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門磁開關原理及相關應用

門磁開關原理及相關應用


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一、門磁開關

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  門磁是用來探測門、窗、抽屜等是否被非法開啟或移動。它由無線發射器和磁塊兩部分組成。
執行原理:
  門磁系統是一種安全報警系統,門磁如果不太留意是不太容易看到的。所謂的門磁其實是門磁開關和由兩部分組成:較小的部件為永磁體,內部有一塊永久磁鐵,用來產生恆定的磁場,較大的是門磁主體,它內部有一個常開型的幹簧管,當永磁體和幹簧管靠得很近時(小於5毫米),門磁感測器處於工作守候狀態,當永磁體離開幹簧管一定距離後,處於常開狀態。磁鐵和幹簧管分別安裝在門框(窗框)和門扇(窗扇)裡,基本上都是嵌入式安裝(也有表面式安裝的),所以不是行業人士一般不太能夠注意到這些。把分戶門和外窗開啟,看一下分戶門門框頂部和外窗的窗框,就可以看到圓形的、一般是白色的元器件,其實這就是所謂的門磁
  門磁分類:
① 無線門磁
  工作原理:
  門磁是由無線發射模組和磁塊兩部份組成,在無線發射模組有兩個箭頭處有一個“鋼簧管”的元器件,當磁體與鋼簧管的距離保持在1.5釐米內時,鋼簧管處於斷開狀態,一旦磁體與鋼簧管分離的距離超過1.5釐米時,鋼簧管就會閉合,造成短路,報警指示燈亮的同時向主機發射報警訊號。
② 無線卷閘門磁
  工作原理:
  卷閘門磁是由無線發射感測器、金屬製磁體及金屬製鋼簧管三部份組成,金屬製鋼簧管與無線發射感測器之間採用有線連線,當金屬製磁體與金屬製鋼簧管分離達到3釐米時,鋼簧管就會閉合,造成短路,報警指示燈亮的同時報警訊號輸出電路即向主機發射報警訊號。
  ③ 有線門磁
  功能:嵌入式安裝更加隱蔽,感應門窗的開合,適用於木質或鋁合金門窗發出有線常閉/開開關訊號。


二、幹簧管的工作原理

  大部分門磁開關的基本原理都是基於幹簧管進行工作的。
  市場上常見的弱電檢測的磁接近開關 磁感應開關,如下圖:
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  就是基於幹簧管的工作原理,並沒有接入電源,普通弱電開關接36伏以下電源,負載不超過10w,電流不超過0.5A,不建議直接接負載,僅作為採集訊號使用,若需接負載,加接繼電器使用。
  PS:以下內容摘抄於網上,由於很久了,忘記地址了,還是感謝這位作者,侵刪。
  在比較敏感的環境下使用幹簧開關通常會使用磁鐵來激活幹簧開管,清楚的瞭解這一相互作用對保證感測器正常工作是非常重要的。感測器可能應用於常開模式,常閉模式或保持模式上。
  於常開模式下,當有磁鐵靠近幹簧開關時(反之亦然)幹簧片就會關閉,將磁鐵移開後幹簧片就會重新開啟。於常閉模式下,當有磁鐵靠近磁簧開關時幹簧片就會開啟,將磁鐵移開後幹簧片就會重新關閉。於保持模式上,幹簧片可能是在常開或常閉兩種狀態,當有磁鐵靠近幹簧管時幹簧片就會改變它們的形態,如果起初的形態是開啟,現在就會關閉,當磁鐵移開後幹簧片仍會保持關閉,這時將改變了磁極性的磁鐵再靠近時幹簧片才會開啟,將磁鐵移走後幹簧片仍會保持開啟。此時再將磁鐵的磁極反轉並靠近幹簧管時開關會再次關閉,而磁鐵移開後仍保持關閉,於這情況下一個是保持模式感測器或是雙穩態感測器。
  於以下的圖表,我們會概述當使用磁鐵時一些必須注意的要點,請記住磁場是三維的。
  在磁簧開關中永久性磁鐵是最常用到的,其使用方法取決於實際應用,以下是一些應用方法:
由前到後的動作(見圖一)

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                圖一,展示了磁鐵由前向後的移動是幹簧開關的狀態變化。

旋轉動作(見圖二)

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               圖二,顯示了一個幹簧管在磁鐵做旋轉動作時的狀態變化。

環狀磁鐵平行移動(見圖三)
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                圖三,讓幹簧開關穿過環狀磁鐵中心顯示出開閉點。

使用磁遮蔽片來改變磁通流(見圖四)
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          圖四,磁遮蔽經過幹簧管和永久磁鐵縮之間時分流了可以干擾幹簧開關開合的磁力線。

繞軸轉動(見圖五)

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                    圖五,做繞軸轉動的磁鐵對幹簧開關開合的干擾。
下圖是基於幹簧管應用的電路原理圖。

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三、門磁報警器

  門磁報警器主要由報警器和磁鐵兩部分組成,報警器部分由積體電路及磁簧開關經引線連線。定型封裝而成;磁鐵部分由對應的磁場強度的磁鐵封裝於塑膠殼體內。當兩者分開或接近至一定距離後,引起開關的開斷從而感應物體位置的變化。
設計方案及其工作原理
  當將磁鐵和報警器靠近時,報警器不發聲,而當磁鐵與報警器移開時,報警器便發出響亮的報警聲。將報警器主機安裝於固定不動的門框上,而將帶有磁鐵的部件安裝於移動的門上,當門關上時,磁鐵與報警器主機結合在一起,不報警,而當有人進入時,必定開啟門,此時門的轉動帶動了門上的磁鐵部件,使得報警器主機與磁鐵分開,報警器發出響亮的報警聲。設計圖如圖所示:

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  開啟電源開關SW1,報警器得電工作。當磁鐵與彈簧靠得較近時,磁鐵的磁場將彈簧吸向磁鐵方,動、靜開關片接通,系統處於預警狀態。而當磁鐵移開時,彈簧失去磁場,恢復到原始位置,這時動、靜觸點斷開,起動報警,IC1收到報警訊號後,經R1振盪電阻,在內部產生音訊訊號,經訊號輸出端,送入VT1,進行功率放大,放大後的音訊訊號經升壓電感耦合,變成一個較高電壓的音訊訊號,驅動蜂鳴器發出響亮的報警訊號。

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