Ртутный выключатель

Рту́тный выключа́тель (англ. Mercury switch), или датчик наклона — переключатель, который замыкает и размыкает электрическую цепь благодаря небольшому количеству жидкой ртути.

Ртутный переключатель

Описание
Анимация работы

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 сработок 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
  1. Fraden, Jacob. Handbook of Modern Sensors - Physics, Designs and Applications (3rd Edition)" (англ.). — Springer - Verlag, 2004. — P. 256—257.
  2. Martin J. Heathcote, «The J & P transformer book: a practical technology of the power transformer» Newnes, 2007 ISBN 0-7506-8164-0 p.285
  3. David W. Pessen, «Industrial automation: circuit design and components»,Wiley-IEEE, 1989 ISBN 0-471-60071-7, page 44
  4. Mercury switch tutorial (англ.). Society of Robots.com. Дата обращения: 6 августа 2015.
  5. Tilt Switches Information (англ.). GlobalSpec.com. Дата обращения: 6 августа 2015.
  6. IMERC Fact Sheet. Mercury Use in Switches & Relays (англ.). The Northeast Waste Management Officials' Association (январь 2014). Дата обращения: 6 августа 2015.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.