什么是干簧管

        所謂的開關就是使電路開通或者使之斷路，所以除了之前用過的機械式switch，繼電器，電晶體等等，還有一種叫做干簧管，也稱之為磁簧開關(Magnetic Reed Switch)。干簧管（磁簧開關）是一個通過所施加的磁場操作的電開關。它于1936年由貝爾電話實驗室的沃爾特.埃爾伍德（Walter B. Ellwood）發明，他本人于1940年6月27日在美國申請專利，專利號為2264746。  基本型式是將兩片磁簧片密封在玻璃管內，兩片雖重疊，但中間間隔有一小空隙。當外來磁場時將使兩片磁簧片接觸，進而導通。 一旦磁體被拉到遠離開關，磁簧開關將返回到其原來的位置。

       由于干簧管的簧片都是密封在玻璃管內，所以簧片不會受到大氣侵蝕.相對于傳統的電子開關,干簧管的獨特的密閉封口結構使干簧管避免開關吸合時放電現象。

       干簧管的一個重要特性就是靈敏度，靈敏度決定需要多大的磁場可以驅動工作。靈敏度是用AT值來衡量的. AT值是線圈的匝數和線圈電流的乘積。商業級干簧管的典型的吸合值范圍是10到60 AT.AT值越小，干簧管的靈敏度越好。同理,擁有越小的干簧管,對磁場越靈敏。

干簧管(磁簧開關)原理

          干簧管的工作原理非常簡單，兩片端點處重迭的可磁化的簧片(通常由鐵和鎳這兩種金屬所組成的)密封于一玻璃管中，兩簧片呈交迭狀且間隔有一小段空隙(僅約幾個微米)，這兩片簧片上的觸點上鍍有層很硬的金屬，通常都是銠和釕，這層硬金屬大大提升了切換次數及產品壽命。玻璃管中裝填有高純度的惰性氣體(如氮氣)，部份干簧開關為了提升其高壓性能，更會把內部做成真空狀態。

          干簧片的作用相當與一個磁通導體。在尚未操作時，兩片簧片并未接觸；在通過永久磁鐵或電磁線圈產生的磁場時，外加的磁場使兩片簧片端點位置附近產生不同的極性, 當磁力超過簧片本身的彈力時，這兩片簧片會吸合導通電路；當磁場減弱或消失后,干簧片由于本身的彈性而釋放，觸面就會分開從而打開電路。

基本的全密封形態 Form A ( 常開 ) 磁簧開關的基本結構與組件

         以上描述的是Form A (常開 (N.O.)或單刀單擲 (SPST) 干簧開關。 Form B 是代表一個常閉開關，Form C (單向雙擲(SPDT))是代表一個開關帶有一個共用簧片，一個常開片和一個常閉片(見下圖)。

Form C (單刀雙擲 (SPDT) 三個簧片的磁簧開關的基本結構。

可切換的簧片，在沒有磁場時是與常閉片接觸，當足夠強度的磁場產生時,該簧片會移向常開片，而常開片與常閉片都是固定不動的。這兩固定片與可擺動切換的簧片均為鐵磁片，只是常閉的干簧片觸點表面部份是由非磁性的金屬熔焊于干簧片上的。置于磁場下時，兩旁位于常開與常閉的固定片具相同極性，且和可擺動簧片極性相反，常閉端的非磁性金屬會隔離磁通，因此當常開端與可擺動簧片之間的磁力夠大時, 擺動簧片將與常開片接觸閉合。

通常有兩種方式可以令干簧管（磁簧開關）的干簧片吸合：使用永久性磁鐵干簧開關在永久磁鐵產生的磁場下之基本操作情況，兩簧片呈相反極性而在兩簧片間產生足夠的吸力而互相接觸使用外加線圈

將磁簧開關放置在線圈中心軸位置，磁場在這部份是最強的
兩干簧片呈相反極性，在兩簧片間產生足夠的吸力而互相接觸

        如上圖所示，當有一個永久 磁鐵接近磁簧開關時，此兩片簧片會被磁化成可相互吸引的不同極性，當磁場夠大時，可讓兩簧片間產生足夠的吸引力而互相接觸。干簧片都是經過回火處理的，以 便消除剩磁，所以當磁場退去后，在干簧片上的磁場隨即消失。如果有任何殘留的磁力存在于干簧片上，干簧開關的特性就會改變，在制造過程中，適當的制程和退 火處理是非常重要的。

         根據干簧管的特性，磁簧開關可做成非常小尺寸體積的切換組件，并且切換速度非常快速、且具有非常優異的信賴性。永久磁鐵的方位和方向確定何時以及多少次開關打開和關閉。

干簧管（磁簧開關）分類

      干簧管與一般之繼電器最大不同之點如下：

• 電氣電路與磁場回路使用同一媒體(簧片)。

• 由于開關與線圈互相分離，故可利用永久磁場加以驅動，僅要將接點部封入時，極為容易進行。

種類依不同的觀點所分類如下：

按簧片開關以對大氣性分類

• 封入型

• 開放型

按接點構造分類

• A型：屬于經常開離型簧片開關。 在施加外部磁場時接點才閉合，而在平常時，保持開離狀態。

• B型：屬于經常閉合型簧片開關。 在施加外部磁場時接點才開離，而在平常時，保持閉合狀態。

• C型：轉接開關型。

按機能分類

• 非自行保持型：具有可依外部磁場之有無而起作用之特征(單穩定型)。

• 自行保持型：一但起作用以后，即使除掉外部磁場，仍可保持原來狀態(雙穩定型)。

按形狀分類

• 大型：玻璃管長30～60mm，玻璃管徑3.5～6mm。

• 中型：玻璃管長20～30mm，玻璃管徑2.5～3.5mm。

• 小型：玻璃管長5～20mm，玻璃管徑1.5～2.5mm。

另外，對于簧片之形狀，接點部之構造等，常有不同的設計，但只要是使用簧片，均屬于簧片開關之范圍。

干簧管應用

        干簧管在家電、汽車、通訊、工業、醫療、安防等領域得到了廣泛的應用。除此之外，還可應用于其它在傳感器及電子器件，如液位計、門磁、干簧繼電器等。

        我們在此簡單介紹四類產品及行業應用，以便大家更深入地了解：干簧管可用于簧片繼電器、油位傳感器和接近傳感器（磁性傳感器）。

干簧繼電器

        干簧管可應用于干簧繼電器。一個線圈內的一個或多個磁簧開關磁簧繼電器。 干簧繼電器工作電流時使用的是比較低的，并提供高運行速度，良好的性能，這是不可靠的切換由傳統的接觸，高可靠性和長壽命的非常小的電流。 在20世紀70年代和80年代，以百萬計的干簧繼電器，用于在電話交流 。 尤其是，它們被用來TXE在英國家庭的電話交流切換。 簧片觸點周圍的惰性氣氛中確保氧化將不會影響的接觸電阻。 有時使用水銀濕簧繼電器，尤其是在高速計數電路。

油位傳感器

        干簧管目前是各種車用油箱油位傳感器的極好替代品，目前現有的技術中，油（液）位傳感器共分兩類：一類是用滑動電位器為基本檢測元件，它是由浮子帶動電位器，再用歐姆表檢測其阻值，從而達到顯示油位的目的，但當油垢覆蓋電位器后，其阻值會發生變化，造成誤差太大，甚至不能使用，此類油箱傳感器成為壽命很短的易損件。

        另一類是用電感線圈為基本檢測元件。它是用浮子帶動電感線圈，改變震當電路的震蕩頻率，再通過頻率計檢測其頻率來測定油（液）位。但其結構復雜，調試麻煩，成本高，價格貴，不能被廣泛使用。所以，利用干簧管壽命長、動作安全可靠、無火花等特性生產的液位傳感器,是現用各種車用油箱油位傳感器的極好替代品。

磁性傳感器

        干簧管除了應用于干簧繼電器和傳感器外，干簧管（磁簧開關）被廣泛用于電路控制，尤其是在通信領域。磁簧開關磁鐵驅動中常用的機械系統， 接近傳感器 。 例子是門和窗傳感器在防盜報警系統和防篡改方法。

        筆記本電腦使用磁簧開關，把筆記本電腦的睡眠/休眠模式，當蓋子被關閉。 自行車車輪和汽車齒輪的轉速傳感器使用磁簧開關，簡單驅動每個車輪上的磁鐵時通過傳感器。 以前用于磁簧開關在計算機終端，其中每個鍵有一個磁鐵，通過按壓鍵致動的簧片開關的鍵盤;正在使用更便宜的開關。 電氣和電子踏板鍵盤所使用的管風琴 ， 電子琴玩家經常使用磁簧開關，接觸的玻璃外殼，保護其不受污垢，灰塵，和其他微粒。 它們也可能被用于控制潛水設備如手電筒或相機，它必須被密封，以保持加壓水。

        干簧管也能用于如電腦散熱風扇和磁盤驅動器。 由于便宜的霍爾效應傳感器面世，他們更換簧片開關，并給予較長的使用壽命。最近一個時期，固態霍爾效應傳感器已取代磁簧開關。

干簧管在高危環境的應用

       干簧管可以為高真空式或惰性氣體填充式，干簧管將控制電路通斷時觸點產生的火花封閉在管身內，使其完全與爆炸性氣體和煤塵隔絕，達到防止爆炸、提高安全系數的目的。

     干簧管的玻璃管內裝有兩根強磁性簧片，將此置于管內一端使之以一定間隙彼此相對。玻璃管內封入惰性氣體，同時觸點部位鍍銠或銥，以防止觸點的活性化。干簧管利用線圈或永磁體，為簧片誘導出N極和S極，后因這種磁性的吸引力而開始吸合。

       當解除磁場時，由于簧片所具有的彈性，觸點即刻恢復原狀并打開電路。隔爆型干簧管按鈕和開關適用于含有爆炸性氣體和煤塵的礦井，以及含有爆炸性氣體的工廠、船舶等危險場所，用做本質安全型控制電路和非本質安全型控制電路的控制之用。