Le principe de fonctionnement et les types de commutateurs à lames

Pour le fonctionnement de nombreux appareils, un élément nécessaire est un appareil pouvant ouvrir ou fermer des contacts. L'un d'eux est un interrupteur à lames. Sous l'influence d'un champ magnétique ou électromagnétique, il modifie l'état du circuit électrique connecté à l'appareil. L'interrupteur à lames est utilisé dans les compteurs domestiques, dans les systèmes de sécurité, dans les équipements médicaux.

Types et types de commutateurs à lames

Il existe de nombreuses options pour les relais Reed. Les appareils sont classés en fonction de divers paramètres : niveau de vibration, capacité, groupe de contact.

Magnétique

L'appareil ferme ou ouvre une ligne qui transmet de l'électricité sous l'influence d'un champ magnétique. La source peut être un aimant permanent ou un électro-aimant. Sur cette base, les interrupteurs Reed sont divisés en 3 catégories :

• Avec un circuit normalement ouvert - dans l'état normal, les contacts sont déconnectés. Sous l'influence d'un courant électrique ou d'un champ magnétique, les plaques sont connectées et l'appareil transmet du courant.
• L'aimant reed d'ouverture met en œuvre le principe inverse : à l'état normal, les contacts sont fermés, mais sous l'influence d'un champ magnétique, ils s'ouvrent et le circuit électrique est déconnecté.
• Relais de commutation - dans ce modèle, il y a 3 sorties. En dehors du champ électromagnétique, une paire est fermée, et sous l'action du champ, les plaques fermées s'ouvrent normalement et la nouvelle se ferme. Dans ce cas, le courant circule dans deux circuits différents, selon la présence ou l'absence d'un champ magnétique.

Pour ouvrir la porte

Toutes les variantes de capteurs de porte fonctionnent sur des relais Reed. Cependant, les méthodes de connexion de l'appareil sont différentes. Sur cette base, il existe 3 catégories.

• Commun - comprend 2 parties avec contacts à ressort. Le champ magnétique ferme les contacts à ressort : leurs extrémités s'attirent et se ferment. Lorsque le champ disparaît, les 2 parties du capteur sont éloignées l'une de l'autre, les ressorts s'ouvrent. Le capteur est un élément du circuit de signalisation. Un courant circule constamment dans la ligne qui la traverse. Si la porte est ouverte, le capteur coupe le circuit et l'alarme se déclenche. Le seuil de réponse est de 30 à 50 mm.
• Capteur sans fil - il est basé sur un interrupteur à lames normalement ouvert et un module de communication. La deuxième partie du capteur est un aimant, sous l'action duquel les contacts sont fermés. Le dispositif est monté de manière à ce que lorsque la porte est fermée, l'aimant soit en face de la partie émettrice radio afin de fermer l'interrupteur à lames magnétiques. Si les portes sont ouvertes, le circuit est ouvert et une alarme est envoyée à la centrale. Le seuil de réponse est de 10 à 20 mm. Cette option est plus efficace que le filaire.
• La signalisation GSM se compose d'un commutateur Reed et d'un module GSM. Le principe de fonctionnement est similaire au sans fil. Lorsque le relais est déclenché, le contrôleur envoie un message texte au propriétaire de l'appartement ou du bureau. Un tel dispositif est souvent doté de fonctions supplémentaires.

Le capteur d'ouverture de porte est un élément d'alarme de sécurité. Sa tâche est d'alerter en cas d'ouverture non autorisée, et non d'empêcher l'ouverture.

Intentionnellement

D'un point de vue structurel, il existe 2 types de commutateurs Reed :

• Sec - un flacon en verre scellé rempli d'air sec ou d'un autre gaz. À l'extérieur du cylindre, les noyaux magnétiques sont soudés à partir de l'extrémité, les contacts sont à l'intérieur.
• Mercure ou "mouillé" - des gouttes de mercure sont placées dans le ballon. Ils mouillent les contacts, ce qui améliore également l'étanchéité de la fermeture.L'interrupteur à lame de mercure ne clique pas et ne vibre pas, mais le temps de réponse du capteur augmente.

Les relais Reed au mercure sont dangereux pour la santé. Ces appareils sont éliminés d'une manière spéciale.

Principe d'opération

L'interrupteur Reed est l'abréviation de "contact scellé". La conception est simple : un flacon en verre scellé avec des plaques ferromagnétiques à l'intérieur. Le récipient est rempli d'air, de gaz inerte, d'azote. Dans certains cas, de l'air est pompé hors du commutateur Reed afin d'augmenter la tension de commutation admissible. Le matériau des plaques est le nickel et l'acier avec une pulvérisation de métaux comme le rhodium, le ruthénium, l'or.

Le principe de fonctionnement de tout interrupteur à lames est le suivant :

• Lorsque la puissance du champ dépasse une valeur critique, les plaques élastiques du commutateur à lames se ferment, fermant le circuit.
• Lorsque le champ externe est supprimé, les circuits sont ouverts.

La fiabilité et la popularité des commutateurs à lames sont dues à l'étanchéité de l'appareil. Les contacts sont isolés et non affectés par l'environnement. L'appareil n'a pas peur de la poussière, de la saleté, de l'eau, des produits chimiques agressifs.

Caractéristiques et paramètres

Lors du choix d'un interrupteur reed, il est évalué selon les critères suivants :

• la force magnétomotrice de libération et de fonctionnement sont les indicateurs auxquels les noyaux sont ouverts ou connectés;
• résistance de transition - la quantité de résistance qui se produit lors de la connexion;
• résistance d'isolement - la valeur de la résistance dans la cavité entre les bornes;
• capacité - capacité électrique entre les bornes lorsqu'elles sont ouvertes ;
• tension de claquage - dans ce cas, une panne de l'élément est possible;
• temps de réponse - l'intervalle de temps entre l'apparition du champ magnétique et la fermeture effective du premier contact ; le temps de réponse moyen est de 0,2-1 μs, dans un commutateur à lames sèches, cet indicateur est inférieur;
• temps de libération - l'intervalle entre la diminution ou la disparition du champ et l'ouverture effective des noyaux ; le paramètre est de 0,2 à 1 s ;
• nombre d'opérations - le nombre de commutations auquel le commutateur Reed ne perd pas de performance ;
• puissance - puissance maximale, déterminée par la section des plaques et le matériau; mesuré en W et kW;
• tension de fonctionnement - la valeur à laquelle le commutateur à lames maintient la position de fonctionnement;
• niveau de vibration - le commutateur à lames est faiblement sensible aux vibrations, mais il peut les conduire lui-même; le seuil ne peut pas être dépassé, sinon l'ampoule de verre pourrait se fissurer.

Tous les indicateurs nécessaires se trouvent dans le passeport de l'appareil.

Caractéristiques d'installation

L'installation de l'appareil est très simple. La seule condition est que les deux parties du capteur doivent être placées exactement en face l'une de l'autre lorsque la porte est fermée. Dans ce cas, l'ampoule est dans le champ d'action de l'aimant et l'interrupteur reed remplit ses fonctions.

Si l'interrupteur à lames est installé à l'intérieur, il est fixé à la porte, au cadre de la fenêtre, à l'imposte avec des boulons ordinaires. Si le capteur magnétique reed est installé dans un entrepôt, dans un garage, à l'intérieur d'un coffre-fort, avant l'installation, il est nécessaire de percer des trous pour les fixations. Un tuyau métallique avec un interrupteur à lames est coupé et soudé sur le portail ou la porte donnant sur la rue.

Champ d'application

Le contact étanche est utilisé dans une grande variété d'applications :

• claviers - synthétiseurs, appareils industriels, ordinateurs;
• équipements de communication et médicaux;
• systèmes d'alarme et d'automatisation : capteur de cabine d'ascenseur, ouverture de porte, housse pour ordinateur portable ;
• équipements de mesure, circuits de compteurs;
• maintenance des câbles d'alimentation - les gersicons sont utilisés ici ;
• dispositifs de transmission radio, lasers, radars.

Les interrupteurs à lames étaient très populaires dans les années 70 du siècle dernier. Les appareils sont maintenant progressivement remplacés par des éléments à semi-conducteurs.

Avantages et inconvénients de l'utilisation

Le contact hermétiquement scellé est apprécié pour ses nombreux avantages :

• Durable - il n'y a pas de friction pendant le fonctionnement. Si un gaz inerte est pompé dans le ballon ou de l'air est évacué, l'élément fonctionne encore plus longtemps.
• Dimensions minimales par rapport à un relais standard.
• Haute performance.
• L'interrupteur Reed est capable de transmettre un signal de très faible puissance.
• Aucune interférence. Le signal n'est pas déformé.
• La poussière, la saleté, l'humidité n'affectent pas le fonctionnement de l'appareil.

Désavantages:

• les flacons en verre sont plutôt fragiles, les interrupteurs à lames ne sont pas utilisés avec de fortes vibrations ;
• la vitesse de réponse est élevée, mais limitée ;
• les commutateurs secs vibrent en raison de leur élasticité élevée ;
• avec un courant élevé, les contacts peuvent s'ouvrir spontanément.

Malgré l'étanchéité, les plaques à l'intérieur du ballon s'usent avec le temps. Sous l'influence de la corrosion électrique, un pincement mécanique des plaques est possible. Après de nombreuses opérations, les contacts frottent et les surfaces se referment sous l'effet des forces moléculaires. Au fil du temps, le capteur d'ouverture de porte doit être changé.