УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ
DEVICE FOR COUNTING TIME INTERVALS

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в устройствах для отсчета временных интервалов при проведении различных мероприятий и процедур, например, спортивных мероприятий, физиотерапевтических процедур, при игре в шахматы и др.
В таких устройствах в качестве рабочего вещества, перемещающегося из одного сосуда в другой за определенный промежуток времени, используется рабочее вещество (сыпучая или текучая среда - калиброванный песок, алмазная крошка или вода).
Известно устройство для отсчета времени - песочные часы с алмазным порошком [1], состоящее из прозрачных колб, заполненных природными или синтетическими кристаллами алмаза размером от 100 до 700 мкм (алмазным порошком), при этом кристаллы алмаза покрыты специальным антистатическим составом, одновременно снижающим их абразивную способность, а размер отверстия между колбами составляет от 2,5 до 3,5 среднего размера кристаллов алмаза.
Известно также устройство водовоздушных часов [2], включающее верхний и нижний сосуды, герметично соединенные между собой посредством трубчатого соединения и содержащие перемещаемые воду и воздух, при этом соединение между сосудами выполнено посредством двух трубок, причем концы одной из них находятся в наиболее близких друг к другу частях сосудов, а концы другой находятся в наиболее удаленных друг от друга частях сосудов.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известное устройство - задатчик временных интервалов [3], включающий вертикальное основание, колбу песочных часов и ее фиксатор, при этом колба своей горловиной жестко закреплена на оси вращения, установленной на основании, с исходным положением колбы в горизонтальном положении с песком, сосредоточенным в одной из ее частей, и симметричными фиксированными рабочими положениями колбы при повороте части с песком в обе стороны на угол 90° в вертикальное верхнее положение, количество фиксаторов колбы равно количеству ее рабочих положений n при повороте в одну из сторон от 0° до 90°, причем n при повороте в одну сторону должно быть не менее трех, а общее количество фиксаторов колбы в задатчике N=2n-1.
Недостатком известных устройств являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные наблюдением и фиксацией только одного заданного отрезка времени, определяемого конечным моментом полного пересыпания или перетекания рабочего вещества из верхней емкости в нижнюю. Возможность визуального отсчета и фиксации промежуточных временных интервалов между начальным и конечным моментами движения рабочего вещества в таких устройствах не обеспечивается.
Технический результат, заключающийся в обеспечении возможности визуального отсчета и фиксации промежуточных временных интервалов в расширенном диапазоне, достигается в устройстве для отсчета временных интервалов, содержащем корпус, внутри которого расположены две емкости с обеспечением возможности перемещения рабочего вещества из верхней емкости в нижнюю через соединяющую их перемычку, тем, что упомянутые емкости расположены в прозрачном корпусе симметрично по отношению друг к другу и с наклоном под углами α и -α по отношению к горизонтальной плоскости, где α=5° - 45°, при этом перемычка, соединяющая емкости, расположена на одной из стенок корпуса, а на соответствующих наклонных стенках емкостей расположены ячейки, выполненные в виде вертикальных лунок для приемки фиксированного количества рабочего вещества, причем указанные лунки в каждой емкости расположены линейно с постоянным шагом h.
Указанный технический результат достигается также тем, что на прозрачных боковых стенках корпуса для каждой емкости по направлению расположения лунок нанесена шкала с цифрами, соответствующими значениям временных интервалов при полном и последовательном заполнении каждой лунки рабочим веществом, а также тем, что на прозрачных боковых стенках корпуса для каждой емкости напротив каждой лунки по вертикали нанесены временные метки в виде штрихов, соответствующих временным микроинтервалам при текущем заполнении каждой лунки рабочим веществом.
При этом в качестве рабочего вещества использован мелкозернистый калиброванный материал, например, мелкозернистый песок или мелкозернистый алмазный порошок.
Кроме того, в качестве рабочего вещества использована жидкость, например, дистиллированная вода или спирт или раствор спирта.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 приведен общий вид устройства;
- на фиг. 2 приведен вид на устройство сверху.
Устройство содержит прозрачный корпус 1, внутри которого расположены две емкости 2 симметрично по отношению друг к другу и с наклоном под углами α и -α по отношению к горизонтальной плоскости 3, где α=5° - 45°.
Емкости соединены между собой через перемычку 4 с калиброванным каналом для перемещения рабочего вещества 5 из верхней емкости в нижнюю, при этом перемычка 4 расположена на стенке 6 корпуса 1.
На наклонных стенках 7 емкостей 2 расположены ячейки, выполненные в виде вертикальных лунок 8 для приемки фиксированного количества рабочего вещества, причем указанные лунки в каждой емкости расположены линейно с постоянным шагом Л.
На прозрачных боковых стенках 9 корпуса 1 для каждой емкости 2 по направлению расположения лунок 8 нанесена шкала 10 с цифрами, соответствующими значениям (в условных единицах) временных интервалов при полном и последовательном заполнении каждой лунки 8 рабочим веществом 5.
Шкала 10 на верхней емкости является зеркальной по отношению к шкале 10 нижней емкости и при перевороте устройства они меняются своим положением.
Вместе с тем на прозрачных боковых стенках 9 корпуса 1 для каждой емкости 2 напротив каждой лунки 8 по вертикали нанесены временные метки 11 в виде штрихов, соответствующих временным микроинтервалам при текущем заполнении каждой лунки 8 рабочим веществом 5.
В качестве рабочего вещества 5 может быть использован мелкозернистый калиброванный материал, например, мелкозернистый песок или мелкозернистый алмазный порошок, а также жидкость, например, дистиллированная вода или спирт или раствор спирта.
Выбор мелкозернистого вещества или той или иной жидкости для устройства зависит от заданного значения полного временного интервала, зависит от скорости перемещения рабочего вещества через канал перемычки 4 и определяется опытным путем при проектировании, сборке и испытании опытного образца устройства. При использовании жидких сред учитываются их текущие свойства, зависящие от плотности и вязкости.
При этом для каждого рабочего вещества при изготовлении устройства учитывается и задается значение угла α, которое для жидких сред с высокой текучестью будет близким к минимальному, а для сыпучих сред может достигать максимального значения.
Устойчивость устройства в рабочем состоянии обеспечивается Т-образной формой конструкции в плане (см. фиг. 2).
В исходном положении верхняя емкость 2, заполнена строго выверенным объемом рабочего вещества, а устройство устанавливается на горизонтальную поверхность. С этого момента начитается отсчет времени.
Рабочее вещество 5 пересыпается или перетекает из верхней емкости 2 через перемычку 4 в нижнюю емкость 2. Поскольку перемычка 4 находится над крайней лункой 8 нижней емкости 2, то эта лунка заполняется первой. Площадь сечения канала перемычки 4 и объем лунки 8 определяют время заполнения лунки.
Визуально через боковые прозрачные стенки 9 корпуса можно наблюдать как рабочее вещество 5 заполняет лунки 8 последовательно и поочередно, проходя снизу вверх штрихи 11, соответствующие микроинтервалам времени.
При переполнении предыдущей лунки 8 рабочее вещество 5 начинает пересыпаться или перетекать в следующую рядом расположенную лунку 8, находящуюся на наклонной поверхности ниже первой.
Процесс последовательного заполнения лунок 8 длится до полного «расхода» рабочего вещества из верхней емкости 2.
По количеству заполненных лунок 8 и штрихам 11 можно фиксировать интервалы времени в широком диапазоне и с большой дискретностью.
После заполнения всех лунок 8 верхняя емкость 2 является полностью свободной и устройство может быть использовано для нового цикла отсчета времени.
Таким образом, за счет обеспечения возможности визуального отсчета и визуальной фиксации промежуточных временных интервалов в расширенном диапазоне и с большой дискретностью устройство имеет преимущество перед известными тем, поскольку расширяет функциональные возможности и может найти применение в различных областях, где требуется наблюдать и контролировать временные процессы и события.
Источники информации:
1. Патент РФ №98599 на полезную модель, МПК G04F 1/06, опублик. 20.10.2010
2. Патент РФ №2407051 на изобретение, МПК G04F 1/06, опублик. 20.07.2009
3. Патент РФ №2518866 на изобретение, МПК G04F 1/06, опублик. 10.10.2013