Ni un solo sistema moderno de seguridad, control, extinción de incendios, advertencia de emergencia puede funcionar sin el uso de sensores que lo conecten con el mundo exterior. Los sensores detectan la presencia de humo, polvo en el aire, el movimiento de objetos y muchos otros cambios.
El sensor de láminas todavía se usa en muchos de estos sistemas debido a su confiabilidad.
Contenido
¿Qué es un interruptor de láminas?
Un interruptor de láminas es un dispositivo electromecánico que cierra o abre contactos eléctricos bajo la influencia de un campo magnético generado por un electroimán o un imán permanente.
El término "interruptor de láminas" significa contacto hermético. Esto se debe a su diseño. Consiste en dos placas ferromagnéticas selladas en una cápsula de vidrio con dos contactos de salida y llenas de un gas inerte. Tal carcasa minimiza el impacto ambiental y garantiza un funcionamiento fiable del dispositivo.
El matraz puede contener nitrógeno, aire seco u otro gas inerte. Además, todo el gas se puede bombear fuera del matraz a un estado de vacío. Esto logra un aumento en el nivel de voltaje conmutado.
Propósito y alcance
Los sensores Reed, a pesar de haber sido reemplazados por sensores Hall, todavía encuentran aplicación en muchos dispositivos y sistemas:
- Teclados para sintetizadores y equipos industriales. El diseño de los sensores elimina la posibilidad de una chispa. Por lo tanto, se utilizan principalmente en la producción de explosivos, donde están presentes humos o polvos combustibles.
- Contadores domésticos.
- Sistemas automáticos de seguridad y control de posición.
- Equipos que funcionan bajo el agua o en condiciones de alta humedad.
- Sistemas de telecomunicaciones.
- Equipo medico.
En los sistemas de seguridad, se utilizan dispositivos que consisten en un interruptor de láminas y un imán. Informan de la apertura o cierre de puertas.
También se utilizan relés de láminas, que consisten en un sensor de contacto y un devanado de cable. Tal sistema tiene algunas ventajas: simplicidad, compacidad, resistencia a la humedad y ausencia de partes móviles.
Los interruptores de láminas también se utilizan en áreas especiales: estos son mecanismos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos de instalaciones eléctricas de radio y alto voltaje. Además, estos son radares de alta potencia, láseres, transmisores de radio y otros equipos que operan bajo voltaje de hasta 100 kV.
Variedades
Dependiendo del estado normal de los contactos, los dispositivos se dividen en:
- cerrado: el circuito se abre bajo la influencia de un campo magnético;
- conmutable: bajo la influencia del campo, un contacto está cerrado y, en ausencia de un campo, el otro;
- abierto: la operación del interruptor de láminas ocurre cuando aparece un campo magnético.
Dependiendo del diseño, los sensores son:
- gas: la manga de vidrio se llena con aire seco o gas inerte;
- mercurio: en los contactos, se aplica adicionalmente mercurio, lo que ayuda a mejorar la conmutación, minimiza la resistencia y elimina la vibración de las placas cerradas.
Según las características técnicas, los interruptores de láminas se dividen en:
- Interruptores de láminas.
- Gazakon es un dispositivo que tiene una función de memoria. Es decir, la posición de los contactos se guarda después de apagar el campo magnético.
- Los Hercotrons son relés con aislamiento de alta tensión. Diseñado para operar en dispositivos con voltaje de 10 a 100 kV.
- Gersikon es un relé diseñado para el control de equipos y automatismos con una potencia de hasta 3 kW. El diseño se caracteriza por una mayor corriente de conmutación y la presencia de contactos de arco.
Debido a la variedad de diseños, los interruptores de láminas continúan utilizándose en muchas áreas.
Principio de operación
El interruptor de láminas es similar en principio a un interruptor. El relé consta de un par de núcleos conductores con un espacio entre ellos. Se envasan herméticamente en un frasco de vidrio con un medio inerte que excluye el proceso de oxidación.
Se coloca un devanado de control alrededor de la bombilla, alimentado con corriente continua. Cuando se aplica energía, el devanado genera un campo magnético que actúa sobre los núcleos y conduce al cierre de los contactos entre ellos.
Cuando la bobina se desconecta de la fuente de alimentación, el flujo magnético desaparece y los contactos se abren por resortes.La fiabilidad está garantizada por la ausencia de fricción entre los contactos, que, a su vez, actúan como conductor, resorte y circuito magnético.
Una característica del interruptor de láminas es que no actúan fuerzas sobre los resortes del relé en reposo. Esto les permite cerrar el contacto en una fracción de segundo.
También se pueden utilizar imanes permanentes. Tales dispositivos se llaman polarizados.
Los dispositivos normalmente cerrados tienen un principio de funcionamiento diferente. Bajo la influencia de la fuerza electromagnética, un sistema de imanes carga los núcleos con un potencial, haciendo que se repelan entre sí, abriendo el circuito.
Los interruptores de láminas conmutables constan de tres contactos. Uno de ellos está instalado de forma permanente y no está imantado, los otros 2 están hechos de una aleación ferromagnética. Cuando se aplica un campo magnético, un par de contactos abiertos se cierra, abriendo un par con un contacto no magnético.
Conexión del sensor de láminas
La documentación suministrada con los sensores proporciona información completa sobre cómo conectar el interruptor de láminas.
Para el funcionamiento y seguridad del sensor, la parte del relé que genera el campo magnético está montada en la parte móvil de la estructura. El interruptor de lengüeta en sí está conectado a un elemento instalado permanentemente de una estructura o edificio.
La parte móvil se une estrechamente, actuando por el campo magnético de la bobina en la red de contacto del interruptor de láminas y cerrando así el circuito eléctrico. El sensor del sistema informa sobre el correcto funcionamiento del sistema. Tan pronto como la bobina ubicada en la parte móvil deja de actuar sobre el sensor, la red se abre y la automatización informa una violación de la integridad del sistema.
Según el método de instalación, los sensores son:
- cierre oculto;
- fijación externa.
Dependiendo de las propiedades físicas de la superficie en la que se conecta el interruptor de láminas, existen:
- sensores para montar en estructuras de acero;
- sensores montados en estructuras magneto-pasivas.
Al instalar un interruptor de láminas, es necesario recordar algunas características de la instalación:
- Se recomienda evitar la ubicación cerca de fuentes ultrasónicas. Puede tener un impacto negativo en los parámetros del sensor.
- Evite la ubicación cerca de la fuente de un campo magnético extraño.
- Proteja el matraz del sensor de golpes y daños. De lo contrario, el gas se evaporará, el contacto se romperá y los núcleos quedarán rápidamente inutilizables.
Los interruptores de láminas no pueden conmutar corrientes altas debido a la baja potencia de los núcleos. Por lo tanto, no se pueden usar para encender y apagar dispositivos eléctricos potentes.
Se incluyen en un circuito de conmutación de baja potencia para controlar el relé que controla el equipo.
Ventajas
Los sensores Reed tienen las siguientes ventajas:
- La estanqueidad total permite su uso en salas con riesgo de incendio y ambientes agresivos.
- La operación instantánea permite su uso en dispositivos con una alta frecuencia de conmutación.
- Eliminación del rebote de contacto en sensores de mercurio. Se utilizan en equipos con mayores requisitos de pureza de la señal.
- Pequeñas dimensiones a partir de 4 mm, diseño sencillo, bajo coste de fabricación.
- Alta funcionalidad y versatilidad del relé.
- Posibilidad de conmutar señales de baja potencia.
- Amplio rango de temperatura de funcionamiento: de -55 a + 110 ºC.
- Alta fuerza central.
- Sin superficies de fricción.
La alta versatilidad, confiabilidad y precio aún permiten que los interruptores de láminas compitan con competidores directos.
Defectos
Como todos los dispositivos, los interruptores de láminas también tienen desventajas:
- Imanes de baja sensibilidad.
- Alta susceptibilidad a los flujos magnéticos externos. Como resultado, es posible que se requieran pantallas adicionales.
- En ocasiones, los contactos, después de eliminar el campo magnético, pueden permanecer en una posición cerrada de la que no se pueden eliminar.
- La cápsula está hecha de vidrio delgado y se destruye fácilmente por caídas y golpes.
- Cuando se aplica un voltaje de baja frecuencia, los contactos abren y cierran espontáneamente el circuito.
- Cuando se aplican altas corrientes, los contactos del núcleo pueden abrirse espontáneamente.
Por estas razones, al utilizar el relé, se deben observar una serie de medidas restrictivas especificadas en la documentación adjunta.
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