„Magnet interaction effects on reed switch operations can be understood by looking at the magnetic lines of flux and the way the magnet works.“
A surface mounted reed switch and magnet interaction shown in 3-D.
Einführung
Ein Reedschalter ist ein elektromagnetischer Schalter, der den Stromfluss in einem Schaltkreis regelt. Der Schalter besitzt zwei ferromagnetische Kontaktzungen, die in einem Glasrohr hermetisch eingeschmolzen sind. Das Glasrohr, der sehr einfach aufgebauten Schaltereinheit, besitzt einen Temperaturausdehnungskoeffizienten, der exakt auf NiFe-Kontaktzungen abgestimmt ist. Betätigt wird ein Reedschalter, indem man ihn der Wirkung eines Permanentmagneten aussetzt, der die Kontaktzungen aktiviert.
Magnetische Interaktion
Bringt man einen
Permanentmagneten (siehe unten) in die Nähe eines Reedschalters, werden die Kontaktzungen aktiviert, wie unten gezeigt. Sobald das von außen einwirkende Magnetfeld stark genug ist, schließt die magnetische Anziehungskraft die Kontaktzungen. Die Kontaktzungen sind so ausgeführt, dass sie keine magnetische Haltekraft entwickeln. Sobald das äußere Magnetfeld zurückgenommen wird, löst sich auch das Magnetfeld an den Kontaktzungen auf. Verbliebe noch ein Restmagnetismus an den Kontaktzungen, würde das die Eigenschaften des Reedschalters verändern.
Magnetfeldlinien sind unsichtbare, auf die Kontakte wirkende Magnetkräfte, die das Öffnen und Schließen der Kontakte bewirken.
Magnetfeldlinien
Magnetfeldlinien sind unsichtbare, auf die Kontakte wirkende Magnetkräfte, die das Öffnen und Schließen der Kontakte bewirken. Indem der Magnet den Ein- und Ausschaltpunkt (pull-in / drop-out line) überschreitet, wird durch das unsichtbare Magnetfeld ein Reedsensorzyklus ausgelöst, der von der jeweiligen Anzugs- und Abschaltempfindlichkeit abhängig ist. Solange sich der Magnet im Einschaltbereich befindet, bleiben die Kontakte geschlossen. Verharrt der Magnet im Ausschaltbereich, bleiben die Kontakte offen.
Funktionsweise von Magneten
Es gibt unterschiedliche Formen der Kontaktbetätigung durch den Magneten bei einem Reedschalter. Die erste Form der Kontaktbetätigung besteht darin, dass man einen senkrecht zum Reedschalter angeordneten Magneten durch die Magnetfeldlinien auf und ab bewegt, und so das Öffnen und Schließen der Kontakte bewirkt. Bei einer anderen Form der Kontaktbetätigung bewegt man einen parallel zum Reedschalter angeordneten Magneten senkrecht oder waagrecht, je nachdem, wo der Magnet sich relativ zum Schalter befindet. Befindet der Magnet sich über dem Schalter, kann man den Magneten zum Öffnen und Schließen senkrecht bewegen. Befindet sich der Magnet seitlich vom Schalter, kann man den Magneten waagrecht bewegen. Schließlich kann man den Magneten auch mittig über der zentralen Empfindlichkeitsbereich der Schalterkontakte anordnen, wo der Magnet eine 90-Grad-Drehung um die eigene Achse vollführt und nach jeder 90-Grad-Drehung das Schließen und Öffnen der Kontakte bewirkt. Viele Anwendungen verwenden diese Formen der Kontaktbetätigung zum Zählen von Umdrehungen, die dann wieder für andere Funktionen verwendete werden.
This reed switch actuation example uses a normally open switch and 2-pole bar style permanent magnet. The magnet is rotated clockwise to influence the center magnetic lobes, resulting in multiple switch operations.
Funktionsweise von magnetbetätigten Reedschaltern
Aus einem Reedschalter und einem Magneten bestehende Reedsensoren können in den unterschiedlichsten Regelkreisen zum Ein- und Ausschalten eingesetzt werden. Meistens werden Reedschalter in Regelkreisen zum Erkennen und Überwachen von Füllständen verwendet, wobei das Anwendungsspektrum von Kaffeemaschinen bis zu Autos reicht. Der Reedschalter würde ohne den Magneten nicht funktionieren. Der Magnet wiederum muss mit einem Bewegungsmechanismus gekoppelt sein, der den Magneten innerhalb des Empfindlichkeitsbereichs des Reedschalters bewegt, so dass dessen magnetischer Kraftfluss mit den Empfindlichkeitsbereichen in Wechselwirkung treten und so die Schaltfunktion bewirken kann.
Bildunterschrift: Reedschalter werden in zahlreichen Anwendungen für die Erfassung oder Überwachung von einzelnen, mehreren oder kontinuierlichen Füllständen eingesetzt. Im nachstehenden Beispiel werden die Reedschalter dadurch aktiviert, dass ein Schwimmer mit integriertem Permanentmagnet sich abhängig vom Füllstand in der Sensorbaugruppe auf und ab bewegt. Je nachdem, welcher Schalter aktiviert wird, wechselt die Farbe der Status-LED und zeigt dadurch den aktuellen Füllstand an. Sensoren mit Reedschaltertechnologie können für die Erfassung der Füllstände von Wasser, Öl, Diesel, Benzin, Kühlmittel, Bremsflüssigkeit und anderen Flüssigkeiten auf Wasser- und Petroleumbasis eingesetzt werden. Dabei können die Sensoren in feststehenden oder abnehmbaren Tanks oder Vorratsbehältern wahlweise vertikal oder horizontal eingebaut werden.
Fazit
Zusätzliche Ressourcen
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