리드 스위치(Reed Switch)는 비활성 가스를 충전한 유리관 속에 접점부분이 있는 스위치를 말한다. 코일에 전류를 흘리거나, 마그네틱(자석)을 가까이 갖다 대면 자력선은 자성체로 만들어진 리드 속에 좀 더 많이 통과하기 때문에 자기적 흡인력이 생겨 접촉하게 된다. 다른 곳에서 오는 신호에 의해 코일에 전류가 흐를 때 이것을 리드 릴레이라고 한다.
이 종류의 스위치는 접점의 동작, 복귀가 빠르고, 신뢰도가 높으므로 자동 전화교환기 등에 사용된다.
유리관 속에 밀봉된 2개의 자성 리드 조각은 보통은 스프링의 탄성에 의해 열린 상태로 되어 있다. 여기에 자석을 접근시키면 2개의 리드 조각을 통하여 자기회로가 되어 2개의 리드는 끌어당겨져 접점을 닫는다. 자석을 멀리하면 다시 탄성으로 인해서 원래의 열린 상태로 돌아간다. 스위치의 접촉부분에는 금도금이 베풀어지고, 유리관 속에는 불활성 가스가 밀봉되어 안정된 동작을 시키도록 되어 있다. 전류용량은 작다.
리드 스위치는 근접 스위치의 일종으로서 리드 스위치의 응용이 확대되어 누름 버튼 스위치, 근접 스위치, 서멀(thermal) 센서 등 온도 컨트롤에서 리드 릴레이에 이르기까지 폭넓게 사용되게 되었다.
리드스위치는 자력과 관계가 있다. 자력이 높으면 거리가 좀 더 멀어도 리드스위치가 동작되나, 자석의 자력이 낮으면 거리에 매우 신경을 써야 된다. 거리를 최소화하여 설치해야 되며, 자칫 스위치 오동작이 날수도 있다. 그리고, 자석이 리드스위치에 딱 중간에 위치해도 접점 동작이 안될 수 있다. 제품 설계 시 자석 위치도 고려해야 된다.
리드스위치는 1936년 미국의 Bell연구소의 W.B.ELLWOOD에 의해 최초 개발되었다.
1938년 동축 운송장치의 전환 스위치로 사용이 되면서 빠르게 리드스위치의 특성이 주목받기 시작되었으며, 1940년대 항공기,병기 등의 군수관계의 통신분야에 주로 사용이 되기 시작 현재에는 가전, 자동차 등 산업전반에 걸쳐 광범위하게 사용이 되고 있다.
사진을 보면 알겠지만 매우 단순한 구조이다. 유리관 내부에 두개의 전극이 서로 마주 보고있다. 유리관 내부는 불활성 가스가 봉입되어 있어 접점에 의한 방전현상이 발생하지 않도록 하고 있다.
두개의 전극은 일정한 간격을 두고 떨어져 있거나 붙어 있다.
떨어져 있는 경우는 자석이 가해지면 붙고 붙어있는 경우는 자석이 가해지면 떨어진다. 다시 말해 리드센서는 두가지의 타입이 있는데, 첫번 째는OFF 되어 있다가 자석의 힘에 의하여 ON 되는 경우이다. 두 번 째는 ON 되어 있다가 자석의 힘에 의하여 OFF 되는 경우입니다. 그리고 두 가지중 선택은 회로에 따라 설계자가 선택 할 뿐 이다.
- 리드편(리드 조각) : 두 리드편은 니켈 / 철(52% 니켈)의 합금으로 구성되어 있다. 자기장에 의해 영향을 받으려면 리드는 강자성이어야 한다.
- 유리 : 성형과정에서 유리 내부는 진공상태로 제작됨. 불활성 가스(보통 질소)를 충전. 유리관 안에는 접점의 손상을 막기 위해 불활성 가스 봉입. 접점은 로듐(Rh) 또는 루테늄(Ru)등으로 도금이 되어 있다. 고전압 스위칭(1000V초과)를 지원한다.
작동원리[편집]
리드스위치는 코일 혹은 영구자석에 의해 양쪽에 리드편에 N극과 S극이 유도되어 자기흡인력에 의해 작동을 한다. 또 자계가 소거되면 리드편의 탄성에 의해 접점이 복귀된다.
자석이 이격되어 있으면 전극은 OFF 되며, 자석이 가까워지면 전극은 ON이 되어 전류가 흐르게 되는 것이다.
리드 스위치의 응용 범위는 매우 넓다.
- 쉽게 방범용으로 사용되는 경우가 있다. 창문이 열리면 스위치가 닫혀 부저나 CCTV가 작동하는 방법으로 사용 가능하다. 이러한 경우 사용되는것이 마그네틱센서이다.
- 수위센서에 사용된다. 리드센서 외부에 수직으로 운동 가능하도록 자석을 설치하고 이 자석이 수위에 따라 움직이도록 하면 수위에 따라 반응하게 되는 방식이다.
- 자동차 및 일반 산업현장에서 많이 이용된다.(자동차의 속도센서, 근접센서, 레벨스위치 등)
- 자전거의 속도계를 만들 수 있다. 리드 센서를 자전거에 부착하고 휠에 자석을 부착하여 회전하게 하면 자전거 바퀴가 회전할 때 펄스가 발생되고 이 펄스 숫자를 계산하면 자전거의 속도를 측정할 수 있다.
동영상[편집]
참고자료[편집]
- 〈리드 스위치〉, 《센서용어사전》
- 〈리드 스위치〉, 《용어해설》
- makerjeju , "Reed Switch", 《티스토리》, 2019-03-19
- 부지런히 살자, 〈리드스위치,리드센서,마그네틱센서,침입탐지센서의 이해와 응용]〉, 《티스토리》, 2017-01-09
- 〈리드 스위치(Reed Switch)의 설명, 원리〉, TechBox, 2016-07-07
같이 보기[편집]
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