Hva er en vassbryter og moderne applikasjoner av vassbrytere
2024-01-19 4742

Reed Switch, en hjørnestein i det raskt utviklende riket til moderne vitenskap og teknologi, kom frem fra oppfinnsomheten til professor Valentin Kovalenkov i 1922 ved Petrograd Electrotchnical University.Denne grunnleggende, men viktigste komponenten har navigert gjennom et århundre, utviklet seg og optimaliserer.Walter B. Ellwood på Bell Phone Laboratories forbedret det senere, og innebygde det dypt i stoffet til moderne elektronikk og automatiseringsteknologi.Denne artikkelen tar sikte på å avdekke den intrikate historien og arbeidsprinsippene for Reed Switch, dens praktiske anvendelser og dens status mot andre magnetiske senseringsteknologier som viser frem den brede effekten på forskjellige domener.Reisen fra grunnleggende komponenter til teknologisk innovasjon.

Katalog

Figur 1: Reed -brytere er overalt

Definisjon og historie med Reed Switch

Foreslått i 1922 av professor Valentin Kovalenkov ved Petrograd Electrotechnical University, The Reed -brytere, både delikate og robuste, markerte en betydelig innovasjon.Det var først i 1936, etter fjorten år med streng forskning og utvikling, at Walter B. Ellwood på Bell Phone Laboratories foredlet denne oppfinnelsen, og formet den til Reed Relay -formen som er kjent for oss i dag.

Utformingen av Reed Switch er en studie av enkelhet og eleganse.Innenfor et glassskall har det et par ferromagnetiske fleksible metallkontakter.Disse kontaktene, vanligvis åpne i fravær av et eksternt magnetfelt, raskt nær når et slikt felt blir introdusert, og tillater strømmen av strøm.Interessant kan de også være konstruert for å åpne automatisk som svar på et magnetfelt, noe som forbedrer kontrollfleksibiliteten.Denne mekanismen, basert på magnetisme snarere enn mekanisk drift, gjør det mulig for Reed -bryteren å raskt og nøyaktig svare i forskjellige applikasjoner.

Reed Switch har funnet veien inn i en rekke moderne elektroniske utstyr.Fra den første rollen i telefonbrytersystemer, har den utvidet seg til riket til avanserte sikkerhetsalarmanlegg, sofistikerte medisinske utstyr og til og med husholdningsapparater.Den kompakte designen kombinert med høy pålitelighet gjør det spesielt passende for applikasjoner som krever presisjon og rask respons, for eksempel sensorer og måleenheter.Tilsvarende viser robustheten seg uvurderlig i ekstreme miljøer, og imøtekommer utstyr som fungerer under alvorlige temperaturer.

I tillegg til sine dyder, tilbyr Reed Switchs unike design energieffektivitet.Driften, uavhengig av elektrisk kraft, sikrer minimalt energiforbruk i standby -modus.Videre gjør dens lille størrelse den perfekt for miniatyriserte elektroniske enheter, noe som letter opprettelsen av mer kompakte, lettere elektroniske produkter.

Figur 2: Reed Switch

Arbeidsprinsipp for vassbryter

Reed -bryteren viser en genial design, kjernen preget av to ferromagnetiske kniver bare atskilt med et minuscule gap.Mens magneter nær, trekker en magnetisk trekk sammen knivene.De stenger.Denne handlingen, diktert av magnetkraften, resulterer i en sømløs krets, noe som sikrer jevn strømstrøm.En slik unik lukkemekanisme gir vassen til å bytte allsidighet, noe som gjør den uunnværlig i en rekke automatiserings- og elektroniske kontrollsystemer.

Figur 3: Hvordan vassbrytere fungerer

Innenfor disse bryterne er kontaktmaterialene valgt med stor forsiktighet.Målet er todelt: optimal ytelse og urokkelig pålitelighet.Vanlige valg inkluderer wolfram og rhodium, metaller feiret for deres elektriske ledningsevne og motstand mot korrosjon.I visse spesialiserte design brukes kvikksølv for sin overlegne elektriske stabilitet.Disse kontaktene, ensconced i et glassskall fylt med inert nitrogengass, er mer enn isolert.De er skjermet mot oksidasjon og korrosjon og beskyttet også mot potensielle gnister under bryterens avsluttende øyeblikk.

Figur 4: Kontaktmaterialer

Reed -brytere viser bemerkelsesverdig allsidighet på tvers av et bredt spekter av applikasjoner.Deres designtilpasningsevne gjør dem egnet for en rekke bruksområder, alt fra enkle kretskontroller til sofistikerte sensorsystemer.Ta overvåkning på væskenivå som et eksempel: Her fungerer Reed -brytere som utsøkt følsomme sensorer, og er flink til å oppdage væskenivåer med presisjon.Videre omfatter applikasjonene deres til sikkerhets- og alarmsystemer, automatiseringsteknologi, presisjonsmålingsinstrumenter og den intrikate verdenen av bilelektronikk.Den kompakte størrelsen og den høye påliteligheten til disse bryterne gjør dem til et foretrukket valg i disse varierte feltene.

Figur 5: Å oppdage væskenivåer

Energieffektivitet spiller også en betydelig rolle i populariteten til vassbrytere.Deres nesten ubetydelige strømforbruk i standby-modus gjør dem spesielt attraktive for energifølsomme applikasjoner.Kombinert med sin høye følsomhet og raske respons, er vassbrytere uvurderlige i systemer som krever rask handling.

Virkelige applikasjoner av vassbrytere

Reed -brytere er kjent for sin presisjon og pålitelighet.La oss fordype oss i noen spesifikke eksempler som viser frem allsidigheten:

Reed Relay in Telecommunications: Reed Relays reagerer ekstremt raskt, og deres raske byttefunksjoner betyr jevnere kommunikasjon mellom brukere, noe som reduserer muligheten for samtaleavbrudd.For det andre er påliteligheten til Reed -reléer veldig høy, noe som sikrer den stabile driften av telefonsystemet, spesielt under høye belastningsforhold.Til slutt har dette stafetten også lang levetid og lave vedlikeholdskostnader.Spesielt på 1970- og 1980 -tallet ble Reed -stafetter mye brukt i den britiske TXE -serien med telefonutveksling.

Figur 6: Reed -reléer

Reed-sensorer i sikkerhet: Vanlige i sikkerhetssystemer, disse sensorene er integrert i tyverialarmer for dører og vinduer.En ulovlig åpning?Den magnetiske vasssensoren fanger dette, endrer magnetfeltet og utløser en alarm.Denne mekanismen er en stift i både bolig- og kommersielle sikkerhetsoppsett.

Flip-top design i bærbare enheter: Clamshell-telefoner og bærbare datamaskiner bruker vassbrytere for å skille om de er åpne eller lukkede.Lukke lokket?Reed -bryteren bytter smart enheten til søvnmodus, og bevarer batterilevetiden.

Nærhetssensorer i industriell automatisering: Reed -brytere fungerer som nærhetssensorer, en viktig komponent i automatisering av bransjer.På en samlebånd, for eksempel, sikrer de nøye en komponent er akkurat der den skal være, og ivaretar maskinens riktige funksjon.

Sikkerhetsalarmer: I enheter som røykvarslere og karbonmonoksidalarmer er Reed -bryteren linchpin, og utløser alarmen når faren vevs.

Meteorologi og vindhastighet: Reed -brytere måler vindhastigheten.Arbeider i tandem med en vindvinge, må de nøyaktig måle både hastighet og retning.

Sensorer for flytende nivå: I hverdagsmaskiner som vaskemaskiner og vanntanker spiller Reed -brytere en forebyggende rolle.I en vaskemaskin, for eksempel, holder de vannstandene i sjakk, og avverger enhver mulighet for overløp.

Sikkerhet i husholdningsenheter: Power Tools and Appliances utnytter vassbrytere for sikkerhet.Ta en foodprosessor - det starter bare når vassbryteren bekrefter at lokket er riktig på plass, et designvalg som forhindrer skader.

Sammenligning mellom Reed Switch og Hall Effect Switch

Reed -brytere og Hall -effektbrytere avviker i sine unike funksjoner og fordeler for moderne teknologiapplikasjoner.La oss fordype oss i spesifikke eksempler som fremhever deres roller i praktiske scenarier:

Kraftsystemer utnytter vassbryter for deres eksepsjonelle elektriske isolasjon.Vurder høyspentkretser der vassbryter kontrollerer strømmen.Deres lave kontaktmotstand minimerer energitapet og øker effektiviteten.Dessuten bekjemper de lysbue og gnister, og forbedrer sikkerheten.

I bilområdet skinner Hall -effektsensorer, spesielt i systemer som favoriserer miniatyrisering og lavt strømforbruk.Se for deg deres rolle i bilens anti-sklibremsesystemer (ABS), der de sporer hjulhastighet.Deres kompakte størrelse og energieffektivitet er eiendeler her.

Figur 7: Bil anti-sklibremsesystemer

Reed -brytere trives i tøffe miljøer.Ta olje- og gassutvinning: Her overvåker magnetiske vassbrytere ventilstatuser.De tåler høyt trykk, ekstreme temperaturer og etsende forhold, og eksemplifiserer påliteligheten.

Forbrukerelektronikk, som smarttelefoner og nettbrett, integrerer Hall -effektsensorer.Hvorfor?Deres lille størrelse og lave kraftkrav.De oppdager lokkbevegelser, og hjelper til med å bevare strøm ved å slå av skjermer automatisk.

Husholdningsapparater - tenk vaskemaskiner og kjøleskap - bruker også vassbrytere.Overvåking av dører, tilbyr uovertruffen holdbarhet og jevn ytelse.

Figur 8: Hallffektsensorer har strøm som strømmer gjennom en leder.Et magnetfelt vinkelrett på retningen til strømmen forårsaker endringer i strømmen.Endringer i strøm aktiverer hallffekten.

Etter å ha dissekert Reed -brytere, fra deres historiske evolusjon til varierte applikasjoner, anerkjenner vi deres iboende verdi og allsidighet.De utmerker seg i både tradisjonelle telekommunikasjonssystemer og moderne smarte enheter.En sammenlignende analyse med Hall -effekt bytter understreker deres egnethet og styrker på tvers av forskjellige innstillinger.Etter hvert som teknologien fremmer, er Reed -brytere og andre magnetiske sensingteknologier klar til å utvikle seg, og lover mer effektive, pålitelige bransjeløsninger.Reisen til Reed Switch er ikke bare en elektronisk ingeniørfortelling.Det er en fortelling om menneskelig oppfinnsomhet og ingeniørvirksomhet.