�干簧�放在線圈�,便可以得到一�(gè)干簧繼電�。繼電器作為一種常用的控制組件,可以用較小的電流來(lái)控制較大的電�,用低電壓來(lái)控制高電�,用直流電來(lái)控制交流�,并可實(shí)�(xiàn)控制電路與被控制電路的隔�,在自動(dòng)控制、遙�、保�(hù)電路等方面得到廣泛的�(yīng)�。傳�(tǒng)�電磁繼電�是利用輸入電路內(nèi)電路在電磁鐵鐵芯與銜鐵間�(chǎn)生的吸力作用而工作的一種電氣繼電器,這種繼電器體積大、動(dòng)作慢、可靠性和壽命很有�。隨著電子電器向小型化、微型化方向�(fā)�,對(duì)繼電器提出了新的要求�干簧繼電�作為一種新型繼電器,在很多方面可滿足這種�(fā)展的需��
干簧管又稱簧片開(kāi)�(guān)或磁簧開(kāi)�(guān),它是由WesternElectric 公司�1940 年發(fā)明的一種氣密式密封的磁控機(jī)械開(kāi)�(guān),可以作為磁接近�(kāi)�(guān)或者繼電器使用,比一般機(jī)械開(kāi)�(guān)體積�、速度高、工作壽命長(zhǎng),與電子�(kāi)�(guān)相比,它又有抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)的特�(diǎn),工作可靠性很�。干簧管的結(jié)�(gòu)一般有兩種,具體如�1 所�。干簧管�(nèi)部由一�(duì)由磁性材料制造的彈性磁簧組�,磁簧密封于充有惰性氣體的玻璃管中,磁簧端面互�,但留有一條細(xì)間隙。磁簧端面觸�(diǎn)鍍有一層貴金屬銠或�,使�(kāi)�(guān)性能�(wěn)定并延長(zhǎng)使用壽命�
干簧管的工作原理如圖2 所示。在�(wú)磁場(chǎng)作用�(shí),玻璃管中的兩�(gè)簧片是分�(kāi)的。當(dāng)有磁性物�(zhì)靠近玻璃管時(shí),在磁場(chǎng)磁力線的作用�,管�(nèi)的兩�(gè)簧片被磁化而互相吸引接�,使兩�(gè)引腳所接的電路連�。外磁力消失后,兩�(gè)簧片由于本身的彈性而分�(kāi),線路也就斷�(kāi)�。在�(shí)際運(yùn)�(yīng)用中,通常使用磁鐵控制這兩根金屬片的接通與�,所以又被稱為“磁控管”�
1)高可靠性:一般繼電器的故障率制定�50ppm,因此為滿足這�(gè)要求,干簧開(kāi)�(guān)的質(zhì)量水平要�50ppm 的要求高得多??傻侥壳盀�?,尚未有任何一�(gè)�(jī)電器件能夠達(dá)
到這樣的質(zhì)量水平�
2)高安全性:干簧管開(kāi)�(guān)具有�(yōu)良的絕緣性能。這種�(kāi)�(guān)的絕緣電阻可�(dá)1015Ω,也就是其漏電流可以�(dá)�10-15A 的水�。這樣特低的漏電水平在�(yī)療電子設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用,比如插入人體的探針或心臟起博�,因?yàn)檫@些設(shè)備要求不能有任何漏電流接近心臟,即使微安或亞微安的電流就能改變心臟關(guān)鍵部位的電學(xué)性能�
3)高適應(yīng)性:干簧傳感器是密封�,由于干簧管的開(kāi)�(guān)組件被氣密式密封于一惰性氣體中,因此它不會(huì)與外界環(huán)境接�,所以幾乎能工作于任何環(huán)境而對(duì)濕度不敏�、不受外界空氣干擾等;同�(shí)干簧管對(duì)�(huán)境溫度沒(méi)有特殊的要求,具有很廣的溫度適應(yīng)能力:典型的工作溫度范圍可以�-50℃到+150�,且�(wú)需特別的附加條�、限制或�(fèi)��
4)超�(zhǎng)壽命:因?yàn)楦苫晒苁菬o(wú)磨損組件,沒(méi)有采用滑�(dòng)組件,所以不�(huì)出現(xiàn)金屬疲勞�(xiàn)�,確保實(shí)際上�(wú)極限的機(jī)械使用壽命。同�(shí),由于其用惰性貴金屬銠做成的觸點(diǎn),熔�(diǎn)�,能夠減少電弧發(fā)電對(duì)觸點(diǎn)表面的損�,因此更能耐磨�,能維持更長(zhǎng)的工作壽�。一般的干簧管在低級(jí)�(fù)載(�10mA �(shí)低于5V 及更低)下工作次�(shù)可達(dá)百萬(wàn)�(OKI 系列干簧管的壽命一般保證在1 億次以上)。這相�(dāng)于半�(dǎo)體微�(xì)加工器件的數(shù)字�
5)結(jié)�(gòu)緊湊、體積微小:干簧管能夠安裝在有限的空�,很適用于微型化�(shè)�。目前干簧管的最小尺寸已�(jīng)�(dá)到�2.0×11.0mm�
6)優(yōu)越的電性能:干簧開(kāi)�(guān)具有一系列�(yōu)異的電性能,比如其觸頭在導(dǎo)通時(shí)有極低的�(dǎo)通電�,典型值低�50mΩ;其直接�(kāi)�(guān)信號(hào)范圍可以從幾納伏到上千伏,電流從飛安到安,頻率從直流�6GHz ��
7)高速度操作:由于每一可動(dòng)組件只具有非常小的重量,因此操作速度很高,使干簧管成為能用于晶體管電路或集成電路的一種組��
干簧管繼電器具有�(jié)�(gòu)�(jiǎn)單、體積小�、靈敏度�、重量輕、功耗小、可靠性高等優(yōu)�(diǎn)�
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)�,如�(jī)�、汽�、電�、電�、石�、化工、辦公自�(dòng)�、通訊等工程中;特別在軍事�(lǐng)�,高壓干簧繼電器是與�(guó)防現(xiàn)代化武器裝備配套的關(guān)鍵元器件�
我國(guó)目前盡管有生�(chǎn)干簧管的廠家,但是密封干簧管的玻璃一般采用的是DB�404 鉑組電真空玻�,這種玻璃在應(yīng)用上已不能滿足實(shí)際的需要。這一方面是由于該種玻璃組成中含有�30[%]的鉛,而含鉛玻璃在電子�(lǐng)域的�(yīng)用已被歐盟RoSH 指令明確禁止;另一方面在于這種玻璃�(wú)法滿足紅外封接的性能要求。所以,目前我國(guó)干簧管用電真空玻璃嚴(yán)重依賴于�(jìn)�,然�,�(jìn)口的玻璃材料由于其熱膨脹系數(shù)與國(guó)�(nèi)的鐵鎳合金絲的膨脹系�(shù)不完全一�(如德�(guó)肖特公司的干簧管玻璃的熱膨脹系數(shù)�(wú)一例外�8.7�8.9×10-7/�),經(jīng)常導(dǎo)致產(chǎn)品的漏氣和破�,嚴(yán)重阻礙了我國(guó)干簧繼電器的�(fā)��
因此,我�(guó)在干簧繼電器的開(kāi)�(fā)�(yīng)用以及組成材料的研究方面相比�(guó)外還有較大的差距,而研究干簧管所需的電真空玻璃成為其中的關(guān)鍵,文獻(xiàn)表明,中南大�(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院已�(jīng)在干簧管所用材料方面有了很大突破[6-7],目前所研制的材料已提交相關(guān)廠家�(jìn)行產(chǎn)品試��
干簧繼電器由于其�(dú)特的一系列�(yōu)�(diǎn)使得其具有非常廣泛的用�,隨著微電子技�(shù)的不斷發(fā)展,�(duì)干簧繼電器的要求也越�(lái)越苛�,不含鉛等有毒物�(zhì)、超小型、高可靠性的繼電器將成為市場(chǎng)新寵�