Vassomkopplare
Reed Switchar, även om de är små, spelar en viktig roll i dagens teknik.Dessa enheter använder magneter för att fungera och kan hittas i många saker, från hemapparater till avancerade medicinska verktyg.Sedan de uppfanns 1936 har Reed Switchar blivit kända för att vara mycket pålitliga och effektiva.Den här artikeln förklarar hur Reed Switches fungerar, vad de är gjorda av och de olika sätten de används.Det talar också om deras fördelar och jämför dem med Hall Effect -sensorer.
Katalog
Bild 1: Reed Switch
Vad är en vassbrytare?
En vassomkopplare är en elektromekanisk anordning som arbetar med magnetfält.Uppfann 1936 av W.B.Ellwood på Bell Phone Laboratories, det består av två ferromagnetiska blad i en förseglad glaskapsel för tillförlitlig drift under olika förhållanden.
En vassströmbrytare har två magnetiska blad (vass) inuti ett tätt förseglat glasrör.Ledningar kommer ut från båda ändarna av omkopplaren.Vassen hålls isär av ett litet utrymme och omges av en gas som inte reagerar, vanligtvis kväve.Denna installation hjälper till att förhindra rost och skära ner gnistor.Vassens spetsar är gjorda av tuffa material som volfram, rodium eller kvicksilver.Dessa material hjälper vassarna att hålla längre och fungera bättre, särskilt genom att hindra dem från att slitna och rostas.Glasröret är fyllt med den inerta gasen för att förhindra rost och för att sänka risken för gnistor, vilket är mycket viktigt i farliga miljöer där gnistor kan orsaka bränder.
Reed -omkopplare hanterar ett brett utbud av spänningar, strömmar och frekvenser, vilket erbjuder utmärkt elektrisk isolering och mycket låg motstånd när de stängs.De konsumerar inte kraft när de är öppna och förbättrar effektiviteten.Deras förseglade konstruktion och enkla drift säkerställer hög tillförlitlighet och livslängd, kan miljarder bytecykler.De används i hushållsapparater som tvättmaskiner och säkerhetssystem, såväl som medicinska instrument som pillercam, och visar deras mångsidighet och betydelse inom modern teknik.
Hur fungerar en vassbrytare?
Bild 2: Reed Blade kommer i kontakt i närvaro av magnetfält
En vassomkopplare fungerar med en enkel men effektiv mekanism med magneter.Den har två metallblad i en förseglad glaskapsel.Dessa blad är de viktigaste delarna av brytaren och är placerade mycket nära varandra.
När en magnet kommer nära en vassströmbrytare blir metallbladen inuti omkopplaren också magneter och rör sig mot varandra.Denna magnetiska drag stänger klyftan mellan kontakterna som vanligtvis är öppna, vilket låter elektricitet flyta genom brytaren.På detta sätt kan omkopplaren pålitligt slutföra en elektrisk krets i många olika enheter.I vissa vassomkopplare finns det också en normalt stängd (NC) kontakt.När en magnet närmar sig öppnar denna kontakt och avbryter det elektriska flödet.
Materialen som används för kontakterna, såsom volfram, rodium eller till och med kvicksilver, väljs för sin konduktivitet och hållbarhet.Hela enheten är innesluten i ett glashölje, som är fyllt med en inert gas som kväve.Denna gas är vid ett tryck lägre än atmosfäriskt tryck, vilket skapar en kontrollerad miljö inuti brytaren.Glastätningen förhindrar externa faktorer som fukt och damm från att påverka brytaren.Det förhindrar också kontakterna från att korrodera och minskar risken för gnistor, vilket kan uppstå när kontakterna öppnas eller stängs.
Vassomkopplare
Bild 3: Reed Switch Parts
En vassomkopplare är en enkel elektrisk switch som fungerar när ett magnetfält appliceras.Den har två huvudmetallremsor (vass) inuti ett glasrör.Här är en närmare titt på varje del av en vassbrytare och vad de gör:
Reed Blade Reed Blades är tunna metallremsor som är huvuddelarna på vassomkopplaren.De är tillverkade av metaller som reagerar på magneter, som järn- eller nickeljärnblandningar.Vassen är mycket nära varandra men berör inte.När en magnet är nära rör sig vassen mot varandra, berör och stänger den elektriska kretsen.
Glaskapsel Glaskapseln är ett förseglat rör som håller vassen.Det håller vassen säker från damm, fukt och rost och säkerställer att de fungerar bra.Glaset förhindrar också elektriska problem, som kortkretsar, vilket håller brytaren korrekt i olika inställningar.
Kontaktplätering Kontaktpunkterna är ändarna på vassen som berör när omkopplaren aktiveras av ett magnetfält.Dessa punkter har ofta en beläggning av rodium eller guld för att minska motståndet och förhindra rost, vilket säkerställer en pålitlig och låg resistens elektrisk anslutning.
Kontakt Gap Kontaktgapet är det lilla utrymmet mellan vassen när inget magnetfält finns.Detta gap ser till att kretsen förblir öppen tills ett magnetfält får vassen att röra och stänga kretsen.
Inert gas Glaskapseln är fylld med en inert gas, vanligtvis kväve, för att förhindra rost och minska risken för gnistor när vassen berör.Denna kontrollerade miljö inuti kapseln säkerställer att omkopplaren fungerar bra under lång tid.
Reed Switch -applikationer
Vardagliga applikationer
Bild 4: Reed Switch -applikationer i vardagligt bruk
Reed -switchar används i många vardagliga enheter, som bilar och tvättmaskiner.I inbrottslarm hjälper de att hålla hem säkra.Ett typiskt inbrottslarmsystem använder en vassbrytare för att upptäcka när fönster eller dörrar öppnas.Så här fungerar det: en liten magnet placeras på den rörliga delen av fönstret eller dörren, medan vassomkopplaren är installerad på ramen.När fönstret eller dörren är stängd är magneten nära vassomkopplaren och håller omkopplaren stängd.
När fönstret eller dörren öppnas rör sig magneten bort från vassomkopplaren.Denna rörelse bryter magnetfältet som höll vassomkopplaren stängd.Som ett resultat rör sig metallbladen inuti vassströmbrytaren och bryter den elektriska kretsen.Detta avbrott i kretsen upptäcks av larmsystemet, som sedan utlöser larmet och varnar husägaren eller säkerhetstjänsten till ett eventuellt inbrott.
Enkelhet och tillförlitlighet för vassomkopplare gör dem perfekta för denna användning.De behöver inte en konstant strömförsörjning för att hålla sig stängd, vilket innebär att de kan fungera bra med lite energi.Deras förseglade design håller dem säkra från damm, fukt och andra saker som kan påverka hur de fungerar.
I bilar används vassomkopplare i olika system för att förbättra funktionalitet och säkerhet.Till exempel används de ofta i dörr Ajar -indikatorer.När en bildörr är stängd håller magneten nära vassomkopplaren omkopplaren stängd.Om dörren öppnas rör sig magneten bort, vilket får vassbrytaren att öppna och utlösa dörren Ajar -ljus på instrumentpanelen.Denna enkla mekanism hjälper förare att hålla sig medvetna om öppna dörrar och förhindra möjliga olyckor.
I tvättmaskiner används vassomkopplare för att upptäcka lockets eller dörrens läge.När locket eller dörren är stängd håller magneten vassomkopplaren stängd, vilket gör att tvättmaskinen kan fungera.Om locket eller dörren öppnas under drift, rör sig magneten bort, vilket får vassbrytaren att öppna och omedelbart stoppa maskinen.Denna säkerhetsfunktion förhindrar skador och spill genom att se till att tvättmaskinen endast fungerar när den är säkert stängd.
Reed -omkopplare används också i cykelhastighetssensorer.I detta fall är en magnet fäst vid en av hjulets ekrar, och en vassströmbrytare är monterad på gaffeln.Varje gång magneten passerar vid vassomkopplaren stängs den ett ögonblick och skickar en signal till cykelens hastighetsmätare.Denna installation ger ett enkelt och effektivt sätt att mäta cykelns hastighet utan behov av komplex elektronik.
Medicinsk användning
Bild 5: Medicinsk användning av vassomkopplare i pillercam
Reed -switchar används i många medicinska apparater.Ett av de bästa exemplen är Pillcam, en liten kamera som kan sväljas.Pillercamet låter läkare titta inuti matsmältningssystemet utan att behöva operation.Reed Switch är en viktig del av hur pillercamet fungerar.
När en patient sväljer pillercamet reser den genom matsmältningssystemet för att ta bilder.För att spara batteritid förblir enheten av tills den når rätt plats i kroppen.Det är här vassomkopplaren hjälper.Med hjälp av en extern magnet kan läkaren slå på pillercamet i rätt ögonblick.Denna försenade aktivering hjälper till att säkerställa att batteriet, som är litet på grund av enhetens storlek, varar tillräckligt länge för att avsluta tentamen.
Reed Switchs känslighet är mycket användbar i denna situation.Det kan känna magnetfältet från den yttre magneten även genom kroppens vävnader.Denna förmåga säkerställer att pillercamet kan aktiveras exakt och pålitligt utan direktkontakt eller komplexa triggers.Magnetfältets styrka och vassomkopplarens känslighet måste justeras fint för att se till att aktiveringen sker korrekt och endast vid rätt tidpunkt.Den lilla storleken på vassomkopplaren passar perfekt för pillercamet, som måste vara tillräckligt liten för att lätt sväljas.Den kompakta storleken på vassomkopplaren gör att den kan vara en del av pillercamet utan att göra det skrymmande eller tungt.Denna design säkerställer att enheten är lätt att svälja och kan röra sig genom matsmältningskanalen utan att orsaka obehag eller blockering.
Fördelar med vassomkopplare
Reed Switches erbjuder många fördelar som gör dem bättre än andra typer av sensorer, som Hall Effect -sensorer.
Stort elektriskt skydd: Delarna av en vassströmbrytare är väl skyddade från den yttre miljön och från varandra.Detta hindrar oönskade elektriska strömmar från att passera genom, se till att enheten fungerar säkert och pålitligt.Detta är mycket användbart i situationer där exakt elektrisk kontroll är mycket viktig.
Låg elektrisk resistens: När omkopplarens kontakter stängs skapar de en direkt, låg resistensväg för att strömmen ska flyta.Detta innebär att det finns mycket liten effektförlust och högre effektivitet, vilket är mycket användbart i situationer där sparande energi och hög effektivitet behövs.
Flexibilitet vid hantering av olika förhållanden: Reed -switchar kan hantera ett brett utbud av spänningar, belastningar och frekvenser.Till skillnad från vissa sensorer som behöver specifika förhållanden för att fungera, kan vassomkopplare fungera i många elektriska situationer.Denna flexibilitet gör dem bra för många användningsområden, från lågeffekt signalering i elektroniska enheter till att kontrollera högeffektkretsar i industrimaskiner.
Hög tillförlitlighet: Reed -switchar görs för att arbeta för miljarder cykler utan att bryta ner.Det sätt som vassomkopplaren fungerar, med den fysiska rörelsen i dess delar, är utformad för att hantera upprepad användning utan att slitna.Denna hållbarhet säkerställer långsiktig tillförlitlighet och minskar behovet av ofta underhåll eller ersättning.Detta är mycket användbart i situationer där driftstopp är kostsamt eller oacceptabelt.
Försluten konstruktion för säkerhet och hållbarhet: Kontakterna är inneslutna i ett glashölje fyllt med en inert gas som kväve, som skyddar dem från rost och slitage.Denna lufttäta tätning håller ut damm, fukt och andra föroreningar som kan påverka omkopplarens drift.Som ett resultat kan vassomkopplare användas i hårda eller explosiva miljöer där regelbundna switchar kan misslyckas på grund av exponering för skadliga element eller där en gnista kan orsaka eld.
Jämförelse av vassomkopplare med halleffektsensorer
Bild 6: Jämförelse av vassomkopplare med halleffektsensorer
Halleffektsensorer och vassomkopplare har olika styrkor och är bra för olika användningsområden.Här är en enkel jämförelse av deras huvudpunkter.
Reed -omkopplare ger bättre elektrisk isolering eftersom de är mekaniska och fysiskt separerar sina kontakter när de är öppna.Detta minskar risken för elektriskt brus och störningar, vilket gör vassomkopplare bättre för situationer där dessa problem är viktiga.
Reed -omkopplare har lägre elektrisk motstånd när de stängs, vanligtvis så låga som 0,05 ohm.Detta minskar kraftförlust och värme i kretsar.Halleffektsensorer har högre motstånd, vilket kan vara hundratals ohm.Detta högre motstånd kan leda till mer kraftanvändning och uppvärmningsproblem, särskilt i situationer med hög ström.
Halleffektsensorer behöver mer komplicerade kretsar för att fungera.De behöver en stadig strömförsörjning och extra delar som förstärkare och spänningsregulatorer för att producera en användbar utsignal.Detta gör designen och kostnaden för system som använder Hall Effect -sensorer mer komplexa.Reed -switchar är mycket enklare och behöver bara två ledningar för att ansluta och arbeta, och fungerar som en direktomkopplare i en krets utan att behöva yttre kraft eller komplexa stödkretsar.
Halleffektsensorer är mycket känsliga och svarar snabbt på grund av deras fast tillstånd, vilket gör dem perfekta för användningar som behöver exakt och snabb magnetfältdetektering.Reed -switchar, medan de är lite långsammare, svarar tillräckligt snabbt för många praktiska användningar och kan fungera bra i många olika miljöer, inklusive platser där det kan finnas explosioner och hårda industriella miljöer.
Reed Switch Egenskaper: Tillförlitlighet och lång livslängd
Reed -switchar är kända för att vara mycket pålitliga och varar länge.Hur de rör sig mekaniskt sliter inte materialen som används i dem, vilket i hög grad bidrar till deras hållbarhet.Detta innebär att delarna inuti en vassbrytare inte lider av samma skada som kan få andra mekaniska switchar att misslyckas.Det främsta skälet till detta är den minimala fysiska rörelsen som är involverad när omkopplaren fungerar.Vassbladen rör sig bara mot eller bort från varandra utan mycket mekanisk friktion eller stam, vilket säkerställer att de håller länge.
Utformningen av vassomkopplare inkluderar kontakter som är förseglade i ett glashölje.Denna tätning är mycket viktig eftersom den håller kontakterna borta från den yttre miljön, hindrar atmosfärisk korrosion och smuts från att komma in och påverka prestanda.Detta gör vassbrytare särskilt bra för användning på platser där inuti glashöljet håller en stabil inre miljö som skyddar kontakterna från rost och andra typer av kemiska skador.
Den långa livslängden för en vassomkopplare påverkas också av den elektriska belastningen den hanterar.Reed -omkopplare kan hantera ett brett utbud av elektriska belastningar, från mycket låga till ganska höga strömmar och spänningar.När de används inom sina angivna gränser kan vassomkopplare utföra miljarder omkopplingscykler utan att misslyckas.Detta beror på att kontaktytorna är gjorda för att motstå elektrisk båge och grop, vilket är vanliga skäl till varför andra omkopplare misslyckas.Materialen som används för kontakterna, som volfram eller rodium, väljs för sin styrka och motstånd mot slitage.
• Reed -switchar kan hantera både låga och höga elektriska belastningar
• De kan utföra miljarder växlingscykler om de används inom de rekommenderade gränserna
• Kontakterna är gjorda av starka material som volfram eller rodium för att motstå slitage och förhindra misslyckande
• Kontaktytorna är utformade för att motstå skador från elektriska gnistor, vilket hjälper dem att hålla längre
När du väljer Reed Switches
Bild 7: Olika typer av vassomkopplare
När du väljer Reed -switchar hittar du många mönster och inställningar tillgängliga.Dessa olika typer är gjorda för specifika användningar, vilket säkerställer att varje slag uppfyller olika behov.Enkla vassomkopplare är grundläggande delar som inte behöver en konstant strömförsörjning för att fungera.Detta gör dem energibesparande och användbara för många ändamål.
Vissa specialiserade typer, som Hall-Effect-switchar, är utformade för kontinuerliga avkänningsuppgifter som närhetssensorer eller hastighetsdetektorer.Till skillnad från enkla vassomkopplare behöver dessa extra kretsar och ett konstant flöde av elektrisk ström för att fungera.Detta gör dem mer komplexa men lämpliga för jobb som kräver pågående övervakning och snabba svar.
Populära vassomkopplingstyper
Arduino Reed Switchar: Används i moduler, räknare, speedometrar och reläer.Dessa är mångsidiga delar som fungerar bra med Arduino -mikrokontroller för olika DIY- och prototypprojekt.
Vattentäta vassbrytare: Gjord för att arbeta pålitligt i våta eller fuktiga miljöer, vilket gör dem bra för utomhusapplikationer och marin utrustning.
Elektriska vassbrytare: Används i kretsar som behöver låg till medelspänning och strömomkoppling.
NC (normalt stängda) vassomkopplare: Håll dig stängd tills ett magnetfält appliceras, vid vilken tidpunkt de öppnar kretsen.
Magnetiska vassomkopplare: Känslig för magnetfält och används i applikationer där exakt magnetfältdetektering är till stor hjälp.
Plastflygbrytare: Innesluten i plasthus, vilket ger extra skydd mot miljöfaktorer och mekaniska skador.
Höga strömbrytare: Byggt för att hantera större strömmar, vilket gör dem bra för industriella applikationer där högre strömbrytare behövs.
Inkapslade vassbrytare: Förseglad inom en inneslutning för att skydda dem från hårda miljöförhållanden och fysiska skador.
Cylindriska vassomkopplare: Formad för enkel integration i rörformade höljen, ofta används i säkerhetssystem och positionssensorer.
Bistabila vassbrytare: Stanna i sitt sista tillstånd (öppet eller stängt) tills ett magnetfält med motsatt polaritet tillämpas, vilket gör dem användbara i applikationer som behöver stabilt tillståndsbehållning utan kontinuerlig kraft.
Spärrar vassomkopplare: I likhet med bistabila switchar stannar de i sitt växlade tillstånd efter att magneten har tagits bort tills ett omvänd magnetfält appliceras.
Byte vassomkopplare: Har flera kontakter och kan växla mellan olika kretsar, vilket gör dem användbara vid komplexa växlingsoperationer.
Hamlin Reed Switches: Känd för sin tillförlitlighet och används i olika industriella och bilapplikationer.
Halleffektsensorer: Inte tekniskt vassomkopplare men som ofta ingår i liknande diskussioner.De upptäcker närvaron av ett magnetfält genom halleffekten och behöver kontinuerlig kraft och extra kretsar.
Mini Reed Switches: Små och designad för applikationer med begränsat utrymme, såsom medicinsk utrustning och kompakt elektronik.
Micro Reed Switches: Ännu mindre än Mini Reed -switchar, som används i mycket kompakta elektroniska applikationer.
Varje typ av vassomkopplare erbjuder unika fördelar anpassade efter specifika behov, vare sig det är för industriell, fordons-, konsumentelektronik eller specialiserade avkänningsapplikationer.Att förstå skillnaderna mellan dessa typer kan hjälpa dig att välja höger vassomkopplare för din specifika användning, vilket säkerställer god prestanda och tillförlitlighet.
Slutsats
Reed -switchar är fantastiska eftersom de är enkla, pålitliga och kan användas på många sätt.De finns i vardagliga artiklar, hjälper till att hålla människor säkra på medicintekniska produkter och arbetar bra i tuffa industriella jobb.Genom att lära sig hur de fungerar, vad de är gjorda av och varför de är användbara kan vi se varför vassomkopplare ofta väljs över andra alternativ som Hall Effect -sensorer.De kan hantera många olika uppgifter, pågå länge och arbeta effektivt, vilket gör dem till ett måste i dagens teknik.När vi fortsätter att utveckla nya prylar och verktyg kommer Reed -switchar att se till att allt fungerar smidigt och säkert.
Vanliga frågor [FAQ]
1. Vad används en vassbrytare för?
En vassomkopplare används i många saker.Det hjälper i säkerhetssystem att upptäcka om dörrar eller fönster är öppna.Det används i hushållsapparater som tvättmaskiner för att kontrollera om locket är stängt.På medicintekniska produkter som pillercamet hjälper det att kontrollera när enheten slås på.Reed -omkopplare används också i bilar för dörrsensorer och i cyklar för att mäta hastighet.
2. Hur fungerar en vassflödesbrytare?
En vassflödesbrytare fungerar genom att avkänna om vätska rör sig.Den har en vassströmbrytare och en magnetisk flottör.När vätskan rör sig genom röret rör sig flottören och tar magneten nära vassomkopplaren.Detta magnetfält får vassen inuti brytaren att samlas, stänga kretsen och visa att vätska flyter.
3. Är en vassbrytare ett relä?
En vassomkopplare är inte ett relä.Båda kan styra kretsar, men en vassomkopplare använder magneter för att öppna eller stänga en krets.Ett relä är en switch som drivs av elektricitet som använder en elektromagnet för att flytta brytaren.
4. Hur aktiverar du en vassomkopplare?
Du aktiverar en vassomkopplare genom att ta med en magnet nära den.Magneten gör att vassen inuti brytaren rör sig mot varandra, stänger gapet och slutför kretsen.När du tar bort magneten separerar vassen och öppnar kretsen.
5. Hur kontrollerar du om en vassbrytare fungerar?
För att kontrollera om en vassomkopplare fungerar, använd en multimeter för att mäta kontinuitet.Sätt multimeterledarna på ledningarna på vassomkopplaren.När du tar en magnet nära brytaren bör multimetern visa en stängd krets (kontinuitet).När du flyttar magneten ska multimetern visa en öppen krets (ingen kontinuitet).Detta visar att vassomkopplaren fungerar korrekt.