Ртутний вимикач

Рту́тний вимика́ч (англ. Mercury switch), або датчик нахилу — перемикач, який відкриває і закриває електричне коло завдяки невеликій кількості рідкої ртуті.

Ртутний перемикач на міліметровому папері.

Опис
Анімація роботи

Ртутний вимикач має дві чи більше пари електричних контактів, поміщених у скляну герметичну колбу, що містить кульку ртуті. Колба може також містити повітря, інертний газ чи вакуум. Гравітація постійно тягне краплю ртуті до найнижчої точки в оболонці. Коли перемикач нахилений у відповідному напрямку, ртуть торкається контактів, тим самим замикаючи їх. Нахил перемикача у протилежному напрямку призводить до розмикання контактів, які, у свою чергу, розмикають коло.[1] Перемикач може містити кілька наборів контактів, дозволяючи здійснити замикання різних пар контактів під різними кутами.

Переваги та недоліки

Переваги
  • окислення контактів малоймовірне;
  • переривання кола не викликає іскор, що є важливим при роботі обладнання у вибухонебезпечних місцях, оскільки іскра може запалити горючі гази;
  • контакти не зношуються і залишаються чистими внаслідок постійного оновлення при кожному перемиканні;
  • навіть невелика крапля ртуті має достатньо низький опір, тому перемикачі такого типу можуть працювати на великому струмі при відносно невеликих розмірах;[2]
  • комутація контактів виконується дуже тихо, оскільки немає ніяких контактів, що механічно замикаються.

Недоліки
  • ртутні перемикачі мають відносно низьку швидкість перемикання через інерцію ртутної краплі, тому вони не використовуються, коли необхідно забезпечити багато робочих циклів в секунду;[3]
  • перемикачі такого типу чутливі до гравітації, тому їх не використовують у портативних чи мобільних пристроях, які можуть часто змінювати свою орієнтацію;
  • сполуки ртуті є дуже токсичними, тому використання перемикачів на їх основі не дозволяється у багатьох нових конструкціях;
  • Скляна оболонка є крихкою, і тому вимагає використання гнучких провідників для запобігання її пошкодження;
  • Крапля ртуті утворює загальний електрод, тому при багатополюсному використанні електричні кола не є надійно ізольованими один від одного.

Застосування
У автомобільному транспорті

Ртутні перемикачі раніше використовувалися у автомобілях для керування освітленням (зокрема фар на кришці багажника), а також у антиблокувальних системах гальм. З 2003 року застосування перемикачів на основі ртуті в американських автомобілях було припинено.

Ртутні вимикачі також використовуються у робототехніці[4], термостатах, системах керування польоту літаків, у ігрових контролерах, відеокамерах тощо[5].

Зберігання

Ртутні вимикачі бажано зберігати загорнутими у пузирчату плівку у закритих контейнерах. Не можна використовувати металічні контейнери, оскільки ртуть може вступити у реакцію з металом чи протекти через шви.

Токсичність і вміст ртуті

Оскільки ртуть є отруйним важким металом, пристрої, що містять ртутні вимикачі, повинні розглядатися як небезпечні відходи для утилізації. В таблиці нижче подана приблизна кількість ртуті у ртутних перемикачах різного типу.

Типова кількість ртуті у перемикачах та реле різного типу[6]
Тип Вміст ртуті, г
Датчики полум'я >1
Поплавкові вимикачі 0.1 - 70
Датчики нахилу 0.05 - 5
Ртутні реле 0.005 - >1

Примітки
  1. Fraden, Jacob (2004). Handbook of Modern Sensors - Physics, Designs and Applications (3rd Edition). Springer - Verlag. с. 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. Процитовано 6 серпня 2015.
  5. Tilt Switches Information (англ). GlobalSpec.com. Процитовано 6 серпня 2015.
  6. IMERC Fact Sheet. Mercury Use in Switches & Relays (англ). The Northeast Waste Management Officials' Association. січень 2014. Процитовано 6 серпня 2015.

Посилання


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