Kielirele

Kielirele (kutsutaan joskus myös Reed-releeksi) on reletyyppi, joka käyttää sähkömagneettia ohjaamaan yhtä tai useampaa magneettikytkintä. Koskettimet ovat magneettista ainetta, ja sähkömagneetti toimii suoraan tarvitsematta ankkuria releen käyttöön. Koskettimet suojataan syöpymiseltä sulkemalla ne pitkään ja kapeaan lasiputkeen. Lasiputken sisällä vai olla useita magneettikytkimiä tai yhteen kelaan voidaan sijoittaa useita magneettikytkimiä, joita liikutetaan samanaikaisesti. Magneettikytkinten valmistus alkoi 1930-luvulla. 

Kielireleet toimivat paljon nopeammin kuin ankkureihin perustuvat releet, koska liikkuvat osat ovat pieniä ja kevyitä, vaikka kytkeminen on silti mekaanista. Kielireleet tarvitsevat vähemmän käyttötehoa ja niillä on pienempi koskettimien kapasitanssi kuin muilla sähkömekaanisilla releillä. Niiden suorituskyky on rajallinen, mutta ne sopivat kuiviin kytkinsovelluksiin, kun käytetään sopivia kosketinmateriaaleja. Kielireleet ovat mekaanisesti yksinkertaisia, mikä mahdollistaa luotettavuuden ja pitkäikäisyyden.

Käyttö muistilaitteena 
Muutamia miljoonia kielireleitä käytettiin 1930–1960-luvuilla muisteina Bell Systemin sähkömekaanisissa puhelinkeskuksissa. Usein käytettiin useita kielireleitä, joiden yksi magneettikytkin salpasi releen, ja muut olivat ohjaus- tai mustikäytössä. Suurin osa ristikytkinten kielireleistä pakattiin viiden ryhmiin 1940-1970-luvuilla. Tällainen "kielirelepakkaus" pystyi tallentamaan yhden desimaaliluvun, joka koodattiin kaksi viidestä -koodilla (10 vaihtoehtoa) käyttämällä lankajousireleohjausta helppoa kelpoisuuden tarkastusta varten. 

Sähköisesti salvattavat kielireleet vaativat jatkuvan tehon valmiustilassa, toisin kuin magneettisesti salvattavat releet kuten ferriittikielireleet tai myöhemmät remanenttikielireleet.

Käyttö ristikytkimenä 
Bell Systemin 1970-luvun SPC-puhelinkeskuksissa kielereleitä ei tarvittu enää muisteiksi, mutta kymmeniä miljoonia niitä pakattiin tauluihin, joissa niitä käytettiin äänipolun vaihdossa. 1ESS-kytkimen sydämet oli tehty jäännösmagneettisesta seosteesta, joten rele pystyi salpautumaan magneettisesti sähköisen salpautumisen asemesta. Tämä ferriittikielirelemenetelmä vähensi sähkönkulutusta ja mahdollisti molempien kosketinten käytön äänipolussa. Kelat johdotettiin samanaikaista virran valintaa varten samoin kuin ferriittirengasmuistissa, joten yhden ristipisteen kosketinten käyttö olisi vapauttanut toiset ristipisteet samalla rivillä ja sarakkeella. 

Jokaisella ryhmän syötöllä oli, paitsi kahdella puhejohdolla, P-johto kyseisen tason ristipisteiden ohjaamiseen. Kaksi kelaa jokaisessa ristipisteessä kytkettiin sarjaan kaikkien muiden saman tason kelojen kanssa P-johdolle. Jokaisella ryhmän lähdöllä oli myös P-johto, jossa oli kaksi kelaa jokaisessa lähdön tason ristipisteessä. Saman tason ohjaamat kaksi kelaa olivat eriarvoisia ja kielen vastakkaisista päistä purettuja, ja niiden napaisuudet olivat vastakkaiset. Kun sykäys meni ristipisteiden läpi, kaikkien kielten molemmat päät magnetoituivat pohjoisesta pohjoiseen tai etelästä etelään, jolloin ne hylkivät toisiaan ja avasivat kaikki ristipisteet paitsi valitun ristipisteen. 

Valitussa ristipisteessä oli sähkövirta, joka meni sekä syötön että lähdön P-johtojen läpi eli kaikkien neljän kelan läpi. Ferriittikielireleen jokaisen pään kelat varustettiin kahdella erilaisella P-johdolla, jotka olivat vastakkaisia toisilleen, ja suurempi niistä hallitsi, kun molemmat olivat jännitteellisiä. Kun toisessa päässä ferriittikielirelettä oli syötön P-johto ja toisessa lähdön P-johto, tämän tietyn kielireleen molemmat päät magnetoituivat pohjoisesta etelään, minkä seurauksena ne vetivät toisiaan puoleensa sulkien koskettimen. Virtaa käytti ainoastaan kytkennän asettava sykäysgeneraattori. P-johdot pysyivät kuivina ja ristipiste suljettuna, kunnes tehtiin toinen kytkentä jollekin tasoista. 

Koska yksittäiset ristipisteet olivat kalliimpia kuin ristikytkimet, kun taas ohjauspiiristö oli halvempi, kielireleryhmillä oli yleensä vähemmän ristipisteitä mutta enemmän releitä. Tämä edellytti niiden järjestämistä useampiin vaiheisiin. Esimerkiksi 1ESS-kielirelejärjestelmän välittämä puhelu meni tyypillisesti kahdeksan kytkimen läpi, kun taas tyypillisessä ristikytkimiä käyttävässä vaihteessa, kuten 5XB:ssä, se meni neljän kytkimen läpi. 

Myöhemmän 1AESS:n kielet olivat itsessään jäännösmagneettista ainetta, mikä mahdollisti pienemmän koon ja sähkönkulutuksen näille remanenttikielireleille. 1024:n 2-johtoisen ristipisteen "ristikko", joka järjestettiin kahdesta tasosta, joissa oli kahdeksan 8x8 kytkimen ryhmää, oli pakattu pysyvästi laatikkoon. Hopeapinnoitteen käyttö arvokkaampien metallien sijaan aiheutti sinetöidyistä koskettimista huolimatta sen, että kieliryhmät olivat epäluotettavampia kuin ristikytkimet. Yhden ristipisteen vikaantuessa koko laatikko jouduttiin vaihtamaan, ja korjaamaan joko paikallisella työstöpenkillä tai lähettämään korjaamolle. 

Stromberg-Carlson valmisti samanlaista ESC-järjestelmää, jonka kieliä kutsuttiin ristikieliksi. 

Kielireleitä käytettiin laajasti brittiläisissä TXE-perheen puhelinvaihteissa.

Muita käyttökohteita 
Kielireleet poistuivat käytöstä 1990-luvun puolivälissä, koska ne olivat tarpeettomia digitaalisissa puhelinjärjestelmissä kuten DMS-100:ssa ja 5ESS-kytkimessä. Kielireleiden käyttö on jatkunut puhelinteollisuuden ulkopuolella kuten itsetoimivissa koelaitteissa ja sähköisessä instrumentoinnissa niiden ilmatiiviyden, nopean toiminnan, pitkäikäisyyden ja kosketinten johdonmukaisen suorituskyvyn ansiosta. Kielireleitä käytetään myös lukuisissa radioaaltojen ja mikroaaltojen kytkentäsovelluksissa. Niitä käytetään myös sovelluksissa, jotka hyödyntävät niiden äärimmäisen pientä vuotovirtaa (femtoampeereiden luokkaa) kuten valonvahvistimissa ja muissa äärimmäisen pientä virtaa käyttävissä virtapiireissä. Magneettikytkimet voidaan valmistaa kestämään useita kilovoltteja, ja kielireleitä käytetäänkin suurjännitteisissä releissä kalliimpien rikkiheksafluoridi- ja tyhjiöreleiden tilalla. Erillisiä magneettikytkimiä käytetään myös kestomagneettien ohjaamina kulunvalvonnassa havaitsemaan esimerkiksi oven aukaisu.

Lähteet 

Kytkimet