CN103460147B

CN103460147B - 用于科学仪表的膜盒

Info

Publication number: CN103460147B
Application number: CN201180060840.1A
Authority: CN
Inventors: Y·温克勒; Y·费里; N·雷伯德
Original assignee: Swatch Group Research and Development SA
Current assignee: Swatch Group Research and Development SA
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2018-01-02
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: CN103460147A; US20130329533A1; JP5657135B2; EP2652558A1; EP2466394A1; JP2014501920A; US9360349B2; WO2012080344A1; EP2652558B1

Abstract

本发明涉及一种膜盒（1），所述膜盒包括两个外壳（2），所述两个外壳连接在一起使得它们由闭合的共有表面（4）结合，所述两个外壳在所述表面的两侧一起限定由所述外壳界定的闭合空间（3）。所述两个外壳（2）中的至少一个是能够在物理量的作用下变形的柔性薄膜。至少所述薄膜由至少部分非晶态的金属合金制成，以优化所述膜盒的尺寸。

Description

用于科学仪表的膜盒

技术领域

本发明涉及一种膜盒，所述膜盒包括固定到彼此上的两个外壳，从而使得所述两个外壳通过共有闭合表面结合并在所述表面的任一侧一起限定由所述外壳界定的闭合空间。所述两个外壳中的至少一个是能够在物理量的作用下变形的柔性薄膜。

背景技术

在现有技术中已知诸如潜水表或测高仪等的包括容纳压力传感器的壳体的科学仪表或便携式物件。该传感器包括薄膜和传输设备。该薄膜能够在作用在传输设备上的外部压力的作用下机械地变形。因此，该设备传递例如(表示压力/压强的)变形运动从而放大所述运动，以显示由传感器检测到的压力值。

还已知将这些膜盒用作用于时计的能量源。这些膜盒包含诸如氯乙烷的液体。这些液体对温度变化做出反应，且当温度上升时蒸发，因此增加膜盒内部的压强。该膜盒与上条弹簧配合，其中该上条弹簧由通过滑轮连接到链条的外壳保持。上条弹簧经由棘轮系统(棘轮和介轮)以一系列前后运动上紧发条盒弹簧。

当温度上升时，膜盒上紧上条弹簧从而使得链条松弛并释放滑轮。当温度下降时，膜盒收缩，使得上条弹簧牵拉链条且上紧发条盒。

一般地，这些膜盒通过经由两个外壳或薄膜的外周或边缘组装该两个外壳或薄膜从而使得在这两个薄膜之间存在一空间来制得。形成膜盒的薄膜由晶体材料诸如例如包括铜和铍的合金(Cu-Be)制成。

通过各种材料的表示其对变形的抵抗性的杨氏模量E或者弹性模量(一般地以GPa表示)来表示各种材料的特征。此外，也能够以弹性极值σ_e(一般地以GPa表示)来表示各种材料的特征，该弹性极值表示应力，在超过此应力的情况下材料发生塑性变形。因此，可以通过针对各种材料建立弹性极值与杨氏模量的比值σ_e/E来比较具有给定厚度的材料，因为所述比值表示各种材料的弹性变形。因此，比值越高，材料的弹性变形越大。然而，现有技术中所用的晶体材料，例如，铜铍合金(Cu-Be)(杨氏模量E等于130GPa，典型的弹性极值σ_e为1GPa)具有大约0.007的低比值σ_e/E。这些晶体合金膜盒的弹性变形因此受到限制。在测高仪或用于上紧发条盒的能量源的应用中，这分别意味着有限的测量范围和低的上紧力。

此外，因为该弹性极值低，当膜盒变形时，在低应力水平下，膜盒就接近了其塑性变形极限，具有不能返回到其初始形状的风险。为了防止此类型的变形，需要对膜盒的变形加以限制，即，有意地限制膜盒运动幅度。因而很明显，对于测高仪应用而言，必须放大传递运动。这将产生噪音，该噪音对测高仪有害且难免地对测量值的显示不利。

此外，薄膜之间的空间处于真空下或填充有液体。因而必须密封膜盒以防泄露。为了达到该目的，一般地使用焊料来固定这两个薄膜且密封所述膜盒以防泄漏。

该组装和密封膜盒的方法限制了可用材料的类型。确实，本领域的技术人员可以设想到使用机械性能更好的材料，诸如金属玻璃或者非晶态金属。然而，本领域的技术人员摒弃对这种材料使用上述的普遍使用的制造方法。该选择的原因的是：因为本领域的技术人员有如下的先入之见：普通的工艺不能用于在不改变膜盒的特性的情况下制造膜盒。事实上，他们有如下的先入之见：使用焊接/软钎焊来组装和密封这些膜盒将改变形成膜盒的非晶态材料的特性，因为焊接工艺需要温度的升高。该温度的升高可能进而导致非晶态金属晶体化——如果该温度达到在所述非晶态金属的结晶温度和玻璃态转化温度之间的温度。

膜盒的该部分晶体化将导致其特性的改变，因此导致不同的性能。本领域的技术人员因此不会关注将非晶态金属用于制造膜盒。

发明内容

本发明涉及一种膜盒，通过提出一种更可靠的膜盒来克服现有技术的上述缺陷，该膜盒具有针对于所施加的最大应力的安全余量，同时也具有较大的可能变形幅度。或者，本发明提出一种膜盒，上述膜盒能够利用较小的尺寸提供相同的形变幅度。

本发明因此涉及一种膜盒，所述膜盒包括两个外壳，所述两个外壳固定到彼此上从而使得所述两个外壳由共有闭合表面结合，所述两个外壳在所述表面的两侧一起限定由所述外壳界定的闭合空间，所述两个外壳是能够在物理量的作用下变形的柔性薄膜，其特征在于，至少其中一个所述薄膜由至少部分非晶态的金属合金制成，以优化所述膜盒的尺寸。

在第一有利实施例中，所述薄膜的所述金属合金的弹性极值与杨氏模量的比值大于0.01。

在第二有利实施例中，所述薄膜的所述金属合金具有大于50GPa的杨氏模量。

在第三有利实施例中，所述两个外壳是柔性的可变性薄膜。

在第四有利实施例中，所述两个柔性的可变形薄膜由所述至少部分非晶态的金属合金制成。

在另一有利实施例中，所述膜盒是单件式，所述两个外壳形成同一部件。

在另一有利实施例中，所述金属合金是完全非晶态的。

在另一有利实施例中，所述金属合金包括至少一种金属元素，所述金属元素为贵金属元素且选自于包括如下的金属的组：金、铂、钯、铼、钌、铑、银、铱或锇。

在另一有利实施例中，所述金属合金不包括任何过敏原。

在另一有利实施例中，各个薄膜是大致盘状的。

在另一有利实施例中，各个薄膜具有非直线截面，以增加其形变表面。

在另一有利实施例中，所述薄膜的截面包括至少一个正弦曲线部分。

本发明的膜盒的第一优点是该膜盒具有更有利的弹性特性。事实上，在非晶态材料的情况下，通过增加弹性极值σ_e来增加σ_e/E比值。应力限值因此增大——超过此应力限值材料将不能恢复到其原始形状。σ_e/E比值的增大因此使得形变更大。这优化膜盒的尺寸——无论是就期望增加测量范围或者增加膜盒的形变或者针对同等的测量或形变范围减小所述膜盒的尺寸而言。

这些非晶态材料的另一优点是它们具有用于开发具有较高精度的形状复杂的部件的新的成形可能性。事实上，非晶态金属具有如下的特殊特性：在各种合金所特有的给定的温度范围内[Tg-Tx](其中，Tx是结晶温度，Tg是玻璃态转化温度)，非晶态金属能够在保持非晶态的同时变得柔软。因此可以以较低水平的应力和低的温度来对这些金属进行塑形/整形/成形。这意味着能够很精确地复制精细的几何形状，因为合金的粘度将大大地降低，因此合金具有模具的所有细节图案。

还可通过将液态金属注入到模具中来得到这种精确度。然后快速地冷却该金属以防止晶体化并且因此变成非晶态。这种方法是有利的，因为非晶态金属在固化时不具有晶体结构，非晶态金属只非常轻微地经受固化收缩。因此，在晶体材料的情况下，该固化收缩可能达到5％至6％，这意味着膜盒在固化时其尺寸将减小5％至6％。然而，在非晶态金属的情况下，该收缩为大约0.5％。

此外，本发明也涉及一种科学仪表，其特征在于所述科学仪表包括使用根据本发明的膜盒的压力传感器。

在另一有利实施例中，所述科学仪表还包括将表示压力的值转换为深度值的装置，从而允许所述科学仪表执行深度测量功能。

在另一有利实施例中，所述科学仪表还包括将表示压力的值转换为高度值的装置，从而允许所述科学仪表执行高度测量功能。

在所述科学仪表的另一有利实施例中，所述两个外壳之间的空间处于10-³至10-⁷mbar的真空中。

在另一有利实施例中，所述仪表是便携式时计。

此外，本发明还涉及一种时计，其特征在于，所述时计包括本发明的膜盒，所述膜盒用于上紧向所述时计供能的发条盒。

该时计的有利实施例形成本发明的其它主题。

附图说明

在以下对本发明的至少一个实施例的详细说明中根据本发明的膜盒的目的、优点和特征将变得更加明显，其中所述至少一个实施例仅仅以非限制性示例的方式给出并且由附图表示，其中：

图1示出了根据本发明的膜盒的示意剖面图。

图2示出了根据本发明的膜盒的变型的示意剖面图。

图3示出了根据本发明的膜盒的变型的示意剖面图。

图4示出了晶体材料和非晶态材料的变形曲线。

图5示出了根据本发明的膜盒的单件式变型的示意剖面图。

图6是包括使用根据本发明的膜盒的压力传感器的表的纵截面。

图7和图8示出了膜盒和时计的纵剖图，其中时计使用根据本发明的用于上紧发条盒的膜盒。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的膜盒1的截面图。该膜盒1由两个外壳2形成。这两个外壳2通过共有闭合表面4结合并且在所述共有表面的各侧上一起限定由所述外壳2界定的密闭空间3。

有利地，两个外壳2固定到彼此上从而使得两个外壳2之间的空间3与外部空间完全隔离。

根据所提及的应用，两个外壳2中的至少一个设置成可变形薄膜。该薄膜2设置成在诸如温度和压强等的物理量的作用下能够变形，同时该变形与该物理量相关联。优选地，两个外壳2设置成可变形薄膜2的形式。

根据本发明有利地，膜盒1的薄膜2中的至少一个包括非晶态材料，即，部分非晶态或完全非晶态。通过如下的操作来得到该部分或完全非晶态材料：熔化和混合形成所述材料的元素，然后快速冷却以至少部分或完全防止所述材料晶体化。特别是，使用金属玻璃，即非晶态金属合金。优选地，膜盒1包括由非晶态金属或合金制成的两个薄膜2。在如下的说明中将使用该变型。膜盒1(膜盒1的薄膜2中的至少一个包括非晶态或部分非晶态材料)因此被称为“由非晶态材料制成的膜盒”。

事实上，这些非晶态金属合金的优点从如下的事实中可以体现出：在制造期间，形成非晶态材料的原子不会如晶体材料一样将它们自身安置成特定的结构。因此，即使晶体材料和非晶态材料的杨氏模量E接近，它们的弹性极值σ_e也不相同。因此非晶态材料的不同之处在于其弹性极值σ_ea如图4所示以大致等于2的比例比晶体金属的弹性极值高。该附图示出了非晶态材料(虚线)和晶体材料根据形变ε的应力σ的曲线。这意味着非晶态材料能够在达到弹性极值σ_e之前经受更大的形变。

首先，带有至少一个由非晶态材料制成的外壳2的膜盒1提高了机械可靠性，发现该机械可靠性与由晶体材料制成的膜盒1相匹敌。事实上，弹性极值σ_ea更高，这意味着塑性域更大，因此膜盒1在施加的应力的影响下发生塑性变形的风险降低。

第二，应当注意带有至少一个由非晶态材料制成的外壳2的膜盒1优化了外壳的尺寸，以对于在中心(即，距离外壳2的接合面一定距离的位置)施加的相同应力而言能够覆盖相同的行程。假设膜盒1的尺寸改变其形变。因此，应当注意如果直径增大，那么膜盒1的理论行程增大。此外，如果厚度增大，那么膜盒1的理论行程减小。有利地，如果弹性极值增加，那么可施加到膜盒1上而不存在任何弹性形变的应力增大。因此可以通过减小膜盒的直径和厚度来保持相同的移动幅度。膜盒1因此变得更加紧凑。

对于材料自身而言，首先可认为σ_e/E比值越高，膜盒1就越有效。有利地，σ_e/E比值比0.01高的材料是最适合制造膜盒1的材料。也应当指出除了σ_e/E比值之外，E的值也应当选择为比特定极值高，从而使得膜盒能够包含在可接受的体积内，优选地，该极值设定为50GPa。

接着，也应当考虑其他的特性。因此，可以认为：耐腐蚀性和非磁性对潜水表而言特别有利。“非磁性”指的是软磁材料，优选地具有大致50至200的相对导磁系数，并且特别是具有大于500A/m的高饱和磁场值。如下的材料可被引作可以使用的非晶态材料：Zr₄₁Ti₁₄Cu₁₂Ni₁₀Be₂₃(该材料的杨氏模量E＝105GPa，以及弹性极值σ_e＝1.9GPa)的σ_e/E比值＝0.018，以及Pt_57.5Cu_14.7Ni_5.3P_22.3(该材料的杨氏模量E＝98GPa，以及弹性极值σ_e＝1.4GPa)的σ_e/E比值＝0.014。

当然，存在其他可能有利的特征，诸如合金的过敏原方面。事实上，应当注意，无论材料是晶体材料还是非晶态材料，他们经常使用包括过敏原的合金。例如，这些类型的合金包括钴或镍。因此，根据本发明的膜盒的变型可以由不包含这些过敏原的合金制成。也可以规定：这些过敏原存在但是不导致过敏反应。为了达到此目的，可以规定包含这些过敏原的膜盒1当膜盒1腐蚀侵蚀时不会释放这些过敏原。

根据本发明的另一变型，膜盒1可以由贵重/稀有材料制成。事实上，在晶体状态下，由贵重材料诸如金或铂制成的合金非常软而不能制造柔性结实的膜盒1。然而，只要它们采用金属玻璃形式(即非晶态状态)，这些贵金属合金接着提供有多个特征——这些特征使得可以将它们用于制造膜盒1并且同时提供一种稀有的漂亮的外观。优选地，铂850(Pt850)和金750(Au 750)是用于制造所述膜盒的贵金属合金。当然地，也可以使用其他的贵金属诸如钯、铼、钌、铑、银、铱或锇。这些用于膜盒的非晶态贵金属合金的用途与有关贵金属的低机械性能的预想想法相悖。

非晶态金属或非晶态金属合金的一个很大的优点在于它们的大的可塑性。事实上，非晶态金属具有如下的独特特性：在各种合金所特有的给定的温度范围内[Tx-Tg]，非晶态金属在保持非晶态的同时变得柔软(例如，Zr_41.24Ti_13.75Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5合金Tg＝350℃，以及Tx＝460℃)。因此可以在相对低的应力(1MPa)和低的温度(即低于600℃)下，对这些金属进行塑形/成形/整形。

塑形的方法包括热加工一非晶态预制件。通过在炉中熔化形成非晶态合金的金属元素来获得该预制件。在受控的气氛环境下执行熔化，以获得对合金的最低可能的氧污染。

例如，为了制造膜盒1的薄膜2中的一个，以半成品的形式(例如，一个盘，尺寸与薄膜2的尺寸相近)来铸造熔化的元素，然后快速冷却以保持非晶态状态。一旦得到了预制件，利用热加工来得到成品件。该热加工通过在Tg和Tx之间的温度范围内压制预定时间段以保持完全或部分非晶态的结构来完成。对于该热加工方法，压制之后是冷却。压制和冷却必须足够快以防止形成薄膜2的材料发生任何晶体化。事实上，对于给定的材料而言，在它的玻璃态转化温度Tg和它的结晶温度Tx之间的给定温度下，存在最大持续时间，超过该最大持续时间所述材料结晶。当温度接近其结晶温度Tx时该持续时间减小，当温度接近其玻璃态转化温度Tg时，该持续时间增加。因此，如果在包含在Tg和Tx之间的温度下消耗的时间超过对于各温度/合金组合而言的特定具体值的话，非晶态材料将结晶。典型地，对Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5合金和440℃温度的组合而言，压制时间应该不超过大致120秒。因此，能够保持预制件的至少部分非晶态的初始状态。

这样做是为了保持非晶态金属的典型弹性性能。膜盒1的各最终塑形步骤因此是:

i.将具有薄膜2的负形状的模子加热到选择的温度。

ii.将非晶态金属盘插入到热的模子之间。

iii.向模子施加闭合力以在非晶态金属盘上复制所述模子的几何形状。

iv.等待所选择的最长时间。

v.打开模子。

vi.将薄膜快速冷却到Tg之下。

vii.最后，从模子中移除薄膜2。

该塑形方法能够非常准确地复制精细的几何形状，因为合金的粘性大大地降低，因此该合金具有模具形状的所有细节。例如，对于基于铂的材料而言，在大致300℃的温度、高至10³Pa.S的粘度、1MPa的应力下，而不是在Tg温度、10¹²Pa.S的粘度下，发生塑形。该方法的优点是不存在固化收缩，这将使得部件能够完美地复制模子的轮廓和细节形状。

当然，也可以使用其他类型的塑形方法，诸如铸造或注入成型。该方法在于：对通过在炉中熔化金属元素而得到的合金进行模制，其中该合金能够是任意部件的形式诸如条状，其可以是晶体状态或者非晶态状态。然后，该任意形状的合金部件被再次熔化以能够被倾倒到或者压力注入到具有成品件形状的模具中。一旦模具已被填充之后，快速地冷却到Tg之下的温度，以防止合金结晶，因此获得非晶态或半非晶态金属薄膜。该方法是有利地，因为非晶态金属当其固化时不具有晶体结构，非晶态金属只是非常轻微地经受固化收缩。因此，在晶体材料的情况下，该固化收缩可达到5％至6％，这意味着当膜盒1固化时其尺寸将减小5％至6％。然而，在非晶态金属的情况下，该收缩为大约0.5％。此外，倾倒或注入是存在已久的方法，因此简单易行且便宜。

一旦已形成了两个薄膜2，在它们的共有闭合表面或边缘4处将它们组装到彼此上，以形成膜盒。可以通过多种方式来完成两个薄膜2的结合，诸如焊接、软钎焊或粘合。

另一种方法在于使用非晶态金属的特性。为此，两个薄膜2被放置在彼此之上。薄膜的外周因此被加热到Tg和Tx之间的温度。然后，在夹具之间压制该外周。这些夹具包括以梳子形式构造的支柱，从而使得当通过夹具压制该外周时，这些夹具的支柱在两个薄膜2之间产生机械相互作用并且将它们固定到彼此上。

优选地，执行该固定操作从而使得膜盒1被密封且两个薄膜2之间的空间3完全与外界隔离。

在固化之后，执行真空化或填充的步骤。存在于膜盒1中的真空是大致10^-3至10^- ⁷mbar，可以认为，真空度越高，性能表现越好。一般地经由在如图3所示的薄膜2之一上制造的孔口5来完成该真空化操作或填充操作。然后通过施加金属止挡件来堵住该孔口5。孔口5优选地定位在薄膜2之一的中心，因为这是经受很小的应力的地方，此孔口不同于设置在两个膜片2之间的结合处(其中它们彼此结合)的孔口。

在所使用的方法的其他变型中，非晶态金属的可塑性有利地意味着膜盒1能够形成为如图5所示的单件体。事实上，利用热塑形或铸造的方法，可以制造形成用于膜盒1的精确图案的模子或模具。这些方法用于利用上述的非晶态金属来填充模子或模具。补充步骤是溶解/分离模子或模具。

事实上，为了制造膜盒1，模子或模具必须包括在薄膜之间形成所述空间的型芯，所述空间将被抽真空或者填充有液体。当制造膜盒1时，非晶态金属沉积在所述型芯周围，从而将该型芯限制在非晶态金属内。然后通过在化学浴池中溶解模具或模子来将膜盒1从模具中取出。根据形成模具或模子的材料来选择所使用的产品。由此形成的膜盒1只含有1个孔口5，该孔口5必须被堵住以密封膜盒。

接下来的步骤在于根据应用用液体填充膜盒1或在所述膜盒1中形成真空，然后堵住孔口5以保证膜盒1被密封。经由在热加工或铸造期间形成的孔口5来执行该液体填充或抽真空。

该变型具有多个优点。首先，该变型提供更易于制造的膜盒1，因为不存在接合两个薄膜2的操作，因此少了一个步骤。接合操作复杂因为必须在使得非晶态金属不发生晶体化的情况下提供经久耐用的接合和适当的密封。通过制造单件式膜盒1，不存在待接合的薄膜2，因此不存在与接合相关的密封问题。单件式膜盒1因此从根源上阻止出现待解决的复杂问题。密封膜盒1更简单，因为只有用于向膜盒1填充液体或将膜盒1抽成真空的孔口5需要被堵住，而不是膜盒1的整个外周都需要被密封。

此外，该变型更好地使用膜盒1的表面。事实上，当通过接合两个薄膜2来制造膜盒1时，必须将薄膜2设计为使得共有闭合表面或接合区域4不会对膜盒1的性能造成不利影响。为此，将薄膜2设计为使得它们的外周是特别地用于接合/接头的区域而不是在膜盒1的作业期间的活跃区域。该特定的接合区域因此不用于膜盒的操作。在本变型的方法下，不存在接合处且因此不再有必要具有针对该接合处的无用的区域。膜盒1因此更加紧凑且更简易地设计。

该变型的替代解决方案在于使用吹塑成型方法。为此，利用非晶态材料制造预制件4。通过以半成品的形式(诸如，球体，管状体或者带有基底的管状体)铸造熔融的形成期望合金的元素来制成该预制件，然后快速冷却该预制件以保持非晶态状态。

然后将此预制件放置在图案与期望制造的膜盒的图案相同的模具中。

然后将该预制件加热到包含在Tg和Tx之间的温度，从而使得非晶态金属变得有粘性且易于延展变形。

接着，将吹嘴插入到该预制件中，从而使得能够开始吹制步骤。该吹制步骤在于向预制件中吹入加压空气或气体。预制件在该压力的作用下伸展，因为形成预制件的金属是有粘性的。非晶态金属的延展使得金属粘合到模具的图案腔的壁上。然后非晶态金属快速冷却从而使得其不会晶体化。

最后的步骤在于通过打开两件式的模具来从模具中取出冷却后的膜盒。

该替代解决方案的优点在于模具较简单，因为该模具由装配在一起的两个部件制成。此外，该方法复杂度较低，因为与前述的单件式部件的方法相比，不存在用于在薄膜2之间形成闭合空间的型芯，因此可使用传统的可反复使用的模具。

此外，非晶态金属的塑形特性意味着能够以期望的几何形状来制造薄膜2或膜盒1。例如，可通过对薄膜2或膜盒1的截面以及其厚度或直径进行塑形来改变其特性。举例说明，可获得具有如图2、3和5所示的正弦曲线截面6的薄膜2。该类型的形状能够增加薄膜的表面面积以及其刚度。薄膜因此更难以变形。该截面设置有利地意味着材料的弹性形变能够根据压力线性化。该线性化因此有助于简化将薄膜11的形变转换为压力值的装置。

该膜盒1也可用在如图6所示的诸如潜水表10的科学仪表中，该仪表包括壳体11，该壳体11容纳中间部件12，在该中间部件12上固定有承载表10的水晶面14的表壳前圈13。在水晶面14下面设置有也固定到中间部件12的显示装置15。在此类型的应用中，膜盒1的内部空间处于真空环境。

表10由以密封的方式固定到中介部件18上的后盖17闭合，其中中介部件18继而以密封的方式固定到中间部件12，因此形成一壳体。该表还包括优选地位于壳体211内部的压力传感器16。

该压力传感器16包括传输设备20和膜盒1。膜盒位于表10的壳体11内部并且固定到支承体22上。这确保了膜盒很好地变形。在此示例中，支承体22固定到中介部件18上。支承体22和中介部件18设置成使得所述膜盒1的外表面与外部压强接触并且能够通过外部压强而变形。为了使得膜盒1能够与外部环境接触，壳体21的后盖17贯穿有多个孔口或洞23，这些孔口或洞23允许如果外部压强和膜盒1内部的压强不同的话，膜盒1的薄膜2变形。

此外，可以规定壳体21的后盖17安装有可移除的罩盖21，该罩盖21能够以卡合方式装配，以在不需要进行压力测量时堵住孔口或洞23。这保护压力传感器16。

传输设备10与所述膜盒结合使用，以用于压力传感器16的操作。因此，在空间3和外部环境之间的压差的作用下，膜盒将或多或少地变形。事实上，如果外部压强比膜盒1内部的压强大，该膜盒然后变形且缩小膜盒1的空间3的体积。相反地，在高地，外部压强比膜盒1内部的压强小，膜盒将变形从而使得膜盒1的空间3的体积增大。

膜盒的该变形作用在传输设备20上，该传输设备20探测到相对于膜盒1的原始位置而言的膜盒位置。上述原始位置优选地是其中膜盒两侧的压强相等的位置。一旦已执行了检测，传输设备20将例如通过机械运动来传输膜盒形变的信息。

由设备20传输的表示压强的运动能够被放大，然后被显示设备15所利用。显示设备使用将表示形变以及因此压强的运动转换为深度值或高度值的装置。接着，设备15将显示由所述压力传感器16所测量到的深度。当然，可以通过任何其他的装置诸如压电换能设备来执行压力探测。此外，也可以设想到其他利用压强的功能，诸如高度测量功能或气象监测功能。

因此根据定义膜盒行程的所需测量范围的预定技术明细来标定传感器16的元件。所需的测量范围表示需要被检测和显示的最大或最小压强值。例如100米的深度。通过将各个外壳2相对于其静止位置的形变相加而得到的膜盒的行程定义了所述膜盒能够达到的最大形变。因此，从这两个值来定义膜盒的特征。膜盒的特征体现在其尺寸(例如，该膜盒具有40mm的直径和3mm的厚度)和形成该膜盒的材料。

根据本发明的膜盒1的另一个应用是其如图7和图8所示用作用于上紧时计100中的发条盒107的元件。为此，这些膜盒1填充有液体，诸如氯乙烷。该液体对温度变化做出反应，当温度上升时蒸发并因此增加膜盒内部的压强。膜盒的体积增加并且因此与上条弹簧101配合。上条弹簧由通过滑轮104连接到链条102上的外壳103保持。当存在温度或压强变化时，膜盒1导致链条102移动并因此转动滑轮104。滑轮与棘轮105和介轮106的棘轮系统配合以上紧主发条107。

与由晶体材料制成的膜盒相比，根据本发明的膜盒的优点在于由非晶态材料制成的膜盒1具有更大的行程。这因此意味着发条盒107将被更大程度地上紧，因为链条102将具有更大的运动幅度。滑轮104的转动因此更多，因此更快和更有效地上紧发条盒107。如果非晶态金属膜盒1的行程比晶体金属膜盒1的行程大，那么能够以更加紧凑的膜盒1和因此更加紧凑的时计获得相同的行程。

此外，用于上紧发条盒的应用的膜盒有利地包括波纹管6。该由若干级形成的波纹管6设置在膜盒1的外周且用于当所述膜盒收缩时容纳膜盒1的液体。在膜盒中央处的收缩因此驱赶液体——该液体将容纳在波纹管6的各级中。波纹管经受来自液体的应力且在应力的作用下变形。利用非晶态金属，可减小波纹管6的尺寸。这是可能的，因为非晶态金属在进行塑性变形之前能够承受更大的应力并且因此波纹管6的各级能够容纳更多的液体。

对于本领域的技术人员而言，显而易见地，能够在不脱离由本发明所限定的本发明的范围的基础上对上述列出的本发明的多种实施例进行多种修改和/或改进和/或组合。例如，膜盒或薄膜可具有不同的形状。同时，根据本发明的膜盒可用在触发设备、延时设备和物理量改变设备中也是显而易见的，诸如用在用于多种应用(爆破、钻井、采矿等)的触发系统中。

Claims

1.一种膜盒(1)，所述膜盒包括固定到彼此以由共有闭合表面(4)结合的两个外壳(2)，所述两个外壳在所述共有闭合表面的两侧一起限定由所述外壳界定的闭合空间(3)，所述两个外壳是能够在物理量的作用下变形的柔性薄膜(2)，其特征在于，只有其中一个所述薄膜由至少部分非晶态的金属合金制成，以优化所述膜盒的尺寸，并且所述两个相固定的外壳仅在所述共有闭合表面的周缘处被支承。

2.根据权利要求1所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金的弹性极值与杨氏模量的比值大于0.01。

3.根据权利要求1所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金具有大于50GPa的杨氏模量。

4.根据权利要求1所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金是完全非晶态的。

5.根据权利要求1所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金包括至少一种贵金属元素且选自于如下金属的列表：金、铂、钯、铼、钌、铑、银、铱或锇。

6.根据权利要求1所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金不含任何过敏源。

7.根据权利要求1所述的膜盒(1)，其特征在于，各个薄膜(2)是大致盘状的。

8.根据权利要求1所述的膜盒，其特征在于，各个薄膜(2)具有非直线截面，以增加各个薄膜的形变表面。

9.根据权利要求8所述的膜盒，其特征在于，所述薄膜的所述截面包括至少一个正弦曲线部分。

10.一种科学仪表(10)，所述科学仪表包括压力传感器(16)，所述压力传感器包括与传输设备(20)配合的膜盒(1)，所述传输设备用于从所述膜盒的变形中提供表示压力的值，其特征在于，所述膜盒为根据权利要求1至9中的任一项所述的膜盒。

11.根据权利要求10所述的科学仪表，其特征在于，所述科学仪表还包括将所述表示压力的值转换为深度值的装置，从而允许所述科学仪表执行深度测量功能。

12.根据权利要求10所述的科学仪表，其特征在于，所述科学仪表还包括将所述表示压力的值转换为高度值的装置，从而允许所述科学仪表执行高度测量功能。

13.根据权利要求10所述的科学仪表，其特征在于，所述两个外壳(2)之间的空间(3)处于10^-3至10^-7mbar的真空中。

14.根据权利要求10所述的科学仪表，其特征在于，所述仪表(10)是便携式时计。

15.一种时计(100)，所述时计包括由主发条(107)提供动力的机芯，所述主发条由上条系统上条，其特征在于，所述上条系统由根据权利要求1至9中的任一项所述的膜盒(1)致动，所述膜盒在至少一个物理量发生变化时与温度或压力有关地收缩或膨胀。

16.根据权利要求15所述的时计，其特征在于，所述两个外壳(2)之间的空间(3)填充有对温度的变化做出反应的液体。

17.一种膜盒(1)，所述膜盒包括固定到彼此以由共有闭合表面(4)结合的两个外壳(2)，所述两个外壳在所述共有闭合表面的两侧一起限定由所述外壳界定的闭合空间(3)，所述两个外壳是能够在物理量的作用下变形的柔性薄膜(2)，其特征在于，所述两个可变形的柔性薄膜由至少部分非晶态的金属合金制成，以优化所述膜盒的尺寸，并且所述两个相固定的外壳仅在所述共有闭合表面的周缘处被支承。

18.根据权利要求17所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金的弹性极值与杨氏模量的比值大于0.01。

19.根据权利要求17所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金具有大于50GPa的杨氏模量。

20.根据权利要求17所述的膜盒，其特征在于，所述膜盒(1)是单件式，所述两个外壳(2)形成同一单个部件。

21.根据权利要求17所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金是完全非晶态的。

22.根据权利要求17所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金包括至少一种贵金属元素且选自于如下金属的列表：金、铂、钯、铼、钌、铑、银、铱或锇。

23.根据权利要求17所述的膜盒，其特征在于，所述金属合金不含任何过敏源。

24.根据权利要求17所述的膜盒(1)，其特征在于，各个薄膜(2)是大致盘状的。

25.根据权利要求17所述的膜盒，其特征在于，各个薄膜(2)具有非直线截面，以增加各个薄膜的形变表面。

26.根据权利要求25所述的膜盒，其特征在于，所述薄膜的所述截面包括至少一个正弦曲线部分。