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机械表与磁场

作者:wclpe内容来源:万表网时间:2013-07-16 18:02:35
[导读]我们讨论机械表与磁场,按理说电子表和磁场的关系才更密切,因为中学物理课上讲过,磁能够生电,电也能够生磁。机械表不用电池,和磁场本来没有任何瓜葛,历史上二者也曾经井水不犯河水。用于控制摆轮频率以及机械表走时的游丝是1660年左右发明的,而电、磁的广泛应用是在1820年乃至1831年法拉第发现电磁感应规律之后。早期的便携式钟表,
        我们讨论机械表与磁场,按理说电子表和磁场的关系才更密切,因为中学物理课上讲过,磁能够生电,电也能够生磁。机械表不用电池,和磁场本来没有任何瓜葛,历史上二者也曾经井水不犯河水。用于控制摆轮频率以及机械表走时的游丝是1660年左右发明的,而电、磁的广泛应用是在1820年乃至1831年法拉第发现电磁感应规律之后。早期的便携式钟表,摆轮和游丝大都为钢制,游丝比较稀疏,大概只盘个5圈左右。由于游丝的间隙较大,即使偶然接触到磁铁(这种机会比现在要少的多),对机芯的影响也不明显,并巨早期的怀表即使误差在一刻钟左右也非常正常。
机械表与磁场
        随着钟表工业的发展,擒纵机构进人到了工字轮时代,对走时精度的要求也越高。于是,摆轮上的游丝从盘5圈增至巧圈,摆轮的材质也由纯钢或铜质改为性能更优越的铜钢混合的双合金温差自动补偿摆轮,烧蓝的蓝钢游丝也成为主;流。由于游丝的圈数增多、间隙变小,再加上摆轮都以钢搭配一定比例的铜为主要特质,所以很怕受磁场的干扰,一旦受磁便会影响走时,倩况严重的还会造成摆轮停摆。I当时这种高精度的表,都是有特殊用途的航海钟及天文台怀表。航行在茫茫大!洋中,如果表受磁乱走可是人命关天的事情。所以200多年前,人们就开始努力钻研钟表的防磁技术。当时的思路很简单,就是寻找顺磁(不会被磁力吸附的)材料制作游丝、摆轮和擒纵叉,不过受到材料学发展水平的限制,实现起来却是困难重!重。我们可以看到,有少量高端古董怀表使用了金质的擒纵叉、摆轮和微调螺丝。据行业里的老师傅说,还有一种更牛的,使用把金制作的游丝。把(Palladium),元素符号Pd,属于铂族元素,1803年由英国化学家沃拉斯顿在分离铂金时发现。把金是制作游丝的理想材料,它弹性好,不会生锈,亦不受磁性的干扰,但由于制作成本高,技术难度大,所以非常稀有,存世极少。把金游丝大多搭配双合金温差自动补偿摆轮,摆轮一旦靠近强力磁铁会马上停摆,但远离磁铁即恢复正常;虽然残磁会影响到走时的精准度,但误差不大。而某些材料的游丝一旦受磁,就必须退磁,否则会一直罢工。
对磁场说“不”
机械表与磁场
       问题积累到了一定程度总会有解决的办法,对于手表的防磁最重要的发明诞生于1926年,它的具体手法是:首先在机芯和面盘之间添加一片软铁,机芯侧面也由软铁框环绕,机芯背面则由一个软铁盖锁死,这样就将整个机芯包裹在一个软铁盒内。当手表处在磁场中时,软铁盒会将磁力线引导至侧面,避免磁性干扰到游丝等部件,达到防磁的效果。
       现在流行的防磁表系列,如劳力士的Milgauss、万国的工程师、马克飞行表以及宝玑的50寻等,都是采用这样的设计结构,但是它们都并非始作俑者,下面我们就通过权威的专利资料解密这项伟大发明的诞生。
       1926年10月22日,Paul Ditisheim申请了一项瑞士专利CH122391o Paul Ditisheim是一位真正在钟表发展史上留名的人物,他1868年出生在瑞士的钟表圣地—位于纳沙泰尔的拉绍德封小镇。Ditisheim是一个大家族,曾与Eberhards(20世纪初拥有瑞士最大的表厂)、Vogels、Blums等几个家族企业形成完整的产业链,在19世纪和20世纪初期引领瑞士钟表产业,它还是以发明响闹表而闻名的窝路坚品牌(Vulcain)的创始者和拥有者。通常钟表爱好者们关注的都是制作成品表的品牌,而这些品牌所使用的指针、表盘、螺丝、发条、摆轮、摆陀等往往都需要依靠产业链中的零部件制造商来供应。
       中国古代有所谓“道德传家,十代以上;富贵传家,不过到贬,’的说法,在瑞士钟表行业有不少家族或者是曾经由家族经营的企业,如爱彼萧邦百达翡丽。创门培养家族继承人都是从最基层的岗位开始做起,让孩子在有噪音、异味的环境中体会财富累积的不易。Paul Ditisheim本人就是一位手艺娴熟的制表师,它亲手制作的怀表、船钟至今仍是安蒂古伦、佳士得和苏富比拍卖会巨的常客。由他发明的这项防磁专利,名称就叫“表”(Montre)。引述专利中的内容:传统机械机芯的零部件,如游丝、摆轮、螺丝、擒纵叉等,多为钢例质制造,对磁力非常敏感。把机芯包裹在软铁壳中,可以引导开磁力线,使机芯免受磁力的影响。防磁表的玄机
       用导磁软铁包裹机芯的原理看似简单,但在实际操作中还需要克服诸多困难。首先就是软铁很容易腐蚀生锈,因为表壳内也不是真空的,纯铁在表壳内会被氧化生锈,铁锈掉进机芯中是很麻烦的。其次就是软铁防磁层的膨胀系数要低,以防金属热胀冷缩挤压到表镜。当然还有最基本的性能要求,即高导磁率(把磁力线引导开,避免影响机芯)和低磁滞率(离开磁场后立即消磁)。
       Paul Ditisheim的这项专利,既给出了对冶金材料的使用建议,也提出了适当的结构方案,成为奠定防磁表理论体系。
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