干簧管簡(jiǎn)介

干簧管通常有兩個(gè)軟磁性材料做成的、無(wú)磁時(shí)斷開(kāi)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(kāi)關(guān)的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)。干簧管比一般機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、速度高、工作壽命長(zhǎng);而與電子開(kāi)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。

干簧管的工作原理非常簡(jiǎn)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(chǎng)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?、且具有非常優(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(kāi)關(guān)打開(kāi)和關(guān)閉。

如此形成一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)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(chǎng)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(kāi)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(kāi)。

良好的電氣連接是通過(guò)對(duì)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(lái)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(duì)安裝使用。

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(lèi):

另外，對(duì)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(kāi)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(chē)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(mén)上，可作為開(kāi)門(mén)時(shí)的報(bào)警用。也可作為開(kāi)關(guān)使用。

干簧管在家電、汽車(chē)、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(mén)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(kāi)關(guān)磁簧繼電器，以得到多對(duì)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(zhǎng)壽命的非常小的電流。 在20世紀(jì)70年代和80年代，以百萬(wàn)計(jì)的干簧繼電器，用于在電話交流 。 尤其是，它們被用來(lái)TXE在英國(guó)家庭的電話交流切換。 簧片觸點(diǎn)周?chē)亩栊詺夥罩写_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(duì)接點(diǎn)的侵蝕。

干簧管是各種車(chē)用油箱油位傳感器的極好替代品，油(液)位傳感器共分兩類(lèi):一類(lèi)是用滑動(dòng)電位器為基本檢測(cè)元件，它是由浮子帶動(dòng)電位器，再用歐姆表檢測(cè)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(lèi)油箱傳感器成為壽命很短的易損件。

另一類(lèi)是用電感線圈為基本檢測(cè)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(guò)頻率計(jì)檢測(cè)其頻率來(lái)測(cè)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(zhǎng)、動(dòng)作安全可靠、無(wú)火花等特性生產(chǎn)的液位傳感器,是現(xiàn)用各種車(chē)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(kāi)關(guān))被廣泛用于電路控制，尤其是在通信領(lǐng)域。磁簧開(kāi)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(mén)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(kāi)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(chē)車(chē)輪和汽車(chē)齒輪的轉(zhuǎn)速傳感器使用磁簧開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)每個(gè)車(chē)輪上的磁鐵時(shí)通過(guò)傳感器。 以前用于磁簧開(kāi)關(guān)在計(jì)算機(jī)終端，其中每個(gè)鍵有一個(gè)磁鐵，通過(guò)按壓鍵致動(dòng)的簧片開(kāi)關(guān)的鍵盤(pán);正在使用更便宜的開(kāi)關(guān)。 電氣和電子踏板鍵盤(pán)所使用的管風(fēng)琴 ， 電子琴玩家經(jīng)常使用磁簧開(kāi)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(pán)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(kāi)關(guān)，并給予較長(zhǎng)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(duì)。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(kāi)始吸合。

當(dāng)解除磁場(chǎng)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(kāi)電路。隔爆型干簧管按鈕和開(kāi)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(chǎng)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(wú)塵室的環(huán)境下進(jìn)行。同時(shí)，需要確保在密封過(guò)程中沒(méi)有污染物進(jìn)入玻璃管?；善仨毥?jīng)過(guò)退火處理，退火的過(guò)程可移除掉金屬上的磁滯、將會(huì)讓簧片的磁場(chǎng)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(guò)二氧化碳清洗的方式來(lái)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(guò)程均以自動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備、加上一層約8~12微米厚度的純錫。

在干簧管制造過(guò)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(duì)紅外線吸收的原理，使用紅外線加熱設(shè)置對(duì)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(wèn)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(chē)、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(guó)防現(xiàn)代化武器裝備配套的關(guān)鍵元器件。