高對比度毛細(xì)管深度計及包括該深度計的表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開高對比度毛細(xì)管深度計及包括該深度計的表。毛細(xì)管深度計（1），包括至少一個三角形截面的毛細(xì)管（2），毛細(xì)管設(shè)置在與觀察面（5）相對的襯底（3）上，并且當(dāng)毛細(xì)管的管狀部分充滿水時由于透明從觀察面能看見襯底；以及至少一個反射表面（4），當(dāng)管狀部分充滿空氣時由于反射由所述觀察面能看見反射表面；所述毛細(xì)管形成具有48度到60度之間的角度值的等角（α）的等腰三角形。
【專利說明】高對比度毛細(xì)管深度計及包括該深度計的表
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01010543395.1、申請日為2010年11月17日的同名的發(fā)明專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及毛細(xì)管深度計，其包括至少一個三角形截面的毛細(xì)管和至少一個反射表面，毛細(xì)管設(shè)置在與觀察面相對的襯底上并且當(dāng)管狀部分基本上充滿水時從觀察面由于透明可以看見襯底。本發(fā)明還涉及包括這種深度計的表。
【背景技術(shù)】
[0003]深度計是廣泛使用于多種應(yīng)用中的裝置，例如用于潛水。存在幾種裝置。其中，毛細(xì)管深度計是已知的。
[0004]常規(guī)的毛細(xì)管深度計包括在一端封閉的玻璃管。當(dāng)其被浸沒在水中時，空氣仍被捕集在管中封閉的一側(cè)上。水穿過孔并壓縮空氣。施加到捕集的空氣的區(qū)域上的壓力隨深度增加而增加。利用緊鄰深度計設(shè)置或直接設(shè)置在深度計上的刻度，這一效應(yīng)用于顯示到達的深度。因此，在潛水中使用期間，當(dāng)潛水人員遠(yuǎn)離水表面移動時，空氣被壓縮并且深度可以作為管中空氣-水過渡區(qū)的位置的函數(shù)而被測量。
[0005]由于空氣(透明氣體)和水(透明液體)之間的對比度低，因此通常很難讀取這種深度計。作為毛細(xì)管中水的存在率的函數(shù)的折射率變化清楚地顯示為反射率的變化。表征對比度的正是這種反射系數(shù)的不同。為了提高對比度，毛細(xì)管可以被設(shè)定特定形狀。例如，圓形剖面可以由三角形剖面代替。當(dāng)管被充滿空氣時，在某些入射角條件下，空氣和毛細(xì)管材料之間的折射率的差異產(chǎn)生光的全反射。這種光的全反射用于反射在毛細(xì)管側(cè)面上的任何影像，例如白色襯底、字母或刻度。當(dāng)管充滿水時，水和毛細(xì)管材料之間的折射率的差異很小或是不存在的。不再有光的全反射。光穿過毛細(xì)管和水。那么毛細(xì)管的襯底變得可見。如果設(shè)置了強烈顏色的襯底，例如黑色襯底，那么襯底變得明顯可見。這種方案對應(yīng)于在英國專利N0.919953中公開的深度計。
[0006]對于這種方案，因為由于在空氣-水界面上的毛細(xì)效應(yīng)產(chǎn)生的壓力差是不均勻的，因此在毛細(xì)管內(nèi)會形成水滴。因此在該文獻中公開的深度計提供了有限的可讀性。獲得的光學(xué)效應(yīng)不允許容易和準(zhǔn)確的讀數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了防止這種情況產(chǎn)生，特別是防止毛細(xì)管內(nèi)水滴的存在以及提高可讀性，本發(fā)明提供了不同的技術(shù)手段。
[0008]為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種毛細(xì)管深度計，其包括至少一個三角形截面的毛細(xì)管，毛細(xì)管設(shè)置在與觀察面相對的襯底上，并且當(dāng)管狀部分被基本上充滿水時由于透明性從觀察面可看見襯底；以及至少一個反射面，當(dāng)管狀部分基本充滿空氣時由于反射從所述觀察面可以看到所述至少一個反射面。根據(jù)本發(fā)明，所述管形成等腰三角形，所述等腰三角形的等角Ct具有在48度到60度之間的角度值。
[0009]這些特征提高了毛細(xì)管深度計的可讀性。
[0010]根據(jù)本發(fā)明有利的實施例，角α具有在50度到55度之間的值。因此，毛細(xì)管部分被設(shè)置了這樣的形狀:該形狀允許壓力盡可能好地被分配，同時保存能被用于產(chǎn)生光學(xué)效應(yīng)的表面。等邊三角形或接近于等邊三角形截面允許三個壓力集中點(即三個角)能圍繞毛細(xì)管的中心被分配并以彼此基本相等的(或略微不同的)距離設(shè)置。
[0011]在另一個有利的實施例中，角α約等于50度。該角提供了特別有效的光學(xué)效應(yīng)。
[0012]根據(jù)另一個有利的實施例，管的最窄表面(優(yōu)選地設(shè)置在襯底上)的寬度約小于1.5毫米。超過這具尺寸，毛細(xì)效果減小，從而深度計的性能很可能降低。
[0013]還是根據(jù)另一有利實施例，管被設(shè)置以具有可從觀察面看見的兩個有效側(cè)面。如果襯底和反射表面形成基本90度的角度，那么這個變例是容易得到的。
[0014]根據(jù)另一有利實施例，毛細(xì)管被設(shè)置以具有可從觀察面看見的單一有效側(cè)面。如果襯底大致是傾斜的，即相對于觀察者的視線方向不垂直，那么就容易得到這個變例。例如這個變例可以利用這樣的設(shè)置得到:其中襯底和反射表面形成大于90度的角度，并優(yōu)選地形成100度到120之間的角度。
[0015]最后，根據(jù)有利的實施例，深度計包括并排地或相互緊鄰地設(shè)置的多個毛細(xì)管。根據(jù)該實施例，優(yōu)選地具有兩個或三個管，以提高可讀性并在不能確保多個管之一的操作的情況下確保更長的使用壽命。例如，一個管可能由沉積物阻塞。
[0016]本發(fā)明還提供了一種表，其包括上述深度計。根據(jù)有利實施例，深度計被設(shè)置在表殼的外周上并具有與周圍環(huán)境液體連通的孔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]所有實施例細(xì)節(jié)在下面的說明中給出，由圖1至8得以完善，并僅以非限定示例的目的給出，其中相同的標(biāo)記表示相似的元件，其中:
圖1是設(shè)計有直角三角形形狀剖面的毛細(xì)管的現(xiàn)有技術(shù)的深度計的橫剖面；
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的深度計的橫剖面；
圖3a和3b示出了的一體形成到表殼中的深度計的示例；
圖4示出了圖3中的一體形成的深度計的放大剖面圖；
圖5和圖6示出了設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的深度計的表的操作；
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的深度計的橫剖面；以及 圖8是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的深度計的橫剖面。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出了已知類型的深度計。其包括剖面形成直角三角形的毛細(xì)管。當(dāng)管充滿空氣時，這種設(shè)置沿相對于觀察者的注視方向成基本90度取向的方向產(chǎn)生反射效應(yīng)，如圖1的左部所示。相反地，當(dāng)毛細(xì)管充滿水時，由于90度的反射效應(yīng)消失，因此觀察者能看到深度計的底部。使用直角三角形的裝置具有從使用者視點可見或可到達的單一表面。具有直角三角形的這種裝置提供了有限的可讀性。
[0019]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的具有毛細(xì)管2的深度計I的基本原理，被設(shè)計成提高可視性并因此更容易讀取深度。在由潛水者使用的情況下，深度能被可靠并準(zhǔn)確地讀取以確保潛水者的安全是很重要的，特別是在潛水者向上移動返回水面時必須進行減壓停留的情況下。毛細(xì)管2是具有在50度到55度之間的兩個角α的等腰三角形的形狀。具有大約50度的角α的一個有利實施例產(chǎn)生特別有利的光學(xué)效應(yīng)。毛細(xì)管被放置在襯底3上，襯底3設(shè)置為從基本與所述襯底相對的觀察面3的最佳可見性。至少一個并優(yōu)選兩個反射表面4設(shè)置在毛細(xì)管2的各側(cè)上。在圖2所示的實施例中，表面設(shè)置成相對于襯底3形成基本90度的角度。也可采用其它角。反射表面4在毛細(xì)管2的各側(cè)上沿毛細(xì)管2由縱向邊形成。根據(jù)不同實施例，反射表面設(shè)置有使用者能看見的圖案、標(biāo)記或刻印文字。
[0020]由于存在從觀察面5可見的兩個有效側(cè)面6，等腰三角形產(chǎn)生內(nèi)部全反射效應(yīng)，其通過水的存在而能被阻斷。因此，如圖2的左側(cè)所示，當(dāng)管在存在空氣的情況下，產(chǎn)生反射效應(yīng)。使用者看見反射表面4上的內(nèi)容。在存在水的情況下，如圖2的右側(cè)所不，反射效應(yīng)停止并且使用者看見毛細(xì)管的襯底3。
[0021]圖3a和3b示出了一體形成到表10內(nèi)的深度計1，表I設(shè)置有表殼13。深度計設(shè)置在表殼13的外周上，從而避開指示時間的指針和數(shù)字。毛細(xì)管中的孔7被設(shè)置以提供與周圍環(huán)境的液體連通。因此，當(dāng)表被浸水時，水能進入毛細(xì)管2的里面。圖3b是表殼13的橫剖面并示出了深度計被一體形成到所述表殼內(nèi)的區(qū)域B。該區(qū)域B在圖4中以放大視圖再次示出。該圖示出了植入表殼13內(nèi)的深度計1，毛細(xì)管2被放置在兩個反射表面4之間的襯底3上。這些元件都設(shè)置在由玻璃、塑料或其它透明材料制成的表圈內(nèi)，表圈被錨定在表殼的外周上。
[0022]圖5和6示出了深度計的操作。在圖5中，在6米的深度處，由水施加的壓力施加足夠的力以使水進入到達對應(yīng)于6的刻度。在該位置處，水/空氣界面8允許當(dāng)前深度的準(zhǔn)確讀取。毛細(xì)管的等腰三角形構(gòu)造有利于形成清楚、穩(wěn)定的水/空氣界面8。上述全反射效應(yīng)產(chǎn)生深度計在兩個部分之間的分界，即“空氣”部分14 (其中毛細(xì)管充滿空氣)和“水”部分15 (其中毛細(xì)管充滿水)。在該實施例示例中，“空氣”部分14呈現(xiàn)對使用者提供有淺色的反射表面4。相反，“水”部分15使使用者能看見深度計的黑色襯底3。深度變化引起“水”部分15相對于“空氣”部分14的顯著改變，隨著深度增加“水”部分變得愈加明顯。當(dāng)深度減小時，“水”部分減少，直到達到圖6所示的構(gòu)造，其中表處于外界空氣中。標(biāo)上并校準(zhǔn)刻度11，以通過觀察與刻度相對的水/空氣界面8的位置基本實時地指示表所位于的深度。
[0023]圖7示出了一個變例，其中兩個毛細(xì)管2并排設(shè)置以形成雙重讀取區(qū)域，并由此使讀取深度更容易，特別是當(dāng)使用者處于更深的水中時，在更深的水中通?？梢姸葴p弱。這種具有并排設(shè)置的兩個或更多個毛細(xì)管的設(shè)置還增加了深度測量的堅固耐用性。因此，如果毛細(xì)管之一不適當(dāng)工作，那么由于仍在工作的另一毛細(xì)管，使用者因此能維持深度測量。
[0024]圖8示出了另一個變例，其中襯底3稍傾斜以增加一個有效側(cè)面6的使用者可見寬度。傾斜導(dǎo)致阻止在三角形另一側(cè)上的反射效應(yīng)。襯底3的傾斜被優(yōu)選地設(shè)置以使角α大于90度，并優(yōu)選地為在100度到120之間的角度。具有傾斜襯底的這種裝置的作用是通過選擇毛細(xì)管的兩側(cè)之一的最優(yōu)傾斜角度來提高光學(xué)效應(yīng)。
[0025]上述給出的本發(fā)明的圖和說明并不用于限定本發(fā)明。特別地，本發(fā)明和其變例已參照包括設(shè)置有圓形毛細(xì)管、被一體形成到表殼的外周的深度計的特定示例進行了描述。但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明可以擴展為其它實施例，具有其中設(shè)置有一個或多個其它形狀的毛細(xì)管，例如設(shè)置在表顯示器的兩側(cè)之一上或其底部上的線形管。
[0026]動詞“包括”和“包含”并不排除不同于列在權(quán)利要求中的那些元件的元件的存在。在元件之前的詞語“一”或“一個”并不排除多個這種元件的存在。
【權(quán)利要求】
1.毛細(xì)管深度計(I)，包括至少一個三角形截面的毛細(xì)管(2)，毛細(xì)管(2)設(shè)置在與觀察面(5)相對的襯底(3)上，并且當(dāng)毛細(xì)管的管狀部分充滿水時由于透明從觀察面能看見襯底；以及一個反射表面(4)，當(dāng)管狀部分充滿空氣時由于反射從所述觀察面(5)能看見反射表面； 其特征在于，所述毛細(xì)管(2)形成具有48度到60度之間的角度值的等角(α )的等腰三角形；以及所述反射表面相對于所述等腰三角形的側(cè)邊之一設(shè)置且由所述毛細(xì)管(2)外的縱向邊形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的毛細(xì)管深度計(I)，其特征在于，角(α )具有50度到55度之間的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的毛細(xì)管深度計(I)，其特征在于，角(α)等于50度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的毛細(xì)管深度計(I)，其特征在于，毛細(xì)管的最窄表面具有小于1.5毫米的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的毛細(xì)管深度計(1)，其特征在于，毛細(xì)管(2)設(shè)置成具有從觀察面(5)能看見的一個有效側(cè)面(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的毛細(xì)管深度計(1)，其特征在于，襯底(3)和反射表面(4)形成大于90度的角(α )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的毛細(xì)管深度計(1)，其特征在于，包括并排設(shè)置的多個毛細(xì)管。
8.表，包括表殼和根據(jù)權(quán)利要求1至7中的毛細(xì)管深度計(I)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的表，其特征在于，所述毛細(xì)管深度計設(shè)置在表殼(13)的外周上并具有與周圍環(huán)境液體連通的孔(7)。
【文檔編號】G01C13/00GK103512561SQ201310393441
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2009年11月18日
【發(fā)明者】N.雷博德, M.薩加多伊布魯 申請人:斯沃奇集團研究及開發(fā)有限公司