אף מערכת מודרנית אחת של אבטחה, בקרה, כיבוי אש, אזהרת חירום יכולה לתפקד ללא שימוש בחיישנים המחברים אותה עם העולם החיצון. חיישנים מזהים נוכחות של עשן, אבק באוויר, תנועת חפצים ושינויים רבים אחרים.
חיישן הקנה עדיין נמצא בשימוש במערכות רבות מסוג זה בשל אמינותו.
מהו מתג קנה
מתג ריד הוא מכשיר אלקטרומכני שסוגר או פותח מגעים חשמליים בהשפעת שדה מגנטי שנוצר על ידי אלקטרומגנט או מגנט קבוע.
המונח "מתג קנה" פירושו מגע הרמטי. זה נובע מהעיצוב שלו. הוא מורכב משני לוחות פרומגנטיים חתומים בקפסולת זכוכית עם שני מגעי פלט ומלאים בגז אינרטי. מעטפת כזו ממזערת את ההשפעה הסביבתית ומבטיחה פעולה אמינה של המכשיר.
הבקבוק עשוי להכיל חנקן, אוויר יבש או גז אינרטי אחר. כמו כן, ניתן לשאוב את כל הגז מהבקבוק למצב ואקום. זה משיג עלייה ברמת המתח המותג.
מטרה ותחום
חיישני ריד, למרות שהוחלפו בחיישני הול, עדיין מוצאים יישום במכשירים ומערכות רבות:
- מקלדות לסינתיסייזרים וציוד תעשייתי. עיצוב החיישנים מבטל את האפשרות של ניצוץ. לכן, הם משמשים בעיקר בייצור חומרי נפץ, שבהם קיימים אדים דליקים או אבק.
- דלפקים ביתיים.
- מערכות אבטחה ובקרת מיקום אוטומטיות.
- ציוד הפועל מתחת למים או בתנאי לחות גבוהה.
- מערכות טלקומוניקציה.
- ציוד רפואי.
במערכות אבטחה משתמשים במכשירים המורכבים ממתג קנה ומגנט. הם מדווחים על פתיחה או סגירה של דלתות.
משמשים גם ממסרי ריד, המורכבים מחישן מגע ומפתלת חוט. למערכת כזו יש כמה יתרונות: פשטות, קומפקטיות, התנגדות לחות והיעדר חלקים נעים.
מתגי ריד משמשים גם באזורים מיוחדים - אלו הם מנגנוני הגנה מפני עומסי יתר וקצרים של מתקני מתח גבוה ורדיו. כמו כן, מדובר במכ"מים בעלי הספק גבוה, לייזרים, משדרי רדיו וציוד אחר הפועל במתח של עד 100 קילו וולט.
זנים
בהתאם למצב הרגיל של אנשי הקשר, המכשירים מחולקים ל:
- סגור - המעגל נפתח בהשפעת שדה מגנטי;
- ניתן להחלפה - בהשפעת השדה, מגע אחד סגור, ובהיעדר שדה, השני;
- פתוח - פעולת מתג ה-reed מתרחשת כאשר מופיע שדה מגנטי.
בהתאם לעיצוב, החיישנים הם:
- גז - שרוול הזכוכית מלא באוויר יבש או בגז אינרטי;
- כספית - על מגעים, כספית מוחלת בנוסף, מה שעוזר לשפר את המיתוג, ממזער התנגדות ומסיר רטט של הלוחות הסגורים.
על פי מאפיינים טכניים, מתגי קנים מחולקים ל:
- מתגי ריד.
- Gazakon הוא מכשיר בעל פונקציית זיכרון. כלומר, מיקום המגעים נשמר לאחר כיבוי השדה המגנטי.
- Hercotrons הם ממסרים עם בידוד מתח גבוה. מיועד לפעולה במכשירים עם מתח בין 10 ל-100 קילו וולט.
- Gersikon הוא ממסר המיועד לשלוט בציוד ואוטומציה בהספק של עד 3 קילוואט. העיצוב מאופיין בזרם מיתוג מוגבר ובנוכחות של מגעי קשתות.
בשל מגוון העיצובים, מתגי קנה ממשיכים לשמש בתחומים רבים.
עקרון הפעולה
מתג הקנים דומה עקרונית למתג. הממסר מורכב מזוג ליבות מוליכות עם רווח ביניהן. הם אטומים הרמטית בבקבוק זכוכית עם תווך אינרטי שמונע את תהליך החמצון.
מתפתל בקרה ממוקם סביב הנורה, מוזן בזרם ישר. כאשר מופעל כוח, הפיתול יוצר שדה מגנטי הפועל על הליבות, ומוביל לסגירת המגעים בינם לבין עצמם.
כאשר הסליל מנותק מאספקת החשמל, השטף המגנטי נעלם והמגעים נפתחים על ידי קפיצים.אמינות מובטחת על ידי היעדר חיכוך בין המגעים, אשר, בתורם, פועלים כמוליך, קפיץ ומעגל מגנטי.
תכונה של מתג הקנים היא שלא פועלים כוחות על קפיצי הממסר במצב מנוחה. זה מאפשר להם לסגור את המגע בשבריר שנייה.
ניתן להשתמש גם במגנטים קבועים. מכשירים כאלה נקראים מקוטבים.
למכשירים סגורים בדרך כלל יש עיקרון פעולה שונה. תחת השפעת הכוח האלקטרומגנטי, מערכת של מגנטים טוענת את הליבות בפוטנציאל אחד, וגורמת להן להדוף אחת את השנייה ולפתוח את המעגל.
מתגי ריד הניתנים להחלפה מורכבים משלושה מגעים. אחד מהם מותקן באופן קבוע ואינו ממוגנט, 2 האחרים עשויים מסגסוגת פרומגנטית. כאשר מופעל שדה מגנטי, נסגר זוג מגעים פתוחים, פותח זוג עם מגע לא מגנטי.
חיבור חיישן ריד
התיעוד המצורף לחיישנים מספק מידע מקיף על אופן חיבור מתג הקנים.
לתפקוד ובטיחות החיישן, החלק של הממסר שיוצר את השדה המגנטי מותקן על החלק הנע של המבנה. מתג הקנים עצמו מחובר לאלמנט המותקן באופן קבוע של מבנה או בניין.
החלק הנייד צמוד בחוזקה, פועל על ידי השדה המגנטי של הסליל על רשת המגעים של מתג הקנה ובכך סוגר את המעגל החשמלי. חיישן המערכת מודיע על תפקוד נכון של המערכת. ברגע שהסליל הממוקם על החלק הנע מפסיק לפעול על החיישן, הרשת נפתחת והאוטומציה מדווחת על הפרה של שלמות המערכת.
על פי שיטת ההתקנה, חיישנים הם:
- הידוק נסתר;
- הידוק חיצוני.
בהתאם למאפיינים הפיזיים של המשטח עליו מחובר מתג הקנים, ישנם:
- חיישנים להרכבה על מבני פלדה;
- חיישנים המורכבים על מבנים מגנטו-פאסיביים.
בעת התקנת מתג קנה, יש צורך לזכור כמה תכונות של ההתקנה:
- מומלץ להימנע ממיקום ליד מקורות קוליים. הוא מסוגל להשפיע לרעה על הפרמטרים של החיישן.
- הימנע ממיקום ליד מקור שדה מגנטי זר.
- הגן על בקבוק החיישן מפני זעזועים ונזק. אחרת, הגז יתנדף, המגע ישבר, והליבות יהפכו במהירות לבלתי שמישות.
מתגי ריד אינם יכולים להחליף זרמים גבוהים בשל ההספק הנמוך של הליבות. לכן, לא ניתן להשתמש בהם להפעלה וכיבוי של מכשירים חשמליים רבי עוצמה.
הם כלולים במעגל מיתוג בהספק נמוך לשליטה בממסר השולט בציוד.
יתרונות
לחיישני ריד יש את היתרונות הבאים:
- אטימות מלאה מאפשרת שימוש בהם בחדרים מסוכנים אש ובסביבות אגרסיביות.
- פעולה מיידית מאפשרת שימוש בהם במכשירים בעלי תדירות מיתוג גבוהה.
- ביטול הקפצת מגע בחיישני כספית. הם משמשים בציוד עם דרישות מוגברות לטוהר האות.
- מידות קטנות מ-4 מ"מ, עיצוב פשוט, עלות ייצור נמוכה.
- פונקציונליות גבוהה ורבגוניות של הממסר.
- יכולת החלפת אותות בהספק נמוך.
- טווח טמפרטורות הפעלה גדול - מ -55 עד + 110 ºC.
- חוזק ליבה גבוה.
- ללא משטחי חיכוך.
צדדיות גבוהה, אמינות ומחיר עדיין מאפשרים למתגי קנה להתחרות עם מתחרים ישירים.
פגמים
כמו לכל המכשירים, למתגי קנה יש גם חסרונות:
- מגנטים בעלי רגישות נמוכה.
- רגישות גבוהה לשטפים מגנטיים חיצוניים. כתוצאה מכך, ייתכן שיידרשו מסכים נוספים.
- לפעמים המגעים, לאחר הסרת השדה המגנטי, עלולים להישאר במצב סגור שממנו לא ניתן להסירם.
- הקפסולה עשויה זכוכית דקה ונהרסת בקלות בנפילות ובליטות.
- כאשר מופעל מתח עם תדר נמוך, המגעים נפתחים וסוגרים את המעגל באופן ספונטני.
- כאשר מופעלים זרמים גבוהים, מגעי הליבה יכולים להיפתח באופן ספונטני.
מסיבות אלו, בעת השימוש בממסר, יש להקפיד על מספר אמצעים מגבילים המפורטים בתיעוד הנלווה.
מאמרים דומים:
