Qu'est-ce qu'un commutateur à anche et des applications modernes des interrupteurs à roseaux
2024-01-19 4710

Le Switch Reed, une pierre angulaire dans le domaine rapide de la science et de la technologie modernes, a émergé de l'ingéniosité de la professeure Valentin Kovalenkov en 1922 à l'Université électrotechnique de Petrograd.Cette composante fondamentale mais essentielle a traversé un siècle, évoluant et optimisant.Walter B. Ellwood chez Bell Telephone Laboratories l'a plus uplé, l'intégrant profondément dans le tissu des technologies de l'électronique et de l'automatisation modernes.Cet article vise à démêler l'histoire complexe et les principes de travail de l'interrupteur Reed, ses applications pratiques et sa position contre d'autres technologies de détection magnétique présentant son large impact dans divers domaines.Le voyage des composants de base à l'innovation technologique.

Catalogue

Figure 1: Les commutateurs à roseaux sont partout

Définition et historique de Switch Reed

Proposé en 1922 par le professeur Valentin Kovalenkov à l'Université électrotechnique de Petrograd, la Commutateurs à anche, à la fois délicat et robuste, a marqué une innovation importante.Ce n'est qu'en 1936, après quatorze ans de recherche et développement rigoureux, que Walter B. Ellwood aux Bell Telephone Laboratories a affiné cette invention, la transformant en la forme de relais de roseau qui nous est familière aujourd'hui.

La conception de l'interrupteur à anche est une étude de la simplicité et de l'élégance.Dans une coquille de verre, il abrite une paire de contacts métalliques flexibles ferromagnétiques.Ces contacts, ordinairement ouverts en l'absence d'un champ magnétique externe, se ferment rapidement lorsqu'un tel champ est introduit, permettant l'écoulement du courant.Curieusement, ils peuvent également être conçus pour s'ouvrir automatiquement en réponse à un champ magnétique, améliorant la flexibilité de contrôle.Ce mécanisme, fondé sur le magnétisme plutôt que sur le fonctionnement mécanique, permet à l'interrupteur de roseaux de répondre rapidement et avec précision dans diverses applications.

Plongé dans ses diverses utilisations, l'interrupteur Reed a trouvé son chemin dans un éventail d'équipements électroniques modernes.À partir de son rôle initial dans les systèmes de commutation téléphonique, il s'est élargi dans les domaines des systèmes d'alarme de sécurité avancés, des dispositifs médicaux sophistiqués et même des appareils ménagers.Sa conception compacte couplée à une forte fiabilité le rend particulièrement approprié pour les applications qui exigent une précision et une réponse rapide, telles que les capteurs et les dispositifs de mesure.De même, sa robustesse s'avère inestimable dans des environnements extrêmes, des équipements accommodants qui fonctionnent à des températures graves.

Ajoutant à ses vertus, la conception unique du commutateur de roseau offre une efficacité énergétique.Son fonctionnement, indépendant de l'énergie électrique, assure une consommation minimale d'énergie en mode veille.De plus, sa petite taille le rend parfait pour les dispositifs électroniques miniaturisés, facilitant la création de produits électroniques plus compacts et plus légers.

Figure 2: Interrupteur à l'anche

Principe de travail de Switch Reed

Le commutateur à anche met en valeur un design ingénieux, son noyau marqué par deux lames ferromagnétiques séparées uniquement par un écart minuscule.À mesure que les aimants proches, une traction magnétique rassemble les lames.Ils ferment.Cette action, dictée par la force magnétique, se traduit par un circuit transparent, garantissant un flux de courant en douceur.Un tel mécanisme de clôture unique donne à l'interrupteur de roseaux sa polyvalence, ce qui le rend indispensable dans de nombreux systèmes d'automatisation et de contrôle électronique.

Figure 3: Comment fonctionnent les commutateurs de roseaux

Dans ces commutateurs, les matériaux de contact sont sélectionnés avec grand soin.L'objectif est double: performances optimales et fiabilité inébranlable.Les choix courants incluent le tungstène et le rhodium, les métaux célébrés pour leur conductivité électrique et leur résistance à la corrosion.Dans certaines conceptions spécialisées, le mercure est employé pour sa stabilité électrique supérieure.Ces contacts, installés dans une coquille de verre remplis d'azote de gaz inerte, sont plus que isolés.Ils sont protégés contre l'oxydation et la corrosion et ont également sauvegardé contre les étincelles potentielles pendant les moments de clôture de l'interrupteur.

Figure 4: Matériaux de contact

Les commutateurs à anche montrent une polyvalence remarquable sur un large éventail d'applications.Leur adaptabilité de conception les rend adaptés à un éventail d'utilisations, allant des simples commandes de circuit aux systèmes de capteurs sophistiqués.Prenez l'exemple de la surveillance des niveaux de liquide: Ici, les commutateurs à anche servent des capteurs extrêmement sensibles, adeptes à détecter les niveaux de liquide avec précision.De plus, leurs applications s'étendent aux systèmes de sécurité et d'alarme, de technologie d'automatisation, d'instruments de mesure de précision et du monde complexe de l'électronique automobile.La taille compacte et la forte fiabilité de ces commutateurs en font un choix préféré dans ces champs variés.

Figure 5: détection des niveaux de liquide

L'efficacité énergétique joue également un rôle important dans la popularité des interrupteurs à anche.Leur consommation d'énergie presque négligeable en mode veille les rend particulièrement attrayantes pour les applications sensibles à l'énergie.Couplées à leur sensibilité élevée et à leur réponse rapide, les commutateurs à anche sont inestimables dans les systèmes qui exigent une action rapide.

Applications du monde réel des commutateurs anciens

Les commutateurs à roseaux sont connus pour leur précision et leur fiabilité.Plongeons dans certains exemples spécifiques qui présentent leur polyvalence:

REED RELAY dans les télécommunications: les relais de roseau réagissent extrêmement rapidement et leurs capacités de commutation rapide signifient une communication plus fluide entre les utilisateurs, réduisant la possibilité d'interruptions d'appel.Deuxièmement, la fiabilité des relais de roseau est très élevée, ce qui garantit le fonctionnement stable du système téléphonique, en particulier dans des conditions de charge élevée.Enfin, ce relais comporte également une longue durée de vie et des coûts de maintenance faibles.Surtout dans les années 1970 et 1980, les relais de roseau ont été largement utilisés dans la série britannique d'échanges téléphoniques TXE.

Figure 6: Relais de roseaux

Capteurs à roseau dans la sécurité: banal dans les systèmes de sécurité, ces capteurs font partie intégrante des alarmes antivol pour les portes et les fenêtres.Une ouverture illégale?Le capteur de roseau magnétique le capte, modifiant le champ magnétique et déclenchant une alarme.Ce mécanisme est un incontournable des configurations de sécurité résidentielle et commerciale.

Conception de top dans les périphériques portables: les téléphones et ordinateurs portables à clapet utilisent les commutateurs à roseaux pour discerner s'ils sont ouverts ou fermés.Fermer le couvercle?Le Switch Reed passe intelligemment l'appareil en mode de sommeil, en conservant la durée de vie de la batterie.

Capteurs de proximité dans l'automatisation industrielle: les commutateurs à anche servent de capteurs de proximité, une composante vitale des industries automatisées.Sur une chaîne de montage, par exemple, ils s'assurent méticuleusement qu'un composant est exactement là où il devrait être, protégeant la fonction appropriée de la machine.

Alarmes de sécurité: Dans des appareils tels que les détecteurs de fumée et les alarmes de monoxyde de carbone, l'interrupteur à anche est le ppine à lampe, déclenchant l'alarme lorsque le danger se profile.

MÉTÉOROLOGIE ET ​​VITESSE DE VENT: Les commutateurs à anche mesurent la vitesse du vent.Travaillant en tandem avec une girouette à vent, ils évaluent avec précision la vitesse et la direction.

Capteurs de niveau liquide: Dans les machines de tous les jours comme les machines à laver et les réservoirs d'eau, les interrupteurs à roseaux jouent un rôle préventif.Dans une machine à laver, par exemple, ils gardent les niveaux d'eau sous contrôle, évitant toute possibilité de débordement.

Sécurité dans les appareils ménagers: les outils électriques et les appareils exploitent les interrupteurs anciens pour la sécurité.Prenez un robot culinaire - il ne commence que lorsque l'interrupteur à anche confirme que le couvercle est correctement en place, un choix de conception qui empêche les blessures.

Comparaison entre l'interrupteur Reed et l'interrupteur à effet Hall

Les commutateurs à roseaux et les commutateurs à effet de salle divergent dans leurs caractéristiques et avantages uniques pour les applications technologiques modernes.Plongeons dans des exemples spécifiques qui mettent en évidence leurs rôles dans des scénarios pratiques:

Les systèmes d'alimentation exploitent les interrupteurs à roseaux pour leur isolement électrique exceptionnel.Considérez les circuits à haute tension où les commutateurs de roseau contrôlent le flux de courant.Leur faible résistance de contact minimise la perte d'énergie, augmentant l'efficacité.De plus, ils luttent sur l'arc et le déclenchement, améliorant la sécurité.

Dans le domaine automobile, les capteurs d'effet Hall brillent, en particulier dans les systèmes favorisant la miniaturisation et la faible consommation d'énergie.Imaginez leur rôle dans les systèmes de freinage anti-skid (ABS), où ils suivent la vitesse des roues.Leur taille compacte et leur efficacité énergétique sont ici des actifs.

Figure 7: Systèmes de freinage anti-skid automobile

Les commutateurs à roseaux prospèrent dans des environnements difficiles.Prenez l'extraction d'huile et de gaz: Ici, les commutateurs à anche magnétiques surveillent les statuts de la vanne.Ils résistent à la haute pression, aux températures extrêmes et aux conditions corrosives, illustrant la fiabilité.

L'électronique grand public, comme les smartphones et les tablettes, intègre des capteurs d'effet Hall.Pourquoi?Leur petite taille et leurs faibles exigences de puissance.Ils détectent les mouvements de couvercle, en aidant à la conservation de la puissance en éteignant automatiquement les écrans.

Les appareils électroménagers - pensez aux machines à laver et aux réfrigérateurs - utilisent également des interrupteurs à roseaux.Surveillance des portes, offrez une durabilité inégalée et des performances cohérentes.

Figure 8: Les capteurs à effet Hall ont le courant qui coule à travers un conducteur.Un champ magnétique perpendiculaire à la direction du courant provoque des changements dans le courant.Les changements dans le courant activent l'effet Hall.

Après avoir disséqué les interrupteurs de roseaux, de leur évolution historique à des applications variées, nous reconnaissons leur valeur et leur polyvalence inhérentes.Ils excellent dans les systèmes de télécommunications traditionnels et les appareils intelligents contemporains.Une analyse comparative avec les commutateurs d'effet Hall souligne leur aptitude et leurs forces dans différents paramètres.À mesure que la technologie progresse, les commutateurs à roseaux et autres technologies de détection magnétique sont prêts à évoluer, promettant des solutions de l'industrie plus efficaces et fiables.Le voyage de The Reed Switch n'est pas seulement un conte d'ingénierie électronique.C'est un récit de l'ingéniosité humaine et des exploits d'ingénierie.