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山东省钟表协会

空气钟

来源：时间：2016-03-08

瑞士产Atmos钟的译名是空气钟，也称气压钟、永动钟等，但这类钟更确切的称呼应该叫温差钟。

1928 年，瑞士工程师JeanLéon Reutter 挑战物理定律，设计出这种无需人力作用，几乎永不磨损、连续运转数百年的空气钟。

世上不存在永动机，一些貌似无需能源的东西，也必须遵守能量守恒定律。空气钟实际是利用温差变化来获取能量的。为从温变中获取能量，就必须找到一种合适的“媒介”。氯乙烷所具有的特性符合这种要求，它是一种在常温下呈气态的有机物，在一定压力下呈现液态。它通常是医疗上使用的一种麻醉剂。它的另一特性，是在50°F ~81°F（注: 从华氏温度换算成摄氏温度，只要减去32，乘以5再除以9就行了）之间膨胀系数最高。利用这一特性，把它装在空气钟后背包的一个大金属盒子里。金属盒做成风箱状，可以收缩，实际就成为一个膨胀盒。再用一个铜罩罩护它。

它的工作原理是这样的：当温度上升时，氯乙烷的气体迅速膨胀，膨胀盒就像手风琴那样的伸长，同时，膨胀盒内的一个大螺旋弹簧被压缩了。当温度升到81°F时，螺旋弹簧会被完全压缩。当温度下降时，氯乙烷的气体迅速缩小，膨胀盒也收缩，螺旋弹簧螺旋弹簧被放松。温差变化，使螺旋弹簧也随之压缩和放松。当温度降到50°F时，螺旋弹簧会被完全放松。随膨胀盒做压缩和放松往复运动的是一个小链条，链条通过一个滑轮和发条盒联系起来，来给发条上条。温差变化越大，上条越多。据悉，每天只要有2°F的（在摄氏15至30度的范围之内，只需1度）温差变化，所产生的能量就足以维持空气钟48小时运转。

空气钟另一个引人注目的东西，就是它那巨大而旋转缓慢的摆轮了。它每分钟只摆动两次，因此钟的齿轮数目可以减到最少。而发条的弱力矩加之摆轮的缓慢转动，使得钟的机件磨损微乎其微。资料介绍它能工作600年。另外，它的加工也极为精细，特别注意平衡问题。
空气钟的走时精度，主要取决于那个巨大的圆盘型的摆轮，它的转动惯量很大。它是由一根很细的镍基的合金丝悬吊起来。合金丝经过特殊处理，温度系数极小，几乎不受温度变化的影响。还有一个原因，就是空气钟的发条永远保持适当的盘紧状态，不紧不松。这样使发条各圈间的接触摩擦极小，而力矩输出相对均匀。
空气钟在使用上需要水平放置，钟上设有水准气泡，钟的底盘设有可调节水平的支脚。”

有人说，空气钟是参照了400天钟的结构（详见400天钟介绍）而发明的，这个说法不无道理，除了动力部分，其它部分基本相同。