что это такое, назначение и область применения, разновидности

Для быстроты реакции охранной, противопожарной системы, установок экстренного оповещения и контроля применяется герконовый датчик. Элемент выявляет состояние объекта, появление дыма, пыли, предотвращает несанкционированный доступ.

Содержание

1. Что такое герконовый датчик
2. Конструкция и внешний вид
3. Классификация герконов
4. Нормальное состояние контактов
5. Конструкция
6. Технические параметры
7. Принцип работы
8. Параметры прибора
9. Преимущества и недостатки
10. Подключение герконового датчика
11. Практическое использование в быту
12. Использование в охранных системах
13. Усиление защиты от несанкционированного проникновения
14. Нюансы применения герконов

Что такое герконовый датчик

Герконы

Датчик геркон представляет собой прибор электромеханического типа. Он может размыкать и замыкать контакты при воздействии магнитного поля, создаваемого электрическим либо постоянным магнитом.

Расшифровка термина – герметичный контакт, что определяется его конструкцией. Прибор состоит из пары ферромагнитных пластинок, запаянных в капсулу из стекла. Резервуар заполняется инертным газом, азотом, иссушенным воздухом, имеет два выхода. Подобная колба предотвращает воздействие внешних факторов и повышает надежность прибора.

Для повышения коммутируемого напряжения оболочку вакуумируют.

Конструкция и внешний вид

Конструкция геркона

Внешний вид герконового выключателя – герметичная колба из стекла с магнитными контактами-сердечниками. Между ними имеется зазор. Элементы фиксируются сваркой с торцов оболочки и подключаются в сеть внешними частями. Сам датчик выглядит как поплавок и состоит из трех частей:

• стеклянная колба;
• контакт переключения;
• неподвижный контакт.

Благодаря прямоугольным контактам из ферромагнитной проволоки прибор может замыкать сеть. Тип покрытия контактных элементов зависит от мощности и габаритов изделия. Производители используют золото, родий, серебро или пермаллоевую проволоку.

Датчики с инертным газом или вакуумные модификации не подвергаются коррозии.

Классификация герконов

Принцип работы нормально-разомкнутого геркона

Герконовые переключатели подразделяются на виды по нескольким критериям.

Нормальное состояние контактов

Контакты бывают:

• замкнутые – размыкание цепи происходит посредством магнитного поля;
• переключаемые/бистабильные — один контакт замыкается при воздействии поля, другой – если его нет;
• разомкнутые – геркон срабатывает в момент образования магнитного поля.

Принцип действия нормально-замкнутого геркона

Модели с переключаемыми контактами имеют 3 вывода.

Конструкция

Срабатывание переключающего геркона

Существуют такие датчики:

• гильзовые – стеклянная оболочка заполняется инертным газом либо воздухом;
• ртутные – для улучшения коммутации, снижения сопротивления и устранения вибраций контакты покрываются ртутью.

Гильзовые герконы имеют сухие контакты.

Технические параметры

В зависимости от технических характеристик бывают:

• Геркотрон – герконовое реле с изоляцией высоковольтного типа. Работает в сети под напряжением 10-100 кВ.
• Газакон – модификация, которая запоминает положение контактов после выключения магнитного поля.
• Герксикон – реле, с помощью которого активируется сигнализация и оборудование мощностью до 3 кВт. Отличается повышенным током коммутации и дугогасительными контактами.

Устройства могут заменить электромеханическое реле.

Принцип работы

Упрощеное изображение конструкции герконового реле

Принцип работы герконового датчика основывается на размыкании или замыкании сети, где он стоит, под воздействием электромагнитного поля. Напряжение магнитного потока определяет положение контактов. Поле генерируется постоянным или электрическим магнитом.

Внутренние контакты прибора намагничиваются в момент попадания под действие силовой линии. Притягивание элементов осуществляется под действием, преодолевающим силу упругости. Так происходит замыкание цепи. При подключении линии к источнику питания ток протекает через устройство.

Это состояние длится до момента прекращения воздействия силовой линии. Контакты размыкаются без магнитного поля. Для повторного замыкания понадобится вновь генерировать поле.

Геркон – это малогабаритный переключатель, работающий от силового воздействия магнитного потока.

Параметры прибора

Технические характеристики основных типов герконовых выключателей

Тип оборудования, к которому относится магнитный герконовый датчик – релейный. Перед его покупкой стоит учитывать следующие характеристики:

• Время срабатывания. Зависит от времени реакции на появление магнитного поля и не превышает 2 мкс.
• Сила магнитного поля. Чувствительность зависит от ферромагнетика и габаритов.
• Мощность коммутации. Предел передаваемой через геркон энергии с учетом материала и сечения контактов.
• Предельное напряжение. Определяет амплитуду сигнала выдержки аппарата.
• Сопротивление замкнутых контактов. При меньшей величине теряется меньше сигнальной мощности.
• Допустимый температурный режим эксплуатации. Зависит от производителя, но чаще всего элемент работает при температуре от -60 до +120 градусов.
• Частота. Срабатывание происходит на частоте до 1 мГц.
• Количество циклов коммутации. Определяет число срабатываний.
• Емкость контактов. Зависит от дистанции между площадками в разомкнутом положении.
• Физические габариты. Горизонтальный баллон может иметь от 4 мм в длину.

Емкость контактов – паразитный критерий.

Малогабаритный геркон рассчитан на ток аналогичный стандартному реле

К положительным факторам применения герконов относятся:

• отсутствие дребезжания у модификаций с ртутными выводами;
• надежность – датчик не сломается при падении и превышает показатели стандартного реле в 100 раз;
• отсутствие рисков обгорания контактов, расположенных в вакууме или инертном газе;
• малогабаритный датчик рассчитан на ток, аналогичный стандартному реле;
• наличие гальванической развязки – устройства подключаются к сети последовательно;
• коммутация слабых сигналов;
• большое количество включений без трения;
• эксплуатация без привязки к источнику электричества.

Низкая стоимость приборов обусловлена отсутствие драгоценных и тугоплавких металлов в контактах.

К минусам эксплуатации герконов относятся:

• большой вес в сравнении с реле с открытыми контактами;
• необходимость генерации магнитного поля;
• не всегда выдерживают удары и вибрации;
• необходимость защиты от внешнего магнитного поля;
• сложность вывода контактов из замкнутого состояния;
• ограниченная скорость срабатывания.

При воздействии большого тока происходит самопроизвольное размыкание контактов.

Подключение герконового датчика

Схема управления освещением в прихожей

В комплекте с поплавковым датчиком поставляется документация, регламентирующая процесс подключения. Пошагово работают так:

1. Узел для создания магнитного поля устанавливается на подвижную часть.
2. Геркон фиксируется на неподвижной части конструкции.
3. Замыкание цепи. Подвижная часть должна примыкать плотно для воздействия магнитным полем катушки на контакты.
4. Получение информации об исправности установки.
5. Уведомление о нарушении целостности. Катушка прекращает воздействовать на геркон.

Устанавливать датчики можно скрытым или наружным способом на конструкциях из стали или магнитопассивного типа.

Практическое использование в быту

Герконы используются для защиты клавишных синтезаторов и промышленных установок от взрывов, увеличения сроков работы оборудования. Детали управляют механизмами, а датчик уровня поплавковый нужен для замера жидкости в резервуаре.

Герконы ставятся в телевизионную аппаратуру, отображают открытие или закрытие створок. Приборы совместимы с компьютерными или охранными системами – оповещают, закрыта ли дверь, окно.

В электронных счетчиках тока имеются герконовые датчики.

Использование в охранных системах

Простая домашняя сигнализация

Особенность геркона, внедряемого в охранный комплекс – адаптированность к материалу основания. Такой прием исключает влияние магнитного поля конструкции на магнитное поле, нужное для срабатывания устройства.

Датчик работает по принципу магнитной защелки. Выключатель устанавливается на дверной короб, раму, а затем к нему подключается кабель. Открытый способ монтажа обеспечивает просматриваемость устройства, но повышает магнитное поле. Для скрытой установки подходят только чувствительные модификации, реагирующие на магнит. В противном случае существуют риски взлома.

Усиление защиты от несанкционированного проникновения

В стандартном исполнении геркон находится на раме, а магнит – на дверной или оконной створке. Закрытое положение конструкции обеспечивает максимальное приближение магнита к датчику. В момент открытия он удаляется, поэтому злоумышленники легко найдут места установки.

Для повышения защиты прибора используются:

• Скрытый прибор. Замыкает сигнализационную цепь в момент открытия створки. Минус технологии – открытие створки при помощи дополнительного магнита.
• Электрический магнит. Особенность электромагнитного замка с герконом – сложность подделки за счет случайной повторяемости сигналов. Защита также срабатывает при задержке импульса.

Для электромагнита нужно напряжение определенной длительности.

Нюансы применения герконов

Применение геркона с магнитом

Перед использованием или установкой герконового датчика нужно учитывать:

• Прибор не совместим с источниками ультразвука, т.к. изменяет электрические параметры.
• Магнитное поле влияет на особенности выключателя.
• При ударе инертный газ разбалтывается, баллон может лопнуть.
• Переключатель не коммутирует большой ток по причине малой мощности сердечника.

Герконы не подходят для подключения мощной техники.

Миниатюрный герконовый датчик отличается быстродействием и рассчитан на 4-5 млрд срабатываний. Прибор совместим с нагрузкой низковольтной сети и функционирует без привязки к источнику электроэнергии.

Что такое Геркон в СКУД | Эра новых технологий

Слово «геркон» является сокращением слов «герметичный контакт». Это сверхточный быстродействующий герметичный переключатель, управляемый магнитным полем.

Первый геркон был разработан в 1936 году американской компанией Bell Telephone Laboratories. Впоследствии они стали широко применяться в качестве датчиков, и на их основе были созданы герконовые реле.

Предназначены герконы для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока. В качестве источника магнитного поля для геркона чаще всего используют постоянный магнит или соленоид.

Количество его срабатываний – до пяти миллиардов раз. На его основе выпускаются датчики магнитного поля и герконовые реле для самых различных применений – от бытовой техники до авиации и космонавтики.

Конструктивно геркон представляет собой 2 ферромагнитных проводника, имеющих плоские контакты, герметизированные в стеклянной колбе, заполненной осушенным воздухом или защитным газом (инертный газ или вакуум). Контактная область обеих пластин имеет напыленное или гальваническое покрытие, выполненное из очень стойкого к эрозии металла (обычно – родий, иридий или рутений).

Благодаря оболочке воздействие внешних факторов сводится к минимуму, при этом устройство может функционировать в нормальном режиме. Без внешнего магнитного поля контакты разомкнуты, и между ними есть небольшой диэлектрический зазор. В магнитном поле контакты замыкаются или размыкаются.

Благодаря своему принципу работы геркон широко применяется в охранных системах, системах сигнализации и в СКУД в качестве проводных и беспроводных датчиков открытия. В данном случае геркон состоит из двух частей:

• непосредственно сам датчик (геркон),
• магнит.

Часть с магнитом крепится на подвижную часть блокируемой конструкции – дверь/окно. Часть с датчиком крепится на неподвижную часть – косяк двери/окна.

Когда дверь/окно закрыты, то контакт геркона замкнут. При их открывании магнит, закрепленный на косяке, отходит от геркона, магнитная сила снижается, цепь питания размыкается – состояние датчика меняется. Это служит сигналом для срабатывания схемы оповещения.

Установить датчик не составляет большого труда. При монтаже нужно учесть расстояние при закрытой двери между магнитом и датчиком. Если расстояние будет большим, то датчик не будет работать.

Преимущества реле на герконах:

• Абсолютная герметичность контактов дает возможность применять их в агрессивных средах, при условиях запыленности, влажности и т.д.
• Небольшие габариты, малый вес, простая конструкция датчика.
• Повышенная скорость работы дает возможность применять герконы при высокой коммутационной частоте.
• Безотказность эксплуатации в широком интервале температур (от -60 до +120 градусов).
• Широкая сфера применения в сочетании с функциональностью реле.
• Повышенная прочность электрических контактов.
• Продолжительный срок службы датчика (так как отсутствует трение).

Сфера применения 

Геркон предназначен для определения контроллером состояния дверей, окон и т. п. (открыта/закрыта). Магнитно-контактные датчики открытия двери/окна (извещатели) путём подачи сигнала служат, например, для следующих функций:

• фиксирование состояния двери/окна,
• фиксирование факта прохода,
• фиксирование взлома (несанкционированного прохода),
• организация режима шлюза.

Они также используется для защиты сейфов, ящиков, люков, ворот от преступников. Такие датчики могут не только подавать электрический сигнал и включать звуковую сигнализацию, но и активировать устройства для блокировки дверей, окон на открывание и предметов на перемещение. Также геркон позволяет управлять освещением в коридоре. Например, используя геркон, свет может включаться автоматически, при открытии входной двери. Спустя несколько минут он будет выключаться. При этом, когда уровень освещения нормальный – в течение дня, свет включаться в коридоре не будет.

Приспособления с электромагнитом – устройства, которые отличаются стойкостью к взлому, не поддаются воздействию агрессивной среды, резким колебаниям температур, что делает их максимально надежными.

Датчики открытия двери практически долговечны, а их стоимость достаточно низкая, по сравнению с другими детекторами, которые используются для организации охранной системы. 

Такие приборы используют для безопасности как жилых зданий, так и промышленных объектов. 

Типы 

В зависимости от типа использованных герконов охранные магнитоконтактные извещатели бывают:

• нормально замкнутые – под воздействием магнитного поля размыкают электрическую цепь. Замыкание цепи включает сигнал тревоги;
• нормально разомкнутые  – работают в режиме противоположном нормально замкнутым элементам;
• переключающие – в конструкции присутствует дополнительный контакт. Переключение на замыкание из одного контакта на второй происходит посредством воздействия магнитным полем и наоборот.

Это нужно учитывать при монтаже СКУД.

Геркон относится к охранным датчикам, поэтому его монтаж нужно осуществлять внутри помещения,  оборудованного СКУД.

В зависимости от типа монтажа датчики бывают:

• накладными,
• врезными.

Накладные используют чаще всего. Такие приборы устанавливают на окно или дверь на расстоянии 20 см от линии открытия. Возможна установка прямо на ней. Геркон ставят на неподвижном элементе конструкции, например на дверной или оконной коробке, а магнит – на раме окна или самой двери. Нет необходимости устанавливать гибкий переходник, поэтому опасности в том, что перетрется провод, нет.

Накладные герконы более мощные и габаритные. Они подходят для ворот, металлических люков, контейнеров.

Врезные – это приборы для скрытой установки, они меньше размером. Их монтаж более сложный, так как нужно высверлить отверстие для закладки датчика. При этом очень важно совпадение элементов конструкции на торцевых частях.

Также при подборе модели датчика необходимо учитывать материал исполнения блокируемой конструкции, так как материалы, сильно проводящие магнитное поле (как пример, железо), рассеивают его и ослабляют, что приводит к сбоям в работе.