Жидкометаллическое коммутационное устройство

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение пои конструРШ&ЖШ: . 10 6 ировании аппаратуры технологической электродиагностики, например топологии печатных плат. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения двунаправленной коммутации и за счет создания линейки для матрицы. Разомкнутое состояние неподвижных контактных электродов (КЭ) 3 и 4 обеспечивается силами поверхностного натяжения электропроводной жидкости 7, содержащейся между КЭ 2 и 5. При смещении подвижного КЭ 5 в сторону выходной шины 10 или 11 замыкается зазор 8 или 9 и к выбранной шине подключается входной КЭ 2. Возврат в исходное состояние любого подвижного КЭ 5 после снятия управляющего воздействия осуществляется за счет энергии возвратной силы, накопленной в соответствующей жидкостной пружине растяжения . При этом разрываются соответствующие жидкостные контакты и восстанавливаются зазоры 8 и 9. 3 ил. со С 12 к ел Фаг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 01 Н 1/66, 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг, 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4693430/07 (22) 14.04.89 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов на- родного хозяйства при Совете Министров

ЛитССР и 1-е Вильнюсское профтехучилище (72) В.-С.С.Зарецкас, С.-Г,С,Зарецкас.

Л.Г.Бастина,А.Ю,Рушкис, P.À.Êðþãèøêèñ и.

В.Ф. Вайчюнас (53) 621.316.546.002,2 (088.8) (56) 1. Зарецкас B.— Ñ.Ñ. и др. Ртутные коммутирующие элементы для устройств автоматики. М.: Энергия, 1971, с. 32 — 33, 2, Авторское свидетельство СССР

N 1007139, кл. Н 01 Н 1/66, Н 01 Н 11/02, 1982. (54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение пои констру„„Я2„„1711245А1 ировании аппаратуры технологической злектродиагностики, например топологии печатных плат. Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения двунаправленной коммутации и за счет создания линейки для матрицы. Разомкнутое состояние неподвижных контактных электродов (КЭ) 3 и 4 обеспечивается силами поверхностного натяжения электропроводной жидкости 7, содержащейся между КЭ 2 и 5. При смещении подвижного КЭ 5 в сторону выходной шины

10 или 11 замыкается зазор 8 или 9 и к выбранной шине подключается входной КЭ

2, Возврат в исходное состояние любого подвижного КЭ 5 после снятия управляющего воздействия осуществляется за счет энергии возвратной силы, накопленной в соответствующей жидкостной пружине растяжения. При этом разрываются соответствующие жидкостные контакты и восстанавливаются зазоры 8 и 9. 3 ил, 1711245

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при конструировании аппаратуры технологической электродиагностики, например, топологии печатных плат.

Известны жидкометаллические коммутационные устройства, содержащие сферический подвижный контактный электрод и по обеим его сторонам расположенные штифтовые (стержневые) неподвижные контактные электроды, смоченные электропроводной жидкостью (1).

Недостатком известных коммутационных устройств является их непригодность для коммутационных матриц с высокой плотностью интеграции, Известны также миниатюрные групповые переключающие жидкостные коммутационные устройства, содержащие плоскослоистый многополостной баллон на двух уровнях расположенными ленточными неподвижными контактными электродами и сферические магнитоуправляемые подвижные контактНые электроды, образующие сдвиговый мостиковый жидкостной контакт с двойным разрывом цепи (2).

Недостатком известных устройств является их непригодность для использования в диагностических коммутационных матриц (из-за отсутствия устойчивого разомкнутого для всех цепей состояния) и недостаточной технологичности конструкции при повышенной степени интеграции коммутирующих контактов.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения двунаправленной коммутации и за счет создания линейки для матрицы.

Указанная цель достигается тем, что жидкометаллическое коммутационное устройство енабжено выходными жидкометаллическими контактными электродами и двумя общими шинами, причем шины являются стенками герметизированного баллона, каждый входной неподвижный контактный электрод выполнен в виде пластины с выемкой для подвижного контактного электрода, выходные неподвижные контактные электроды расположены симметрично относительно продольной оси герметизированного баллона с постоянным шагом и установлены попарно на противоположных шинах герметизированного баллона так, что образуют с подвижн ым контактным электродом разомкнутые контактные пары.

На фиг.1 показан единичный жидкост- . ный коммутационный элемент устройства,. поперечный разрез; на фиг.2 — линейка, вид

/ сверху, разрез; на фиг.3 — входной контактный электрод.

Жидкометаллическое коммутационное устройство содержит общий для всех

5 единичных переключающих на два направления жидкостных коммутационных эле- . ментов, расположенных в ряд (линейку), диэлектрический баллон 1 с неподвижными входными контактными электродами 2 по

10 числу единичных жидкостных коммутационных элементов и с выходными жидкостными полукапельными контактными электродами

3 и 4, размещенными с тем же шагом относительно подвижного контактного электрода 5

15 в каждой полости 6 герметизированного баллона 1, Подвижный контактный электрод 5 магнитоуправляемый и смоченный электропроводной жидкостью 7 (жидким металлом или другим составом), Выходные контактные

20 электроды 3 и 4 расположены симметрично относительно оси герметизированного баллона 1 и подвижного контактного электрода

5 и с зазорами 8 и 9 к нему соответственно.

При этом выходные контактные электроды 3

25 и-4 расположены с постоянным шагом и обьединены в две группы посредством общих выходных шин 10 и 11 соответственно, которые одновременно являются стенками полостей 6 герметизированного баллона 1, 30 расположенными вдоль линейки жидкостных коммутационных элементов устройства. Рабочий конец входного неподвижного контактного электрода 2 выполнен пластинчатым с выемкой, по крайней мере частично

35 охватывающим подвижный контактный электрод 5, и расположен плоскопараллельно относительно шин 10 и 11. Рабочий конец (кромка выемки) неподвижного входного контактного электрода 2 смочен электро40 проводной жидкостью 7, поэтому он с подвижным контактным электродом 5 образует неразрывный сдвиговой жидкостной контакт. Выходные неподвижные контактные электроды 3 и 4 с подвижным

45 контактным электродом 5 образуют разрывные исходно разомкнутые стыковые жидкостные. контакты, Полости 6 баллона 1 вакуумированы или наполнены инертным, или редуцирующим газом и

50 герметизированы посредством общей для линейки диэлектрической крышки

12.

Устройство работает следующим образом, 55 Разомкнутое состояние неподвижных контактных электродов 3 и 4 обеспечивается силами поверхностного натяжения электропроводной жидкости 7, содержащейся между контактными электродами 2 и 5. При смещении магнитоуправляемого подвижнос

1711245 го контактного электрода 5 управляющим воздействием от органолептического (ручного) или двигательного (электромагнитного) привода (не показано) в сторону выходной шины 10 или 11 им замыкается 5 зазор 8 или 9 соответствующего стыковогожидкостного контакта и подключается к выбранной шине входной контактный электрод 2. Одновременно деформируется поверхность электропроводной жидкости 7 10 в сдвиговом жидкостном контакте. При этом увеличивается площадь ее свободной поверхности и образуется противодействующая смещению подвижного контактного, электрода возвратная сила, т.е. электропро- 15 водная жидкость 7 используется в качестве возвратной пружины для подвижного электрода 5. При одновременном попарном смещении двух подвижных контактных электродов 5 в различных единичных жид- 20 костных коммутационных элементах линей--ки .жидкостного коммутационного устройства (или разных линеек матрицы) к разным выходным шинам 10 и 11 обеспечивается подключение к ним соответствую- 25 щих входных неподвижных, контактных электродов 2 различных единичных жидкостных коммутационных элементов — обеспечивается поочередное подсоединение по

s заданной программе к выходным шинам 10 30 и 11 в нужной последовательности и в нужной полярности отдельных диагностируемых участков электрических цепей или устройств, соединенных с входными неподвижными контактными электродами 2. Воз- 35 врат в исходное состояние любого подвижного контактного электрода 5 после снятия управляющего воздействия осуществляется за счет энергии возвратной силы, накопленной в соответствующей жидкост- 40 ной пружине растяжения (сдвиговом жидкостном контакте), При этом разрываются, соответствующие стыковые жидкостные контакты и восстанавливаются соответствующие зазоры 8 и 9. 45

Жидкостное коммутационное устройство может иметь любую длину и количество единичных коммутационных элементов B линейке. Оно является основной сборочной единицей при наборе из них малогабарит- 50 ных матричных. коммутаторов. Степень интеграции жидкостных коммутационных элементов в таких матрицах ограничивается в основном возможностью миниатюризации этих элементов и приводов к ним, а также значениями тока и мощности, необходимыми коммутировать или пропускать напряжения, Матрицу выполняют с шагом между входными контактными электродами 2,5 мм, пригодной для диагностики топологии печатных плат. Г ри этом до 10 раз экономится масса и объем адаптеров, отпадает необходимость в специальных программирующих платах, до 4 раз уменьшается количество переходных паянных соединений (повышается надежность), а также эксплуатационные затраты диагностической установки, до

16 раз увеличивается количество диагностируемых точек печатной платы.

Формула изобретения

Жидкометалличес кое коммутационное устройство, содержащее герметизированный баллон со стенками, выполненными из диэлектрического материала, установленные в нем неподвижные контактные электроды и подвижные контактные электроды, смоченные жидким металлом,,причем каждый подвижный контактный электрод выполнен в виде сферы, выполненной из ферромагнитного материала о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения двунаправленной коммутации и за счет создания линейки для матрицы, оно снабжено выходными жидкометаллическими контактными электродами и двумя общими шинами, причем указанные шины являются стенками герметизированного баллона, выходные жидкометаллические контактные электроды расположены симметрично относительно продольной оси герметизированного баллона с постоянным шагом и установлены попарно на противоположных шинах герметизирован ного баллона так, что образуют с подвижным контактным электродом замыкающие контактные пары, каждый неподвижный контактный электрод выполнен в виде пластины с выемкой для подвижного контактного электрода, является входными и образует с подвижным контактным электродом неразрывный жидкостной контакт„

Составитель В.Зарецкас

Редактор Н.Рогулич Техред М,Моргентал Корректор Л.Патай

Заказ 344 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101