Электромагнитный замок - Electromagnetic lock

О замке, использующем магнетизм и ключ, см. магнитный замок с ключом.

An электромагнитный замок, магнитный замок, или же маглок это блокирующее устройство который состоит из электромагнит и пластина арматуры. Есть два основных типа электрических запорных устройств. Запирающие устройства могут быть «отказоустойчивыми» или «отказоустойчивыми». Устройство блокировки с отказоустойчивостью остается заблокированным при отключении питания. Отказоустойчивые запорные устройства разблокируются при обесточивании. Электромагнитные замки прямого действия по своей сути являются отказоустойчивыми. Обычно электромагнитная часть замка прикреплена к дверной коробке, а ответная пластина якоря прикреплена к двери. Эти два компонента находятся в контакте, когда дверь закрыта. Когда электромагнит находится под напряжением, Текущий прохождение через электромагнит создает магнитный поток, который заставляет пластину якоря притягиваться к электромагниту, создавая блокирующее действие. Поскольку площадь сопряжения электромагнита и якоря относительно велика, сила, создаваемая магнитным потоком, достаточно велика, чтобы держать дверь запертой даже в условиях нагрузки.

Типичные однодверные электромагнитные замки предлагаются в обоих вариантах: 600 фунтов. (2669N ) и 1200 фунтов. (5338N ) динамические удерживающие способности. «Отказоустойчивый» магнитный замок требует питания, чтобы оставаться заблокированным, и обычно не подходит для приложений с высоким уровнем безопасности, потому что можно отключить замок, отключив подачу питания. Несмотря на это, добавив к замку датчик магнитной связи и используя источник питания с возможностью резервного питания от батареи, можно реализовать некоторые специализированные приложения с более высоким уровнем безопасности. Электромагнитные замки хорошо подходят для использования на дверях эвакуационных выходов, которые используются для обеспечения пожарной безопасности, поскольку они не имеют движущихся частей и, следовательно, с меньшей вероятностью выйдут из строя, чем другие типы электрических замков, такие как электрические удары.

Прочность сегодняшних магнитных замков сопоставима с прочностью обычных дверных замков, и они стоят меньше обычные лампочки работать. В типичную электромагнитную систему запирания устанавливаются дополнительные элементы разблокировки. Поскольку электромагнитные замки не взаимодействуют с рычагами или дверными ручками на двери, обычно рядом с дверью устанавливается отдельная кнопка разблокировки, которая отключает источник питания замка. Эта кнопка обычно имеет таймер, который после нажатия кнопки удерживает блокировку разблокированной в течение 15 или 30 секунд в соответствии с NFPA пожарные нормы. Кроме того, по пожарному кодексу требуется второй выпуск.^[1] Либо датчик движения, либо краш-бар с внутренним переключателем используется для автоматического отпирания двери со стороны выхода.

Магнитный замок с электронным управлением

История

Первый современный электромагнитный замок прямого действия был разработан Самнером «Ирвингом» Сапфирстайном в 1969 году.^[2][3][4] для первоначальной установки на двери в Монреальский форум.^[5] Обеспокоенность местных властей тем, что они запирали двери Форума, побудила руководство найти решение для запирания, которое было бы безопасным во время пожара. Первоначально Сафирштейн предложил использовать линейный набор дверных держателей для работы в качестве электромагнитного замка. Эти дверные держатели традиционно использовались для удержания дверей открытыми, но в этом приложении Сапфирштейн считал, что их можно упаковать и приспособить для работы в качестве отказоустойчивого замка. После успешного прототипа и установки на форуме, Сафирштайн продолжил развитие и улучшение конструкции и основал компанию Locknetics для разработки аксессуаров и схем управления для электромагнитных замков.

В сложных условиях ведения бизнеса Locknetics была позже продана компании Ives Door Hardware, а затем перепродана компании Harrow.^{[нужна цитата ]} Намного позже это подразделение было снова продано Ingersoll Rand Security Technologies в 1999 году.^[6] Подразделение было закрыто недавно в 2007 году.^[7] и переданы в другие подразделения Ingersoll Rand Security. Сотрудники, которые были связаны с деятельностью Locknetics, сформировали другие компании по производству электромагнитных замков, включая Dynalock Corporation.^{[нужна цитата ]}

Сафирштейн продолжал разрабатывать технологии электромагнитной блокировки в других компаниях, которые он инициировал, включая Dortronics (позже приобретенную Sag Harbor Industries.^[8]), Delta Controls (сначала приобретенная компанией Lori Lock Company, а затем приобретенная Hanchett Entry Systems) и Delt-Rex Door Controls, все из которых были расположены в Коннектикуте. Другие инженеры также покинули эти компании, чтобы создать свои собственные производственные предприятия по производству электронных замков, в том числе Highpower Security Products LLC в Меридене, Коннектикут. Позднее было создано множество других фирм как в США, Канаде, так и по всей Азии, чтобы предлагать дополнительные продукты для электромагнитных замков прямого действия.

Принцип

Принцип электромагнитного замка заключается в использовании электромагнетизма для запирания двери под напряжением. Удерживающая сила должна быть коллинеарен с грузом, а замок и пластина якоря должны располагаться лицом к лицу для достижения оптимальной работы.

Операция

Магнитный замок опирается на некоторые из основных концепций электромагнетизм. По сути, он состоит из электромагнит притягивание проводника с силой, достаточной для предотвращения открытия двери. При более подробном рассмотрении устройство использует тот факт, что ток через одну или несколько петель проводов (известный как соленоид ) создает магнитное поле. Это работает в свободное место, но если соленоид обернут вокруг ферромагнитный ядро, такое как мягкое железо эффект поля значительно усиливается. Это связано с тем, что внутренние магнитные домены материала выровнены друг с другом, что значительно увеличивает плотность магнитного потока.

Уравнения

С использованием Закон Био – Савара, можно показать, что плотность магнитного потока ${\displaystyle B}$ индуцируется соленоидом эффективной длины ${\displaystyle l}$ с током ${\displaystyle I}$ через ${\displaystyle N}$ петли задается уравнением:

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

Сила ${\displaystyle F}$ между электромагнитом и пластиной якоря с площадью поверхности ${\displaystyle S}$ подвергается воздействию электромагнита, определяется уравнением:

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

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

Хотя фактические характеристики магнитного замка могут существенно отличаться из-за различных потерь (таких как утечка потока между электромагнитом и проводником), уравнения дают хорошее представление о том, что необходимо для создания сильного магнитного замка. Например, сила блокировки пропорциональна квадрату относительной проницаемости магнитопровода. Учитывая относительную проницаемость материала, может варьироваться от 250 до кобальт примерно до 5000 за мягкое железо и 7000 для кремний -утюг поэтому выбор магнитного сердечника может иметь важное значение для прочности магнитного замка. Также актуален выбор тока, количества петель и эффективной длины электромагнита.^[9]

Техническое сравнение

Магнитные замки обладают рядом преимуществ перед обычными замками и электрозамками. Например, их долговечность и быстрая работа могут сделать их ценными в офисной среде с интенсивным трафиком, где необходима электронная аутентификация.

Преимущества

• Дистанционное управление: магнитные замки можно включать и выключать дистанционно, регулируя источник питания.
• Простота установки: магнитные замки, как правило, легче установить, чем другие замки, поскольку в них нет соединительных частей.
• Быстрое управление: магнитные замки открываются мгновенно при отключении электроэнергии, что позволяет быстро разблокировать их по сравнению с другими замками.
• Прочность: магнитные замки также могут меньше повреждаться от нескольких ударов, чем обычные замки. Если магнитный замок открыть с помощью лома, он часто почти не повредит дверь или замок. В электромагнитном замке нет движущихся частей, которые можно сломать.

Недостатки

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

Установка

Магнитный замок подходит как для распашных, так и для распашных дверей. Скобки (L-образный кронштейн, LZ-кронштейн, U-образный кронштейн) используются для ориентации арматуры для использования в обоих случаях. Заглушки также используются для обеспечения большой плоской монтажной области на дверной коробке, когда электромагнит больше, чем доступное монтажное пространство на дверной коробке из-за геометрии коробки.

Магнитный замок всегда следует устанавливать на защищенной стороне двери. Большинство установок устанавливаются на поверхность. В целях безопасности магнитный замок, кабели и провода следует проложить через дверную раму или установить заподлицо с помощью молдинга.

Установка проста. В приложениях с вращающимся механизмом электромагнит обычно устанавливается в открывающемся углу двери в верхней части двери. Маглоки также могут быть установлены вертикально в дверном проеме, если они укомплектованы полноразмерным корпусом. В этой конфигурации якорь прикручен к двери и ориентирован так, чтобы сопрягаться с лицевой стороной электромагнита. Пластина якоря и электромагнит должны соприкасаться, чтобы обеспечить удерживающую силу блокировки.

В системах с откидным верхом 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 полного электронного система безопасности. Такая система может просто состоять из прикрепленного считыватель ключей или может быть более сложным, включая подключение к центральному компьютеру, который контролирует безопасность здания. Независимо от выбора системы запирания, пожарная безопасность это важное соображение.^[10]

Были разработаны другие варианты и усовершенствования электромагнитных замков. Самым примечательным является блокировка сдвига, где якорь не отрывается напрямую от забоя, а вместо этого действует сдвигающая нагрузка, как механический упор. Сдвиговый магнитный замок позволяет двери поворачиваться в обоих направлениях, в отличие от оригинального (и теперь повсеместного) типа прямого вытягивания, который обычно работает либо в раскачивающейся, либо в раскачивающейся конфигурации. Чтобы придать сдвиговому магнитному замку соответствующую удерживающую силу, два штифта фиксируют якорь на самом магните и обеспечивают фиксацию магнита на месте.

Усовершенствованный «сдвигающийся» электромагнитный замок был запатентован 2 мая 1989 года Артуром, Ричардом и Дэвидом Герингер из компании Security Door Controls, производящей оборудование для контроля доступа. Устройство, изложенное в их конструкции, в принципе было таким же, как и современный магнитный замок, состоящий из электромагнита и пластины якоря. В патенте не упоминались методы изготовления электромагнита и подробно описаны несколько вариантов конструкции, в том числе один, в котором использовалась подпружиненная пластина якоря для приближения пластины якоря к электромагниту. Срок действия патента истек 2 мая 2009 года.^[11]

Удерживающая сила

Магнитный замок имеет металлическую пластину, окруженную катушкой с проволокой, которая может быть намагничена. Количество витков определяет удерживающую силу, которая характеризует замок:

• Микро размер: 275фунт-сила (1,220 N ) удерживающая сила.
• Миниатюрный размер: 650 фунтов-силы (2900 Н) удерживающая сила
• Размер Midi: удерживающая сила 800 фунтов (3600 Н)
• Стандартный размер: удерживающая сила 1 200 фунтов (5300 Н).
• Блокировка сдвига: удерживающая сила 2000 фунтов-силы (8900 Н)

Электромагнитный замок стандартного размера используется в качестве замка для ворот.

Электрические требования

Электромагнитный замок имеет мощность DC (постоянный ток), около 5-6 Вт.^{[нужна цитата ]} Ток составляет около 0,5 А при напряжении 12 В постоянного тока и 0,25 А при 24 В постоянного тока (зависит от производителя и наличия одной или двух катушек в блоке). Также рекомендуется убедиться, что магнитный замок имеет знак UL. Как правило, электромагнитный замок имеет двойное напряжение 12/24 В постоянного тока.^{[нужна цитата ]}. При использовании выпрямителя для преобразования переменного тока двухполупериодный мостовой выпрямитель должен быть использован.

Режимы применения

В целях безопасности электрические замки и электрические защелки может быть рассчитан на работу в одном из двух режимов:

Отказоустойчивый - для защиты людей: блокировка снимается при отключении электроэнергии.
Отказоустойчивый (также известный как безотказный) - для защиты собственности: Замок остается закрытым при отключении электроэнергии. Этот тип замка имеет цилиндр, аналогичный тем, что используются в обычных замках. Цилиндр делает возможным замок чтобы оставаться в безопасности, даже если питание отключено.

Электромагнитные замки обычно безотказны и должны соответствовать применимым противопожарным нормам, чтобы быть безопасными в аварийных ситуациях.

Рекомендации

1. https://www.constructionspecifier.com/code-requirements-for-doors-with-access-control/
2. https://connecticut.funeral.com/2017/08/21/saphirstein-2/
3. http://www.jewishledger.com/2017/08/saphirstein-2/
4. Геринджер, Ричард. «Официальные документы: магнитные замки» (PDF). SDC Безопасность. Получено 8 октября 2015.
5. https://unitedlocksmith.net/blog/everything-you-need-to-know-about-mintage-locks
6. https://company.ingersollrand.com/company/company-history.html
7. https://kc.allegion.com/kb/article/how-can-i-get-help-for-my-locknetics-products/
8. https://www.sagharborind.com/about-us.html
9. Садику, М. Элементы электромагнетизма (3-е издание), Oxford University Press, 2001 (ISBN  0-19-513477-X).
10. Полная книга замков и слесарного дела (4-е издание), Билл Филлипс, McGraw-Hill Inc., 1995.
11. Герингер А. Герингер Р. Герингер Д. Устройство электромагнитного дверного замка, Патент США 4826223, 2 мая 1989 г.