CN103512561B - 高对比度毛细管深度计及包括该深度计的表 - Google Patents

Abstract

本发明公开高对比度毛细管深度计及包括该深度计的表。毛细管深度计（1），包括至少一个三角形截面的毛细管（2），毛细管设置在与观察面（5）相对的衬底（3）上，并且当毛细管的管状部分充满水时由于透明从观察面能看见衬底；以及至少一个反射表面（4），当管状部分充满空气时由于反射由所述观察面能看见反射表面；所述毛细管形成具有48度到60度之间的角度值的等角（α）的等腰三角形。

Description

高对比度毛细管深度计及包括该深度计的表

本申请是申请号为201010543395.1、申请日为2010年11月17日的同名的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及毛细管深度计，其包括至少一个三角形截面的毛细管和至少一个反射表面，毛细管设置在与观察面相对的衬底上并且当管状部分基本上充满水时从观察面由于透明可以看见衬底。本发明还涉及包括这种深度计的表。

背景技术

深度计是广泛使用于多种应用中的装置，例如用于潜水。存在几种装置。其中，毛细管深度计是已知的。

常规的毛细管深度计包括在一端封闭的玻璃管。当其被浸没在水中时，空气仍被捕集在管中封闭的一侧上。水穿过孔并压缩空气。施加到捕集的空气的区域上的压力随深度增加而增加。利用紧邻深度计设置或直接设置在深度计上的刻度，这一效应用于显示到达的深度。因此，在潜水中使用期间，当潜水人员远离水表面移动时，空气被压缩并且深度可以作为管中空气-水过渡区的位置的函数而被测量。

由于空气（透明气体）和水（透明液体）之间的对比度低，因此通常很难读取这种深度计。作为毛细管中水的存在率的函数的折射率变化清楚地显示为反射率的变化。表征对比度的正是这种反射系数的不同。为了提高对比度，毛细管可以被设定特定形状。例如，圆形剖面可以由三角形剖面代替。当管被充满空气时，在某些入射角条件下，空气和毛细管材料之间的折射率的差异产生光的全反射。这种光的全反射用于反射在毛细管侧面上的任何影像，例如白色衬底、字母或刻度。当管充满水时，水和毛细管材料之间的折射率的差异很小或是不存在的。不再有光的全反射。光穿过毛细管和水。那么毛细管的衬底变得可见。如果设置了强烈颜色的衬底，例如黑色衬底，那么衬底变得明显可见。这种方案对应于在英国专利No.919953中公开的深度计。

对于这种方案，因为由于在空气-水界面上的毛细效应产生的压力差是不均匀的，因此在毛细管内会形成水滴。因此在该文献中公开的深度计提供了有限的可读性。获得的光学效应不允许容易和准确的读数。

发明内容

为了防止这种情况产生，特别是防止毛细管内水滴的存在以及提高可读性，本发明提供了不同的技术手段。

为了实现该目的，本发明提供了一种毛细管深度计，其包括至少一个三角形截面的毛细管，毛细管设置在与观察面相对的衬底上，并且当管状部分被基本上充满水时由于透明性从观察面可看见衬底；以及至少一个反射面，当管状部分基本充满空气时由于反射从所述观察面可以看到所述至少一个反射面。根据本发明，所述管形成等腰三角形，所述等腰三角形的等角α具有在48度到60度之间的角度值。

这些特征提高了毛细管深度计的可读性。

根据本发明有利的实施例，角α具有在50度到55度之间的值。因此，毛细管部分被设置了这样的形状：该形状允许压力尽可能好地被分配，同时保存能被用于产生光学效应的表面。等边三角形或接近于等边三角形截面允许三个压力集中点（即三个角）能围绕毛细管的中心被分配并以彼此基本相等的（或略微不同的）距离设置。

在另一个有利的实施例中，角α约等于50度。该角提供了特别有效的光学效应。

根据另一个有利的实施例，管的最窄表面（优选地设置在衬底上）的宽度约小于1.5毫米。超过这具尺寸，毛细效果减小，从而深度计的性能很可能降低。

还是根据另一有利实施例，管被设置以具有可从观察面看见的两个有效侧面。如果衬底和反射表面形成基本90度的角度，那么这个变例是容易得到的。

根据另一有利实施例，毛细管被设置以具有可从观察面看见的单一有效侧面。如果衬底大致是倾斜的，即相对于观察者的视线方向不垂直，那么就容易得到这个变例。例如这个变例可以利用这样的设置得到：其中衬底和反射表面形成大于90度的角度，并优选地形成100度到120之间的角度。

最后，根据有利的实施例，深度计包括并排地或相互紧邻地设置的多个毛细管。根据该实施例，优选地具有两个或三个管，以提高可读性并在不能确保多个管之一的操作的情况下确保更长的使用寿命。例如，一个管可能由沉积物阻塞。

本发明还提供了一种表，其包括上述深度计。根据有利实施例，深度计被设置在表壳的外周上并具有与周围环境液体连通的孔。

附图说明

所有实施例细节在下面的说明中给出，由图1至8得以完善，并仅以非限定示例的目的给出，其中相同的标记表示相似的元件，其中：

图1是设计有直角三角形形状剖面的毛细管的现有技术的深度计的横剖面；

图2是根据本发明第一实施例的深度计的横剖面；

图3a和3b示出了的一体形成到表壳中的深度计的示例；

图4示出了图3中的一体形成的深度计的放大剖面图；

图5和图6示出了设置有根据本发明的深度计的表的操作；

图7是根据本发明的第二实施例的深度计的横剖面；以及

图8是根据本发明的第三实施例的深度计的横剖面。

具体实施方式

图1示出了已知类型的深度计。其包括剖面形成直角三角形的毛细管。当管充满空气时，这种设置沿相对于观察者的注视方向成基本90度取向的方向产生反射效应，如图1的左部所示。相反地，当毛细管充满水时，由于90度的反射效应消失，因此观察者能看到深度计的底部。使用直角三角形的装置具有从使用者视点可见或可到达的单一表面。具有直角三角形的这种装置提供了有限的可读性。

图2示出了根据本发明的具有毛细管2的深度计1的基本原理，被设计成提高可视性并因此更容易读取深度。在由潜水者使用的情况下，深度能被可靠并准确地读取以确保潜水者的安全是很重要的，特别是在潜水者向上移动返回水面时必须进行减压停留的情况下。毛细管2是具有在50度到55度之间的两个角α的等腰三角形的形状。具有大约50度的角α的一个有利实施例产生特别有利的光学效应。毛细管被放置在衬底3上，衬底3设置为从基本与所述衬底相对的观察面3的最佳可见性。至少一个并优选两个反射表面4设置在毛细管2的各侧上。在图2所示的实施例中，表面设置成相对于衬底3形成基本90度的角度。也可采用其它角。反射表面4在毛细管2的各侧上沿毛细管2由纵向边形成。根据不同实施例，反射表面设置有使用者能看见的图案、标记或刻印文字。

由于存在从观察面5可见的两个有效侧面6，等腰三角形产生内部全反射效应，其通过水的存在而能被阻断。因此，如图2的左侧所示，当管在存在空气的情况下，产生反射效应。使用者看见反射表面4上的内容。在存在水的情况下，如图2的右侧所示，反射效应停止并且使用者看见毛细管的衬底3。

图3a和3b示出了一体形成到表10内的深度计1，表1设置有表壳13。深度计设置在表壳13的外周上，从而避开指示时间的指针和数字。毛细管中的孔7被设置以提供与周围环境的液体连通。因此，当表被浸水时，水能进入毛细管2的里面。图3b是表壳13的横剖面并示出了深度计被一体形成到所述表壳内的区域B。该区域B在图4中以放大视图再次示出。该图示出了植入表壳13内的深度计1，毛细管2被放置在两个反射表面4之间的衬底3上。这些元件都设置在由玻璃、塑料或其它透明材料制成的表圈内，表圈被锚定在表壳的外周上。

图5和6示出了深度计的操作。在图5中，在6米的深度处，由水施加的压力施加足够的力以使水进入到达对应于6的刻度。在该位置处，水/空气界面8允许当前深度的准确读取。毛细管的等腰三角形构造有利于形成清楚、稳定的水/空气界面8。上述全反射效应产生深度计在两个部分之间的分界，即“空气”部分14（其中毛细管充满空气）和“水”部分15（其中毛细管充满水）。在该实施例示例中，“空气”部分14呈现对使用者提供有浅色的反射表面4。相反，“水”部分15使使用者能看见深度计的黑色衬底3。深度变化引起“水”部分15相对于“空气”部分14的显著改变，随着深度增加“水”部分变得愈加明显。当深度减小时，“水”部分减少，直到达到图6所示的构造，其中表处于外界空气中。标上并校准刻度11，以通过观察与刻度相对的水/空气界面8的位置基本实时地指示表所位于的深度。

图7示出了一个变例，其中两个毛细管2并排设置以形成双重读取区域，并由此使读取深度更容易，特别是当使用者处于更深的水中时，在更深的水中通常可见度减弱。这种具有并排设置的两个或更多个毛细管的设置还增加了深度测量的坚固耐用性。因此，如果毛细管之一不适当工作，那么由于仍在工作的另一毛细管，使用者因此能维持深度测量。

图8示出了另一个变例，其中衬底3稍倾斜以增加一个有效侧面6的使用者可见宽度。倾斜导致阻止在三角形另一侧上的反射效应。衬底3的倾斜被优选地设置以使角α大于90度，并优选地为在100度到120之间的角度。具有倾斜衬底的这种装置的作用是通过选择毛细管的两侧之一的最优倾斜角度来提高光学效应。

上述给出的本发明的图和说明并不用于限定本发明。特别地，本发明和其变例已参照包括设置有圆形毛细管、被一体形成到表壳的外周的深度计的特定示例进行了描述。但是，对于本领域的技术人员显而易见的是，本发明可以扩展为其它实施例，具有其中设置有一个或多个其它形状的毛细管，例如设置在表显示器的两侧之一上或其底部上的线形管。

动词“包括”和“包含”并不排除不同于列在权利要求中的那些元件的元件的存在。在元件之前的词语“一”或“一个”并不排除多个这种元件的存在。

Claims (9)

1.毛细管深度计（1），包括至少一个三角形截面的毛细管（2），毛细管（2）设置在与观察面（5）相对的衬底（3）上，并且当毛细管的管状部分充满水时由于透明从观察面能看见衬底；以及一个反射表面（4），当管状部分充满空气时由于反射从所述观察面（5）能看见反射表面；

其特征在于，所述毛细管（2）形成具有48度到60度之间的角度值的等角（α）的等腰三角形；以及所述反射表面相对于所述等腰三角形的侧边之一设置且由所述毛细管（2）外的纵向边形成。

2.根据权利要求1所述的毛细管深度计（1），其特征在于，角（α）具有50度到55度之间的值。

3.根据权利要求2所述的毛细管深度计（1），其特征在于，角（α）等于50度。

4.根据权利要求1所述的毛细管深度计（1），其特征在于，毛细管的最窄表面具有小于1.5毫米的宽度。

5.根据权利要求1所述的毛细管深度计（1），其特征在于，毛细管（2）设置成具有从观察面（5）能看见的一个有效侧面（6）。

6.根据权利要求5所述的毛细管深度计（1），其特征在于，衬底（3）和反射表面（4）形成大于90度的角。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的毛细管深度计（1），其特征在于，包括并排设置的多个毛细管。

8.表，包括表壳和根据权利要求1至7中任一项所述的毛细管深度计（1）。

9.根据权利要求8所述的表，其特征在于，所述毛细管深度计设置在表壳（13）的外周上并具有与周围环境液体连通的孔（7）。