Reed switch

Reed switches, selvom de er små, spiller en vigtig rolle i dagens teknologi.Disse enheder bruger magneter til at arbejde og kan findes i mange ting, fra hjemmeapparater til avancerede medicinske værktøjer.Siden de blev opfundet i 1936, er Reed -switches blevet kendt for at være meget pålidelige og effektive.Denne artikel forklarer, hvordan Reed -switches fungerer, hvad de er lavet af, og de forskellige måder, de bruges på.Det taler også om deres fordele og sammenligner dem med Hall Effect Sensors.

Katalog

Figur 1: Reed switch

Hvad er en Reed Switch?

En rørafbryder er en elektromekanisk enhed, der fungerer med magnetiske felter.Opfundet i 1936 af W.B.Ellwood på Bell Phone Laboratories, det består af to ferromagnetiske klinger i en forseglet glaskapsel til pålidelig drift under forskellige forhold.

En rørafbryder har to magnetiske klinger (rør) inde i et tæt forseglet glasrør.Ledninger kommer ud fra begge ender af kontakten.Rørene holdes fra hinanden af ​​et lille rum og er omgivet af en gas, der ikke reagerer, normalt nitrogen.Denne opsætning hjælper med at forhindre rust og skære ned på gnister.Tipene til rørene er lavet af hårde materialer som wolfram, rhodium eller kviksølv.Disse materialer hjælper rørene med at vare længere og fungerer bedre, især ved at forhindre dem i at slidte og rustne.Glasrøret er fyldt med den inerte gas for at forhindre rustning og for at sænke risikoen for gnister, hvilket er meget vigtigt i farlige miljøer, hvor gnister kan forårsage brande.

Reed -afbrydere håndterer en lang række spændinger, strømme og frekvenser, hvilket tilbyder fremragende elektrisk isolering og meget lav modstand, når de lukkes.De forbruger ikke strømmen, når de er åbne, hvilket forbedrer effektiviteten.Deres forseglede konstruktion og enkle drift sikrer høj pålidelighed og levetid, der er i stand til milliarder af skiftcyklusser.De bruges i husholdningsenheder som vaskemaskiner og sikkerhedssystemer såvel som medicinske instrumenter som pillcam, hvilket demonstrerer deres alsidighed og betydning i moderne teknologi.

Hvordan fungerer en Reed Switch?

Figur 2: Reed Blade kommer i kontakt i nærvær af magnetfelt

En Reed Switch fungerer ved hjælp af en enkel, men effektiv mekanisme med magneter.Det har to metalblade inde i en forseglet glaskapsel.Disse klinger er de vigtigste dele af kontakten og er placeret meget tæt på hinanden.

Når en magnet kommer tæt på en rørafbryder, bliver metalbladene inde i kontakten også magneter og bevæger sig mod hinanden.Dette magnetiske træk lukker kløften mellem de kontakter, der normalt er åbne, hvilket lader elektricitet flyde gennem kontakten.På denne måde kan kontakten pålideligt gennemføre et elektrisk kredsløb på mange forskellige enheder.I nogle rørafbrydere er der også en normalt lukket (NC) kontakt.Når en magnet nærmer sig, åbnes denne kontakt og afbryder den elektriske strømning.

Materialerne, der bruges til kontakterne, såsom wolfram, rhodium eller endda kviksølv, vælges for deres ledningsevne og holdbarhed.Hele samlingen er lukket i en glashylster, der er fyldt med en inert gas som nitrogen.Denne gas er ved et tryk, der er lavere end atmosfærisk tryk, hvilket skaber et kontrolleret miljø inde i kontakten.Glasforseglingen forhindrer, at eksterne faktorer såsom fugt og støv påvirker kontakten.Det forhindrer også, at kontakterne korroderer og reducerer risikoen for gnister, hvilket kan forekomme, når kontakterne åbnes eller lukker.

Reed switch -dele

Figur 3: Reed switch -dele

En rørafbryder er en simpel elektrisk switch, der fungerer, når der anvendes et magnetfelt.Det har to hovedmetalstrimler (rør) inde i et glasrør.Her er et nærmere kig på hver del af en Reed -switch, og hvad de gør:

Reed Blade Reed Blades er tynde metalstrimler, der er de vigtigste dele af Reed Switch.De er lavet af metaller, der reagerer på magneter, som jern- eller nikkel-jernblandinger.Rørene er meget tæt på hinanden, men rør ikke ved.Når en magnet er nær, bevæger rørene sig mod hinanden, berører og lukker det elektriske kredsløb.

Glaskapsel Glaskapslen er et forseglet rør, der holder rørene.Det holder rørene sikkert mod støv, fugt og rust, hvilket sikrer, at de fungerer godt.Glasset forhindrer også elektriske problemer, som kortslutninger, og holder kontakten fungerer korrekt i forskellige indstillinger.

Kontaktpladering af kontaktpunkterne er enderne på de rør, der berører, når kontakten aktiveres af et magnetfelt.Disse punkter har ofte en belægning af rhodium eller guld for at reducere resistens og forhindre rust, hvilket sikrer en pålidelig og lav modstand elektrisk forbindelse.

Kontaktgap Kontaktgabet er det lille rum mellem rørene, når der ikke er noget magnetfelt.Dette hul sørger for, at kredsløbet forbliver åbent, indtil et magnetfelt får rørene til at røre ved og lukke kredsløbet.

Inert gas glaskapslen er fyldt med en inert gas, normalt nitrogen, for at forhindre rust og reducere risikoen for gnister, når rørene berører.Dette kontrollerede miljø inde i kapslen sikrer, at kontakten fungerer godt i lang tid.

Reed Switch -applikationer

Hverdagsapplikationer

Figur 4: Reed switch -applikationer i daglig brug

Reed -switches bruges i mange hverdagslige enheder, som biler og vaskemaskiner.I indbrudstyver alarmer hjælper de med at holde hjemmet i sikkerhed.Et typisk indbrudstyvsalarmsystem bruger en Reed -switch til at detektere, når vinduer eller døre åbnes.Sådan fungerer det: En lille magnet placeres på den bevægelige del af vinduet eller døren, mens Reed -kontakten er installeret på rammen.Når vinduet eller døren er lukket, er magneten tæt på rørafbryderen og holder kontakten lukket.

Når vinduet eller døren åbnes, bevæger magneten sig væk fra Reed -kontakten.Denne bevægelse bryder det magnetiske felt, der holdt Reed Switch lukket.Som et resultat bevæger metalbladene sig inde i Reed -kontakten fra hinanden og bryder det elektriske kredsløb.Denne pause i kredsløbet registreres af alarmsystemet, der derefter udløser alarmen, der advarer husejeren eller sikkerhedstjenesten til et muligt indbrud.

Simpliciteten og pålideligheden af ​​rørafbrydere gør dem perfekte til denne brug.De har ikke brug for en konstant strømforsyning for at forblive lukket, hvilket betyder, at de kan fungere godt med lidt energi.Deres forseglede design holder dem sikre mod støv, fugt og andre ting, der kan påvirke, hvordan de fungerer.

I biler bruges rørafbrydere i forskellige systemer til forbedring af funktionalitet og sikkerhed.For eksempel bruges de ofte i døren Ajar -indikatorer.Når en bildør er lukket, holder magneten nær Reed Switch kontakten lukket.Hvis døren åbnes, bevæger magneten sig væk, hvilket får Reed -kontakten til at åbne og udløse døren Ajar -lys på instrumentbrættet.Denne enkle mekanisme hjælper chauffører med at forblive opmærksomme på åbne døre og forhindre mulige ulykker.

I vaskemaskiner bruges rørafbrydere til at detektere lågets eller dørens placering.Når låget eller døren er lukket, holder magneten Reed Switch lukket, så vaskemaskinen kan fungere.Hvis låget eller døren åbnes under drift, bevæger magneten sig væk, hvilket får Reed -kontakten til at åbne og straks stoppe maskinen.Denne sikkerhedsfunktion forhindrer skader og spild ved at sikre, at vaskemaskinen kun fungerer, når den er sikkert lukket.

Reed -switches bruges også i cykelhastighedssensorer.I dette tilfælde er en magnet fastgjort til en af ​​hjulets eger, og en Reed -switch er monteret på gaffelen.Hver gang magneten passerer ved Reed Switch, lukkes den et øjeblik og sender et signal til cykelens speedometer.Denne opsætning giver en enkel og effektiv måde at måle cykelens hastighed uden behov for kompleks elektronik.

Medicinske anvendelser

Figur 5: Medicinske anvendelser af rørafbrydere i pillcam

Reed -switches bruges i mange medicinske udstyr.Et af de bedste eksempler er Pillcam, et lille kamera, der kan sluges.Pillcam lader læger se inde i fordøjelsessystemet uden at have brug for operation.Reed Switch er en vigtig del af, hvordan pillcam fungerer.

Når en patient sluger pillcam, bevæger den sig gennem fordøjelsessystemet for at tage billeder.For at spare batteriets levetid forbliver enheden, indtil den når det rigtige sted i kroppen.Det er her Reed Switch hjælper.Ved hjælp af en ekstern magnet kan lægen tænde for pillcam på det rigtige tidspunkt.Denne forsinkede aktivering hjælper med at sikre, at batteriet, der er lille på grund af enhedens størrelse, varer længe nok til at afslutte eksamen.

Reed Switch's følsomhed er meget nyttig i denne situation.Det kan føle magnetfeltet fra den ydre magnet, selv gennem kroppens væv.Denne evne sikrer, at pillcam kan aktiveres nøjagtigt og pålideligt uden direkte kontakt- eller komplekse triggere.Styrken af ​​magnetfeltet og Reed Switch's følsomhed skal justeres fint for at sikre, at aktiveringen sker korrekt og kun på det rigtige tidspunkt.Den lille størrelse af Reed Switch er en perfekt pasform til pillcam, som skal være lille nok til at blive slugt let.Den kompakte størrelse af Reed -kontakten gør det muligt at være en del af pillcam uden at gøre den voluminøs eller tung.Dette design sikrer, at enheden er let at sluge og kan bevæge sig gennem fordøjelseskanalen uden at forårsage ubehag eller blokering.

Fordele ved rørafbrydere

Reed -switches tilbyder mange fordele, der gør dem bedre end andre typer sensorer, som Hall Effect Sensors.

Stor elektrisk beskyttelse: Dele af en Reed-switch er godt beskyttet fra det udvendige miljø og fra hinanden.Dette forhindrer uønskede elektriske strømme i at passere, og sørger for, at enheden fungerer sikkert og pålideligt.Dette er meget nyttigt i situationer, hvor præcis elektrisk kontrol er meget vigtig.

Lav elektrisk modstand: Når switchens kontakter lukker, skaber de en direkte, lav modstandsvej for strømmen til at flyde.Dette betyder, at der er meget lidt strømtab og højere effektivitet, hvilket er meget nyttigt i situationer, hvor der er behov for at spare energi og høj effektivitet.

Fleksibilitet i håndtering af forskellige forhold: Reed -switches kan håndtere en lang række spændinger, belastninger og frekvenser.I modsætning til nogle sensorer, der har brug for specifikke betingelser for at fungere, kan Reed -switches fungere i mange elektriske situationer.Denne fleksibilitet gør dem gode til mange anvendelser, fra lav effekt signalering i elektroniske enheder til at kontrollere højeffektkredsløb i industrielle maskiner.

Høj pålidelighed: Reed -switches er gjort til at arbejde for milliarder af cykler uden at bryde sammen.Den måde, Reed Switch fungerer på, med den fysiske bevægelse af sine dele, er designet til at håndtere gentagen brug uden at slides ud.Denne holdbarhed sikrer langsigtet pålidelighed og reducerer behovet for hyppig vedligeholdelse eller udskiftning.Dette er meget nyttigt i situationer, hvor nedetid er dyrt eller uacceptabelt.

Forseglet konstruktion for sikkerhed og holdbarhed: Kontakterne er lukket i et glashus fyldt med en inert gas som nitrogen, der beskytter dem mod rust og slid.Denne lufttæt forsegling holder støv, fugt og andre forurenende stoffer, der kan påvirke switchens drift.Som et resultat kan rørafbrydere bruges i barske eller eksplosive miljøer, hvor regelmæssige kontakter kan mislykkes på grund af eksponering for skadelige elementer, eller hvor en gnist kan forårsage brand.

Sammenligning af Reed Switch med Hall Effect Sensors

Figur 6: Sammenligning af Reed Switch med Hall Effect Sensors

Hall Effect Sensorer og Reed -switches har forskellige styrker og er gode til forskellige anvendelser.Her er en simpel sammenligning af deres hovedpunkter.

Reed -afbrydere giver bedre elektrisk isolering, fordi de er mekaniske og adskiller deres kontakter, når de er åbne.Dette reducerer risikoen for elektrisk støj og interferens, hvilket gør Reed -switches bedre til situationer, hvor disse problemer betyder noget.

Reedafbrydere har lavere elektrisk modstand, når de er lukket, normalt så lave som 0,05 ohm.Dette reducerer strømtab og varme i kredsløb.Hall Effect -sensorer har højere modstand, som kan være hundreder af ohm.Denne højere modstand kan føre til mere strømbrug og opvarmningsproblemer, især i situationer med høj aktuelle.

Hall Effect Sensors har brug for mere komplicerede kredsløb for at arbejde.De har brug for en stabil strømforsyning og ekstra dele som forstærkere og spændingsregulatorer for at producere et nyttigt udgangssignal.Dette gør design og omkostninger ved systemer ved hjælp af Hall Effect -sensorer mere komplekse.Reed -switches er meget enklere og behøver kun to ledninger for at oprette forbindelse og arbejde, der fungerer som en direkte switch i et kredsløb uden at have brug for ekstern strøm eller komplekse understøttende kredsløb.

Hall Effect-sensorer er meget følsomme og reagerer hurtigt på grund af deres faststof-natur, hvilket gør dem perfekte til anvendelse, der har brug for præcis og hurtig magnetfeltdetektion.Reed switches, selvom de er lidt langsommere, reagerer hurtigt nok til mange praktiske anvendelser og kan fungere godt i mange forskellige miljøer, herunder steder, hvor der kan være eksplosioner og barske industrielle omgivelser.

Reed switchegenskaber: Pålidelighed og lang levetid

Reed -switches er kendt for at være meget pålidelige og varige i lang tid.Den måde, de bevæger sig mekanisk på, slår ikke de materialer, der bruges i dem, hvilket i høj grad tilføjer deres holdbarhed.Dette betyder, at delene inde i en rørafbryder ikke lider af den samme skade, der kan få andre mekaniske switches til at mislykkes.Hovedårsagen til dette er den minimale fysiske bevægelse, der er involveret, når kontakten fungerer.Reed -knive bevæger sig bare mod eller væk fra hinanden uden meget mekanisk friktion eller belastning, hvilket sikrer, at de varer længe.

Designet af rørafbrydere inkluderer kontakter, der er forseglet inde i et glashus.Denne forsegling er meget vigtig, fordi den holder kontakterne væk fra det udvendige miljø, hvilket stopper atmosfærisk korrosion og snavs i at komme ind og påvirke ydeevnen.Dette gør Reed -switches især gode til brug på steder, hvor inde i glashuset holder et stabilt internt miljø, der beskytter kontakterne mod rust og andre typer kemisk skade.

Den lange levetid for en rørafbryder påvirkes også af den elektriske belastning, den håndterer.Reedafbrydere kan styre en lang række elektriske belastninger, fra meget lave til ret høje strømme og spændinger.Når de bruges inden for deres specificerede grænser, kan Reed -switches udføre milliarder af skiftecyklusser uden at mislykkes.Dette skyldes, at kontaktoverfladerne er lavet til at modstå elektrisk bue og pitting, hvilket er almindelige grunde til, at andre afbrydere mislykkes.Materialerne, der bruges til kontakterne, som wolfram eller rhodium, vælges for deres styrke og modstand mod slid.

• Reed -switches kan håndtere både lave og høje elektriske belastninger

• De kan udføre milliarder af skiftecyklusser, hvis de bruges inden for de anbefalede grænser

• Kontakterne er lavet af stærke materialer som wolfram eller rhodium for at modstå slid og forhindre fiasko

• Kontaktoverfladerne er designet til at modstå skader fra elektriske gnister, hvilket hjælper dem med at vare længere

Når du vælger rørafbrydere

Figur 7: Forskellige typer rørafbrydere

Når du vælger Reed -switches, finder du mange designs og opsætninger tilgængelige.Disse forskellige typer er lavet til specifikke anvendelser, hvilket sikrer, at hver slags imødekommer forskellige behov.Enkle rørafbrydere er basale dele, der ikke har brug for en konstant strømforsyning til at fungere.Dette gør dem til energibesparende og nyttige til mange formål.

Nogle specialiserede typer, som Hall-Effect Switches, er designet til kontinuerlige sensingopgaver, såsom nærhedssensorer eller hastighedsdetektorer.I modsætning til enkle rørafbrydere har disse brug for ekstra kredsløb og en konstant strøm af elektrisk strøm for at fungere.Dette gør dem mere komplekse, men egnede til job, der kræver løbende overvågning og hurtige svar.

Populære Reed Switch -typer

Arduino Reed switches: Brugt i moduler, tællere, speedometre og relæer.Dette er alsidige dele, der fungerer godt med Arduino -mikrokontrollere til forskellige DIY- og prototypeprojekter.

Vandtæt rørafbrydere: Lavet til at arbejde pålideligt i våde eller fugtige miljøer, hvilket gør dem gode til udendørs applikationer og marine udstyr.

Elektriske rørafbrydere: Brugt i kredsløb, der har brug for lav til medium spænding og strømskift.

NC (normalt lukket) Reed switches: Bliv lukket, indtil et magnetfelt er påført, på hvilket tidspunkt de åbner kredsløbet.

Magnetiske rørafbrydere: Følsom over for magnetfelter og anvendt i applikationer, hvor præcis magnetfeltdetektion er meget nyttig.

Plastiske rørafbrydere: Indkapslet i plastikhuse, hvilket giver ekstra beskyttelse mod miljøfaktorer og mekanisk skade.

Høje strøm rørafbrydere: Bygget til at håndtere større strømme, hvilket gør dem gode til industrielle anvendelser, hvor der er behov for højere strømafbrydelse.

Indkapslede rørafbrydere: Forseglet inden for en indhegning for at beskytte dem mod barske miljøforhold og fysisk skade.

Cylindriske rørafbrydere: Formet for let integration i rørformede huse, der ofte bruges i sikkerhedssystemer og positionssensorer.

Bistable Reed switches: Bliv i deres sidste tilstand (åben eller lukket), indtil der anvendes et magnetisk felt med modsat polaritet, hvilket gør dem nyttige i applikationer, der har brug for stabil tilstandsopbevaring uden kontinuerlig strøm.

Latching rørafbrydere: I lighed med bistable switches forbliver de i deres skiftede tilstand, efter at magneten er fjernet, indtil et omvendt magnetfelt er påført.

Skift rørafbrydere: Har flere kontakter og kan skifte mellem forskellige kredsløb, hvilket gør dem nyttige i komplekse skifteoperationer.

Hamlin Reed Switches: Kendt for deres pålidelighed og brugt i forskellige industrielle og bilindustriens applikationer.

Hall-effekt sensorer: Ikke teknisk Reed switches, men ofte inkluderet i lignende diskussioner.De detekterer tilstedeværelsen af ​​et magnetfelt gennem halleffekten og har brug for kontinuerlig strøm og ekstra kredsløb.

Mini Reed switches: Lille og designet til applikationer med begrænset plads, såsom medicinsk udstyr og kompakt elektronik.

Micro Reed Switches: Endnu mindre end Mini Reed switches, der bruges i meget kompakte elektroniske applikationer.

Hver type Reed Switch tilbyder unikke fordele, der er skræddersyet til specifikke behov, hvad enten det er for industrielle, bilindustrien, forbrugerelektronik eller specialiserede sensingapplikationer.At forstå forskellene mellem disse typer kan hjælpe dig med at vælge den rigtige Reed -switch til din specifikke brug, hvilket sikrer god ydeevne og pålidelighed.

Konklusion

Reed -switches er fantastiske, fordi de er enkle, pålidelige og kan bruges på mange måder.De findes i hverdagens varer, hjælper med at holde folk i sikkerhed i medicinsk udstyr og fungerer godt i hårde industrielle job.Ved at lære, hvordan de fungerer, hvad de er lavet af, og hvorfor de er nyttige, kan vi se, hvorfor Reed -switches ofte vælges frem for andre muligheder som Hall Effect Sensors.De kan håndtere mange forskellige opgaver, vare længe og arbejde effektivt, hvilket gør dem til et must-have i dagens teknologi.Når vi fortsætter med at udvikle nye gadgets og værktøjer, vil Reed Switches fortsætte med at sikre, at alt fungerer glat og sikkert.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

1. Hvad er en Reed -switch, der bruges til?

En rørafbryder bruges i mange ting.Det hjælper med sikkerhedssystemer med at opdage, om døre eller vinduer er åbne.Det bruges i husholdningsapparater som vaskemaskiner for at kontrollere, om låget er lukket.I medicinsk udstyr som pillcam hjælper det med at kontrollere, når enheden tændes.Reedafbrydere bruges også i biler til dørsensorer og på cykler til måling af hastighed.

2. Hvordan fungerer en Reed Flow Switch?

En rørstrømsafbryder fungerer ved at føle, om væske bevæger sig.Det har en rørafbryder og en magnetisk float.Når væske bevæger sig gennem røret, bevæger flyderen sig og bringer magneten tæt på rørafbryderen.Dette magnetfelt får rørene inde i kontakten til at komme sammen, lukke kredsløbet og vise, at væske flyder.

3. Er en Reed Switch et relæ?

En rørafbryder er ikke et relæ.Begge kan kontrollere kredsløb, men en rørafbryder bruger magneter til at åbne eller lukke et kredsløb.Et relæ er en switch, der drives af elektricitet, der bruger en elektromagnet til at flytte kontakten.

4. Hvordan aktiverer du en Reed -switch?

Du aktiverer en Reed -switch ved at bringe en magnet tæt på den.Magneten får rørene inde i kontakten til at bevæge sig mod hinanden, lukke kløften og afslutte kredsløbet.Når du tager magneten væk, er rørene separate og åbner kredsløbet.

5. Hvordan kontrollerer du, om en Reed Switch fungerer?

For at kontrollere, om en Reed -switch fungerer, skal du bruge et multimeter til at måle kontinuitet.Sæt multimeterledninger på ledningerne på Reed Switch.Når du medbringer en magnet tæt på kontakten, skal multimeteret vise et lukket kredsløb (kontinuitet).Når du flytter magneten væk, skal multimeteret vise et åbent kredsløb (ingen kontinuitet).Dette viser, at Reed Switch fungerer korrekt.