Геркон: герметизированный контакт¶

Геркон — герметизированный контакт, работающий на эффекте замыкания цепи под действием магнитного поля. Принцип действия основан на ферромагнитном резонансе: тонкая ферромагнитная пластина («язычок») в герметичной колбе с инертным газом притягивается к контактам под воздействием внешнего магнита и замыкает электрическую цепь. Название происходит от англ. hermetically sealed contact — «герметично закрытый контакт».

¶Устройство и принцип работы

Конструктивно геркон состоит из следующих элементов:

• Стеклянная колба — заполнена инертным газом (азот, аргон) либо вакуумирована, что исключает окисление контактов и обеспечивает ресурс в сотни миллионов срабатываний;
• Ферромагнитный язычок — тонкая пластина из магнитомягкого сплава (пермаллоя, кремнистой стали), подвижная или гибкая;
• Контактные группы — выводы, соединённые с язычком и неподвижными контактами.

При поднесении постоянного магнита (или включении электромагнита) магнитное поле намагничивает язычок, который притягивается к неподвижному контакту и замыкает цепь. При удалении магнита упругость язычка возвращает его в исходное положение, размыкая цепь. Существуют также герконы с самоподдерживающимся язычком, удерживающимся в замкнутом состоянии до снятия напряжения с обмотки электромагнита.

По типу исполнения различают:

¶Основные характеристики

Ключевые параметры герконов:

• Рабочий ток — от десятков миллиампер до единиц ампер;
• Напряжение коммутации — обычно до 220–250 В переменного тока;
• Ресурс — от 10⁷ до 10⁹ срабатываний (у российских герконов серии КМК, КМТ — до 10⁸);
• Время срабатывания — единицы миллисекунд;
• Размеры — от 2–3 мм до нескольких сантиметров.

Герконы обладают высокой стойкостью к вибрации, ударам, перепадам температур (от −60 до +125 °C у исполнений с расширенным диапазоном) и коррозии за счёт герметичной колбы.

¶Применение

Герконы используются в широком спектре устройств:

• Системы безопасности — датчики открытия дверей и окон, охранные сигнализации;
• Промышленная автоматика — концевые выключатели, контроль положения механизмов, счётчики импульсов;
• Электроника — коммутация слаботочных цепей, реле времени, измерительные приборы;
• Медицинская техника — герконы применяются в кардиостимуляторах и имплантируемых устройствах благодаря высокой надёжности и малым размерам;
• Бытовая техника — стиральные машины, микроволновые печи (контроль закрытия дверцы);
• Транспорт — системы контроля положения шасси, датчики скорости.

¶История

Изобретение геркона связано с работами над герметичными электрическими переключателями в 1930-х годах. Первый патент на герметизированный магнитный контакт был выдан в 1936 году американцу Уолтеру Элвуду (Walter Elwood). Массовое производство герконов началось в 1940-х годах, когда они нашли применение в военной и космической технике. В СССР серийное производство герконов было налажено в 1960-х годах; ведущими разработчиками стали НИИ приборостроения и заводы в Ленинграде, Москве и Новосибирске. Отечественные серии КМК, КМТ, КМП до сих пор выпускаются и применяются в промышленности.

¶Достоинства и ограничения

К достоинствам герконов относятся: высокая надёжность и долговечность, отсутствие окисления контактов, малые габариты, стойкость к вибрации и агрессивным средам, электрическая изоляция цепи управления от коммутируемой цепи.

Ограничения: сравнительно низкая коммутируемая мощность, чувствительность к внешним магнитным полям (что может быть и преимуществом, и недостатком), ограниченное быстродействие по сравнению с полупроводниковыми ключами, наличие индуктивных выбросов при размыкании индуктивных нагрузок.

¶См. также

• Электромагнитное реле
• Концевой выключатель
• Датчик Холла

¶Источники

1. ГОСТ 22520-85 «Контакты герметизированные. Общие технические условия».
2. Герконы. Справочник по электротехнике. — М.: Энергоатомиздат.
3. Электронные компоненты: справочник в 3 т. — М.: Радио и связь.
4. Кремер А. Г. Электрические реле и контакты. — М.: Энергия.