Рту́тный выключа́тель (англ. Mercury switch), или датчик наклона — переключатель, который замыкает и размыкает электрическую цепь благодаря небольшому количеству жидкой ртути.
Описание
Ртутный выключатель представляет собой стеклянную герметичную колбу, содержащую шарик ртути и два (или более) электрических контакта. Помимо ртути, колба обычно наполняется инертным газом или вакуумируется. Гравитация смещает каплю ртути до самой низкой точки в оболочке. Когда переключатель наклонён в соответствующем направлении, ртуть касается контактов, замыкая цепь. Наклон переключателя в противоположном направлении наоборот, приводит к размыканию контактов.[1] Переключатель может содержать несколько контактных групп, позволяя осуществить замыкание разных пар контактов под разными углами.
Преимущества и недостатки
Преимущества
- Окисление контактов маловероятно;
- Разрыв электрической цепи происходит в герметичном объёме, поэтому искра не может воспламенить горючие газы, что является важным при работе оборудования во взрывоопасных местах;
- Контакты не изнашиваются и остаются чистыми вследствие постоянного обновления при каждом переключении;
- Ртуть имеет достаточно низкое сопротивление, поэтому переключатели такого типа могут работать на большом токе при относительно небольших размерах;[2]
- Коммутация выполняется очень тихо, поскольку контакты неподвижны.
Недостатки
- Ртутные переключатели имеют относительно низкую скорость переключения ввиду инерции ртутной капли, поэтому они не используются, когда необходимо обеспечить много рабочих циклов в секунду;[3]
- Переключатели такого типа чувствительны к гравитации, поэтому их не используют в портативных или мобильных устройствах, которые могут часто менять свою ориентацию;
- Соединения ртути являются очень токсичными, поэтому использование переключателей на их основе не разрешается во многих новых конструкциях;
- Стеклянная оболочка является хрупкой, и поэтому требует использования гибких проводников для предотвращения её повреждения;
- Капля ртути образует общий электрод, поэтому при многополюсном использовании электрические цепи не являются надежно изолированными друг от друга.
Применение
Ртутные переключатели ранее использовались в автомобилях для управления освещением (в частности, фар на крышке багажника), а также в антиблокировочных системах тормозов. С 2003 года применение переключателей на основе ртути в американских автомобилях было прекращено. Так же во времена Второй чеченской войны боевики часто применяли мины-сюрпризы с ртутным замыкателем в расчёте на то, что военнослужащие РФ их будут подбирать. В результате срабатывания подобных мин погибло несколько десятков военнослужащих, были случаи гибели самих боевиков.
Ртутные выключатели также используются в робототехнике[4], термостатах, системах управления полёта самолётов, в игровых контроллерах, видеокамерах и др[5].
Хранение
Ртутные выключатели желательно хранить завернутыми в пузырчатую плёнку в закрытых контейнерах. Нельзя использовать металлические контейнеры, поскольку ртуть может вступить в реакцию с металлом или протечь через швы.
Токсичность и содержание ртути
Поскольку ртуть является ядовитым тяжелым металлом, устройства, содержащие ртутные выключатели, должны рассматриваться как опасные отходы для утилизации. В таблице ниже представлена примерная количество ртути в ртутных переключателях различного типа.
| Типичное количество ртути в переключателях и реле различного типа[6] | |
|---|---|
| Тип | Содержание ртути, г |
| Датчики пламени | >1 |
| Поплавковые выключатели | 0,1 — 70 |
| Датчики наклона | 0,05 — 5 |
| Ртутные реле | 0,005 — >1 |
Примечания
- ↑ Fraden, Jacob. Handbook of Modern Sensors - Physics, Designs and Applications (3rd Edition)" (англ.). — Springer - Verlag, 2004. — P. 256—257.
- ↑ Martin J. Heathcote, «The J & P transformer book: a practical technology of the power transformer» Newnes, 2007 ISBN 0-7506-8164-0 p.285
- ↑ David W. Pessen, «Industrial automation: circuit design and components»,Wiley-IEEE, 1989 ISBN 0-471-60071-7, page 44
- ↑ Mercury switch tutorial (англ.). Society of Robots.com. Дата обращения: 6 августа 2015. Архивировано 4 августа 2015 года.
- ↑ Tilt Switches Information (англ.). GlobalSpec.com. Дата обращения: 6 августа 2015. Архивировано 20 июля 2015 года.
- ↑ IMERC Fact Sheet. Mercury Use in Switches & Relays (англ.). The Northeast Waste Management Officials' Association (январь 2014). Дата обращения: 6 августа 2015. Архивировано 7 сентября 2015 года.
Ссылки
 |
|---|
Эта страница в последний раз была отредактирована 27 августа 2023 в 15:19.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.