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
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原文标题:4. 干簧管的优缺点
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