DE1523879A1

DE1523879A1 - Zeitmessgeraet

Info

Publication number: DE1523879A1
Application number: DE19661523879
Authority: DE
Inventors: Strauss Lewis Hanauer; Julian Lazrus; Canning William Peter
Original assignee: BENRUS WATCH CO Inc
Current assignee: BENRUS WATCH CO Inc
Priority date: 1965-06-22
Filing date: 1966-06-21
Publication date: 1969-09-25
Also published as: CH477723A; GB1101269A; CH884866A4; FR1483394A; US3370414A

Description

fATENTANWALTt

DR.E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN ^UiJÜ/a

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

telefon: 395314 2000 HAMBL)RG 50, 10. Oktober I968

TELEGRAMME: KARPATENT KÖNIGSTRASSE 28

Neue Unterlagen
W. 12 621/66 12/Fl P 15 23 879.6

Benrus Watch Company, Inc. New York, N.I. (V.S_t.A.)

Zeitmeßgerät

Die -Erfindung bezieht sich auf ein Zeitmeßgerät, dessen

en
Zeitmessungsfunktion ausschließlich auf elektronische Weise ausgeübt werden=

Sogenannte elektronische oder elektrische Uhren sind bekannt, jedoch ist die Verwendung der -Bezeichnung ^'elektronische " bzw. "elektrisch" in Verbindung hiermit in mancher Hinsicht irreführend. Die verwendete Energiequelle mag elektrisch, sein und es kann irgendein elektronischer Stromkreis vorgesehen sein, jedoch werden in der letzten Analys"e die tatsächlichen Zeitnahmefunktionen durch sich mechanisch bewegende Teile ausgeübt, beispielsweise durch die Zinken einer Stimmgabel, den Rotor eines Elektromotors oder durch ein Ausgleichsrad, das .durch eine Haarfeder vorgespannt ist.

Das "Vorhandensein dieser sich mechanisch bewegenden Elemente begrenzt bzw. steuert in großem ^usmaß die Größe und die Gestalt des Zeitmeßgeräts, setzt den Mechanismus einer Beschädigung zufolge Schwingung oder Stoß aus und macht die Genauigkeit der Zeitmessung von der Stellung oder der Art dem ^ erhalten des Zeitmeßgeräts oder Veränderungen in

909839/0566

der Temperatur und dem -Ausmaßk in welchem die sich bewegenden Teile geschmiert werden und dem Ausmaß abhängig, in welchem die sich bewegenden Teile abgenutzt werden..

Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, ein Zeitmeßgerät zu schaffen, bei welchem die Zeitmeßfunktion ohne irgendwelche sich bewegenden T_eile und in vollständig elektronischer Weise ausgeübt wird, so daß Ausgleichsräder, Stimmgabeln und dergleichen vermieden sind. Bewegliche Teile können für die Zeitanzeige verwendet werden (obgleich dies nicht wesentlich ist), jedoch erfolgt die Bewegung dieser Teile (beispielsweise Zeiger) zur zweckentsprechenden Zeitanzeigestellung auf eine Weise, die keine Wirkung auf die Genauigkeit der eigentlichen Zeitmessung hat.

Bin weiterer Hauptzweck der Erfindung besteht darin, die vorgenannten vollständig elektronischen Zeitmeßfunktionen auf zuverlässige und genaue W_ei3e auszuüben, während gleichzeitig so wenig Energie von einer Batterie oder einer anderen elektrischen Quelle verwendet wird, daß das System in kleinen Zeitmeßgeräten, beispielsweise bei Armbanduhren, verwendet werden kann.

Ein weiterer Hauptzweck der Erfindung besteht darin, die vollständig elektronische Zeitmessung in einer *eise durchzuführen, welche nicht das aufeinanderfolgende Offnen und Schließen von Kontakten erfordert, so daß die Genauigkeit der Zeitmessung nicht davon abhängig ist, daß die Kontaktflächen in optimalem Zustand gehalten werden.

Bin anderer Zweck der Erfindung besteht darin, als Quelle der Zeitmessung in einem üblichen Zeitmeßgerät, beispielsweise einer größeren Uhr oder einer Armbanduhr, eine radioaktive Substan/ä(z zu verwenden, die hinsichtlich radioaktiver Emission bekannte Charakteristiken hat»

Die grundsätzliche Arbeitsweise des ^eitmeßgeräts gemäß der Erfindung ist von der Tatsache abhängig, daß radiaaktive Substanzen gewisse Arten von Partikeln oder Strahlen in bekanntem statistischem Ausmaß aussenden, das sich in be-

90 9 839/0566

kannter Weise mit dem Alter der Substanz ändert. Sie tatsächliche Rate radioaktiver Emission ändert sich von Augenblick zu Augenblick in nicht kontrollierbarer Weise, jedoch ist die durchschnittliche Anzahl von -Emissionen in einer gegebenen kurzen Zeitperiode sehr gleichmäßig. Die Emissionsrate nimmt mit dem Alter der Substanz ab, jedoch ist diese Abnahme für viele bekannte Substanzen außerordentlich gering. Das Phänomen der niedrigen Emission mit dem Alter wird allgemein durch die Bezeichnung "Halbwertzeit" der Substanzen ausgedrückt, d.h. durch die Länge der Zeit, die verstreicht, bis irgendeine gegebene Emissions- ä rate um die Hälfte abgenommen hat. Viele radioaktive Materialien haben sehr lange Halbwertzeiten, gemessen in Tausenden oder sogar Millionen von Jahren, und bei solchen Substanzen ändert sich die durchschnittliche Anzahl von radioaktiven Emissionen für ein gegebenes Zeitintervall über eine große Anzahl von Jahren nicht merkbar, Sie haben demgemäß eine ausreichend stabile Emissionsrate, so daß sie bei einem Gerät gemäß der Erfindung verwendet werden können.

Es ist selbstverständlich in Verbindung mit Zeitmeßgeräten, die von einer Person benutzt oder getragen werden, erforderlich, daß die in Rede stehende Strahlung harmlos ist. Glücklicherweise gibt es radioaktive Substanzen mit Halbwertzeiten, die entsprechend groß sind und deren radioaktive ^ Emission ausschließlich in der Form von Elektronen- oder ß-Strahlen vorhanden ist. Eine solche Radioaktivität kann durch eine übliches Uhrengehäuse nicht hindurchgehen und sogar nicht durch die Haut einer Person, so daß die Verwendung solcher Materialien vollkommen sicher ist.

Gemäß der Erfindung ist eine Einrichtung vorgesehen zum Zählen der einzelnen radioaktiven Emissionen von einer vorbestimmten Menge einer zweckentsprechenden radioaktiven Substanz. Diese Emissionen treten bei einer bekannten Nennfrequenz auf, und die nicht kontrollierbaren statistischen Änderungen von der Nennfrequenz von einem Augenblick zu

einem anderen heben sich über Zeitperioden in der Größenordnung von Sekunden oder mäßig großen Bruchteilen von Sekunden selbst auf. Demgemäß ist die Genauigkeit der Zeitanzeige des Zeitmeßgeräts zufriedenstellend und praktisch ausreichend.

Bin interessierendes Merkmal des Geräts gemäß der Erfindung besteht darin, daß innerhalb von Frenzen ein gewünschtes Maß an Genauigkeit der Zeitanzeige erreicht werden kann, und zwar durch Auswahl einer zweckentsprechenden anfänglichen Zählfrequenz, beispielsweise dadurch, daß zugelassen wird, daß ein größerer oder kleinerer Teil der Strahlungen die Zähleinrichtung erreicht, oder durch elektrische -Auswahl lediglich solcher Strahlungen,, die wenigstens eine vorbestimmte Energiehöhe bzw. einj^ vorbestimmten Energieniveau haben.

Der Ausgang der Zähleinrichtung, der auf einer hohen Frequenz ist, um das gewünschte Ausmaß der Genauigkeit zu erzeugen, wird dann vorzugsweise durch eine zweckentsprechen de elektronische Stromkreiseinrichtung zu einer niederen Fre quenz übersetzt, die ein bekanntes Vielfaches der Frequenz des Ausgangs der Zähleinrichtung ist. Beispielsweise kann, wie es nachstehend im einzelnen beschrieben wird, der Ausgang der Zähleinrichtung eine Frequenz von 16 384 Impulse je Sekunde (2 ) haben, während der endgültige wirksame Ausgang eine Frequenz von einem Impuls je Sekunde haben kamn Der endgültige Ausgang kann zur Betätigung der Anzeigeeinrichtung in irgendeiner gewünschten leise verwendet werden, beispielsweise durch Solenoidbeätigung.

Stattdessen kann" ein höherer endgültiger Ausgang, beispielsweise mit 32 Impulsen je Sekunde, verwendet werden, um einen Synchronmotor zu erregen, beispielsweise einen Hystere semotor, der seinerseits mit einem Getriebe verbunden ist, welches übliche Uhrzeiger antreibt.

S pX© χβΤΤβ 3. S β 'HÜt'v" ^t"" X'Dlpw.J-fl βΐΐ. J Ä USitU.llU.ej V β X¹¹W β Π CL β u Wo 3TCLuH f """

8D9839/0566

Stattdessen können die eine zweckentsprechende Frequenz habenden Ausgangsimpulse zur geeigneten Erregung einer elektronischen Anzeigeeinrichtung verwendet werden, beispielsweise einer Einrichtung, die eine Matrix aus Siliciumverbindungsstellen aufweist, die glühen, wenn sie entsprechend erregt sind, wobei die Verbindungsstellen bzw. Verbindungen ν verwendet werden können, um wahlweise Anzeigemarken zu beleuchten, welche Sekunden, Minuten und Stunden darstellen. Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß die Zeitmeßfunktion ausschließlich durch Vorsehung einer radioaktiven Quelle durchgeführt wird,'die gesamten oder ein gewisser Anteil der radioaktiven Emissionen auf elektronische Weise gezählt und die Zählfrequenz zu einer besser verwendbaren Niederfrequenz umgewandelt wird, und zwar wiederum vollständig durch elektronische Mittel. Die Zähleinrichtungen und die Zähl-Teil-Stromkreiseinrichtungen sind in der Technik bekannt und können in physikalischen Ausführungen verkörpert sein, die außerordentlich klein sind und die daher in Verbindung mit Zeitmeßgeräten sehr kleiner Größe verwendet werden können. Tatsächlich ist es zufolge der elektronischen Art des Systems nicht einmal wesentlich, daß der gesamte Stromkreis in dem Uhrengehäuse enthalten ist. Beispielsweise kann der Zähl-Teil-Stromkreis als ein Teil des Uhrenarmbandes gebildet sein. Die Zeitnahmefunktionen werdenauf sehr genaue und zuverlässige Weise ausgeübt, die tatäschlicb von irgendwelchen äußeren Bedingungen unabhängig ist, beispielsweise von Schwingungen, Schocks oder Stoßen, der Temperatur und dergleichen.

Die Erfindung schafft ein Zeitmeßgerät, das gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse, eine radioaktive Quelle in dem Gehäuse mit einer Halbwertzeit von 10 000 Jahren oder mehr, eine in dem Gehäuse angeordnete Eadioaktivitätszähleinrichtung, die in Radioaktivität aufnehmender Lage zu der Quelle angeordnet ist und einen elektrischen Ausgang hat, welcher der in der Größenordnung von wenigstens 20 000

9 8 3 9/0568

Zählungen ;je Sekunde liegenden Rate der Aufnahme von -Radioaktivität entspricht, durch eine Steuereinrichtung, die mit dem Zählerausgang elektrisch derart verbunden ist, daß sie in einer dem Ausgang entsprechenden Rate beätigt werden kann, und durch eine Zeitanzeigeeinrichtung, die mit der Steuereinrichtung zum Antrieb von ihr arbeitsmäßig verbunden ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine dreiviertel schaubildliche Ansicht einer

Uhr, an welcher die Erfindung verkörpert ist» Fig. 2 ist eine in. vergrößert em Maßabab gehaltene Draufsicht waagerecht durch das Uhrengehäuse gemäß Fig. 1, weobei eine typische Anordnung der verschiedenen elektronischen und mechanischen Teile für eine Ausführung mit einem durch ein Solenoid angetriebenes Gesperre dargestellt ist. Pig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der

Erfindung mit einer mechanischen Zeitanzeige. Fig. 4 ist ein abgekürztes Blockdiagramm einer abgewandelten Ausführungsform mit einer mechanischen Zeitanzeige.

Fig» 5 ist ein abgekürztes Blockdiagramm einer anderen abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine vollständig elektronische Zeitanzeige vorgesehen ist.

Gemäß Fig. 3 ist als Kernstück des Systems eine radioaktive Quelle 2 vorgesehen, deren radioaktive Emissionen zu einer Zähleinrichtung 4 gelangen, die vorzugsweise eine Feststoffein richtung ist. Ein Gitter 6 ist zwischen der Quelle 2 und der Zähleinrichtung 4 angeordnet, um den Anteil der Gesamtanzahl radioaktiver Emissionen von der Qeyille 2, welche die Zähleinrichtung 4 erreichen, zu steuern. Wie in Fig. 2 dargestellt, können diese drei Elemente in einem-Ge-Häuse 8 angeordnet sein, um einen radioaktiven Unteraufbau

909839/0566

zu bilden, der in einem Teil eines Uhrengehäuses 10 od. dgl. angeordnet ist. Das Gehäuse 8 ist aus solchem Material und von einer Dicke, daß es die gesamte Radioaktivität in sich aufnehmen kann und seine Umgebung gegenüber irgendwelchen unerwünschten Wirkungen abschirmt.

Der elektrische Ausgang der Zähleinrichtung 4, der aus einer Anzahl von Impulsen besteht, die bei einer frequenz auftreten, welche der frequenz der durch die Zähleinrichtung 4 abgefühlten radioaktiven Emissionen entspricht, wird durch eine elektrische Verbindung 12 zu einem Hilfsstromkreis geführt, der in einem in Fig. 2 dargestellten 6-ehäuse 14 aufgenommen sein kann. Dieser Stromkreis kann einen Impulsverstärker 16 aufweisen, um eine durchschnittliche Impulsgröße von beispielsweise 0,5 mV zu gewährleisten. Der Ausgang des Verstärkers 16 ist an einen Impulshöhendiskriminator 18 geschaltet, der vorzugsweise mit einer Einstellung, die schematisch bei 20 angedeutet ist, versehen ist und der eine Änderung der Amplitude der Impulse hervorruft, die durch ihn hindurchgehen und an seinem Ausgang 22 erscheinen.

Durch zweckentsprechende Wahl der ^enge des vorhandenen radioaktiven Materials 2, Einstellung oder Gestaltung des Gitters 6 und zweckentsprechendeEinstellung des Impulshöhendiskriminators 18 kann die frequenz der Impulse in dem Ausgang 22 so gesteueriiwerden, daß sie über die meisten kleinen Zeitperioden einem vorbestimmten Nennwert statistisch entspricht, beispielsweise 16 384 Impulse Je Sekunde.( Die Bezeichnung "Impuls" ist hier in allgemeinster Weise verwendet und umfaßt irgendeine abfühlbare zyklische Änderung im elektrischen Ausgang.)

Der Ausgang 22 des Diskriminator 18, der eine bekannte Hennfrequenz gemäß vorstehender Beschreibung hat, wird dann durch eine Reihe von vorzugsweise mit ^xranaistoren versehenen Binräzählern oder Flip-Flops 24 geführt, von denen vierzehn dargestellt sind, die alle in Reihe miteinander ge-

9 0 9 8 3 9/0566

schaltet sind. Da jede der Stufen 24 bistabil ist, hat jede einen Ausgangsimpuls mit einer Frequenz, die halb so groß ist, wie die Frequenz des Eingangsimpubes. Wenn somit, wie angegeben, der Eingang der ersten Flip-Flop-Stufe 24 eine Frequenz von 16 384 Impulsen je Sekunde hat, hat der Eingang der zweiten Stufe eine Frequenz von 8 192 Impulsen je Sekunde, der Eingang der dritten Stufe eine Frequenz von 4 096 Impulsen je Sekunde usw., wie es in in Fig. 3 in Klammern, angegeben ist, bis der Ausgang der letzten Flip-Flop-Stufe 24 eine Impulsfrequenz von beispielsweise 1 je Sekunde hat. Dieser Ausgang kann, wenn es erforderlich ist, an einen Energieverstärker 26 angelegt werden, dessen Ausgang an eine Uhranzeigeeinrichtung 28 angelegt ist und diese antreibt. Gemäß Fig. 2 ist die gesamte Stromkreiseinrichtung von dem Impulsverstärker 16 bis zu dem Energieverstärker 26 in dem Gehäuse 14 aufgenommen dargestellt, jedoch kann die Stromkreiseinrichtung vollständig oder teilweise irgendwo anders, beispielsweise in dem Uhrenarmband, angeordnet s e in.

Die Uhranzeigeeinrichtung 28, die insbesondere in Fig. dargestellt ist, weist ein Solenoid 30 auf, das durch Drähte 32 mit dem Ausgang des Energieverstärkers 26 verbunden ist, so daß das Solenoid 30 mit der Rate'von 1 je Sekunde erregt und entregt wird. Das Solenoid 30 wirkt auf einen Anker 34 ein, der bei 36 schwenkbar angeordnet und durch eine Feder 38 gemäß Fig. 2 nach rechts vorgespannt ist. Der Anker 34 trägt eine Klinge 40,. die mit einem Klinken zahnrad 42 auf einer Klinkenradwelle 44 in Eingriff treten kann. Eas Klinkenrad 44 ist durch irgendein zweckentsprechendes Getriebe mit dem Minuten- und dem Stundenanzeiger 46 bzw. 48 der Uhr verbunden, die in Fig. 1 dargestellt sind. Wenn es gewünscht wird, kann ebenfalls ein Sekundenzeiger verwendet werden.

Die in Fig. 3 für die letzte Flip-Flop-Stufe 24 dargestellte Ausgangsfrequenz von 1 je Sekunde ist lediglich als

90983S/0566

Beispiel gegeben. Beispielsweise wird, wenn ein großer Sekundenzeiger bei dem Zeitmeßgerät verwendet werden soll, die endgültige .Ausgangsfrequenz vorzugsweise mit 4 Impulsen je Sekunde gewählt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das System so gestaltet wird, daß die anfängliche frequenz grosser ist oder dadurch, daß die letzten beiden Flip-Flop-Stufen 24 in der Ausführung gemäß Pig. 3 weggelassen werden.

Wie in Figo 4 dargestellt, dann der Ausgang der letzten Flip-Flop-Stufe 24, der eine zweckentsprechende frequenz hat, beispielsweise eine Frequenz von 32 Impulse je Sekunde, zum Antrieb eines Synchronmotors 50 verwendet werden, der seinerseits über ein zweckentsprechendes G-etriehe 52 den Minutenzeiger 46 und den Stundenzeiger 48 antreibt.

In Pig* 5 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher die Zeitanzeige selbst vollständig elektronisch ist, so daß sie sich von den Ausführungen gemäß den Fig. 1, 2 und 4 unterscheidet,gemäß welchen die Zeitanzeigeeinrichtungen im Unterscheid zu den Zeitmeßeinrichtungen mechanisch sind. Bei der vollständig elektronischen Ausführung gemäß Fig. 5 wird der Ausgang der letzten Flip-Flop-Stufe 24, wenn erforderlich, zweckentsprechend verstärkt und zu -einem besonderen Impulszählstromkreis 54 geführt, der einen ersten Ausgang 56 mit einer frequenz von beispielsweise 1 Impuls je Minute hat. Der Ausgang 56 wird zu einem zweiten Impulszählstromkreis 58 geführt, der einen Ausgang 60 mit einer frequenz von 1 Impuls je Stunde hat. Die Ausgänge 56 und 6o werden zu einer Leucht-Anzeigetafel 62 geführt, auf velcher' zwei Sätze von einzeln zu erleuchtenden Anzeigemarken angeordnet sind, von denen ein Satz mit dem Bezugszeichen 64 bezeichnet ist und Minuten darstellt, und von denen der andere mit dem Bezugszeichen 66 bezeichnet ist und die Stunden darstellt. Die Ausgänge 56 und 60 beeinflussen die Anzeigereihen 64 bzw. 66. Jede Anzeigereihe 64 bzw. 66 kann eine Matrix von Licht aussendenden, diffundierten bzw. diffusen ebenen Siliciumdioden aufweisen, beispielsweise solche Dioden, wie sie in der Licht-

909839/0566

impulsreihe FLPA-2000 verwendet werden, die von "Fairchild Semiconducter, Mountain "View, Calif." verkauft werden. Demgemäß werden entsprechende numerische ^erte von Minuten und Stunden sichtbar angezeigt, und zwar unter der Steuerung des Impulsausganges der letzten Flip-Flop-Stufe 24.

Das für die radioaktive Quelle 2 verwendete Material muß eine genügend große Halgwertzeit haben, so daß während der Zeit, während welcher es in dem Zeitmeßgerät verwendet wird, seine Eate radioaktiver Emission innerhalb der Frenzen der gewünschten Zeitmeßgenauigkeit genau konstant bleibt. Sine Halbwertzeit von 10 000 Jahren erscheint als ein minimaler Wert. Außerdem muß die radioaktive Emission von solcher Art sein, daß sie für Personen nicht schädlich ist. Ein radioaktives Element, welches diese Kriterien erfüllt, ist Technetium 99> welches eine Halbwertzeigt von 500 000 Jahren und eine maximale S-Energie von 292 000 Elektronenvolt hat. Dieses Material ist im Handel verfügbar und es werden solch kleine Mengen benötigt, daß seine Kosten in der Größenordnung von etwa 4 Pfennig je Uhr liegen.

Sine andere verwendbare Substanz ist Bor 10, das eine Halbwertzeit von 2 700 000 Jahren und eine ß-Energie von 560 000 Elektronenvolt hat. Wenn 1,5 Mikrocury von Tc 99 verwendet werden, ergibt sich eine Emission mit einer Nenn-

4
rate von 5,5 x 10 ß-Strahlen je Sekunde.

Diese Strahlungsrate ändert sich nicht von Sekunde zu Sekunde um mehr als ein Teil auf 100, und dieser fehler ist von willkürlicher bzw. nicht kontrollbarer Art und ist manchmal größer und manchmal kleiner als sein Nennwert. Wenn nicht mehr als 20 000 ß-3trahlen je Sekunde die Zähleinrichtung 4 erreichen, kann ein Fehler von nicht mehr als 20 Sekunden im Monat in der endgültigen Zeitnahmegenauigkeit erwartet werder

Die Zähleinrichtung ist vorzugsweise eine Feststoffeinrichtung, die in der Technik unter dem Uamen "Lithium drifted counter" oder "p-i-n-Zähler" bekannt ist. Solche Feststoffeinrichtungen haben Charakteristiken, die mit dem Alter

909839/0566

außerordentlich stabil sind und nur einen -abfall von einigen wenigen Mikrowatt an -Energie haben. Eine solche an dem Markt gegenwärtige verfügbare Einrichtung erzeugt einen Ausgang von 5 mV für jeden Energieverlust von 1 MeV in der Zähleinrichtung durch den von ihr abgefühlten besonderen Impuls. Da die mittlere ß~Strahlung von Tc 99 ungefähr 100 KeV an Energie in der Zähleinrichtung 4 verlieren kann bzw. verlieren muß, beträgt der mittlere Spannungsimpulsausgang der Zähleinrichtung 4 etwa 0,5 Millivolt, mit einer maximalen Impulsamplitude von etwa 1,5 Millivolt.

Die Menge des ausgewählten radioaktiven Materials und die Art und Gestaltung des Gitters 6 können derart sein, daß der gewünschte V<ert von etwa 20 000 Zählungen je Sekunde durch die Zähleinrichtung 4 realisiert wird. Das Gitter 6 kann eine Wand aufweisen, die für ß-Strahlen nicht durchlässig ist, die jedoch mit einem fenster (Fig. 2) versehen ist, durch welche oie ß-Strahlen hindurchgehen können, oder es kann ein oder mehrere Blätter aus dünnen G-oldfolien aufweisen, wie es in Fig. 5 schematisch dargestellt ist.

Da das Amplitudenspektrum der aus der Quelle 2 austretenden ß-Strahlen sich zufolge der Eigenheiterivon einer Energie von Full bis zu einem charakteristischen maximalen Wert _er_ streckt, und da der Impulsverstärker 16 bzw. einen gewissen ihm innewohnenden Geräuschpegel hat, ist es erforderlich, solche ß-Strahlen zurückzuhalten, die eine Amplitude haben, die nahe oder unter dem Geräuschpegel des Verstärkers 16 liegt. Dieses ist die Funktion des Impulshöhendiskriminators 18. Ein Zurückhalten der Zurückstoßen von Strahlen führt selbstverständlich zu einer ^verringerung der Anzahl von Impulsen, welche die erste Flip-Flop-Stufe 24 erreichen und durch sorgfältige Auswahl des Abschneid- bzw. Diskriminierung pegels kann die die erste Flip-Flop-Stufe 24 erreichende Impulsfrequenz genau gesteuert werden. Demgemäß wird der Impulshöhendiskriminator 18, wie in Fig. 3 bei 20 schematisch angedeutet, bei anfänglichem Zusammenbau des Zeitmeßgeräts

909839/0566

eingestellt, bis die mittlere Frequenz des Impulsausgangs22 bei der Rate liegt, für welche die Ausführung insbesondere gestaltet ist (hier dargestellt als 16 384 Impulse je Sekunde).

.Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß die Zeitmeßwirkung der Ausführung gemäß der Erfindung von mechanischen Einrichtungen vollständig unabhängig ist. Der Zeitmeßvorgang wird von der bekannten Bmissionsrate von Radioaktivität einer Substanz abgeleitet, die in dem Zeitmeßgerät angeordnet ist, wobei diese ^ate sich von Augenblick zu Augenblik in willkürlicher Weise ändern kann, jedoch in hohem Ausmaß genau konstant ist, wenn sie über selbst sehr kurze Zeitperioden, beispielsweise ein Fünftel oder ein Zehntel einer Sekunde, gemittelt wird.

^s ist gefunden worden, daß bei Verwendung einer Ausgangsfrequenz von 16 384 Impulsen je Sekunde eine Y/ahrscheinlichkeit von 95 1° vorhanden ist, daß kein größerer Fehler als 20 Sekunden je Mon^at auftritt. Wenn eine größere Genauig keit erwünscht wird, kann eine höhere anfängliche Impulsrate verwendet werden (eine Impulsrate von 75 536 Impulsen je Sekunde verringert den Fehler um einen Faktor 2, erfordert jedoch die zusätzliche Anordnung von zwei Flip-Flop-Stufen 24, um die endgültige die Anzeige betätigende Impulsfrequenz auf die gewünschte Höhe zu bringen).

Alle erforderlichen Betriebselemente sind bekannt, auch in solch kleinen Größen und mit solch geringen Energieanforderungen, daß sie in Zeitmeßgeräten verwendet werden können, welche die Größe von Armbanduhren haben. Da die Einzelheiten der einzelnen Stromkreise bekannt sind, sind sie in Blockform dargestellt, wie es üblich ist„

9 0 9 8 3 9/0566

Claims

Patentansprüche

1ο Zeitmeßgerät, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, eine radioaktive Quelle (2) in dem Gehäuse mit einer Halbwertzeit von 10 000 Jahren oder mehr, eine in dem Gehäuse angeordnete Radioaktivitätszähleinrichtung (4), die in Badioaktivität aufnehmender Lage zu der Quelle angeordnet ist und einen elektrischen Ausgang (12) hat, welcher der in der Größenordnung von wenigstens 20 000 Zählungen je Sekunde liegenden Rate der Aufnahme von ^uadioaktivität entspricht, durch eine Steuereinrichtung (16-26, 50-60), die mit dem Zählerausgang elektrisch derart verbunden ist, daß sie in einer dem Ausgang entsprechenden -^ate beätigt werden kann, und durch eine Zeitanzeigeeinrichtung (28), die mit der Steuereinrichtung zum Antrieb von ihr arbeitsmäßig verbunden ist.
2. Zeitmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitanzeigeeinrichtung mechanisch bewegbare Elemente (44-48) und die Steuereinrichtung einen Mechanismus (30-42) aufweist, der bei einer der frequenz des Zählerausgangs (12) entsprechenden frequenz betätigt wird.
3. Zeitmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus schrittweise betätigt ist (Pig. 2) und seine Arbeitsfrequenz die frequenz des -Auftretens der Schritte ist.
4. Zeitmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen dem Zählerausgang (12) und der Steuereinrichtung eine Einrichtung (.18, 20) zum Zurückweisen aller Impulse, deren Größe außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
5. Zeitmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zurückweisen von Impulsen einstellbare Mittel zum Ändern des vorbestimmten Bereiches zum Ändern der betätigung der Steuereinrichtung aufweist.

909839/0568