Извещатель магнитоконтактный — основной компонент охранной сигнализации

Ни одна полноценная система охранной сигнализации, контроля доступа не может не использовать извещатель магнитоконтактный. Он обеспечивает простой и надежный контроль положения окон, дверей, шлагбаумов, кран-балок и других подвижных частей устройств.

Его начали применять почти сразу после запуска в серийное производство в 40-х годах прошлого века магнитоуправляемых контактов в герметичном корпусе, и до сих пор он широко используется. Второе его название «геркон» (сокращение от «герметичный контакт») из-за основного элемента конструкции датчика.

Пример извещателя магнитоконтактного

Область применения

Магнитоконтактные датчики получили широкое применение в устройствах автоматики и системах безопасности. Они работают практически в любых климатических условиях, не боятся агрессивной среды, пыли, загазованности. Благодаря функционированию рабочих контактов в изолированной инертной среде они взрывобезопасны.

В автоматизированных комплексах магнитоконтактные датчики выполняют функции контроля уровня жидкости, линейного перемещения, конечных выключателей и т.д.

Соответственно, применяются практически на всех предприятиях, независимо от отрасли промышленности, где используются устройства автоматики. В системах безопасности их часто называют датчиками открывания/закрывания дверей, хотя они также используются для контроля положения окон, сейфов, ящиков стола и других предметов. Благодаря бесшумности замыкания контактов применяют в стационарных тревожных кнопках и педалях, используют в некоторых датчиках разрушения стекла.

Преимущества и недостатки

Среди охранных датчиков, магнитно контактный извещатель является самым надежным, дешевым, простым и долговечным устройством.

Коммутируемые контакты находятся в стеклянной герметичной капсуле в среде инертного газа, поэтому они могут использоваться во взрывоопасных и химически активных помещениях.

Контакты покрыты слоем золота или родия, что обеспечивает высокую износостойкость и надежность. Могут работать в пределах от -50 до +50 градусов Цельсия. Управляющие и коммутируемые цепи гальванически развязаны.

Недостатком является дребезг контактов, но это преодолевается включением фильтров. Датчики реагируют на сильные внешние магнитные поля, проблема решается их экранированием.

«Важно!

Боятся сильных вибраций.»

Конструкция датчика

Магнитоконтактные извещатели бывают с нормально разомкнутым, с нормально замкнутым и с переключающимся контактом. Герконы бывают сухие и смоченные. В первом случае они находятся в инертном газе, во втором контакты смочены ртутью для предотвращения дребезга. В качестве газа обычно применяется азот. У некоторых герконов колба вакуумируется для повышения уровня коммутируемого напряжения.

Датчик состоит из двух частей, в одной находится постоянный магнит, иногда электромагнит, в другой расположен геркон с выводами контактов. Электромагниты в охранных датчиках не встречаются. Контактная система представляет собой стеклянный баллон с инертным газом и двумя пружинами. Концы у них перекрываются. Если геркон перекидной, то пластин три.

Расстояние между контактными площадками всего 300-500 микрон. Под влиянием магнитного поля контакты смыкаются. Изгиб пружины настолько мал, что ее ослабления не происходит, и она может переключаться более 10 миллиардов раз.

Инертная среда защищает контакты от коррозии и искр.  Датчики бывают накладные и врезные. Для защиты от злоумышленников используются магнитно непроницаемые экраны. Они нужны для того, чтобы исключить влияние внешнего магнита на геркон. Материалы дверей и окон бывают магнитопассивные и магнитоактивные. Датчики делятся на две категории по способности работать на таких предметах.

Первые имеют меньшие габариты и более слабые магниты. Их ставят на деревянных, алюминиевых и других изделиях из немагнитных материалов. Вторые – большего размера, с мощным магнитом устанавливаются на металлические двери. В беспроводных системах используются только адресные магнитоконтактные извещатели с радиомодулем.

Задающий элемент датчика (блок с магнитом) располагается в подвижной части охраняемого объекта (в двери), а исполнительный модуль в стационарной (в дверном косяке). Для нормальной работы датчика его части должны располагаться напротив друг друга.

Конструкция стандартного магнитоконтактного датчика

Принцип работы

Принцип действия магнитоконтактного датчика основан на использовании свойства магнита, притягивать к себе железо и другие металлы из его группы.

При приближении контактов к магниту на определенное расстояние они под действием магнитной силы замыкаются или размыкаются между собой. Это зависит от конструкции датчика. Если магнит убрать на какое-то расстояние, то происходит обратный процесс.

Конструктивно контакты находятся в стеклянной колбе и представляют собой одновременно токопровод, пружину и магнитопровод. Так как энергия магнитного поля с увеличением расстояния уменьшается в геометрической прогрессии, то убрав магнит от геркона на 1-2 см (приоткрыв дверь), она настолько падает, что не удерживает подпружиненные контакты, и они размыкаются.

ТОП-5 популярных магнитоконтактных моделей датчиков

1. Извещатель охранный точечный магнитоконтактный ИО 102-20 используется для контроля состояния ворот ангаров, контейнеров и других конструкций сооружений на предмет отрывания/закрывания и перемещения с оповещением контрольной панели. Устройство может использоваться и как концевой выключатель. Извещатели ИО 102-20 А2П ИБ с маркировкой ОЕхiaIIBТ6Х применяются во взрывоопасных помещениях и подключаются через специальную искробезопасную линию.
2. Извещатель охранный магнитоконтактный ИО102-11М (СМК-3М) используется для контроля окон и дверей, создании устройств типа «ловушка» с подачей тревожного сигнала на охранную панель. Контакты замыкаются при зазоре между частями датчика не более 6 мм и размыкаются при 25 мм и более. Коммутирует напряжение до 100 В, а ток до 0,5 А.
3. Извещатель точечный магнитоконтактный ИО-102-55 «Кенар» используется для обнаружения открытия двери или окна из дерева, алюминия и подобного им материала, имеет защиту от саботажа. При расстоянии между частями датчика 12 мм замыкается, при 45 мм размыкается. Коммутируемое напряжение 50 В, ток – 50 мА. Контакты нормально-замкнутые.
4. Для контроля положения отдельных предметов, металлических дверей, часто применяют магнитный датчик герконовый модели ИО 102 2 кнопочный. Геркон и магнит находятся в одном корпусе, что упрощает монтаж.
5. Извещатель охранный магнитоконтактный адресный беспроводной EWD1 Eldes работает как обычные датчики открывания/закрывания. Только сигнал тревоги и состояния отправляет по радиоканалу. Для установки адреса требуется послать СМС сообщение. В дополнение ко всему имеется тревожная кнопка на корпусе прибора. Рабочая частота 866-869 МГц. В автономном режиме работает до полутора лет. Дальность передачи радиосигнала в помещении до 30 м, на открытом пространстве до 150 м. Совместим с системами ELDES Wireless.

Рекомендации по выбору системы

Выбор модели извещателя зависит от пожеланий заказчика и требований безопасности.

Чтобы датчики не портили внешний вид их можно скрыть внутри двери и косяка. Для этого имеются цилиндрические врезные извещатели.

Если система безопасности большая и сложная лучше применять накладные датчики с индикацией состояния.

В случае требований невмешательства в интерьер или временной установки, то наилучшим вариантом будет использование беспроводных извещателей.

В зависимости от характеристик охраняемого объекта устанавливается различное количество сенсоров.

Если блокируемую дверь или люк можно отогнуть, то извещатели нужно устанавливать через 20 см или совместно с датчиками вибрации.

При монтаже на металлические поверхности необходимо предусмотреть зазор между магнитом и окружающим металлом, чтобы ослабить рассеяние магнитного поля.

Если рассмотреть варианты возможного проникновения в охраняемое помещение, то большая часть их совершается через двери или окна
, поэтому повсеместно в охранных системах используется охранные магнитоконтактные извещатели. Конечно, такие датчики образуют только один рубеж охраны. Для полноценной охранной сигнализации необходимо применение нескольких типов датчиков, которые дублируют друг друга.

Принцип действия магнитоконтактного извещателя

Принцип работы такого датчика можно понять уже из его названия. Здесь используются слова магнит и контакт.

Сам извещатель состоит из двух элементов:

• Герметизированный контакт (геркон)
• Постоянный магнит

Геркон представляет собой два упругих контакта, помещенных в стеклянную трубку заполненную азотом или инертным газом. Такая конструкция позволяет изолировать контакты от окружающей среды, что предотвращает их окисление. Для получения надёжной зоны контакта
на концы металлических пластин нанесено напыление родием или палладием. Чаще всего используются герконы с одной контактной парой
, но их может быть и несколько. Контактная пара, находящаяся в инертной среде не окисляется и не обгорает при искрении. Герметичная контактная система очень надёжна и выдерживает сотни тысяч срабатываний.

Что происходит при срабатывании датчика

Переход контактов из одного состояния в другое осуществляется с помощью магнитного поля от постоянного магнита или соленоида. Магнитоконтактный извещатель, применяемый в системах сигнализации состоит из геркона, с нормально разомкнутыми контактами, и постоянного магнита. Когда геркон находится в магнитном поле постоянного магнита, его контакты замкнуты, если поле будет смещено, то контакты разомкнутся.

На этом эффекте основано использование пары «геркон-магнит
» в охранной сигнализации. Герметичный контакт устанавливается на любой неподвижной поверхности, в качестве которой может использоваться дверная коробка или оконная рама. Постоянный магнит должен находиться на двери или оконных створках, то есть на подвижной части

Как установить герконовый датчик

Установка элементов датчика осуществляется таким образом, чтобы при закрытой двери или окне расстояние между магнитом и герконом не превышало 1,0-1,5 мм. В этом случае контактная пара замкнута, что легко проверить тестером. В процессе открывания двери магнит отходит от геркона, что вызывает размыкание контактов, разрыв электрической цепи и срабатывание приёмно-контрольного прибора. Магнитоконтактный датчик просто монтируется, не требует источника питания и стоит очень недорого.

Благодаря высокой надёжности и длительному сроку службы, магнитоконтактные датчики нажимного действия применяются в тревожных кнопках и педалях. В этом случае геркон смонтирован на основании прибора, а постоянный магнит встроен в кнопку или подвижную часть педали.

Конструкция магнитоконтактных датчиков

Существует большое количество модификаций герконовых датчиков
. Внешне герконовый датчик состоит из двух элементов
, каждый из которых заключен в пластмассовый или металлический корпус. Датчики в пластиковом корпусе предназначены для монтажа внутри помещений и устанавливаются на магнитопроницаемые материалы.

К ним относятся:

• Дерево
• Алюминий и его сплавы
• Стеклопластик
• Полимерные материалы

Они не снижают эффективности магнитного поля и не блокируют его, поэтому магниты внутренних датчиков обладают небольшими размерами. Для блокировки металлических дверей, которые заметно снижают напряжённость магнитного поля, применяются герконовые датчики с мощными магнитами.

По размерам такие датчики намного больше, а их элементы смонтированы в корпусах из силумина и залиты эпоксидной смолой. В быту, чаще всего, такие датчики применяются для установки на гаражных дверях и воротах
.

По типу монтажа датчики подразделяются на накладные и врезные. Накладной извещатель охранный магнитоконтактный представляет собой два элемента в пластмассовых корпусах прямоугольной формы. В зависимости от модификации, размеры датчиков могут отличаться. Датчики такого типа легко устанавливаются на любую поверхность с помощью саморезов.

Врезные датчики
выполнены в корпусах цилиндрической формы, они монтируются внутри конструкций и внешне совершенно не заметны.  Установка врезных датчиков несколько сложнее, чем монтаж накладных устройств, но их применение оправдано, когда требуется скрытность установки. Они так же применяются в том случае, если дизайн интерьера не допускает наличия посторонних элементов на окнах или дверях.

Установка магнитоконтактных датчиков

Несмотря на простоту монтажа, извещатели охранные точечные магнитоконтактные, требуют при установке соблюдения некоторых правил. Датчики монтируются по одному на каждый открываемый элемент, но в некоторых случая, для обеспечения более высокого уровня безопасности допускается установка дублирующих датчиков. Герконовые контакты устанавливаются в верхней части двери или окна со стороны помещения. Они могут быть расположены как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости на расстоянии не более 20 см от верхней кромки блокируемого элемента. В отдельных случаях, из-за конструктивных особенностей открываемых поверхностей, датчик может располагаться ближе к оси открывания, а так же располагаться не в верхней части, а там, где это возможно. Расстояние между герконом и магнитом и их соосность должны соответствовать данным, указанным в технической документации на изделие.

В качестве прокладки
может использоваться дерево, текстолит или другой пластический материал. Это необходимо для того, чтобы магнитное поле не рассеивалось на металлической поверхности. Тем не менее, магнитное поле датчика установленного на металлическую дверь, со временем ослабевает, что требует своевременной замены устройства.

В процессе монтажа  датчиков не допускается подвергать их ударам, а так же изгибать или деформировать наружные выводы, выходящие из стеклянной трубки геркона. При установке накладных магнитоконтактных датчиков допускается использовать саморезы
, шурупы или винты. На декоративные стеклянные двери, датчики устанавливаются с помощью клея. В шлейф охранной сигнализации магнитоконтактный датчик подключается через монтажную коробку, которая устанавливается рядом с герконом.

Модели магнитоконтактных датчиков

Среди всех типов охранных датчиков, цены на магнитоконтактные извещатели будут самыми низкими за исключением беспроводных устройств. Ассортиментный ряд этих изделий включает в себя различные модификации, предназначенные для наружной и внутренней эксплуатации. Датчики, в зависимости от типа, могут устанавливаться на любые поверхности. Для радиоканальных охранных систем используются беспроводные магнитоконтактные датчики
, оснащённые миниатюрным передающим устройством.

ИО102-14 (СМК-16)

• Тип – накладной магнитоконтактный датчик
• Корпус – прямоугольный
• Поверхность – любой немагнитный материал
• Длина – 35 мм
• Расстояние срабатывания – 10 мм
• Цена – 42 рубля

ИО102-15/1

• Тип – врезной точечный магнитоконтактный датчик
• Корпус – цилиндрический
• Диаметр – 6,0 мм
• Поверхность – магнитопроницаемые материалы
• Рабочий зазор – 8,0 мм
• Цена – 78 рублей

ИО102-20/А2П

• Тип – магнитоконтактный накладной датчик
• Корпус – прямоугольный пластмассовый
• Длина – 150 мм
• Назначение – блокировка металлических дверей
• Цена – 192 рубля

ИО102-20/Б3М

• Тип – трёхконтактный герконовый датчик
• Корпус – прямоугольный силуминовый
• Длина – 53 мм
• Назначение – блокировка металлических конструкций
• Цена – 490 рублей

Модели ИО102-20 работоспособны при температуре воздуха от – 50 до + 50 и смонтированы в корпусах, обеспечивающих защиту элементов от негативных климатических воздействий.

Статистика правонарушений, связанных с проникновением злоумышленников внутрь охраняемых помещений, говорит, что самым «популярным» и простым является битье стекла витрин, окон, а также взлом замков или дверей. Вероятность развития такого сценария, по оценкам специалистов, составляет сегодня 66,5%. Только пролом стены может немного конкурировать с битьем оконных проемов и взломом дверей (16,9%), остальные варианты (подбор ключей, пролом потолка, проникновение через технологические проемы) едва превышают 5%.

Кто он, сторож дверей и окон

Чтобы надежно защитить двери, окна, ворота, технологические проемы и другие конструкции от угрозы повреждения или взлома злоумышленниками, потребовались адекватные технические охранные средства. Такими средствами стали извещатели магнитоконтактные, в числе которых наиболее заметную позицию занимает извещатель охранный точечный магнитоконтактный — надежный в работе и простой в монтаже датчик. Специалисты дают ему высокую оценку в вопросе вероятности обнаружения попытки проникновения на территорию охраняемого этим устройством объекта: она составляет 0,99, то есть в 99% случаев преступник будет обнаружен датчиком и соответствующий сигнал пойдет на пульт дежурного охранника.

С помощью таких датчиков возможна не только подача электрического сигнала для включения звуковой сигнализации, но и включение устройств, блокирующих двери (ворота), окна на открывание, а предметы – на перемещение.

Охраняемые конструкции могут быть выполнены как из магнитного (железо), так и немагнитного материала (дерево, алюминий, стеклопластик, поливинилхлорид). Это не влияет на работу магнитоконтактного извещателя.

Принцип построения и устройство извещателя

Именно в принципе построения датчика и заложена высокая его надежность. Здесь используется взаимодействие герметичного магнитоуправляемого контакта (сокращенно называется геркон), служащего исполнительным элементом, и магнита, служащего управляющим элементом.

Исполнительный элемент (геркон) имеет очень простую конструкцию: в нем сразу совмещены контактная и магнитная системы, которые герметично запаяны в стеклянный баллон. Такая конструкция геркона позволила получить характеристики, превосходящие известные контакты: быстродействие, стабильные параметры, высокую износостойкость и надежность.

Контакты выполнены из магнитомягкого материала, их разделяет зазор всего лишь 300-500 мкм, что имеет определенные минусы: повышенное искрообразование и увеличенное контактное сопротивление. Это приводит к внезапному «слипанию» контактов и отказу в работе извещателя.

Так как в герконе извещателя отсутствуют промежуточные звенья, а контакты коммутируют малый электрический ток, то исполнительный элемент имеет почти нулевой износ. Этому способствует также то, что в баллоне находится азот под высоким давлением, который исключает окисление контактов.

Управляющий (задающий) элемент может быть выполнен в нескольких вариантах: постоянный магнит или магнитопровода.

Классификация магнитоконтактных извещателей

Извещатели, как и любое другое оборудование, подлежат стандартизации, и эта задача решена международным стандартом МЭК 62642-2-6. Его требования распространяются на магнитоконтактные извещатели, предназначенные для блокировки дверей, люков, окон, контейнеров.

Данный стандарт вводит четыре класса по степени риска для указанных датчиков: 1 – низкий риск, 2 – промежуточный между 1 и 3 классами риск, 3 – средний риск, 4 – высокий риск.

Приведенная классификация определяет критичные и некритичные параметры извещателя для каждого класса. Например, расстояния срабатывания и восстановления, защита от повреждения шлейфа сигнализации и полной потери питающего напряжения должны быть обязательными параметрами для всех четырех классов.

В Российской Федерации используются извещатели 1 или 2 класса международного стандарта МЭК 62642-2-6, то есть для них необязательна индикация обнаружения повреждения охраняемой конструкции, защита от постороннего магнитного воздействия, низкого питающего напряжения.

В Российской Федерации используются извещатели 1 или 2 класса международного стандарта МЭК 62642-2-6, то есть для них необязательна индикация обнаружения повреждения охраняемой конструкции, защита от постороннего магнитного воздействия, низкого питающего напряжения.

Требования к функциональности магнитоконтактных извещателей

Магнитоконтактные извещатели должны отвечать определенным требованиям по их функциональности, а именно:

• расстояние срабатывания исключает попытку проникновения злоумышленника через контролируемую конструкцию или перемещение предмета охраны, а также подмену частей извещателя без подачи тревожного сигнала;
• расстояние восстановления должно исключать ложное срабатывание извещателя. — относительное смещение блоков извещателя (соосность) не должно приводить к прекращению его работы;

Показатели функциональности магнитоконтактных извещателей зависят от типа датчика, его размеров, места установки, материала охраняемой конструкции.

Маркировка датчиков

Магнитоконтактный датчик имеет стандартизированное название – извещатель охранный точечный магнитоконтактный ИО. Далее следует цифровой код, характеризующий зоны обнаружения и принцип действия извещателя.

Например, извещатель магнитоконтактный ИО 102 (СМК) имеет маркировку ИО 102, говорящую о том, что данное оборудование относится к виду извещателей (буква И), используется в охранных системах (буква О), имеет точечную зону обнаружения (цифра 1) и магнитоконтактный принцип действия (цифры 0 и 2).

Выбор извещателя

Выбор такого оборудования, как извещатель охранный магнитоконтактный ИО, является важным шагом. Прежде всего, он должен соответствовать месту установку, материалу охраняемой конструкции, условиям содержания, а также вашим требованиям.

Если необходимо защитить отдельно стоящий предмет, то эту задачу выполнит извещатель охранный магнитоконтактный ИО 102-2 (кнопочный).

Датчик рассчитан на температуру воздуха от минус 40 до плюс 50 градусов Цельсия.

Также обращается внимание на характеристики геркона: они должны соответствовать вашим условиям.

Монтаж блоков извещателя

Извещатель точечный магнитоконтактный и шлейф сигнализации крепятся к поверхности охраняемой конструкции со стороны помещения. Управляющий элемент крепится, как правило, на перемещающейся части конструкции (дверь, форточка, крышка), а исполнительный блок со шлейфом сигнализации – на стационарной (дверной косяк, рама, корпус).

Способ крепления извещателя зависит от поверхности, на которой ведется его монтаж: на дереве – шурупами, на металле – винтами, на стекле – клеем «Контакт». Между блоками извещателя и монтажной поверхностью обязательно устанавливается диэлектрическая прокладка.

Описанный способ монтажа относится к открытому типу, но в некоторых случаях возникает необходимость в скрытом монтаже датчика. Для этого существуют извещатели цилиндрической формы. Сама форма датчика позволяет установить его скрытно от посторонних глаз и не нарушить интерьер помещения. Но этот тип монтажа имеет определенный недостаток: принципиально важно соблюдение соосности торцов исполнительного и управляющего элементов извещателя (в пределах 2-3 мм).

Саботаж датчиков и как с ним бороться

По мнению дилетантов, магнитоконтактные извещатели легко обходятся, то есть игнорируются. И делается это, по их мнению, с помощью внешнего сильного магнита. В реальности это далеко не так, особенно если речь идет о стальных конструкциях. В этом случае саботаж датчиков практически невозможен, так как сталь замкнет на себя действие внешнего магнита, и оно не достигнет исполнительного элемента.

В случаях с неметаллической конструкцией тоже не все просто: требуется определенная ориентировка внешнего магнита, в противном случае его воздействие на исполнительный элемент может вызвать размыкание геркона и срабатывание сигнализации.

Если эти доводы неубедительны, то существуют простые способы защиты от саботажа извещателей:

• применение двух комплектов магнитоконтактных датчиков с разнонаправленными магнитами, находящимися друг от друга около 15 мм и соединенных последовательно;
• использование дополнительного экрана в виде стальной пластины толщиной 0,5 мм и более;

Коротко о недостатках

Извещатель магнитоконтактный СМК имеет отдельные особенности исполнительного элемента, ограничивающие его применение:

• зависимость нажатия контактов от силы магнита управляющего элемента и тока управления;
• зависимость коммутационной способности от объема баллона геркона;

• длина контактов способствует их значительному дребезгу при вибрации и ударах;

Заключение

Магнитоконтактный извещатель ИО заслуженно считается самым простым и надежным средством защиты объектов и конструкций от злоумышленников. Существенным плюсом датчика является его дешевизна. Системам охраны, содержащим этот тип извещателей, отдается зачастую предпочтение. Сегодня существует множество охранных систем, созданных по инновационным технологиям, но магнитоконтактные извещатели остаются востребованными до сих пор.