni;
• la velocità di risposta è elevata, ma limitata;
• gli interruttori a secco vibrano a causa dell'elevata elasticità;
• con una corrente elevata, i contatti possono aprirsi spontaneamente.

Nonostante la tenuta, le piastre all'interno del pallone si consumano nel tempo. Sotto l'influenza della corrosione elettrica, è possibile il pizzicamento meccanico delle piastre. Dopo molte operazioni, i contatti sfregano e le superfici si chiudono a causa delle forze molecolari. Nel tempo, il sensore di apertura della porta deve essere cambiato.