Mekanisk relæ ( eng. mekanisk relæ ) - et relæ, der reagerer på ændringer i mekaniske størrelser ( forskydning , hastighed , acceleration , flow , tryk , kraft , drejningsmoment , effekt ) eller mekaniske parametre for stoffer ( elasticitet , viskositet , tæthed , etc.) . I de fleste tilfælde er det en sensor af forskellige mekaniske størrelser, der har en relæudgang eller virker på relæelementerne.
Principperne for en mekanisk relæenhed kan være forskellige: mekanisk, akustisk, termisk, optisk, magnetisk, elektrisk, ved hjælp af radioaktive isotoper osv. Udgangssignaler kan være: elektriske ( DC eller AC ), pneumatiske, hydrauliske.
Bevægelsesrelæer, bygget på et mekanisk princip, er kontakter placeret enten på et givet punkt i banen [gennem kontakter, gennem kontakt (afbryder), gennem relæ] eller for enden af banen [begrænsningskontakter, endestop (afbryder), grænserelæ], som drives af en mekanisk pusher eller et led.
Mekaniske forskydningsrelæer, bygget på det akustiske princip, indeholder en emitter (mekanisk, magnetostriktiv, elektrostriktiv), som sender kontinuerlige eller pulserende signaler af en bestemt frekvens, og en modtager, der modtager disse signaler. Hvis fasen af et kontinuerligt akustisk signal dannet af en stående bølge eller tidspunktet for modtagelse af et pulseret akustisk signal falder sammen med de givne værdier, så konverteres det modtagne akustiske signal til et elektrisk signal i modtageren, forstærkes og føres igennem.
Mekaniske forskydningsrelæer, bygget på det termiske princip, bruger en ændring i varmeoverførslen af modtageren (eller en stigning i varmestrømmen til modtageren fra en ekstern kilde), når den bevægelige del af relæet (klap, væskesøjle osv.). ) når en forudbestemt position.
Mekaniske forskydningsrelæer, bygget på det optiske princip, bruger en skarp ændring i lysstrømmen , når den bevægelige del bevæger sig (for eksempel under optisk kontakt, når den mekaniske kontakt mellem to transparente prismer brydes, værdien af lysstrømmen , der passerer ind i det modtagende prisme ændrer sig skarpt) eller lukkeren forbundet med den, overlappende lysstrøm eller et spejl , der ændrer størrelsen af lysstrømmen , der falder ind på modtageren . I andre tilfælde bevæger kilden til lysfluxen sig på den bevægelige del og rammer modtageren, når den bevægelige del bevæger sig til en forudbestemt position.
Mekaniske forskydningsrelæer, bygget på det elektriske princip, reagerer på en skarp ændring i modstanden i det elektriske kredsløb, når den bevægelige del (klap, væskesøjle osv.) når et bestemt punkt på banen. Dette opnås enten ved direkte at lukke kredsløbet med den bevægelige del af relæet eller ved at afbryde strømmen af ioniske (f.eks. i en væske) eller elektroniske strømbærere, eller ved at ændre kapacitansen eller induktansen (og som et resultat heraf). , modstanden i vekselstrømkredsløbet), eller ved at ændre oscillationsfrekvensen eller afbryde generatorens svingninger .
Mekaniske bevægelsesrelæer, der anvender det magnetiske princip, har i det enkleste tilfælde kontakter med en ferromagnetisk ankerplade, som tiltrækkes af en magnet placeret på den bevægelige del , når den bevægelige del bevæger sig til en forudbestemt position, hvor kontakten skabes. I andre typer påvirker den magnetiske flux fra magneten placeret på den bevægelige del elektronstrømmen i modtageren, hvilket får den til at afvige og en skarp ændring i modstanden i det kontrollerede kredsløb. Der bruges også relæer, hvor en ændring i den magnetiske flux ved bevægelse af den bevægelige del forårsager en ændring i modstanden af halvlederplast (fra germanium , indiumantimon eller arsenindium ) eller udseendet af Hall EMF .
Mekaniske bevægelsesrelæer, der anvender radioaktive isotoper , bruger enten at blokere strømmen af α- , β- eller γ-stråling af en bevægelig del (spjæld, væskesøjle) eller bestråle en modtager placeret på et givet punkt på vejen med en strøm af α- , β- eller γ-stråling, hvis kilde er placeret på den bevægelige del.
Mekaniske niveauafbrydere er en modifikation af forskydningsrelæet. De bruger normalt en flyder som den bevægelige del. Virkningen af andre niveauafbrydere er baseret på en ændring i væsketrykket ( hvis densitet er kendt) på membranen placeret på bunden eller væggen af tanken.
Mekaniske hastighedsrelæer, bygget på et mekanisk princip, bruger, når de kontrollerer vinkelhastigheden af roterende dele, kræfterne af viskøs friktion mellem en roterende skive og en anden parallel skive, hvis rotationsvinkel afhænger af rotationshastigheden af den første skive og fjederens stivhed , snoet, når den anden skive drejes. Når den indstillede hastighed er nået, vil rotationsvinklen på den anden skive være tilstrækkelig til at lukke kontakterne. I andre typer mekaniske hastighedsrelæer er den roterende aksel forbundet med en centrifugalpumpe, hvis udgangstryk afhænger af akslens rotationshastighed. Mekaniske hastighedsrelæer er almindelige, hvor de belastninger, der divergerer under påvirkning af centrifugalkræfter, flytter koblingen forbundet med kontakterne.
Mekaniske hastighedsrelæer er meget udbredt, hvor kontakten lukker strømkredsløbet med hver omdrejning. Udgangssignalet i form af en pulsfrekvens, der ændrer sig proportionalt med værdien af hastigheden, konverteres ved modtagepunktet til en gennemsnitlig strømværdi, ved en vis værdi, hvoraf det modtagende (elektriske relæ) aktiveres.
Mekaniske hastighedsrelæer, der anvender det akustiske funktionsprincip, har en akustisk oscillationsgenerator, der sender kontinuerlige eller pulserende akustiske signaler. Frekvensændringen i modtageren med et kontinuerligt signal på grund af Doppler-effekten eller i tidsintervallet mellem to modtagne impulssignaler er proportional med hastigheden af det kontrollerede objekt.
Mekaniske hastighedsrelæer, baseret på det termiske driftsprincip, bruger en ændring i temperatur (og dermed modstand ) af en leder eller halvleder opvarmet af strøm afhængigt af hastigheden af vaskevæsken eller gasstrømmen.
Mekaniske hastighedsrelæer af det optiske driftsprincip har en disk med slidser, der afbryder lysstrømmen, eller med overflader, der reflekterer lysstrømmen. En del af pulserne af lysfluxen, der falder ind på modtageren, er proportional med hastigheden.
Mekaniske hastighedsrelæer, baseret på det elektriske driftsprincip, bruger EMF induceret i en leder, der bevæger sig i et magnetfelt . Strukturelt ser sådanne relæer ud som en lille generator ( tachogenerator ) jævn- eller vekselstrøm , i hvis belastningskredsløb et elektrisk relæ er placeret. I en anden almindelig type hastighedsrelæ skaber en roterende permanent magnet hvirvelstrømme i skiven eller cylinderen , som, i vekselvirkning med den permanente magnetflux , forårsager et øjeblik , der har tendens til at dreje skiven eller cylinderen i retning af magnetbevægelsen . Da skiven eller cylinderen holdes af en fjeder , er skivens eller cylinderens rotationsvinkel proportional med magnetens rotationshastighed.
Mekaniske hastighedsrelæer, der anvender radioaktive isotoper, har enten en skive, der afbryder strømmen af α- , β- eller γ-stråling, der falder på modtageren med en bestemt hastighed, eller en strålingskilde placeret på en roterende del, som bestråler modtageren for hver omdrejning. .
Mekaniske accelerationsrelæer er normalt baseret på bevægelsen af et fast eller roterende legeme, ophængt i en fjeder eller ophængt i en væske, når de udsættes for accelerationer.
Mekaniske strømningskontakter til væske eller gas, baseret på det mekaniske princip, bruger en spinner med spiralformede blade, hvis rotationshastighed er proportional med mængden af gas eller væske, der strømmer gennem røret. Omdrejningshastigheden måles ved hjælp af en kontakt, induktiv eller radioaktiv sensor og et elektrisk relæ, der reagerer på den gennemsnitlige strømværdi. Flowkontakten kan også bruge en ændring i differenstrykket, der opstår på begge sider af begrænsningen ( membran , Venturi-begrænsning osv.) i røret og er proportional med flowet. Når den indstillede værdi af differenstrykket er nået, aktiveres pressostaten.
Den mekaniske flowkontakt af det akustiske funktionsprincip inkluderer en akustisk oscillationsgenerator og to modtagere placeret langs røret på begge sider af generatoren. Ved et kontinuerligt signal måles faseforskellen af de svingninger, som opfattes af modtagerne, og ved pulserende signaler måles forskellen i pulsernes ankomsttidspunkt.
Mekaniske flowafbrydere med det termiske driftsprincip er bygget på samme måde som hastighedsafbrydere.
Mekaniske strømningskontakter af det elektriske driftsprincip for væsker (hovedsageligt ledende) bruger EMF induceret i væsken, når den strømmer i et magnetisk felt rettet vinkelret på rørledningens akse. EMF , taget fra elektroder placeret vinkelret på aksen af den magnetiske flux, er proportional med den gennemsnitlige væskestrømningshastighed og er med et konstant rørledningstværsnit proportional med strømningshastigheden. Det elektriske relæ ved udgangen aktiveres, når den indstillede EMF -værdi og dermed flowhastigheden er nået. Der er også mekaniske strømningskontakter, der bruger elektriske eller radioaktive metoder til at skabe ioniserede dele af gas og bestemme tidspunktet for overførsel af disse dele til en given afstand.
En mekanisk trykafbryder til en væske eller gas, baseret på det mekaniske driftsprincip, bruges både til at balancere trykket med en væskesøjle (væskekontaktmanometre , " ringskalaer ") eller en belastning (klokkekontaktmanometre), og reaktionskræfter af elastiske elementer (flade, bølgede eller bløde membraner, bælge , rørformede fjedre - en og multi-turn).
Mekaniske trykafbrydere af det akustiske driftsprincip bruger en ændring i lydens hastighed eller mængden af lydabsorption afhængigt af trykket i gassen.
Mekaniske trykafbrydere af det termiske driftsprincip bruger trykafhængigheden af gassens termiske ledningsevne og temperaturen forbundet med den og derfor modstanden af glødetråden eller termistoren , der er inkluderet i det elektriske relækredsløb. I en anden version bruges et termoelement , hvis temperatur på det varme kryds afhænger af gassens termiske ledningsevne bestemt af dens tryk.
Mekaniske trykafbrydere kan være baseret på en ændring i graden af gasionisering i mellemrummet mellem to elektroder. Ionisering af en gas er forårsaget af elektroner , der undslipper fra en katode opvarmet af strøm eller en strålingskilde af radioaktive partikler.
I mekaniske kraftrelæer baseret på det mekaniske princip omdannes kræfter til bevægelse ved hjælp af elastiske elementer (fjedre); endvidere dannes udgangssignalet på samme måde som for mekaniske forskydningsrelæer.
Mekaniske kraftrelæer baseret på elektriske principper anvender enten en ændring i modstanden af ledende og halvledermaterialer ( tensometre ) eller en ændring i den magnetiske permeabilitet af ferromagnetiske materialer under trykket af kompressions- eller trækkræfter, eller udseendet af ladninger på overfladerne af krystaller, der har piezoelektriske egenskaber .
Mekaniske momentrelæer bruger den gensidige forskydning af to systemer af strain gauge eller magnetiske elementer placeret side om side på akslen; denne forskydning opstår på grund af vridningen af akslen, gennem hvilken det målte moment overføres.
Mekaniske relæer, der reagerer på ændringer i materialers mekaniske egenskaber, såsom viskositeten af en gas eller væske, udføres på to skiver, hvoraf den ene roterer med konstant hastighed, og det øjeblik , der forårsager rotationen af den anden, placeret parallelt med den første, afhænger af viskositeten af gassen eller væsken placeret mellem dem . Et relæ, der reagerer på en væskes tæthed, kan laves svarende til en niveauafbryder, hvis højden af væskesøjlen er sikret (for eksempel ved at installere et drænhul på det ønskede niveau).