Электромагнитный замок

Электромагнитный замок , магнитный замок или маглок — это запирающее устройство , состоящее из электромагнита и пластины якоря.

Операция

Принцип электромагнитного замка заключается в использовании электромагнетизма для блокировки двери под напряжением. Для достижения оптимальной работы удерживающая сила должна быть коллинеарна нагрузке, а пластина замка и якоря должны быть обращены друг к другу.

Магнитный замок основан на некоторых основных концепциях электромагнетизма . По сути, он состоит из электромагнита, притягивающего проводник с достаточно большой силой, чтобы предотвратить открытие двери. При более детальном рассмотрении устройство использует тот факт, что ток через одну или несколько витков провода (известных как соленоид ) создает магнитное поле. Это работает в свободном пространстве , но если соленоид обернут вокруг ферромагнитного сердечника, такого как мягкое железо, эффект поля значительно усиливается. Это связано с тем, что внутренние магнитные домены материала выравниваются друг с другом, что значительно увеличивает плотность магнитного потока.

Теория

Используя закон цепи Ампера , можно показать, что плотность магнитного потока $B$ индуцированный соленоидом эффективной длины $l$ с течением $I$ через $N$ петли задается уравнением:

B={\frac {\mu _{0}\mu _{r}IN}{l}}

Сила $F$ между электромагнитом и пластиной якоря с площадью поверхности $S$ воздействию электромагнита определяется уравнением:

F={\frac {B^{2}S}{2\mu _{0}}}

В обоих уравнениях $\mu _{0}$ представляет собой проницаемость свободного пространства и $\mu _{r}$ относительная проницаемость ядра.

Хотя фактические характеристики магнитного замка могут существенно отличаться из-за различных потерь (например, утечки потока между электромагнитом и проводником), уравнения дают хорошее представление о том, что необходимо для создания сильного магнитного замка. Например, сила замка пропорциональна квадрату относительной проницаемости магнитопровода. Учитывая, что относительная проницаемость материала может варьироваться от примерно 250 для кобальта до примерно 5000 для мягкого железа и 7000 для кремний - железа , выбор магнитного сердечника может, следовательно, иметь важное влияние на прочность магнитного замка. Также актуален выбор силы тока, количества витков и эффективной длины электромагнита. ^[1]

Техническое сравнение

Магнитные замки обладают рядом преимуществ перед обычными замками и электрозамками. Например, их долговечность и быстрота работы могут сделать их ценными в офисах с интенсивным движением транспорта, где необходима электронная аутентификация.

Преимущества

Дистанционное управление: магнитные замки можно включать и выключать удаленно, регулируя источник питания.
Простота установки: магнитные замки, как правило, легче установить, чем другие замки, поскольку в них нет соединяющихся частей.
Быстрота в эксплуатации: магнитные замки мгновенно разблокируются при отключении питания, что позволяет быстро их разблокировать по сравнению с другими замками.
Прочность: магнитные замки также могут меньше пострадать от нескольких ударов, чем обычные замки. Если магнитный замок взломать с помощью лома, он часто практически не повредит дверь или замок. В электромагнитном замке нет движущихся частей, которые можно было бы сломать.

Недостатки

Для обеспечения безопасности требуется постоянный источник питания.
Может обесточивать в случае отключения электроэнергии, отключая охрану
Дорого по сравнению с механическими замками.
Требуется дополнительное оборудование для безопасной работы.

Установка

Магнитный замок подходит как для распашных, так и для распашных дверей. Кронштейны (кронштейн L, кронштейн LZ, кронштейн U) используются для ориентации якоря для использования в обоих случаях. Заполнительные пластины также используются для обеспечения большой плоской монтажной площади на дверной раме, когда электромагнит больше, чем доступное монтажное пространство на дверной раме из-за геометрии рамы.

Магнитный замок всегда следует устанавливать на безопасной стороне двери. Большинство установок монтируются на поверхности. В целях безопасности магнитный замок, кабели и провода следует прокладывать через дверную раму или монтировать заподлицо с помощью проволочной планки.

Установка проста. В приложениях с поворотным механизмом электромагнит обычно устанавливается в углу открывания двери в верхней части двери. Магнитные замки также можно устанавливать вертикально в дверном проеме, если они оснащены полноразмерным корпусом. В этой конфигурации якорь закрепляется болтами через дверь и ориентируется так, чтобы соприкасаться с лицевой стороной электромагнита. Пластина якоря и электромагнит должны соприкасаться, чтобы обеспечить фиксирующую удерживающую силу.

В приложениях с выдвижным механизмом электромагнит обычно устанавливается сбоку от дверной перемычки. В этой конфигурации якорь установлен на Z-образном кронштейне, который ориентирует якорь для сопряжения с электромагнитом.

Магнитные замки почти всегда являются частью полноценной электронной системы безопасности . Такая система может просто состоять из подключенного считывателя карт-ключей или может быть более сложной, предполагающей подключение к центральному компьютеру, который контролирует безопасность здания. Независимо от выбора системы запирания, пожарная безопасность является важным фактором. ^[2]

Были разработаны и другие варианты и усовершенствования электромагнитных замков. Наиболее примечательным является замок на сдвиг, в котором якорь не отрывается напрямую от забоя, а вместо этого нагрузка сдвигается, как механический стопор. Сдвиговый магнитный замок позволяет двери качаться в обоих направлениях, в отличие от оригинального (и теперь повсеместного) типа прямого вытягивания, который обычно работает либо в конфигурации поворота, либо наружу. Чтобы придать сдвиговому магнитному замку соответствующую удерживающую силу, два штифта фиксируют якорь на самом магните и обеспечивают фиксацию магнита на месте.

Усовершенствованный электромагнитный замок «сдвига» был запатентован 2 мая 1989 года Артуром, Ричардом и Дэвидом Герингерами из Security Door Controls, фирмы по производству оборудования для контроля доступа. Устройство, изложенное в их конструкциях, по принципу действия было таким же, как современный магнитный замок, состоящий из электромагнита и пластины якоря. В патенте не было никаких упоминаний о методах изготовления электромагнита и подробно описывались несколько вариантов конструкции, в том числе тот, в котором использовалась подпружиненная пластина якоря, чтобы приблизить пластину якоря к электромагниту. Срок действия патента истек 2 мая 2009 года. ^[3]

Удерживающая сила

Магнитный замок представляет собой металлическую пластину, окруженную катушкой из проволоки, которую можно намагничивать. Количество витков определяет удерживающую силу, характеризующую замок:

Микроразмер: удерживающая сила 275 фунтов силы (1220 Н ).
Мини-размер: удерживающая сила 650 фунтов силы (2900 Н).
Размер миди: удерживающая сила 800 фунтов силы (3600 Н).
Стандартный размер: удерживающая сила 1200 фунтов силы (5300 Н).
Срезной замок: удерживающая сила 2000 фунтов силы (8900 Н).

В качестве замка для ворот используется электромагнитный замок стандартного размера.

Электрические требования

Мощность электромагнитного замка — постоянный ток (постоянный ток), около 5–6 Вт. ^[4] Ток составляет около 0,5 А при напряжении питания 12 В постоянного тока и 0,25 А при использовании 24 В постоянного тока (зависит от производителя и при наличии в блоке одной или двух катушек). Также рекомендуется убедиться, что магнитный замок имеет маркировку UL. Обычно электромагнитный замок имеет двойное напряжение 12/24 В постоянного тока. ^{[ нужна ссылка ]}. Если для преобразования мощности переменного тока используется выпрямитель, двухполупериодный мостовой выпрямитель следует использовать .

Безопасный против отказобезопасного

Электрические запирающие устройства могут быть либо «отказоустойчивыми», либо «отказобезопасными». Безопасное запорное устройство остается заблокированным при отключении питания. Безопасные запирающие устройства разблокируются при отсутствии напряжения. Электромагнитные замки прямого действия по своей сути безопасны. Обычно электромагнитная часть замка прикрепляется к дверной коробке, а ответная пластина якоря прикрепляется к двери. Оба компонента находятся в контакте, когда дверь закрыта. Когда на электромагнит подается напряжение, ток, проходящий через электромагнит, создает магнитный поток, который заставляет пластину якоря притягиваться к электромагниту, создавая запирающее действие. Поскольку площадь соприкосновения электромагнита и якоря относительно велика, сила, создаваемая магнитным потоком, достаточно велика, чтобы удерживать дверь запертой даже под нагрузкой.

Типичные однодверные электромагнитные замки предлагаются весом 600 фунтов. (2669 Н ) и 1200 фунтов. (5338 Н) динамическая удерживающая сила. «Отказоустойчивый» магнитный замок требует, чтобы питание оставалось заблокированным, и обычно не подходит для приложений с высоким уровнем безопасности, поскольку можно отключить замок, отключив электропитание. Несмотря на это, добавив к замку датчик магнитного соединения и используя источник питания с возможностью резервного питания от батареи, можно реализовать некоторые специализированные приложения с повышенным уровнем безопасности. Электромагнитные замки хорошо подходят для использования на дверях аварийного выхода, предназначенных для противопожарной безопасности, поскольку они не имеют движущихся частей и, следовательно, с меньшей вероятностью выходят из строя, чем другие типы электрических замков, например электрические замки .

Прочность современных магнитных замков сравнима с прочностью обычных дверных замков, и их обходится дешевле, чем использование обычных лампочек эксплуатация . В типовую электромагнитную систему запирания установлены дополнительные элементы разблокировки. Поскольку электромагнитные замки не взаимодействуют с рычагами или дверными ручками на двери, обычно рядом с дверью устанавливается отдельная кнопка разблокировки, отключающая питание замка. Эта кнопка обычно имеет таймер, который после нажатия кнопки удерживает замок разблокированным в течение 15 или 30 секунд в соответствии с пожарными нормами NFPA . Кроме того, согласно правилам пожарной безопасности требуется второй выпуск. ^[5] либо датчик движения, либо защитная дуга Для автоматического разблокирования двери со стороны выхода используется с внутренним переключателем.

История

Первый современный электромагнитный замок прямого действия был разработан Самнером «Ирвингом» Сапфирштейном в 1969 году. ^[6]^[7]^[8] для первоначальной установки на двери Монреальского форума . ^[9] Опасения местных властей по поводу запирания дверей на Форуме побудили руководство найти решение по запиранию, которое было бы безопасным во время пожара. Первоначально Сапфирштейн предложил использовать линейную стопку дверных держателей в качестве электромагнитного замка. Эти дверные держатели традиционно использовались для удержания дверей открытыми, но в этом случае Сапфирштейн считал, что их можно упаковать и адаптировать для работы в качестве надежного замка. После успешного прототипа и установки на Форуме Сапфирштейн продолжил развивать и совершенствовать конструкцию и основал компанию Locknetics для разработки аксессуаров и схем управления для электромагнитных замков.

В сложных деловых условиях Locknetics позже была продана компании Ives Door Hardware, а затем перепродана компании Harrow. ^{[ нужна ссылка ]} Намного позже это подразделение было снова продано компании Ingersoll Rand Security Technologies в 1999 году. ^[10] Подразделение было закрыто недавно, в 2007 году. ^[11] и переведен в другие подразделения Ingersoll Rand Security. Сотрудники, которые были связаны с деятельностью Locknetics, впоследствии основали другие компании по производству электромагнитных замков, включая Dynalock Corporation. ^{[ нужна ссылка ]}

Сапфирштейн продолжал разработку технологий электромагнитной блокировки в других компаниях, которые он инициировал, включая Dortronics (позже приобретенную Sag Harbour Industries). ^[12]), Delta Controls (сначала приобретенная компанией Lori Lock, а затем приобретенная Hanchett Entry Systems) и Delt-Rex Door Controls, все из которых располагались в Коннектикуте. Другие инженеры также покинули эти компании, чтобы основать собственные производственные фирмы по производству электронных замков, в том числе Highpower Security Products LLC в Меридене, штат Коннектикут. Позже были созданы многие другие фирмы как в США, Канаде, так и по всей Азии, чтобы создать дополнительные продукты для электромагнитных замков прямого действия.

Ссылки

^ Садику, М. Элементы электромагнетизма (3-е издание), Oxford University Press, 2001 ( ISBN 0-19-513477-X ).
^ Полная книга замков и слесарного дела (4-е издание), Билл Филлипс, McGraw-Hill Inc., 1995.
^ Герингер А. Герингер Р. Герингер Д. Электромагнитное устройство дверного замка , патент США 4826223 , 2 мая 1989 г.
^ «Магнитные замки» (PDF) . электроавтоматизация.co.uk . Проверено 22 февраля 2022 г.
^ «Требования к дверям с контролем доступа» . Март 2013.
^ «САФИРСТЕЙН - Некрологи Коннектикута» .
^ «Сафирштейн» . 16 августа 2017 г.
^ Герингер, Ричард. «Информационные документы: Магнитные замки» (PDF) . СДЦ Безопасность . Архивировано из оригинала (PDF) 29 марта 2017 года . Проверено 8 октября 2015 г.
^ «Все, что вам нужно знать о магнитных замках» . 17 августа 2015 г.
^ «История компании Ingersoll Rand» .
^ «Вопросы пользователей» .
^ «О нас | Sag Harbour Industries, Inc | Электрические катушки» .

[sadiku-1] Садику, М. Элементы электромагнетизма (3-е издание), Oxford University Press, 2001 ( ISBN 0-19-513477-X ).

[phillips-2] Полная книга замков и слесарного дела (4-е издание), Билл Филлипс, McGraw-Hill Inc., 1995.

[uspto-geringer-3] Герингер А. Герингер Р. Герингер Д. Электромагнитное устройство дверного замка , патент США 4826223 , 2 мая 1989 г.

[4] «Магнитные замки» (PDF) . электроавтоматизация.co.uk . Проверено 22 февраля 2022 г.

[5] «Требования к дверям с контролем доступа» . Март 2013.

[6] «САФИРСТЕЙН - Некрологи Коннектикута» .

[7] «Сафирштейн» . 16 августа 2017 г.

[8] Герингер, Ричард. «Информационные документы: Магнитные замки» (PDF) . СДЦ Безопасность . Архивировано из оригинала (PDF) 29 марта 2017 года . Проверено 8 октября 2015 г.

[9] «Все, что вам нужно знать о магнитных замках» . 17 августа 2015 г.

[10] «История компании Ingersoll Rand» .

[11] «Вопросы пользователей» .

[12] «О нас | Sag Harbour Industries, Inc | Электрические катушки» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

v т и Замки , слесарное дело , взлом замков , охранная сигнализация.
Fundamental concepts	Access control Authentication Key control Key duplication Key relevance Master keying Password Physical security Rekeying
Components and hardware	Bitting Interchangeable core Key blank Key code Key retainer Lockrod Lockset Bored cylindrical lock Mortise lock Rim lock Single-point locking Three-point locking
Keys	Berlin key Car key Keychain Skeleton key Smart key
Mechanical locks	Warded lock Pin tumbler lock Disc tumbler lock Lever tumbler lock Magnetic keyed lock Padlock Combination lock Rotary combination lock Time-delay combination locks Time lock Tubular pin tumbler lock Wafer tumbler lock
Electronic locks	Electromagnetic lock Electronic lock Electric strike Keycard lock
Other lock types	Bicycle lock Bramah lock Chubb detector lock Child safety lock Crash bar Dead bolt Door chain Kensington Security Slot Knox Box Latch Luggage lock Night latch Power door locks Protector lock Real-estate lock box Steering-wheel lock The Club
Lock picking	Lock bumping Locksport Slim Jim Snap gun
Security alarms	Alarm device Alarm monitoring center Car alarm Card reader Closed-circuit television Door security Dual loop Fingerprint scanner Glass break detector Heat detector Key switch Keypad Miniature snap-action switch Motion detector Occupancy sensor Passive infrared sensor (PIR) Perimeter intrusion detection Photoelectric sensor Piezo switch Pressure switch Proximity card Reed switch Tripwire Ultrasonic transducer Vandal-resistant switch Water detector Window security
Miscellaneous	Glossary of locksmithing terms Electromagnetic door holder Exit control lock John M. Mossman Lock Museum Key to the City Lock Museum Lock Museum of America Musée de la Serrure Puzzle lock
Category:Locksmithing Keys Locks Book

v т и Противопожарная защита
Fundamental concepts	Backdraft Boiling liquid expanding vapor explosion (BLEVE) Boilover Combustibility and flammability Conflagration Dangerous goods (HAZMAT) Deflagration Detonation Dust explosion Enthalpy of vaporization Explosive Fire class Fire control Fire loading Fire point Fire triangle Flammability diagram Flammability limit Flammable liquid Flashover Flash point Friction loss Gas leak Heat transfer Jet fire K-factor (fire protection) Pool fire Pyrolysis Spontaneous combustion Structure fire Thermal radiation Water pressure
Technology	Active fire protection Automatic fire suppression Condensed aerosol fire suppression Detonation flame arrester External water spray system Fire bucket Fire prevention Fire protection Fire retardant Fire-retardant fabric Fire retardant gel Fire-safe polymers Fire safety Fire sprinkler system Fire suppression system Firefighting foam Flame arrester Flame retardant Flashback arrestor Fusible link Gaseous fire suppression Hypoxic air technology for fire prevention Inerting system Intumescent Passive fire protection Personal protective equipment (PPE) Relief valve Spark arrestor Tank blanketing Vehicle fire suppression system
Building design	Annulus (firestop) Area of refuge Booster pump Compartmentalization (fire protection) Crash bar Electromagnetic door holder Electromagnetic lock Emergency exit Emergency light Exit sign Fire curtain Fire cut Fire damper Fire door Fire escape Fire extinguisher Fire hose Fire hydrant Fire pump Fire sprinkler Firestop Firestop pillow Firewall (construction) Grease duct Heat and smoke vent Occupancy Packing (firestopping) Penetrant (mechanical, electrical, or structural) Penetration (firestop) Pressurisation ductwork Safety glass Smoke control Smoke damper Smoke exhaust ductwork Smokeproof enclosure Standpipe (firefighting)
Fire alarm systems	Aspirating smoke detector Carbon monoxide detector Circuit integrity Explosive gas leak detector Fire alarm call box Fire alarm control panel Fire alarm notification appliance Fire drill Flame detector Heat detector Manual fire alarm activation Smoke detector
Professions, trades, and services	Duct cleaning Fire insurance Fire protection engineering Fireproofing Fire-resistance rating Fire Safety Evaluation System (FSES) Fire test Kitchen exhaust cleaning Listing and approval use and compliance Sprinkler fitting
Industry organizations	Fire Equipment Manufacturers' Association (FEMA) Institution of Fire Engineers (IFE) National Council of Examiners for Engineering and Surveying (NCEES) National Fire Protection Association (NFPA) Society of Fire Protection Engineers (SFPE) Underwriters Laboratories (UL)
Standards	CE marking EN 3 EN 54 EN 16034 Flame spread GHS hazard statements GHS precautionary statements Life Safety Code (NFPA 101) List of R-phrases List of S-phrases Safety data sheet UL 94
Awards	Arthur B. Guise Medal Harry C. Bigglestone Award
See also	Template:Fire Template:Firefighting Template:HVAC
Category Commons