Zasada działania i odmiany kontaktronów

Do działania wielu urządzeń niezbędnym elementem jest urządzenie, które może otwierać lub zamykać styki. Jednym z nich jest kontaktron. Pod wpływem pola magnetycznego lub elektromagnetycznego zmienia stan obwodu elektrycznego podłączonego do urządzenia. Kontaktron znajduje zastosowanie w licznikach domowych, w systemach bezpieczeństwa, w sprzęcie medycznym.

Rodzaje i rodzaje kontaktronów

Istnieje wiele opcji kontaktronów. Urządzenia są klasyfikowane według różnych parametrów: poziom drgań, pojemność, grupa styków.

Magnetyczny

Urządzenie zamyka lub otwiera linię, która przenosi prąd pod wpływem pola magnetycznego. Źródłem może być magnes trwały lub elektromagnes. Na tej podstawie kontaktrony dzielą się na 3 kategorie:

• Przy normalnie otwartym obwodzie - w stanie normalnym styki są rozłączone. Pod wpływem prądu elektrycznego lub pola magnetycznego płytki łączą się i urządzenie przekazuje prąd.
• Kontaktron otwierający realizuje odwrotną zasadę: w stanie normalnym styki są zamknięte, ale pod wpływem pola magnetycznego otwierają się i obwód elektryczny jest rozłączony.
• Przekaźnik przełączający - w tym modelu są 3 wyjścia. Poza polem elektromagnetycznym jedna para jest zamknięta, a pod działaniem pola zamknięte płytki normalnie otwierają się, a nowa zamyka się. W tym przypadku prąd przepływa przez dwa różne obwody, w zależności od obecności lub braku pola magnetycznego.

Aby otworzyć drzwi

Wszystkie warianty czujników drzwi działają na kontaktronach. Jednak metody podłączenia urządzenia są inne. Na tej podstawie istnieją 3 kategorie.

• Wspólny - zawiera 2 części ze stykami sprężynowymi. Pole magnetyczne zamyka styki sprężynowe: ich końce przyciągają się i zamykają. Gdy pole znika, 2 części czujnika znajdują się w pewnej odległości od siebie, sprężyny otwierają się. Czujnik jest elementem obwodu sygnalizacyjnego. Przez linię stale przepływa prąd. Jeśli drzwi są otwarte, czujnik przerywa obwód i uruchamia się alarm. Próg odpowiedzi wynosi od 30 do 50 mm.
• Czujnik bezprzewodowy - oparty o normalnie otwarty kontaktron oraz moduł komunikacyjny. Druga część czujnika to magnes, pod działaniem którego styki się zamykają. Urządzenie montuje się tak, aby przy zamkniętych drzwiach magnes znajdował się naprzeciw części nadawczej w celu zamknięcia kontaktronu magnetycznego. Jeśli drzwi są otwarte, obwód zostaje otwarty i do centrali wysyłany jest alarm. Próg odpowiedzi wynosi 10–20 mm. Ta opcja jest bardziej wydajna niż przewodowa.
• Sygnalizacja GSM składa się z kontaktronu i modułu GSM. Zasada działania jest podobna do bezprzewodowej. Po wyzwoleniu przekaźnika sterownik wysyła wiadomość tekstową do właściciela mieszkania lub biura. Takie urządzenie jest często wyposażone w dodatkowe funkcje.

Czujnik otwarcia drzwi jest elementem systemu alarmowego. Jego zadaniem jest ostrzeganie o nieautoryzowanym otwarciu, a nie zapobieganie otwarciu.

Przez projekt

Ze strukturalnego punktu widzenia istnieją 2 rodzaje kontaktronów:

• Dry - szczelna szklana kolba wypełniona suchym powietrzem lub innym gazem. Na zewnątrz cylindra rdzenie magnesów są przyspawane od końca, styki są wewnątrz.
• Rtęć lub „zwilżona” - krople rtęci są umieszczane w kolbie. Zwilżają styki, co również poprawia szczelność zamknięcia.Kontaktron rtęciowy nie grzechocze ani nie wibruje, ale zwiększa się czas reakcji czujnika.

Kontaktrony rtęciowe stanowią zagrożenie dla zdrowia. Urządzenia te są utylizowane w specjalny sposób.

Zasada działania

Kontaktron to skrót od „styk zamknięty”. Konstrukcja jest prosta: zamknięta szklana kolba z płytkami ferromagnetycznymi w środku. Naczynie wypełnione jest powietrzem, gazem obojętnym, azotem. W niektórych przypadkach z kontaktronu wypompowywane jest powietrze w celu zwiększenia dopuszczalnego napięcia przełączania. Materiał płyt to nikiel i stal z napylanymi metalami, takimi jak rod, ruten, złoto.

Zasada działania każdego kontaktronu jest następująca:

• Gdy moc pola przekroczy wartość krytyczną, elastyczne płytki kontaktronu zamykają się, zamykając obwód.
• Po usunięciu pola zewnętrznego obwody są otwarte.

Niezawodność i popularność kontaktronów wynika ze szczelności urządzenia. Kontakty są izolowane i nienaruszone przez otoczenie. Urządzenie nie boi się kurzu, brudu, wody, agresywnych chemikaliów.

Charakterystyka i parametry

Przy wyborze kontaktronu jest on oceniany według następujących kryteriów:

• magnetomotoryczna siła wyzwalania i działania są wskaźnikami otwarcia lub połączenia rdzeni;
• rezystancja przejścia - ilość rezystancji, która występuje podczas łączenia;
• rezystancja izolacji - wartość rezystancji we wnęce między zaciskami;
• pojemność - pojemność elektryczna między zaciskami po otwarciu;
• napięcie przebicia - w tym przypadku możliwa jest awaria elementu;
• czas odpowiedzi - odstęp czasu między pojawieniem się pola magnetycznego a faktycznym pierwszym zamknięciem styku; średni czas odpowiedzi wynosi 0,2-1 μs, w suchym kontaktronie wskaźnik ten jest mniejszy;
• czas zwolnienia - odstęp między spadkiem lub zanikiem pola a faktycznym otwarciem rdzeni; parametr wynosi 0,2–1 μs;
• liczba operacji - liczba przełączeń, przy których kontaktron nie traci wydajności;
• moc - maksymalna moc, określona przez przekrój płyt i materiał; mierzone w W i kW;
• napięcie pracy - wartość, przy której kontaktron utrzymuje pozycję roboczą;
• poziom wibracji - kontaktron jest słabo wrażliwy na wibracje, ale sam może je przewodzić; progu nie można przekroczyć, w przeciwnym razie szklana bańka może pęknąć.

Wszystkie niezbędne wskaźniki znajdują się w paszporcie urządzenia.

Funkcje instalacji

Instalacja urządzenia jest bardzo prosta. Jedynym warunkiem jest to, że obie części czujnika muszą być umieszczone dokładnie naprzeciw siebie, gdy drzwi są zamknięte. W tym przypadku żarówka znajduje się w polu działania magnesu, a kontaktron spełnia swoje funkcje.

Jeśli kontaktron montowany jest w pomieszczeniu, mocuje się go do drzwi, ramy okiennej, pawęży za pomocą zwykłych śrub. Jeżeli czujnik magnetyczny montowany jest w magazynie, w garażu, w sejfie, przed montażem konieczne jest wywiercenie otworów pod mocowania. Metalowy wąż z kontaktronem jest przycinany i przyspawany do bramy lub drzwi wychodzących na ulicę.

Szereg zastosowań

Uszczelniony styk jest używany w wielu różnych zastosowaniach:

• klawiatury - syntezatory, urządzenia przemysłowe, komputery;
• sprzęt komunikacyjny i medyczny;
• systemy alarmowe i automatyki: czujnik kabiny windy, otwarcie drzwi, pokrowiec na laptopa;
• sprzęt pomiarowy, obwody licznikowe;
• konserwacja kabli zasilających - tutaj stosuje się gersykony;
• urządzenia nadawcze radiowe, lasery, radary.

Kontaktrony były bardzo popularne w latach 70. ubiegłego wieku. Urządzenia są obecnie stopniowo zastępowane elementami półprzewodnikowymi.

Plusy i minusy używania

Hermetycznie zamknięty styk jest popularny ze względu na wiele zalet:

• Trwałe - nie ma tarcia podczas pracy. Jeśli do kolby zostanie wpompowany gaz obojętny lub powietrze zostanie usunięte, element działa jeszcze dłużej.
• Minimalne wymiary w porównaniu ze standardowym przekaźnikiem.
• Wysoka wydajność.
• Kontaktron jest w stanie przesłać sygnał o bardzo małej mocy.
• Brak zakłóceń. Sygnał nie jest zniekształcony.
• Kurz, brud, wilgoć nie wpływają na działanie urządzenia.

Niedogodności:

• szklane kolby są dość delikatne, kontaktrony nie są używane z silnymi wibracjami;
• szybkość reakcji jest wysoka, ale ograniczona;
• suche przełączniki grzechoczą ze względu na wysoką elastyczność;
• przy dużym prądzie styki mogą się samoczynnie otworzyć.

Pomimo szczelności, płytki wewnątrz kolby z czasem się zużywają. Pod wpływem korozji elektrycznej możliwe jest mechaniczne ściśnięcie płyt. Po wielu operacjach styki wcierają się i powierzchnie zamykają się pod wpływem sił molekularnych. Z biegiem czasu czujnik otwarcia drzwi musi zostać zmieniony.