干簧管

干簧管的工作原理非常簡單，兩片端點(diǎn)處重疊的可磁化的簧片、密封于一玻璃管中，兩簧片分隔的距離僅約幾個(gè)微米，玻璃管中裝填有高純度的惰性氣體，在尚未操作時(shí)，兩片簧片并未接觸、外加的磁場使兩片簧片端點(diǎn)位置附近產(chǎn)生不同的極性， 結(jié)果兩片不同極性的簧片將互相吸引并閉合。依此技術(shù)可做成非常小尺寸體積的切換組件，并且切換速度非?？焖佟⑶揖哂蟹浅?yōu)異的信賴性。永久磁鐵的方位和方向確定何時(shí)以及多少次開關(guān)打開和關(guān)閉。

如此形成一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān):當(dāng)永久磁鐵靠近干簧管或繞在干簧管上的線圈通電形成的磁場使簧片磁化時(shí)，簧片的觸點(diǎn)部分就會(huì)被磁力吸引，當(dāng)吸引力大于簧片的彈力時(shí)，常開接點(diǎn)就會(huì)吸合;當(dāng)磁力減小到一定程度時(shí)，接點(diǎn)被簧片的彈力打開。

良好的電氣連接是通過對兩個(gè)簧片的接觸部分進(jìn)行鍍一層很厚的非磁性貴金屬來實(shí)現(xiàn)的，低電阻率的銀比耐腐蝕的金更適合做為鍍層材料 .同樣也有使用水銀的濕簧管，濕簧管的觸點(diǎn)必須成對安裝使用。

干簧管通常有兩個(gè)軟磁性材料做成的、無磁時(shí)斷開的金屬簧片觸點(diǎn)，有的還有第三個(gè)作為常閉觸點(diǎn)的簧片。這些簧片觸點(diǎn)被封裝在充有惰性氣體(如氮、氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間隙或相互接觸以構(gòu)成開關(guān)的常開或常閉觸點(diǎn)。干簧管比一般機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、速度高、工作壽命長;而與電子開關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，工作可靠性很高。

干簧管與一般之繼電器最大不同之點(diǎn)如下:

按照不同的特性干簧管按如下分類:

另外，對于簧片之形狀，接點(diǎn)部之構(gòu)造等，常有不同的設(shè)計(jì)，但只要是使用簧片，均屬于磁簧開關(guān)的范圍。

干簧管可以作為傳感器用，用于計(jì)數(shù)，限位等等。例如，有一種自行車公里計(jì)，就是在輪胎上粘上磁鐵，在一旁固定上干簧管構(gòu)成的。把干簧管裝在門上，可作為開門時(shí)的報(bào)警用。也可作為開關(guān)使用。

干簧管在家電、汽車、通訊、工業(yè)、醫(yī)療、安防等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。除此之外，還可應(yīng)用于其它在傳感器及電子器件，如液位計(jì)、門磁、干簧繼電器等。

干簧管可用于簧片繼電器、油位傳感器、接近傳感器(磁性傳感器)，也可用于高危環(huán)境。

干簧管可應(yīng)用于干簧繼電器。一個(gè)線圈內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)磁簧開關(guān)磁簧繼電器，以得到多對極點(diǎn)的干簧繼電器。 干簧繼電器工作電流時(shí)使用的是比較低的，并提供高運(yùn)行速度，良好的性能，這是不可靠的切換由傳統(tǒng)的接觸，高可靠性和長壽命的非常小的電流。 在20世紀(jì)70年代和80年代，以百萬計(jì)的干簧繼電器，用于在電話交流 。 尤其是，它們被用來TXE在英國家庭的電話交流切換。 簧片觸點(diǎn)周圍的惰性氣氛中確保氧化將不會(huì)影響的接觸電阻。 有時(shí)使用水銀濕簧繼電器，尤其是在高速計(jì)數(shù)電路。

干簧繼電器的優(yōu)點(diǎn):

(1)體積小，質(zhì)量輕;

(2)簧片輕而短，有固有頻率，可提高接點(diǎn)的通斷速度，通斷的時(shí)間僅為1~3ms，比一般的電磁繼電器快5~10倍;

(3)接點(diǎn)與大氣隔絕，管內(nèi)有稀有氣體，可減少接點(diǎn)的氧化合碳化,并且由于密封，可防止外界有機(jī)蒸氣和塵埃雜質(zhì)對接點(diǎn)的侵蝕。

干簧管是各種車用油箱油位傳感器的極好替代品，油(液)位傳感器共分兩類:一類是用滑動(dòng)電位器為基本檢測元件，它是由浮子帶動(dòng)電位器，再用歐姆表檢測其阻值，從而達(dá)到顯示油位的目的，但當(dāng)油垢覆蓋電位器后，其阻值會(huì)發(fā)生變化，造成誤差太大，甚至不能使用，此類油箱傳感器成為壽命很短的易損件。

另一類是用電感線圈為基本檢測元件。它是用浮子帶動(dòng)電感線圈，改變震蕩電路的震蕩頻率，再通過頻率計(jì)檢測其頻率來測定油(液)位。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試麻煩，成本高，價(jià)格貴，不能被廣泛使用。所以，利用干簧管壽命長、動(dòng)作安全可靠、無火花等特性生產(chǎn)的液位傳感器,是現(xiàn)用各種車用油箱油位傳感器的極好替代品。

干簧管除了應(yīng)用于干簧繼電器和傳感器外，干簧管(磁簧開關(guān))被廣泛用于電路控制，尤其是在通信領(lǐng)域。磁簧開關(guān)磁鐵驅(qū)動(dòng)中常用的機(jī)械系統(tǒng)， 接近傳感器 。 例子是門和窗傳感器在防盜報(bào)警系統(tǒng)和防篡改方法。

筆記本電腦使用磁簧開關(guān)，把筆記本電腦的睡眠/休眠模式，當(dāng)蓋子被關(guān)閉。 自行車車輪和汽車齒輪的轉(zhuǎn)速傳感器使用磁簧開關(guān)，簡單驅(qū)動(dòng)每個(gè)車輪上的磁鐵時(shí)通過傳感器。 以前用于磁簧開關(guān)在計(jì)算機(jī)終端，其中每個(gè)鍵有一個(gè)磁鐵，通過按壓鍵致動(dòng)的簧片開關(guān)的鍵盤;正在使用更便宜的開關(guān)。 電氣和電子踏板鍵盤所使用的管風(fēng)琴 ， 電子琴玩家經(jīng)常使用磁簧開關(guān)，接觸的玻璃外殼，保護(hù)其不受污垢，灰塵，和其他微粒。 它們也可能被用于控制潛水設(shè)備如手電筒或相機(jī)，它必須被密封，以保持加壓水。

干簧管也能用于如電腦散熱風(fēng)扇和磁盤驅(qū)動(dòng)器。 由于便宜的霍爾效應(yīng)傳感器面世，他們更換簧片開關(guān)，并給予較長的使用壽命。

干簧管可以為高真空式或惰性氣體填充式，干簧管將控制電路通斷時(shí)觸點(diǎn)產(chǎn)生的火花封閉在管身內(nèi)，使其完全與爆炸性氣體和煤塵隔絕，達(dá)到防止爆炸、提高安全系數(shù)的目的。

干簧管的玻璃管內(nèi)裝有兩根強(qiáng)磁性簧片，將此置于管內(nèi)一端使之以一定間隙彼此相對。玻璃管內(nèi)封入惰性氣體，同時(shí)觸點(diǎn)部位鍍銠或銥，以防止觸點(diǎn)的活性化。干簧管利用線圈或永磁體，為簧片誘導(dǎo)出N極和S極，后因這種磁性的吸引力而開始吸合。

當(dāng)解除磁場時(shí)，由于簧片所具有的彈性，觸點(diǎn)即刻恢復(fù)原狀并打開電路。隔爆型干簧管按鈕和開關(guān)適用于含有爆炸性氣體和煤塵的礦井，以及含有爆炸性氣體的工廠、船舶等危險(xiǎn)場所，用做本質(zhì)安全型控制電路和非本質(zhì)安全型控制電路的控制之用。

制造干簧管，高標(biāo)準(zhǔn)的清潔環(huán)境及高精密度是必不可少的，因此所有的制程均是在無塵室的環(huán)境下進(jìn)行。同時(shí)，需要確保在密封過程中沒有污染物進(jìn)入玻璃管?；善仨毥?jīng)過退火處理，退火的過程可移除掉金屬上的磁滯、將會(huì)讓簧片的磁場感性特性穩(wěn)定、并且能避免不良品的發(fā)生。然后將簧片透過二氧化碳清洗的方式來充份清洗、強(qiáng)力將微小的二氧化碳晶體吹送到簧片金屬、以去除附著在其上面的雜質(zhì)微粒。此時(shí)、再以噴鍍的方式精準(zhǔn)鍍上1微米厚度的銠或釕、其底層會(huì)為約0.2微米厚度的鎢。

下一個(gè)步驟，組裝玻璃管與鎳鐵合金的簧片。密封玻璃管之前，先將管內(nèi)的空氣完全排出、并填充入以氖氣為主的惰性混合氣體。運(yùn)用此制程可大幅提高磁簧管的絕緣、耐壓。密封后再經(jīng)退火程序、移除玻璃結(jié)構(gòu)中殘余的應(yīng)力。磁簧管外面的引線均為鍍錫，可確保良好的焊接效果。此鍍錫過程均以自動(dòng)電鍍設(shè)備、加上一層約8~12微米厚度的純錫。

在干簧管制造過程中，金屬簧片被嵌入在玻璃管的末端。玻璃管末端受熱與簧片融合.利用玻璃管對紅外線吸收的原理，使用紅外線加熱設(shè)置對玻璃管末端進(jìn)行密封。玻璃管和金屬簧片的熱膨脹系數(shù)必須接近才能防止玻璃管和金屬密封時(shí)易破碎的問題，采用的玻璃管必須有一個(gè)很高的電抗值。而且，不能含有揮發(fā)性物質(zhì)比如鉛氧化物和氟化物，干簧管的引腳必須慎重處理以防止玻璃管破碎。

干簧管繼電器目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)的諸多領(lǐng)域，如機(jī)械、汽車、電子、電力、石油、化工、辦公自動(dòng)化、通訊等工程中;特別在軍事領(lǐng)域，高壓干簧繼電器是與國防現(xiàn)代化武器裝備配套的關(guān)鍵元器件。