干簧管的工作原理和优缺点

1. 干簧管的工作原理

干簧管是一个电子开关，也叫磁簧开关(Reed Switch)，是一个通过所施加的磁场操作的电开关。

当没有外部磁场时，两个簧片由于间隔仅几个微米而不接触，干簧管处于断开状态。

当外部磁场（如永久磁铁或电磁线圈）靠近时，磁场在簧片端点位置附近产生不同极性，使得簧片磁化。

随着磁力的增加，当磁力超过簧片本身的弹力时，两个簧片会吸合导通电路。

当外部磁场远离时，簧片逐渐退磁，由于簧片自身的弹力，触点分开，电路断开。

下面这个动图很好展示了干簧管的工作原理。

2. 干簧管的构造和分类

2.1 构造

干簧管主要由玻璃管、簧片触点、磁簧片组成。

玻璃管内部会充有惰性气体，如氮气。部份干簧开关为了提升其高压性能，更会把内部做成真空状态。保护内部元件免受潮湿和氧化影响。

可磁化的簧片一般由铁和镍两种金属组成。簧片上的触点上镀有层很硬的金属，通常都是铑和钌，这层硬金属大大提升了切换次数及产品寿命。

2.2 分类

干簧管根据触点的不同，可以分为中心型（单刀单掷SPST）和偏置型（单刀双掷SPDT）。

如下中心型，只有两个簧片，分为常开（Form A）和常闭（Form B）两种。

Form A的干簧管，在磁铁未作用时，两个簧片是断开的状态，当磁铁靠近时，两个簧片闭合。

Form B的干簧管正好相反，在磁铁未作用时，两个簧片是闭合的状态，当磁铁靠近感应时，两个簧片断开。

在实际应用中，常开的比常闭的更通用，也更常见。

单刀双掷的干簧管，这种类型为Form C。如下图所示，有三个簧片，其中一个是固定的簧片（下图左边），还有一个常开簧片和一个常闭簧片。

根据功能的不同，干簧管分为单稳态（非自行保持型）和双稳态（自行保持型）。

单稳态指的是，具有可依外部磁场之有无而起作用之特征。

双稳态指的是，一但起作用以后，即使除掉外部磁场，仍可保持原来状态。

干簧管应用广泛，所有也会有很多封装形式的，在这里不一一阐述了。

3. 干簧管的应用

干簧管是一个电子开关，应用非常广泛。家电、医疗、安防、电信等行业都有干簧管的声影。

如在冰箱里面，干簧管可以用于开门的检测，门打开之后，内部的灯随着打开了。如在洗衣机里面，干簧管可以用于液位的检测。

干簧管可以做成干黄继电器，用于电路的一些控制。

在安防里面，干簧管可以用于门窗等开关的检测。

汽车电子，在汽车的防盗系统、照明系统、空调系统中，干簧管用于控制和保护。

4. 干簧管的优缺点

优点：工作寿命长。干簧管的触点是在玻璃管里面，不会与外界环境接触，大大减少了接点在开、闭过程中由于接点火花而引起的接点氧化和碳化。并防止外界有机蒸气和灰尘等杂质对接点的侵蚀。

开关速度快，比一般继电器的速度要快。

缺点：干簧管的开和管是由磁铁控制的，在实际应用中，要根据产品的结构进行调试，磁铁的大小和充磁量，运动方向对干簧管的动作都有影响，相对普通的机械开关，这是不方便的地方。同时要避免误触的情况。

另一个缺点是，因为簧片比较小，要考虑干簧管的带载能力。关注切换电流和承载电流。

有的干簧管的规格书里面会给出下图的寿命测试参数。厂家也写了：负载的增加会缩短干簧开关的预期寿命。

审核编辑：黄飞