Mercury switch

سوئیچ جیوه

سوئیچ جیوه

کلید جیوه ای یک کلید الکتریکی است که زمانی که مقدار کمی از جیوه فلزی مایع الکترودهای فلزی را برای بستن مدار به هم متصل می کند، مداری را باز و بسته می کند. چندین طرح اصلی مختلف وجود دارد (شیب، جابجایی، شعاعی، و غیره) اما همه آنها قدرت طراحی مشترک کنتاکت‌های سوئیچ غیر فرسایشی را دارند.
رایج ترین آنها کلید شیب جیوه ای است. هنگامی که به یک جهت نسبت به افقی کج می شود در یک حالت (باز یا بسته) و هنگامی که به جهت دیگر کج می شود در حالت دیگر قرار دارد. این همان چیزی است که ترموستات های سبک قدیمی برای روشن یا خاموش کردن بخاری یا تهویه مطبوع استفاده می کردند.
سوئیچ جابجایی جیوه از یک “پیستون” استفاده می کند که در حوضچه ای از جیوه فرو می رود و سطح ظرف را برای تماس حداقل با یک الکترود بالا می برد. این طرح در رله ها در کاربردهای صنعتی استفاده می شود که نیاز به تعویض بارهای جریان بالا دارند. این رله ها از سیم پیچ های الکترومغناطیسی برای کشیدن آستین های فولادی داخل ظروف مهر و موم شده هرمتیک استفاده می کنند.

شرح سوئیچ جیوه

کلیدهای جیوه ای دارای یک یا چند مجموعه تماس الکتریکی در یک پاکت شیشه ای مهر و موم شده هستند که حاوی مقدار کمی جیوه است. این پاکت همچنین ممکن است حاوی هیدروژن در فشار، گاز بی اثر یا خلاء باشد. جاذبه دائماً قطره جیوه را به پایین ترین نقطه در پاکت می کشد. هنگامی که سوئیچ در جهت مناسب کج می شود، جیوه مجموعه ای از کنتاکت ها را لمس می کند، بنابراین یک مدار الکتریکی کامل می شود. کج کردن سوئیچ در جهت مخالف جیوه را از آن مجموعه از کنتاکت ها دور می کند و آن مدار را می شکند.  سوئیچ ممکن است شامل چندین مجموعه از کنتاکت ها باشد که مجموعه های مختلف را در زوایای مختلف می بندد و به عنوان مثال امکان عملکرد تک قطبی، پرتاب دوبل (SPDT) را فراهم می کند.

Mercury switch
سوئیچ جیوه

 

مزایای سوئیچ جیوه

سوئیچ های جیوه ای دارای چندین مزیت نسبت به انواع دیگر سوئیچ ها هستند:

  • کنتاکت ها محصور هستند، بنابراین اکسیداسیون نقاط تماس غیرممکن است.
  • در مکان های خطرناک، قطع شدن مدار جرقه ای منتشر نمی کند که می تواند گازهای قابل اشتعال را مشتعل کند.
  • کنتاکت ها تمیز می مانند و حتی اگر قوس داخلی رخ دهد، سطوح تماس در هر عملیات تجدید می شوند، بنابراین فرسوده نمی شوند.
  • حتی یک قطره کوچک جیوه مقاومت کمی دارد، بنابراین سوئیچ ها می توانند مقادیر مفیدی از جریان را در اندازه کوچک حمل کنند.
  • حساسیت افت به گرانش یک عملکرد حسی منحصر به فرد را فراهم می کند و خود را به مکانیسم های ساده و کم نیرو برای عملکرد دستی یا خودکار می دهد.
  • سوئیچ ها بی صدا هستند، زیرا هیچ تماسی به طور ناگهانی به هم متصل نمی شود.
  • جرم قطره جیوه متحرک، جلوه ای از مرکز را ایجاد می کند تا هنگام کج شدن سوئیچ، از پچ پچ کردن جلوگیری شود.
  • پاکت می تواند شامل کنتاکت هایی برای دو یا چند مدار باشد.

معایب سوئیچ جیوه

سوئیچ های جیوه دارای چندین معایب هستند:

  • این تمایل وجود دارد که الکترود به طور متناوب تحت تأثیر گرمای شدید و نیروی مخرب قوس الکتریکی که هر زمان که مدار باز یا بسته می شود، آسیب ببیند، به ویژه اگر مدار تحت یک بار القایی بزرگ باز شود. مواد نسوز خاصی برای محصور کردن این الکترود برای کاهش این اثر استفاده شده است.
  • سرعت عملکرد نسبتاً آهسته آنها (به دلیل اینرسی افت جیوه) آنها را برای برنامه هایی که به چرخه های عملیاتی زیادی در ثانیه نیاز دارند، نامناسب می کند.
  • پاکت‌های شیشه‌ای و الکترودهای سیم ممکن است شکننده باشند و برای جلوگیری از آسیب به پاکت به سرنخ‌های انعطاف‌پذیر نیاز دارند.
  • قطره جیوه یک الکترود مشترک را تشکیل می دهد، بنابراین مدارها در یک کلید چند قطبی از یکدیگر جدا نمی شوند.
  • حساسیت آنها به گرانش ممکن است آنها را در دستگاه های قابل حمل یا موبایلی که می توانند جهت گیری یا ارتعاش را تغییر دهند نامناسب کند.
  • ترکیبات جیوه بسیار سمی هستند و در هر زنجیره غذایی تجمع می یابند، بنابراین کدهای ایمنی جیوه را در بسیاری از طرح های جدید حذف می کنند.

حسگر غلتکی

سوئیچ‌های شیب برای کاربردهایی مانند تجهیزات ساختمانی و وسایل نقلیه بالابر که در زمین‌های ناهموار کار می‌کنند، هشدار واژگونی یا واژگونی ارائه می‌دهند. چندین نوع غیر جیوه وجود دارد، اما تعداد کمی از آنها به دلیل حساسیت به شوک و ارتعاش، که باعث ترک کاذب می شوند، اجرا می شوند. با این حال، دستگاه های مقاوم در برابر ضربه و لرزش وجود دارد.

مصارف خودرویی

زمانی تولیدکنندگان خودرو از سوئیچ های جیوه ای برای کنترل روشنایی (به عنوان مثال چراغ های درب صندوق عقب)، کنترل سواری و سیستم های ترمز ضد قفل استفاده می کردند. اگر این سوئیچ ها به درستی جدا نشوند، خودروهای اسقاط شده می توانند جیوه را به محیط زیست نشت کنند. از سال 2003، خودروهای جدید ساخت آمریکا دیگر از سوئیچ های جیوه ای استفاده نمی کنند.

آلارم های سقوط

کارهای انجام شده در فضای محدود (مانند جوشکار داخل مخزن) نگرانی های ایمنی خاصی را ایجاد می کند. سوئیچ های شیب در صورت سقوط یک کارگر زنگ هشدار می دهند.

شاخص های نگرش هواپیما/ افق های مصنوعی

نشانگرهای نگرش الکتریکی معمولاً از سوئیچ های جیوه ای برای عمودی نگه داشتن محور ژیروسکوپ استفاده می کنند. هنگامی که ژیروسکوپ عمودی خاموش است، سوئیچ های جیوه ای موتورهای گشتاور را فعال می کنند که موقعیت ژیروسکوپ را به موقعیت صحیح باز می گرداند. (نشانگرهای نگرش هوا محور از یک اصل عملیاتی متفاوت استفاده می کنند.)

ترموستات ها

سوئیچ های جیوه زمانی در ترموستات های دو فلزی رایج بودند. وزن قطره جیوه متحرک مقداری پسماند را با درجه ای از عمل بیش از مرکز ایجاد کرد. فنر دو فلزی مجبور بود برای غلبه بر وزن جیوه بیشتر حرکت کند و آن را در حالت باز یا بسته نگه دارد. جیوه همچنین کلید روشن و خاموش مثبت را ارائه کرد و می‌توانست میلیون‌ها چرخه را بدون تخریب تماس تحمل کند.

زنگ های در

برخی از زنگ های درهای قدیمی، به عنوان مثال، شوروی ZM-1U4، از سوئیچ های جیوه ای به عنوان قطع کننده جریان استفاده می کنند.

سوئیچ های فشار

برخی از سوئیچ های فشار از لوله بوردون و سوئیچ جیوه ای استفاده می کنند. نیروی کوچک تولید شده توسط لوله به طور قابل اعتماد سوئیچ را به کار می اندازد.

فروشندگی

سوئیچ های جیوه ای هنوز در سیستم های الکترومکانیکی استفاده می شوند که جهت گیری فیزیکی محرک ها یا روتورها یک عامل است. آنها همچنین معمولاً در ماشین‌های فروش خودکار برای آلارم‌های شیب استفاده می‌شوند که وقتی کسی سعی می‌کند دستگاه را تکان دهد یا کج کند تا محصولی را بفروشد، تشخیص می‌دهند.

بمب ها

یک سوئیچ شیب می تواند یک بمب را راه اندازی کند. سوئیچ های شیب جیوه را می توان در برخی از فیوزهای بمب و مین های زمینی، به طور معمول به شکل دستگاه های ضد جابجایی، به عنوان مثال، گونه ای از مین VS-50، یافت.

 

دیدگاهتان را بنویسید