【発明の詳細な説明】
＜発明の技術分野＞
本発明は振動する環境で使用しても雑音発生の少い低
雑音水銀スイツチに関する。
＜従来技術とその問題点＞
従来より、微小電流回路の断続をおこなうために各種
のリード・リレーが賞用されてきた。
特に水銀プールに一方の電極をひたし、その電極に水
銀被膜を形成させるようにした水銀スイツチは、寿命、
開閉容量、チヤツタ特性に優れているので、その使用姿
勢の制限にもかかわらず多用されている。
図３は、従来より用いられている水銀スイツチの断面
図である。ガラス等の絶縁物製円筒型外囲器１の内部を
真空あるいは不活性ガス雰囲気とし、１対のリード電極
２、３の先端部を対向して封入する。外囲器１の内部に
水銀４を封入し電極２のみが接触するようにする。電極
２は水銀ぬれ性を有し、水銀被膜でおおわれる。電極
２、３を重力の方向とし電極２を下方になる姿勢で使用
する。
電極２、３は磁性を有する金属であり、外部磁界によ
つて、接点５が開閉する。
ところが、水銀４は水銀スイツチの振動による電極の
運動により移動し外囲器１の内面と摩擦をおこす。その
結果、外囲器１の内面に電荷の島を生ずる。この電荷の
島は水銀の移動により量的にも位置的にも変動する。従
つてこれらの島から発する電束が変化し、スイツチ周囲
の導電体間に変位電流を生ずる。
この現象は、高絶縁同軸ケーブルにおいて摩擦電気雑
音を発生する場合の現象と同じものと理解される。
第４図は、このような従来例の水銀スイツチを用いた
リレーの断面図を示している。水銀スイツチはテフロン
・チユーブ７に挿入され、リード電極２、３はリード電
極固定用絶縁物６でチユーブ７に固定される。チユーブ
７の外側はガード電極８で囲まれる。ガード電極の外側
に配置されコイル固定用絶縁物９で固定された駆動コイ
ル11に通電することにより、スイツチ接点５が開閉され
る。磁気シールド10は、コイルの漏洩磁束を低減するた
めのものである。
水銀４と外囲器１の内面の摩擦で生じた電荷の島は、
電極２近傍の外囲器内面に付着しており、電極２および
ガード電極８に達する電束を発生する。従つて、島の生
成消滅に伴つて電極２とガード電極８の間に電流が発生
する。この電流の大きさは、微小電流測定システムの空
冷フアンのわずかの振動によつても10pA程度に達する。
最近の微小電流測定では、1pA以下fAオーダの精度を要
求されるので、このような雑音電流は許容されない。
＜発明の目的＞
従つて、本発明の目的は振動環境下においても雑音発
生の無い低雑音水銀スイツチを提供することである。
＜発明の概要＞
本発明の１実施例では、スイツチの水銀４を囲む導電
体を配置し、水銀の移動によつて生じた電荷の島から生
ずる電束が外部に漏洩しないように、該導電体を水銀４
に導通させている。
＜発明の実施例＞
第１図は本発明の１実施例の低雑音水銀スイツチの、
第２図はそのスイツチを用いた水銀リレーのそれぞれの
断面図である。
第１図、第２図において、第３図、第４図と同じ機能
と性能を有する部材には、第３図、第４図におけると同
一の番号を付してある。
第１図において、導体12は電極２に接続され、外囲器
１を被つている。導体12によつて、水銀14と外囲器１の
内面の摩擦で生じた電荷の発生する電束が外部に漏洩し
ないようになされる。
第１図の水銀スイツチを実装した第２図のリレーで
は、前記電荷の発生する電束はガード電極８に達するこ
とはない。従つて雑音電流の発生もない。
本発明の他の実施例では、スイツチの外囲器１の内面
に導体12を設ける。導体12は、水銀が使用状態で接触す
る外囲器１の内面を含むように設けられるから、前記電
荷そのものの発生を抑止できる。
導体12は、金属箔でも蒸着金属膜でもよい。導体12が
外囲器１の内面に設けられる場合は、外囲器１の内面と
導体12の間隙を小さくし、その間隙に水銀が侵入しない
ようにする。
＜発明の効果＞
以上詳述した本発明の実施例からも明らかなように、
本発明の低雑音水銀スイツチでは、振動による雑音発生
がないから、水銀スイツチの他の特徴を維持しつつ微小
電流回路に使用することができる。さらに、リード電極
と外部導体間の容量が水銀の振動によつて変化すること
も防止される。従つて実用に供して有益である。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a low noise mercury switch that generates little noise even when used in a vibrating environment. <Prior Art and Its Problems> Various reed relays have been awarded for the purpose of intermittently connecting a minute current circuit. In particular, a mercury switch in which one electrode is immersed in a mercury pool and a mercury film is formed on that electrode has a
It has excellent opening and closing capacity and chatter characteristics, so it is widely used in spite of its limited use posture. FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventionally used mercury switch. The inside of the cylindrical envelope 1 made of an insulator such as glass is placed in a vacuum or an inert gas atmosphere, and the tip portions of the pair of lead electrodes 2 and 3 are sealed so as to face each other. Mercury 4 is enclosed inside the envelope 1 so that only the electrode 2 contacts. The electrode 2 has mercury wettability and is covered with a mercury coating. The electrodes 2 and 3 are used in the gravitational direction, and the electrode 2 is used in a posture in which the electrode 2 faces downward. The electrodes 2 and 3 are magnetic metals, and the contacts 5 are opened and closed by an external magnetic field. However, the mercury 4 moves due to the movement of the electrodes due to the vibration of the mercury switch and causes friction with the inner surface of the envelope 1. As a result, charge islands are generated on the inner surface of the envelope 1. These charge islands are changed both quantitatively and spatially by the movement of mercury. Consequently, the electric flux emitted from these islands is changed, resulting in a displacement current between the conductors around the switch. This phenomenon is understood to be the same as the phenomenon when triboelectric noise is generated in a highly insulated coaxial cable. FIG. 4 shows a cross-sectional view of a relay using such a conventional mercury switch. The mercury switch is inserted into a Teflon tube 7, and the lead electrodes 2 and 3 are fixed to the tube 7 with a lead electrode fixing insulator 6. The outside of the tube 7 is surrounded by the guard electrode 8. The switch contact 5 is opened and closed by energizing the drive coil 11 which is arranged outside the guard electrode and fixed by the coil fixing insulator 9. The magnetic shield 10 is for reducing the leakage magnetic flux of the coil. The island of charge generated by the friction between the mercury 4 and the inner surface of the envelope 1 is
It adheres to the inner surface of the envelope near the electrode 2 and generates an electric flux reaching the electrode 2 and the guard electrode 8. Therefore, a current is generated between the electrode 2 and the guard electrode 8 as the island is generated and disappears. The magnitude of this current reaches about 10 pA even with a slight vibration of the air-cooled fan of the micro-current measuring system.
In recent minute current measurement, an accuracy on the order of 1 pA or less and fA is required, and such a noise current is not allowed. <Object of the Invention> Accordingly, an object of the present invention is to provide a low noise mercury switch which does not generate noise even in a vibrating environment. <Outline of the Invention> In one embodiment of the present invention, a conductor surrounding the mercury 4 of the switch is arranged so that the electric flux generated from the island of charge generated by the movement of mercury does not leak to the outside. Mercury 4
It is conducted to. <Embodiment of the Invention> FIG. 1 shows a low noise mercury switch according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of each of the mercury relays using the switch. In FIGS. 1 and 2, members having the same function and performance as those in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals as those in FIGS. 3 and 4. In FIG. 1, the conductor 12 is connected to the electrode 2 and covers the envelope 1. The conductor 12 prevents the electric flux generated by the electric charges generated by the friction between the mercury 14 and the inner surface of the envelope 1 from leaking to the outside. In the relay shown in FIG. 2 in which the mercury switch shown in FIG. 1 is mounted, the electric flux generated by the electric charge does not reach the guard electrode 8. Therefore, no noise current is generated. In another embodiment of the present invention, the conductor 12 is provided on the inner surface of the switch envelope 1. Since the conductor 12 is provided so as to include the inner surface of the envelope 1 with which mercury contacts in use, generation of the electric charge itself can be suppressed. The conductor 12 may be a metal foil or a vapor-deposited metal film. When the conductor 12 is provided on the inner surface of the envelope 1, the gap between the inner surface of the envelope 1 and the conductor 12 is reduced to prevent mercury from entering the gap. <Effects of the Invention> As is apparent from the embodiments of the present invention described in detail above,
Since the low noise mercury switch of the present invention does not generate noise due to vibration, it can be used in a minute current circuit while maintaining other characteristics of the mercury switch. Furthermore, the capacitance between the lead electrode and the outer conductor is prevented from changing due to the vibration of mercury. Therefore, it is useful for practical use.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の１実施例の低雑音水銀スイツチの断面
図、第２図は第１図の低雑音水銀スイツチを用いた水銀
リレーの断面図、第３図は従来例の水銀スイツチの断面
図、第４図は第３図の水銀スイツチを用いた水銀リレー
の断面図。
1:スイツチの外囲器、
２、3:リード電極、4:水銀、
5:スイツチ接点、
6:リード電極固定用絶縁物、
7:テフロン・チユーブ、8:ガード電極、
9:コイル固定用絶縁物、
10:磁気シールド、12:導体。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a low noise mercury switch according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a mercury relay using the low noise mercury switch of FIG. 1, and FIG. Is a sectional view of a conventional mercury switch, and FIG. 4 is a sectional view of a mercury relay using the mercury switch of FIG. 1: Switch envelope, 2, 3: Lead electrode, 4: Mercury, 5: Switch contact, 6: Lead electrode fixing insulator, 7: Teflon tube, 8: Guard electrode, 9: Coil fixing insulation Thing, 10: magnetic shield, 12: conductor.