一种液态金属电路开关装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种液态金属电路开关装置，该装置包括气氛层、液态金属层、密闭腔体、两个电极、警示单元和无线传送单元；所述液态金属层和气氛层位于密闭腔体内，且所述气氛层位于液态金属层的上方；所述两个电极固定在密闭腔体的相对的两个内侧壁上，且液态金属层的液面与两个电极接触。所述警示单元和无线传送单元串联后，与所述密闭腔体内的两个电极以及液态金属层并联。本发明提供的液态金属电路开关装置能够安装在电器用品上,也可安装在医疗保健器械上；当电器用品倾倒时，使用人员可以及时赶到现场，避免火灾等事故的发生；当行动不便的老人或幼儿摔倒时，医护人员能够及时赶到现场参与救治。
【专利说明】一种液态金属电路开关装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关装置，尤其涉及一种液态金属电路开关装置。
【背景技术】
[0002]目前，在微型电子器件的科学研究中，液态金属由于其导电性、低熔点、高沸点以及流动性被广泛用作电极材料，越来越多的人重视到其功效及应用。因此如何巧妙的，更有效的利用液态金属的这些特性，显得尤为重要。当温度在常温到2400摄氏度时，液态金属镓为液体状态，其导电性优良，所以可以运用到液体开关装置中。
[0003]在人们的生产与生活之中，由于电器装置(如电暖炉、电烫斗等)的倾倒而引起的短路现象，极易造成火灾、人员电伤等意外状况，危害到使用人员的人身安全。此外，随着人口老龄化的日趋严重，老人的人口比例加大。结合一些医疗照护、养老院等机构，对于行动不便的老人，跌倒、摔伤等引起的意外伤害需要医护人员及时赶到现场参与救治，同时幼儿常见的跌倒受伤等状况，也急需看护人员赶到现场。目前市面上常见的防倾倒装置有利用加速度计做成的装置，但价格方面并不便宜。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明的目的在于提供一种液态金属电路开关装置，以克服现有技术中对于行动不便的老人、易摔倒的幼儿，医护人员不能及时赶到现场参与救治的问题，同时也解决了电气装置由于倾倒而造成意外事故的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供一种液态金属电路开关装置，该装置包括气氛层、液态金属层、密闭腔体、两个电极、警示单元和无线传送单元；
[0008]所述液态金属层和气氛层位于密闭腔体内，且所述气氛层位于液态金属层的上方；
[0009]所述两个电极固定在密闭腔体的相对的两个内侧壁上，且液态金属层的液面与两个电极接触。
[0010]所述警示单元和无线传送单元串联后，与所述密闭腔体内的两个电极以及液态金
属层并联。
[0011]进一步,所述气氛层填充的气体为空气和/或氮气和/或惰性气体。
[0012]进一步，所述气氛层为真空层。
[0013]进一步，所述液态金属层的金属为镓、铟、锡中的一种。
[0014]进一步，所述液态金属层的金属为由镓、铟、锡、锌、银、铋、镉、铜、铁形成的二元合金或多元合金。
[0015]其中，所述密闭腔体的材质为塑料、陶瓷、玻璃或铜。
[0016]其中，所述电极为固定在密闭腔体内的两根突出的导线，或两个片状或两个点状的导体。
[0017]进一步，所述电极的材质为铜或银。
[0018]其中，所述警示单元为电灯或扬声器。
[0019]其中，所述无线传送单元为蓝牙装置。
[0020](三)有益效果
[0021]本发明提供的液态金属电路开关装置能够安装在电器用品上，如电暖炉、电热瓶、熨斗或防倾倒等器件上；也可安装在医疗保健器械上，由于该装置的密闭腔体能够很容易的改变其状态(直立或倾倒)，而该装置又包括警示单元和无线传送单元；所以当电器用品倾倒时，使用人员可以根据警示讯号或者无线传送单元的远程传送及时赶到现场，避免火灾等事故的发生；当行动不便的老人或幼儿摔倒时，医护人员也可以根据警示讯号或者无线传送单元的远程传送及时赶到现场参与救治。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例的液态金属电路开关装置正置通路示意图。
[0023]图2为本发明实施例的液态金属电路开关装置倾倒断路示意图。
[0024]图中，1:气氛层；2:液态金属层；3:常闭腔体；4:电极；5:电灯；6:监牙装直；a:第一节点；b:第二节点。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明提供的液态金属电路开关装置的【具体实施方式】作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
[0026]如图1所示，本发明提供的液态金属电路开关装置包括气氛层1、液态金属层2、密闭腔体3、两个电极4、警示单元和无线传送单元。所述液态金属层2和气氛层I均位于密闭腔体3内，且所述气氛层I位于液态金属层2的上方。所述气氛层I填充的气体应该不会氧化其下方的液态金属层2的金属；例如，所述气氛层I填充的气体为空气和/或氮气和/或惰性气体；所述气氛层I也可以为真空层。所述液态金属层2的金属应满足导电性好、低熔点、高沸点、可流动的特点，如液态金属层2的金属为镓、铟、锡中的一种；也可以是由镓、铟、锡、锌、银、铋、镉、铜、铁等形成的二元合金或多元合金。
[0027]所述密闭腔体3的材质应该能够满足不与其内的液态金属反应的特点，也就是说密闭腔体3所选的材质为不易被液态金属腐蚀的材质；例如，所述密闭腔体3的材质采用塑料、陶瓷、玻璃、铜等；所述密闭腔体3的内壁需经过人工处理使其光滑，减小液态金属的流动阻力。所述两个电极4固定在密闭腔体3的相对的两个内侧壁上，且液态金属层2的液面与两个电极4接触,但两个电极4不浸入液态金属层2的液面下。所述电极4为固定在密闭腔体3内的两根突出的导线或两个片状或两个点状的导体或其他形状，其材质可以是铜或银。
[0028]所述警示单元和无线传送单元通过导线串联后，与所述密闭腔体3内的两个电极4以及液态金属层2并联。所述两个电极4分别外接导线(两个电极4外接导线的方式:导线穿过密闭腔体3的壁与电极4相连，且导线与密闭腔体3之间绝缘)，且与警示单元和无线传送单元串联后的两个导线接头分别形成第一节点a和第二节点b，电流方向为从第一节点a流向第二节点b。所述警示单元用于判断当前液态金属电路开关装置为通路或断路，当所述液态金属电路开关装置直立时，液态金属液面为水平，液态金属与电极4充分接触，此时液态金属电路开关装置为导通状态；当所述液态金属电路开关装置倾倒时，液态金属液面倾斜，液态金属与其中一个电极4分离，此液态金属电路开关装置为断路状态。所述警示单元的警示方式可采用声音、灯光、热或是数字显示方式，如警示单元为电灯5或扬声器；所述警示单元用于提醒距离所述液态金属电路开关装置距离近的人；所述无线传送单元可实时通过蓝牙装置6或是W1-Fi装置等无线传输器件传送到远程系统端进行显示，使距离所述液态金属电路开关装置远的人能够及时了解该装置的状态(直立或倾倒)，进而避免一些事故的发生。
[0029]所述液态金属电路开关装置可安装在电器用品上，如电暖炉、电热瓶、熨斗或防倾倒等器件上；也可安装在医疗保健器械上，当行动不便的老人或幼儿摔倒时，医护人员能够及时赶到现场参与救治。
[0030]以下金属元素前的数字均为该元素的质量分数，如75.5Ga-24.51η表示镓铟合金75.5Ga-24.51η中，镓的质量分数为75.5%，铟的质量分数为24.5%。
[0031]实施例1:
[0032]图1为本发明实施例的液态金属电路开关装置正置通路示意图；其中，所述气氛层I填充的气体为空气；所述液态金属层2的金属选用镓铟合金或镓铟锡合金，其成分为:75.5Ga-24.51η (熔点 16°C )、62.5Ga_21.5In_16Sn (熔点为 11°C)。在室温下，该合金始终维持液态，拥有良好的流动性和导电性。所述密闭腔体3的材质采用陶瓷，所述电极4的材质采用铜，在本实施方式中，所述警示单元为电灯5 ;所述无线传送单元为蓝牙装置6 ;由于两侧电极4都与液态金属接触，而液态金属为电导体，且其电阻率远小于一般的电阻器件，如本实施方式中的电灯5，所以此时电流走向为从第一节点a经过其中一个电极4再经过液态金属层2，然后再经过另一个电极4流向第二节点b，这样电灯5被短路，维持熄灭状态。
[0033]图2为本发明实施例的液态金属电路开关装置倾倒断路示意图；当本装置被安装到设备或人体上时，若设备或人体倾倒，密闭腔体3也发生倾倒。此时，一侧电极与液态金属保持浸润，而另一侧电极却与液态金属脱离，电路为断路。由此，电灯警示电路有电流通过，发出警示，并经由蓝牙装置6将讯号传送至远程系统。
[0034]实施例2:
[0035]按照实施例1的装置结构，仅将液态金属层的金属替换成为:镓金属(熔点29.760C),或者由镓、铟、锡、锌、银、秘、镉、铜、铁等形成的低熔点二元或多元合金，如:48.8Ιη-31.6Β?-19.6Sn (熔点 59。。)、61.7Ιη_30.8Β?-7.5Cd (熔点 62。。)、44In-42Sn_14Cd(熔点93°C)、90Sn-7.5Bi_2Ag_0.5Cu(熔点193°C )等。这样可以使得所述液态金属电路开关装置满足不同的工作温度的要求，并能够提高装置的多样性。
[0036]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范 围。
【权利要求】
1.一种液态金属电路开关装置，其特征在于，该装置包括气氛层(I )、液态金属层(2)、密闭腔体(3)、两个电极(4)、警示单元和无线传送单元； 所述液态金属层(2 )和气氛层(I)位于密闭腔体(3 )内，且所述气氛层(I)位于液态金属层(2)的上方； 所述两个电极(4)固定在密闭腔体(3)的相对的两个内侧壁上,且液态金属层(2)的液面与两个电极(4)接触。 所述警示单元和无线传送单元串联后，与所述密闭腔体(3)内的两个电极(4)以及液态金属层(2)并联。
2.根据权利要求1所述的液态金属电路开关装置，其特征在于，所述气氛层(I)填充的气体为空气和/或氮气和/或惰性气体。
3.根据权利要求1所述的液态金属电路开关装置，其特征在于，所述气氛层(I)为真空层。
4.根据权利要求1所述的液态金属电路开关装置，其特征在于，所述液态金属层(2)的金属为镓、铟、锡中的一种。
5.根据权利要求1所述的液态金属电路开关装置，其特征在于，所述液态金属层(2)的金属为由镓、铟、锡、锌、银、铋、镉、铜、铁形成的二元合金或多元合金。
6.根据权利要求1所述的液态金属电路开关装置，其特征在于，所述密闭腔体(3)的材质为塑料、陶瓷、玻璃或铜。
7.根据权利要求1所述的液态金属电路开关装置，其特征在于，所述电极(4)为固定在密闭腔体(3)内的两根突出的导线，或两个片状或两个点状的导体。
8.根据权利要求7所述的液态金属电路开关装置，其特征在于，所述电极(4)的材质为铜或银。
9.根据权利要求1所述的液态金属电路开关装置，其特征在于，所述警示单元为电灯(5)或扬声器。
10.根据权利要求1所述的液态金属电路开关装置，其特征在于，所述无线传送单元为蓝牙装置(6)。
【文档编号】H01H35/18GK103971987SQ201310039653
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2013年1月31日
【发明者】李皇德, 梅生福, 刘静 申请人:中国科学院理化技术研究所