专利名称:时间消逝指示器的制作方法
本发明涉及用于指示一段预定时间间隔的终止的电控装置。这一段时间间隔可以是连续的、无间断，也可以是一系列等间距或不等间距的不连续时间间隔的集合。
根据本发明的装置可用来指示材料的存贮寿命的终止或接近终止(例如金焊线)，这种材料在制造后的一段相对短的时间内衰变。也可用此装置指示是否该对需要定期校准或调节的电子仪器进行调节或校准。然而，根据本发明的装置特别适合于在质量保证方面对仪器进行维护。
本发明提供了一种用来指示一段预定时间间隔的消逝的电控装置。此装置包括一个指示器元件，当加在此元件上的电位差大于一特定值时，它能从一种状态变至另一种状态，并且当加在其上的电位差等于或小于此特定值时，自动恢复到第一种状态;还包括一个具有控制装置的电路，此控制装置将加在指示器元件上的电位差作为时间的函数来控制。
在实际应用中，加在指示器元件上的电位差在时间间隔的开始大于特定值，因此指示器元件从第一状态转变成第二状态，在时间间隔的末尾，电位差小于或等于特定值，则元件恢复到第一状态来指示这段时间间隔的消逝。
相应地，本发明提供了一种指示预定时间间隔消逝的方法，它包括将一电位差加在一指示器元件上，当此电压大于一特定值时，指示器元件从第一状态变至第二状态，当加在其上的电位差小于或等于此特定值时，指示器元件自动恢复到第一状态，此电位差被作为时间的函数加以控制。
加在指示器元件上的电位差最好由一已知容量的电流源提供，这就意味着此电流源将在一已知的时间间隔内提供一个已知电流(在基本不变的电位差的情况下)，在此时间间隔的末尾或稍后一点，此电流源放完或实际上放完。当电位差已减小到小于或等于前面所定义的特定值时，此电流源实际上放完。
这种已知电流的电流源可以是任何适合的电池或电池组，比如一个或多个氧化银电池。这些电池在放电期间具有相对恒定的电池，并且当接近完全放电的情况时，电压迅速下降。
指示器元件是一种具有很高电阻的器件，通常其电阻不小于500KΩ，当加在其上的电位差(比如通过适当的端点)大于一特定值时，此元件从第一状态变至第二状态，当加在其上的电位差小于或等于特定值时，此元件自动恢复到第一状态。
指示器元件可以是任何适用的电控器件。特别适用的是一种光闸(Optical Shutter)，它包括或包含一个电致变色显示器件或一片液晶材料，在液晶的情况下，此材料可与一振荡器相连或有一振荡器固定在其上或嵌入其中。在一种状态下，光闸是透明的，在另一种状态下，光闸是不透明的。
加在指示器元件上的电位差最好作为时间的函数由电路来控制，此电路具有控制其中电流的大小的装置。
电路中控制电流大小的装置可以是一旁路电阻器，它与指示器器件并联，或者是一电流控制电路，它适于结合在根据本发明的装置的电路中。
为了能指示由一系列不连续的时间间隔的集合构成的预定时间间隔的消逝，对根据本发明的装置所作的改进中包括提供在每一时间间隔的末尾将电流减小到很低值(如果有意义)的装置，此装置而后在下一个时间间隔的开始将电流恢复到原始值或实际上恢复到原始值，而在任何情况下，加在指示器元件上的电位差基本不受影响。
当与指示器元件并联一个旁路电阻器作为控制电路中电流幅度的装置时，在每一时间间隔的末尾此电阻器可以完全断开，而在下一时间间隔的开始再接合上。
根据本发明的装置还可包括一个传感器和一个相应的闩锁电路。此装置既可指示一预定的时间间隔的消逝又可指示某些物理状况变得高于或低于一预定限度，因此，它可以指示在预定的时间间隔过去以前一种已移动过的仪器需要重校准。
商业和贸易中所用的衡器经过一段时间或移动之后需要重校对。包括一个检测移动的传感器的装置可以安装的衡器上，这样指示器元件将指示在一段预定的时间之后或移动之后衡器需要调整。
传感器用来测量或检测物理状况，比如移动，加速度，温度，压力，温度，电磁辐射，磁场，电场，α粒子，β粒子，液体流动或者液面的水平或者某些液体或气体的存在。当要检测的物理状况是移动时，传感器可是一水银倾斜开关，它既可以是常断的，又可以是常接的。当开关从断开变成接通时，相应的闩锁电路将工作，加在指示器元件上的电位差将减小或中止，这样指示器元件就回到第一状态，闩锁电路可以是以最简单的形式将电流源两端短路的装置。
如果传感器有连续输出，如热敏电阻，装置中应包括一比较器。比较器将传感器的输出与一预定值比较，当传感器的输出达到预定值或适当高于或低于预定值时，相应的闩锁电路将工作，并且指示器将回到第一状态。
上面描述的装置可用来指示某种材料的存贮寿命，这种材料经过一定的时间后变坏。这种材料如果置于高温或高湿度下也可能变坏。包括一个由电路连接的电流源(和一个带有传感器和相应的闩锁电路的指示器的元件相连接)的装置可以用来指示器述材料达到其存贮寿命的终点，其中电路包括一个控制加在指示器元件上的电位差的装置(电阻器)。如果传感器是温度测量传感器，当材料已处于一高于规定限度的温度下时，装置也可指示需要将此材料移开。一些化学制品和药品就属于保存在一定条件下(如电冰箱)具有一定的存贮寿命的材料，当温度升高时，它们会很快变质。
下而参照附图举例说明本发明的实施方案。
图1是突出光闸和相应电路的指示器第一实施方案的示意图。
图2是适合于图1电路的电池的放电特性，图3是图1所示实施方案的原理图，图4是具有光闸，相应的电路，两种状态检测器和闩锁电路的器件的第二实施方案的原理图，图5是带有检测器(有连续输出)和比较器的器件的第二实施方案的原理图，图6是图4所示第二实施方案的原理图。
参看图1，它给出了特别适于指示测量仪器(比如热电偶)的重校准时间的装置，其中，一个氧化银电池1通过开并2与30-100HZ振荡器4的具有高输入阻抗的输入端3相连，振荡器的输出端5与作为光闸的液晶片7的输入端6相连。光闸的输入电阻至少为500KΩ。串联的电阻器9和10与振荡器4的输入端3并联。最后，在光闸的下面是一个带字符“重校准”的卡片8或其它(最好用荧光墨水)的合适的材料。
此装置是用来指示一预定时间间隔的消逝的，从而指示出仪器(比如热电偶)需要重校准的时间，实际上，当使用仪器时开关2和10闭合，电池1开始通过旁路电阻器9放电。它通过振荡器4的输入电路部分放电，但电流泄漏比较起来非常小。当用这种方法供能时，振荡器4将一低频(30-100HZ)振荡(交流)电压从输出端5加到光闸7上。
光闸的液晶材料有一个“第一状态”，在此状态时，它是透明的，以及一个“第二状态”在此状态时，它是不透明的(或基本不透明)。在开关2关上时(假设电池1不放电)，液晶材料转变为第二状态并变为不透明，使得无法读字符“重校准”。
当开关10闭合时(开关2也处于闭合)，电池1通过旁路电阻器9放电，经过一段时间(这段时间取决于电阻器9的值，电池的型号和环境温度(程度较小))后放完或实际上放完。
电池1和电阻器9这样选择，从“接通”(相当于仪器开始工作)到电池放完或实际上放完这段时间(这时光闸的液晶材料变成第一状态即透明，并可见字符“重校准”)相应于仪器的校准周期，在此周期的末尾，仪器需要重校准。此周期的长短取决于仪器的性质和做什么用。这里假设仪器是连续使用的，或是处于一已知的可预测的使用范围内。
电池1在电压接近耗尽时应具有快速衰退的特性(即直到放完或实际上放完)，而且在耗尽之前的放电过程中最好有一相应对恒定的电压。这种电池的放电特性如图2所示。
一种适用的电池是D350型杜兰塞尔(DuRAcEJl)(一种注册商标)电池，其标称电压为1.5V，标称容量为100毫安时(MAh)。在非常接近寿命的末尾，即开始快速下降至零(如图2所示)之前，电压保持基本稳定。如果需要图1装置指示，比如，1000小时的时间消逝，电阻器R需要 (1.5×1000)/100 ＝15KΩ。1000小时是铂/铑化铂热电偶需要重校准之前的典型寿命(此热电偶连续工作于1000℃)。
如果仪器不连续地工作，在每段时间的开始，开关10应闭合，在每段时间的末尾打开，这一过程重复，直到电池1放完或实际放完，这时通过光闸可以看见“重校准”。
如果连续使用仪器，当然就可以省去开关10。此外，也可以省去开关2以便防止电池或电池组在使用中意外断开。在这种情况下，在使用仪器时只简单地将电池或电池组与电路连接就可启用图1的装置。
图3中也给出了此装置的第一实施方案的原理图。它包括一个电池11，此电池与振荡器门13的输入端相连，振荡器13的输出端与光闸14的输入端相连。电阻器12与振荡器并联。
参照图4，此装置包括电池11，电阻器12，振荡器13，光闸14，传感器15和闩锁电路16。传感器15与电阻器12并联，其中传感器的一个输出端通过闩锁电路16与振荡器门13的一个输入端相连。合适的传感器有两种状态，接通或断开，比如水银倾斜开关。这样一种传感器一般处于断开位置，直到所测量的物理状态(比如移动)导致它转变为接通位置。而后，闩锁电路16将开始工作，加在光闸14两端的电位差将减小，从而引起光闸14恢复第一状态。
参照图5，此装置与第二实施方案相似，而且可以使用连续输出的传感器。比较器门连在传感器和自锁电路之间。比较器门使传感器15的输出可以与一预定值比较，这样当传感器15所测量的物理状态导致传感器15的输出达到预定值时，闩锁电路16开始工作。传感器15可以测量温度，压力，湿度，电磁辐射，磁场，电场，α粒子，β粒子，液流或液体水平或某种特殊液体或化合物的存在。
图6给出了本发明的第二实施方案的电路图。电池21与振荡器门23A，23B，23C，23D，23E，23F相连，振荡器门与光闸24相连。电阻器22与电池21的两端跨接。传感器25A与电阻器22并联。闩锁电路包括26A，26B，26C，26D，电阻器25B和26D的值选择成使自锁电路26A，26B，26C，26D和传感器25A的功耗最小。
门26A和26B是“或非”门，是4001B型四重二输入器件的1/4(1/4of a guad 2-ipnt device type 400 1B)。门23A，23B，和23C是“异或”门，是4070B型四重二输入器件的1/4(1/4of a guad 2-input device type 4070B)。
当然，没有必要按上面描述的方式排列根据本发明的装置。例如可以使用一个光闸，当仪器使用时，它“打开”(透明)，当电池放完或实际放完时，它闭合。在这种情况下，当光闸打开时，可见的字符可以是“在工作”或“可工作”或其它类似字符。
据据本发明的装置还可用于许多领域，不只是指示器校准周期的终结。所显示的字符可以是“重调”，“存贮寿命终止”，“替换”等。
此外，指示器元件可以不是光闸，而是其上刻有两种信息的元件。当加在其上的电位差不存在时，一种信息是可见的，当在其上加电位差(直流或交流)时，可见另一种信息。第二种信息可加到第一种信息上或代替第一种信息。
一般说来，根据本发明的装置特别适用于质量保证领域和需要定期维护仪器的地方。对于需要检查的军用仪器和精密的实验室仪器也是很有价值的。
根据本发明的装置的一个特殊优点是电池或蓄电池出现故障时，也具有与在测量周期的末尾电池放完或实际放完时一样的效果。换句话说，如果电池或电池组出现故障，该装置将示出(过早地)字符“重校准”或“重调”等。
权利要求
1.用于指示一段预定时间间隔消逝的电控装置，包括一个指示器元件和一具有控制装置的电路；当加在指示器元件上的电位差大于一特定值时，指示器元件从第一状态变至第二状态，当加在其上的电压小于或等于特定值时，指示器元件自动回到第一状态，控制装置将加在指示器元件上的电位差作为时间的函数加以控制。
2.根据权利要求
1.的装置，其中，有一电流在电路中流动，加在指示器元件上的电位差作为时间的函数由控制电流大小的装置来控制。
3.根据权利要求
2的装置，其中控制电流大小的装置是一旁路电阻器。
4.根据前面任何一个权利要求
的装置，其中，指示器元件是一个光闸。
5.根据权利要求
4的装置其中光闸是一个电致变色显示器件。
6.根据权利要求
4的装置，其中，光闸是一片液晶材料。
7.根据前面任何一个权项的装置，其中，电路进一步包括一个检测物理状态的传感器和一个闩锁电路，传感器控制闩锁电路的工作以减小电位差并引起指示器元件在预定时间终结之前恢复到第一状态。
8.根据前面任何一个权利要求
的装置，其中，加在显示器元件上的电位差由已知容量的电流源提供。
9.根据权利要求
7的装置，其中已知容量的电流源至少是一个电池。
10.根据权利要求
8的装置，其中电池是氧化银电池。
11.指示一段预定时间间隔的消逝的方法包括将一电位差加在一指示器元件上，当此电位差大于一特定值时，指示器元件从第一状态变至第二状态，当此电位差小于或等于特定值时，指示器元件从第二状自动恢复到第一状态，加在指示器元件上的电位差被作为时间的函数来控制。
专利摘要
指示一段预定时间间隔的消逝的装置包括指示器元件(7)。当在其上加电位差时，它从第一状态变到第二状态，当此电位差降到低于某给定值时，又恢复到第一状态；一具有旁路电阻器(9)的电路，此旁路电阻将加在指示器元件(7)上的电位差作为时间的函数来控制。一电池(1)可提供此电位差。经过一段时间，电池(1)将通过旁路电阻器(9)放电，加在指示器元件(7)上的电位差将减小，使之改变状态，而后可见字符(8)，这表明此时间间隔终结。
文档编号G04G11/00GK85106791SQ85106791
公开日1987年3月25日 申请日期1985年9月7日
发明者罗宾·安德拉斯·本尼迪克 申请人:约翰森·马瑟公共有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan