專利名稱：用于檢測(cè)鐘表表殼的密封性的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確保鐘表表殼防水或相對(duì)于外界密封的裝置。本發(fā)明還涉及一種用于檢查這種表殼的防水性或密封性的方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)有人提出，使表殼內(nèi)的壓力大于大氣壓力，以防止比表殼內(nèi)壓力高的外部壓力導(dǎo)致水、蒸汽、氣體或灰塵滲入表殼(瑞士專利No.312740)。因此，表殼具有一可使惰性氣體在1.1到1.5倍的大氣壓力下被壓入其中的閥，和一可使手表的佩戴者知曉表殼內(nèi)的壓力的壓力計(jì)。
但是，壓力計(jì)是復(fù)雜、精密和昂貴的儀器，如果表殼的密封裝置失效，則像機(jī)芯一樣，該壓力計(jì)容易損壞，這會(huì)大大增加維修費(fèi)用。
為了解決這些問(wèn)題，已有人提出(瑞士專利No.544959)用一裝置來(lái)代替壓力計(jì)，該裝置還可用于檢查表殼內(nèi)的超壓，該裝置包括一雙穩(wěn)態(tài)可彈性變形的薄膜，該薄膜以氣密的方式將表殼與一其中具有不同壓力的封閉空間隔開，以及用于使使用者能夠看見該薄膜的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)中的一個(gè)或另一個(gè)的部件。
上述類型的裝置的優(yōu)點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單并非常堅(jiān)固，并且比壓力計(jì)便宜。但是這種裝置的缺點(diǎn)是，提供與例如報(bào)警燈所提供的信息相似的唯一類型(all or nothing)的信息。因此，當(dāng)表殼內(nèi)的超壓已降低一預(yù)定值時(shí)，該裝置只是從其第一穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到其第二穩(wěn)定狀態(tài)，處于該第二穩(wěn)定狀態(tài)是向手表的佩戴者表明該手表存在防水性問(wèn)題。因此，該手表很可能存在防水性問(wèn)題，但是很可能其中的超壓沒(méi)有達(dá)到觸發(fā)該檢查防水性品質(zhì)的裝置所必需的閾值。因此在手表的佩戴者不知情的情況下，機(jī)芯可能被損壞。此外，必須在高于該檢查裝置的觸發(fā)閾值的預(yù)定的壓力下將惰性氣體壓入表殼內(nèi)，這需要合適的工具，但并不是所有鐘表商都有該工具。最后，由于環(huán)境壓力的變化會(huì)影響表殼內(nèi)的空氣的壓力，因此由這種裝置進(jìn)行的測(cè)量可能是錯(cuò)誤的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)提出一種用于監(jiān)測(cè)表殼防水性的裝置來(lái)克服除了其它缺陷以外的上述缺陷，一旦該表殼的防水性開始出現(xiàn)缺陷該裝置就可以提醒用戶。
因此，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測(cè)一電子表的殼體的裝置，該電子表包括一用于生成標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的時(shí)基和一用于根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)確定時(shí)間的中央處理單元，其特征在于，該裝置包括一能夠測(cè)量一種氣體在該殼體所包含的氣氛中的濃度變化的電子傳感器，該電子傳感器的測(cè)量結(jié)果由該中央處理單元進(jìn)行處理，該中央處理單元響應(yīng)該測(cè)量信號(hào)，并在必要時(shí)發(fā)出一聽覺(jué)或視覺(jué)警報(bào)信號(hào)。
通過(guò)這些特征，本發(fā)明提供了一種用于即刻提醒手表的佩戴者他的手表表殼存在防水性缺陷的裝置。實(shí)際上，一旦手表的防水性有缺陷，就會(huì)使周圍空氣和表殼內(nèi)所包含的氣氛之間發(fā)生氣體交換，并伴隨著氣體在所述表殼所包含的氣氛中的濃度的降低，該降低(情況)被傳感器檢測(cè)到。由于被快速地提醒其手表的防水性降低，所以手表的使用者可將該手表送到鐘表商那里，該鐘表商可將手表放置在一真空鐘罩下面以檢測(cè)該手表并在必要時(shí)進(jìn)行修理。從而可大大減小手表機(jī)芯被損壞的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，該氣體傳感器與手表的電子裝置相結(jié)合操作，在必要時(shí)使用這些裝置以生成一聽覺(jué)或視覺(jué)警報(bào)。因此，不需要在表殼中容納另外的電子元件，這樣可大大節(jié)省元件成本和組裝時(shí)間，并且還可節(jié)省表殼內(nèi)的空間。
根據(jù)本發(fā)明的一附加特征，該氣體傳感器包括一差分式測(cè)量電橋。這種類型的電路可靠、緊湊并且消耗較少的電能，因?yàn)樵撾娐穬H以固定的時(shí)間間隔在短時(shí)間內(nèi)接通。此外，該電路不包括任何活動(dòng)部件，這進(jìn)一步增加了其可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，該表殼所包含的氣氛中的該氣體是導(dǎo)熱性與空氣不同的惰性重氣體，例如二氧化碳。在觀察到手表的防水性降低并且隨后進(jìn)行修理后，該手表可由從事商業(yè)的鐘表商很容易地恢復(fù)正常狀態(tài)。實(shí)際上，當(dāng)表殼仍然敞開時(shí)，只需要向其中引入其濃度變化必須被監(jiān)測(cè)的惰性重氣體即可。因此，在(惰性氣體為)二氧化碳的情況下，該氣體可以容易地從空氣罐得到，不需要專用的工具。在已經(jīng)用氣體完全或部分地填充該表殼之后，只需要密封該表殼而不必?fù)?dān)心所述氣體的濃度，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的裝置使用相對(duì)濃度值而不是絕對(duì)(濃度)值。
使用惰性氣體還有其它優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)槎栊詺怏w是中性的，所以它不會(huì)與手表元件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而其在表殼所包含的氣氛中的濃度的變化可如實(shí)地反映表殼和環(huán)境空氣之間發(fā)生的氣體交換。當(dāng)然，所選擇的惰性氣體必須不能是有毒的或在空氣中廣泛分布的，即惰性氣體在殼體中的濃度必須高于其在空氣中的濃度。
根據(jù)一種變型，可通過(guò)閥將惰性氣體壓入殼體內(nèi)。當(dāng)希望將一種比空氣輕的惰性氣體，例如氦壓入表殼內(nèi)時(shí)，這一變型尤其有利。實(shí)際上，用這種惰性輕氣體填充該表殼，不能僅僅通過(guò)打開表殼并使用噴霧罐進(jìn)行填充，因?yàn)樵摎怏w會(huì)逸散。此外，氦的導(dǎo)熱系數(shù)是環(huán)境空氣的導(dǎo)熱系數(shù)的十倍，這樣可增加檢測(cè)靈敏度。此外，輕氣體例如氦更容易擴(kuò)散，這進(jìn)一步有利于增強(qiáng)檢測(cè)靈敏度。
本發(fā)明還涉及一種監(jiān)測(cè)鐘表表殼的防水性的方法，該方法的特征在于包括以下步驟-將一種具有一初始濃度的氣體引入該殼體所包含的氣氛中；-測(cè)量所述氣體的初始濃度；-連續(xù)地或間斷地測(cè)量該氣體的濃度，以及-當(dāng)該測(cè)量到的氣體濃度與所述氣體的初始濃度不同或當(dāng)該漏泄率超過(guò)一預(yù)定值時(shí)，生成一警報(bào)。


從下面對(duì)根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)裝置的詳細(xì)說(shuō)明可以更清楚地看到本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，該示例僅作為非限制性的舉例并結(jié)合附圖給出，其中-圖1是配備有根據(jù)本發(fā)明的防水性監(jiān)測(cè)裝置的腕表的橫截面圖；-圖2是圖1中所示的表殼在使用一噴霧罐填充氣體時(shí)的視圖；-圖3是配備有一用于將氣體壓入表殼內(nèi)的閥的手表的視圖；以及-圖4是手表的氣體傳感器和中心處理單元的電子圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明源于測(cè)量表殼內(nèi)所包含的氣氛中的一種氣體濃度的變化的總的發(fā)明思想。一旦檢測(cè)到氣體濃度減小，就產(chǎn)生警報(bào)以提醒手表的佩戴者該手表的防水性存在缺陷。與主要是在表殼內(nèi)形成超壓并監(jiān)測(cè)該超壓出現(xiàn)的任何降低的現(xiàn)有技術(shù)的已知解決方案相比，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是并不形成僅在被監(jiān)測(cè)的參數(shù)達(dá)到一觸發(fā)閾值時(shí)才提供信息的唯一類型的系統(tǒng)，相反地，本發(fā)明提供一種非常靈敏的系統(tǒng)，只要手表開始顯示防水性降低的信號(hào)，該系統(tǒng)就提醒手表的佩戴者。此外，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)測(cè)量一相對(duì)值而不是絕對(duì)值。因此，不必將氣體的初始濃度固定為一預(yù)定值，因?yàn)橹挥性摮跏紳舛鹊闹当仨毷且阎摹Ｗ詈?，根?jù)本發(fā)明的裝置是被動(dòng)型的裝置，從而它不包括任何活動(dòng)部件，因而非?？煽?。
下面將結(jié)合腕表型的鐘表說(shuō)明本發(fā)明。當(dāng)然，本發(fā)明不局限于這種手表，它同樣可用于測(cè)量任何類型的鐘表的防水性降低的情況。
本專利申請(qǐng)所附的圖1是一配備有根據(jù)本發(fā)明的氣體檢測(cè)裝置的鐘表的橫截面圖?？傮w上用總的參考標(biāo)號(hào)1表示的該鐘表常規(guī)上包括一殼體2，該殼體具有限定該殼體2的下部的一中部4和一后蓋6。在圖中所示的示例中，后蓋6與中部4是一體的。當(dāng)然，本發(fā)明可以同樣的方式應(yīng)用于一非單一殼的殼體，該殼體包括一與該中部分開的后蓋。殼體2可依據(jù)公知的注塑技術(shù)由例如塑料材料制成。但是，本發(fā)明不局限于選擇這種材料，殼體2可由適合制表工業(yè)要求的任何類型的材料制成，例如尤其是鋼。
鐘表1還包括一安裝在一表殼襯圈10上的鐘表(horometric)機(jī)芯8。可通過(guò)一電池12向該機(jī)芯8提供電流，如果需要，該電池可以在耗盡時(shí)再進(jìn)行充電，或予以更換。在圖中示意性示出的電池12通常為一紐扣型電池。它可以容納在手表1的后蓋6內(nèi)。形成電池12的一個(gè)電極的電池12的下表面例如通過(guò)一彈簧接觸件13與手表1的接地電連接，該彈簧接觸件固定在所述手表1的后蓋6上。由電池12的上表面以常用方式形成的電池12的另一個(gè)電極與鐘表機(jī)芯8電連接。
殼體2在其上部由一玻璃蓋14所限定，該玻璃蓋覆蓋在時(shí)間信息顯示裝置16上。在圖中所示的示例中，這些顯示裝置16由一表盤18構(gòu)成，一時(shí)針20、一分針22和一秒針24在該表盤上移動(dòng)。因此它們是模擬時(shí)間顯示裝置。它們也可以是由液晶元件構(gòu)成的數(shù)字顯示裝置。
最后，殼體2在其上部周向上包括一凹槽26，其中接合一玻璃框28，這確保將玻璃蓋14固定在殼體2上。玻璃框28例如通過(guò)粘合或超聲波焊接或被推壓在其中而固定地安裝在殼體2上。由于使用楔合在該玻璃蓋和該殼體之間的密封墊30，玻璃蓋14相對(duì)于殼體2具有防水性。
在圖1中可以看到，鐘表1還包括一包含在殼體2內(nèi)的傳感器32。該傳感器32能夠檢測(cè)在殼體2所包含的氣氛中的氣體，例如二氧化碳的濃度的變化。傳感器32優(yōu)選是電子型的，尺寸小且消耗很少的能量。這種傳感器的一個(gè)例子是由Microsens Product公司出售的標(biāo)號(hào)為MTCS 2200的傳感器。
這種傳感器的操作原理如下。電加熱裝置的作用是將一熱絕緣和電絕緣的薄膜保持在一預(yù)定的基準(zhǔn)溫度下，該薄膜形成該傳感器整體的一部分。表殼內(nèi)所包含的氣氛的導(dǎo)熱性隨著所述氣氛中的惰性氣體濃度的變化而變化，因此必須向該加熱裝置提供或多或少的能量以將該薄膜保持其基準(zhǔn)溫度下。對(duì)應(yīng)表確定作為所提供的電能的函數(shù)的所使用的惰性氣體在氣氛中的濃度。在(惰性氣體為)二氧化碳的情況下，其導(dǎo)熱性小于空氣導(dǎo)熱性的1/3，這使得可以檢測(cè)到該氣體濃度低至1％的變化。在另一實(shí)施例中，測(cè)量在被加熱的薄膜和一溫度傳感器之間的熱通量，該薄膜和該傳感器由必須測(cè)量其濃度變化的氣體彼此間隔開。
當(dāng)要使用氣體傳感器32時(shí)，首先必須向該手表填充惰性氣體。為此可設(shè)想兩種方案。第一種方案是最簡(jiǎn)單的，即打開手表1的殼體2并將氣體噴射到手表內(nèi)。因此，在(氣體為)二氧化碳的情況下，該氣體可以容易地使用噴霧罐34得到(見圖2)，不需要采用專用的工具。在用氣體填充殼體2之后，僅需要以防水的方式將該氣體密封即可。根據(jù)一種變型，還可以給手表1配備一閥36(見圖3)，該閥通過(guò)一外部施壓裝置打開，并且包括一管38，在該管上可安裝一壓力氣體供應(yīng)管道。
如圖4所示，手表1的手表機(jī)芯8常規(guī)上包括一用于生成標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的時(shí)基42，和一用于根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)確定時(shí)間并向一電機(jī)46提供驅(qū)動(dòng)脈沖的中央處理單元44，該電機(jī)通過(guò)一未示出的齒輪系驅(qū)動(dòng)時(shí)針20、分針22和秒針24。根據(jù)一種變型，中心處理單元44也可向一液晶顯示器提供電控制信號(hào)以顯示數(shù)字時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，壓力傳感器32包括一差分式測(cè)量電橋48，可使用一電流發(fā)生器50或電壓發(fā)生器52對(duì)該電橋供電，該電橋由各包括一電阻器的四個(gè)分支構(gòu)成，該電阻器分別為54和56并串連連接。平行安裝在電(流)源上的該對(duì)分支的電阻器是相同的，而另一對(duì)分支的電阻器56的電阻隨著手表1的殼體2所包含的氣氛中的惰性氣體濃度的變化而變化。當(dāng)氣體濃度降低時(shí)，兩對(duì)分支之間的平衡被破壞，從而產(chǎn)生一與惰性氣體的濃度成比例的電位差。該電位差通過(guò)一差分放大器60傳送到一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器58的輸入端。最后，該轉(zhuǎn)換器58的輸出端與手表1的中心處理單元44的輸入端之一相連接。
如果手表配備有一液晶顯示器，則中心處理單元44可向使用者顯示出手表1的漏泄率(漏氣率，leak rate)。該漏泄率是用毫巴表示的壓力差與用秒表示的時(shí)間長(zhǎng)度之間的比率，該整個(gè)比率與用升表示的表殼的容積相乘。實(shí)踐中，為了計(jì)算漏泄率，該中央處理單元計(jì)算最后進(jìn)行的兩次壓力測(cè)量之間的差值，然后用該結(jié)果除以進(jìn)行該壓力測(cè)量的時(shí)間之間所間隔的時(shí)間長(zhǎng)度。然后，該中央處理單元僅需要用該比率乘以一代表該表殼容積的常數(shù)。漏泄率的實(shí)際值可以顯示在液晶顯示器元件上。也可選擇向該中央單元存儲(chǔ)器輸入一代表該手表的最大允許漏泄率的標(biāo)稱值，并將測(cè)量到的漏泄率的值表示為該標(biāo)稱值的百分比。類似地，為了提高精確度，該中央處理單元可根據(jù)過(guò)去測(cè)量到的若干對(duì)壓力值計(jì)算出一平均漏泄率。計(jì)算漏泄率的優(yōu)點(diǎn)在于，在表殼所包含的氣氛中的氣體濃度還沒(méi)有通過(guò)臨界閾值時(shí)——超過(guò)該閾值將觸發(fā)警報(bào)，漏泄率的值可能已過(guò)大。因此，使用者本人可檢查其手表1的防水性品質(zhì)，并決定是否需要將手表送回鐘表商那里修理。
一旦將氣體引入到殼體2內(nèi)，傳感器32就測(cè)量該氣體的初始濃度，然后連續(xù)地或間斷地進(jìn)行隨后的測(cè)量。該傳感器一旦檢測(cè)到該殼體所包含的氣氛中的惰性氣體的濃度變化高于一預(yù)定值，就產(chǎn)生警報(bào)。實(shí)際上，如果惰性氣體的濃度變化，則意味著空氣已從殼體的外部滲入該殼體。警報(bào)可以在是在液晶屏上可視的信息或符號(hào)的形式。該傳感器還可指令打開一報(bào)警燈，或甚至發(fā)出一聽覺(jué)信號(hào)。然后，手表1的佩戴者會(huì)被提醒該手表存在防水性缺陷，應(yīng)送到鐘表商那里進(jìn)行修理。由于可迅速通知使用者，因此大大限制了手表機(jī)芯被損壞的危險(xiǎn)。
當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于剛才已經(jīng)說(shuō)明的實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的范圍的條件下可設(shè)想多種修改和簡(jiǎn)單的變型。尤其是，可以設(shè)想用氣體傳感器在測(cè)量所需要的氣體濃度之前測(cè)量環(huán)境溫度。實(shí)際上，鐘表通常應(yīng)在-20℃和+70℃之間的溫度范圍內(nèi)工作。應(yīng)理解，這種溫度差異會(huì)影響殼體內(nèi)的壓力。通過(guò)預(yù)先測(cè)量環(huán)境溫度，傳感器可考慮該測(cè)量結(jié)果以修正隨后將進(jìn)行的壓力測(cè)量。
權(quán)利要求
1.用于監(jiān)測(cè)一電子表(1)的殼體(2)的防水性的裝置，該電子表包括一用于生成標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的時(shí)基(42)和一用于根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)確定時(shí)間的中央處理單元(44)，其特征在于，該裝置包括一能夠測(cè)量一種氣體在該殼體(2)所包含的氣氛中的濃度變化的電子傳感器(32)，該電子傳感器(32)進(jìn)行的測(cè)量的結(jié)果由該中央處理單元(44)進(jìn)行處理，該中央處理單元響應(yīng)該測(cè)量信號(hào)，并在必要時(shí)發(fā)出一聽覺(jué)或視覺(jué)警報(bào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該電子傳感器(32)包括一差分式測(cè)量電橋(48)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，存在于該封閉空間所包含的氣氛中的氣體是一種惰性氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，該惰性氣體在該封閉空間的氣氛中的濃度小于該惰性氣體在環(huán)境空氣中的濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的裝置，其特征在于，該惰性氣體是二氧化碳或氦。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)的裝置，其特征在于，該封閉空間具有一用于將氣體壓入其中的閥(36)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一項(xiàng)的裝置，其特征在于，該傳感器(32)測(cè)量氣體的初始濃度，然后連續(xù)地或間斷地測(cè)量所述濃度，并且一檢測(cè)到該氣體濃度值的變化大于一預(yù)定值就生成一警報(bào)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)的裝置，其特征在于，該傳感器(32)包括電加熱裝置，該電加熱裝置的作用是將一熱絕緣和電絕緣的薄膜保持在一恒定溫度下。
9.監(jiān)測(cè)一鐘表(1)的殼體(2)的防水性的方法，所述方法的特征在于包括以下步驟-將一種具有一初始濃度的氣體引入該殼體所包含的氣氛中；-測(cè)量該氣體的初始濃度；-連續(xù)地或間斷地測(cè)量該氣體的濃度，以及-當(dāng)該測(cè)量到的氣體濃度與所述氣體的初始濃度不同或當(dāng)該漏泄率超過(guò)一預(yù)定值時(shí)，生成一警報(bào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在測(cè)量該氣體濃度之前測(cè)量環(huán)境溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8到10中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過(guò)打開該殼體、用氣體填充該殼體、然后以防水的方式密封該殼體而對(duì)該殼體填充氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到10中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過(guò)一閥向該封閉空間填充氣體。
全文摘要
用于監(jiān)測(cè)一電子表(1)的殼體(2)的防水性的裝置，該電子表包括一用于生成標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的時(shí)基(42)和一用于根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)確定時(shí)間的中央處理單元(44)，其特征在于，該裝置包括一能夠測(cè)量一種氣體在該殼體(2)所包含的氣氛中的濃度變化的電子傳感器(32)，該電子傳感器(32)的測(cè)量結(jié)果由該中央處理單元(44)進(jìn)行處理，該中央處理單元響應(yīng)該測(cè)量信號(hào)，并在必要時(shí)發(fā)出一聽覺(jué)或視覺(jué)警報(bào)。
文檔編號(hào)G04G99/00GK1675598SQ03819121
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2003年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者F·蓋斯薩斯 申請(qǐng)人:阿蘇拉布股份有限公司