干簧管通常有两个软磁性材料做成的、无磁时断开的金属簧片触点,有的还有第三个作为常闭触点的簧片。这些簧片触点被封装在充有惰性气体(如氮、氦等)或真空的玻璃管里,玻璃管内平行封装的簧片端部重叠,并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭触点。干簧管比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长;而与电子开关相比,它又有抗负载冲击能力强等特点,工作可靠性很高。
可以作为传感器用,用于计数,限位等等。有一种自行车公里计,就是在轮胎上粘上磁铁,在一旁固定上干簧管构成的。装在门上,可作为开门时的报警、问候等。在“断线报警器”的制作中,也会用到干簧管。
在比较敏感的环境下使用干簧开关通常会使用磁铁来激活干簧开管,清楚的了解这一相互作用对保证传感器正常工作是非常重要的。传感器可能应用于常开模式,常闭模式或保持模式上。
于常开模式下,当有磁铁靠近干簧开关时(反之亦然)干簧片就会关闭,将磁铁移开后干簧片就会重新打开。于常闭模式下,当有磁铁靠近磁簧开关时干簧片就会打开,将磁铁移开后干簧片就会重新关闭。于保持模式上,干簧片可能是在常开或常闭两种状态,当有磁铁靠近干簧管时干簧片就会改变它们的形态,如果起初的形态是打开,现在就会关闭,当磁铁移开后干簧片仍会保持关闭,这时将改变了磁极性的磁铁再靠近时干簧片才会打开,将磁铁移走后干簧片仍会保持打开。此时再将磁铁的磁极反转并靠近干簧管时开关会再次关闭,而磁铁移开后仍保持关闭,于这情况下一个是保持模式传感器或是双稳态传感器。
簧片触点
良好的电气连接是通过对两个簧片的接触部分进行镀一层很厚的非磁性贵金属来实现的,低电阻率的银比耐腐蚀的金更适合做为镀层材料 .同样也有使用水银的湿簧管,湿簧管的触点必须成对安装使用。
1、两个簧导线制成铁合金。
2、受影响的,通过磁场的磁簧引线必须是铁磁性的。
3、三种最流行的材料性质,容易退火的铁磁性:铁,钴和镍。
4、两个簧片触点的尖端是镀或溅射铑,钌或铱。
玻璃密封性
1、用于甲玻璃管的外封装,其温度膨胀系数(TCE)完全匹配的NiFe合金。
2、在玻璃管的两端部被加热和玻璃熔化,形成气密密封涵盖两端。
3、在玻璃封接过程中玻璃腔通常是填充有惰性气体(通常为氮气)或腔体,可能会产生真空,抽真空。 该真空通常支持高电压开关 (超过1000伏特)。
工作特性
1、吸合(PI,Pull In) 磁簧开关接触点接近
2、断开(DO,Drop Out)是打开磁簧开关接触点
3、大多数公司测量安培匝(AT)的簧片开关
干簧管与一般之继电器最大不同之点如下:
1、电气电路与磁场回路使用同一媒体(簧片)。
2、由于开关与线圈互相分离,故可利用永久磁场加以驱动,仅要将接点部封入时,极为容易进行。
按照不同的特性干簧管按如下分类:
大气性
1、封入型
2、开放型
触点构造
1、A型:属于经常开离型簧片开关。 在施加外部磁场时接点才闭合,而在平常时,保持开离状态。
2、B型:属于经常闭合型簧片开关。 在施加外部磁场时接点才开离,而在平常时,保持闭合状态。
3、C型:转接开关型。
机能
1、非自行保持型:具有可依外部磁场之有无而起作用之特征(单稳定型)。
2、自行保持型:一但起作用以后,即使除掉外部磁场,仍可保持原来状态(双稳定型)。
形状
1、大型:玻璃管长30~60mm,玻璃管径3.5~6mm。
2、中型:玻璃管长20~30mm,玻璃管径2.5~3.5mm。
3、小型:玻璃管长5~20mm,玻璃管径1.5~2.5mm。
另外,对于簧片之形状,接点部之构造等,常有不同的设计,但只要是使用簧片,均属于磁簧开关的范围。
1、干簧管优点
干簧管(磁簧开关)的优点是其体积小、重量轻,这使得它们易于安装和不显眼的。操作开关是非常小的,因而消除了繁琐的凸轮或曲柄,所以不会出现在所有金属降级有关的金属疲劳现象,确保实际上无极限的机械使用寿命。并且,能够安装在极度有限的空间,极适合用于微型化设备。磁簧开关和合适的磁铁,是又便宜又容易获得。
磁簧开关的开关元器件被气密式密封于一惰性气体气氛中,永远不会与外界环境接触,这样就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。工作寿命长。
簧片细而短,有较高的固有频率,提高了接点的通断速度,其开关速度要比一般的电磁继电器快5~10倍。
2、干簧管的缺点
首先,触点和簧片是相当小而精致的,所以它们不会处理大的电压或电流导致的簧片引发切换。大电流过热导致簧片失去弹性;即开关容量小,接点易产生抖动以及接点接触电阻大;抗突波能力低:交流电感性电路之应用上存在的断开逆向瞬间电流,极易对干簧管造成过载损坏。
干簧管提供开关典型的电压和电流额定值。测量的额定功率,在功率(W),仅仅意味着乘以电流和电压,但切记不要超过额定电流的-例如,10V,1A=10W,但也等于1V10A10W,但在这种情况下,电流会太高。如果您要切换大电流,仅仅操作的继电器线圈与磁簧开关的继电器电路才是必要使用的。
故障排查工序多。故障干簧管需要用专用仪器(如AT值测试器、绝缘耐压测试器、内阻测试器等)检测。
不适合误差范围小的产品设计中:AT值范围大,从成本角度考虑不能保证批量产品的AT值都相同,并且配套磁石也不尽相同。
干簧管加工损耗大。干簧管采玻璃封装,在运送和加工过程中容易受损,影响产品及寿命。由于磁簧开关是相当脆弱的,尤其是如果你是厚厚的引出线焊接到,很容易打破玻璃和密封件。如果你需要弯曲的引出线,确保您玻璃之间的密封和弯曲点,图2中所示的顶部用钳子夹住他们安全。
上海米尔圣传感器有限公司是一家专业开发基于干簧管、霍尔效应、磁电阻原理的位置和位移传感器方案的创新型公司,我们的生产基地位于中国上海。
上海米尔圣传感器有限公司制造多种接近开关、门磁开关、浮球开关、水流传感器、油位传感器、温度传感器、位移传感器、角度传感器、张力传感器和干簧管继电器,产品应用于汽车工业,以及作为元器件应用于家电和工业领域。多年的产品经验以及公司员工的高度专业化知识,保证了我们不仅能为客户提供标准产品的服务,而且还可根据客户的具体要求和应用进行特殊产品的开发。