Геркон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Геркон
Герконы и герконовое реле

Герко́н (акроним от «герметичный контакт») — электромеханическое устройство с магнитоуправляемыми ферромагнитными контактами, запаянными в герметичную стеклянную колбу. При поднесении к геркону постоянного магнита или включении электромагнита состояние контактов изменяется. Герконы используются как датчики положения, концевые выключатели и т. д.

Геркон с электромагнитной катушкой составляет герконовое реле.

Разновидности[править | править вики-текст]

Герконы различаются по контактной группе:

  • с нормально разомкнутым контактом (замыкает электрическую цепь в присутствии магнитного поля);
  • с нормально замкнутым контактом (разрывает электрическую цепь в присутствии магнитного поля);
  • с переключающимся контактом (при отсутствии магнитного поля замкнута одна пара выводов, при наличии — другая).

По конструкции различают[1]:

Параметры[править | править вики-текст]

  • Магнитодвижущая сила срабатывания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит замыкание контактов геркона.
  • Магнитодвижущая сила отпускания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит размыкание контактов геркона.
  • Сопротивление изоляции — электрическое сопротивление зазора между сердечниками (в разомкнутом состоянии).
  • Сопротивление контактного перехода — сопротивление контактной области, которая образуется при замыкании сердечников.
  • Пробивное напряжение — напряжение, при котором происходит пробой геркона.
  • Время срабатывания — время между моментом приложения управляющего магнитного поля, и моментом первого физического замыкания электрической цепи герконом.
  • Время отпускания — время между моментом снятия приложенного к геркону магнитного поля, и моментом последнего физического размыкания электрической цепи герконом.
  • Ёмкость — электрическая ёмкость между выводами геркона в разомкнутом состоянии.
  • Максимальное число срабатываний — число срабатываний, при котором все основные параметры геркона остаются в допустимых пределах.
  • Максимальная мощность — максимальная мощность, коммутируемая герконом.
  • Коммутируемое напряжение.
  • Коммутируемый ток.

Преимущества[править | править вики-текст]

  • Отсутствие дребезга контактов у герконов со смоченными ртутью контактами.
  • Контакты геркона находятся в вакууме или в инертном газе и слабо обгорают, даже если при замыкании или размыкании между контактами возникает искра.
  • Долговечность герконов. Считается, что если не бить геркон и не пропускать через него очень большие токи, то срок службы геркона бесконечен (хотя, в технических данных на герконы указаны ограничения на 103—108[2] срабатываний и больше).
  • Меньший размер по сравнению с классическим реле, рассчитанным на такой же ток.
  • Отсутствие необходимости применения тугоплавких и драгоценных металлов для контактов.
  • Герконы почти бесшумны.
  • Высокое быстродействие по сравнению с классическими реле.
  • Удобство применения[уточнить].

Недостатки[править | править вики-текст]

  • Больший вес по сравнению с открытыми контактами.
  • Восприимчивость к внешним магнитным полям, необходимость защиты от них[3].
  • Хрупкость. Герконы нельзя использовать в условиях сильных вибраций и ударных нагрузок.
  • Ограниченная скорость срабатывания.
  • Возможность самопроизвольного размыкания контактов геркона при больших токах[3].

В результате износа нормально разомкнутые контакты геркона могут «залипать» (не размыкаться при выводе из магнитного поля). Существуют две основные причины такого явления[1]:

  • магнитострикционный эффект, когда после многократных срабатываний происходит притирание контактирующих поверхностей и удержание их в замкнутом положении под действием молекулярных сил;
  • механическое защемление контактов из-за их электрической эрозии на постоянном токе, когда на одном из них образуется острый выступ, а на другом — кратер.

Применение[править | править вики-текст]

  • Клавиатуры — клавишных синтезаторов и компьютеров (в клавиатурах компьютеров практически не используется с середины 1990-х годов) (удачное использование всех достоинств геркона).
  • Клавиатуры промышленных приборов, где требуется долговечность и взрывобезопасность.
  • Датчики: охранные (датчик открытия двери), велокомпьютеров, верхней крышки ноутбука (открытие и закрытие) и т. п.
  • Подводное оборудование: фонари для дайвинга и подводной охоты.
  • Лифты: датчики позиционирования кабины
  • Телерадиоаппаратура.

Особая область применения — устройства для передачи дискретных сигналов управления и защиты от перегрузок по току высоковольтных электро- и радиотехнических установок, таких как мощные лазеры, радары, радиопередающие устройства, электрофизические установки и др. виды аппаратуры, работающей под напряжениями 10—100 кВ. Специально для этих видов аппаратуры В. И. Гуревичем разработаны герконовые реле с высоковольтной изоляцией, так называемые «геркотроны» или «высоковольтные изолирующие интерфейсы»[источник не указан 38 дней].

История[править | править вики-текст]

В 1922 году профессором Петербургского университета В. И. Коваленковым было изобретено реле с магнитоуправляемыми контактами (авторское свидетельство СССР № 466). В 1936 году независимо двумя учёными — профессором Ленинградского электротехнического университета С. К. Улитовским и инженером американской компании Bell Telephone Laboratories Уолтером Эллвудом (англ. Walter B. Ellwood) — магнитоуправляемые контакты было предложено поместить в герметичную оболочку. Однако из-за невостребованности и технологической сложности производства это изобретение не сразу стало широко известным и было запатентовано только в 1941 году в США[1][4][5].

В СССР необходимость производства герконов возникла в 1960-х годах в связи с массовой телефонизацией страны, широким распространением автоматических телефонных станций и другого высокоточного оборудования, необходимого для их функционирования[6].

В середине 1960-х годов в прогнозах научно-исследовательских институтов Министерства связи СССР приводится обоснование использования герконов в качестве коммутирующих элементов и сервисных реле матричных полей автоматических телефонных станций. Такие выводы подтверждались развитием производства герконов для этих целей в США, начиная с середины 1950-х годов.

Местом производства и разработки герконов был выбран Рязанский металлокерамический завод, созданный в 1963 году для производства сверхвысокочастотных металлокерамических ламп. Приказом Министра электронной промышленности СССР № 161С от 25 ноября 1966 года заводу было предписано организовать специализированное производство герконов. За счёт снижения плановых заводских заданий по выпуску ламп освобождены производственные мощности. Годовой выпуск герконов предписывалось довести к 1975 году до 25 млн штук. К началу 1990-х годов объём производства вырос до 230 млн штук, что составляло примерно четверть мирового рынка[4][7].

В настоящее время ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов» остаётся единственным в России и странах СНГ производителем герконов. В 2013 году завод занимал 15 % мирового рынка герконов, за 45 лет им было выпущено 3,5 млрд единиц продукции[8][9].

Перспективы[править | править вики-текст]

Пик развития герконов пришёлся на 1970-е годы. В настоящее время во многих приложениях они вытесняются твердотельными элементами — датчиками Холла. Отличие геркона от датчика Холла:

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 Гуревич В. И. Международный стандарт «Герконы (магнитоуправляемые герметизированные контакты). Часть 1. Общие технические условия» (IEC 62246-1 Ed. 2). Критический обзор // «Компоненты и технологии». — 2009. — № 2. — С. 12-17.
  2. Параметры герконов. Таблица. / cxem.net.
  3. 1 2 Герконы и герконовые реле / electricalschool.info.
  4. 1 2 Юбилейный доклад генерального директора ОАО «РЗМКП» А. В. Орлова «50 лет Рязанскому заводу металлокерамических приборов» (16 сентября 2013)
  5. Electromagnetic switch (англ.) Патент US2264746 A
  6. Соснина Анна Рязанский завод металлокерамических приборов: правильно выбранная стратегия на рынке. Интервью директора РЗМКП С. М. Карабанова // «Компоненты и технологии». — 2003. — № 7.
  7. Орлов А. В. Полувековой юбилей Рязанского завода металлокерамических приборов. История создания и развития направления герконов // «Электронная промышленность». — 2013. — № 3.
  8. Заглянуть в будущее и сохранить право // Рязанские ведомости, №90 (23.05.2012)
  9. Перед модернизацией // Рязанские ведомости, №175 (20.09.2013)

Литература[править | править вики-текст]

  • Гуревич В. И. «Высоковольтные устройства автоматики на герконах». – Хайфа, 2000, 368 стр., ил.
  • Гуревич В. И. «Электрические реле. Устройство, принципы действия и применения. Настольная книга инженера» — Солон-Пресс, Москва, 2011, 688 стр.
  • Gurevich V. «Protection devices and systems for high-voltage applications». – Marcel Dekker, New York, 2003, 292 p.

Ссылки[править | править вики-текст]

Логотип Викисловаря
В Викисловаре есть статья «геркон»