Arkistoitu

Tutut keksinnöt : Kvartsikello

Keksinnöt

Monella koululaisella on nykyisin oma rannekello, jonka kellotaulussa lukee englanniksi ”quartz” tai vaikkei lukisikaan sen toiminta perustuu kvartsin hyväksikäyttöön. Sellaisia kelloja ei tarvitse vetää, koska ne toimivat pienen litteän pariston avulla.

Kvartsikellon ydin on pieni kvartsikiteestä tehty, tiettyyn kiderakenteen suuntaan sahattu kvartsin kappale. Se on – valmistajasta ja merkistä riippuen – noin 6 mm pitkä ja 2 mm kanttiinsa oleva kvartsisauva. Kvartsi on niin sanottu pietsosähköinen mineraali, eli kun tällainen sauva puristetaan alustaansa kiinni, niin sen päät varautuvat sähköisesti, toinen on +merkkinen, toinen –merkkinen.

Kun tähän kvartsisauvaan johdetaan paristosta sähköä, tasavirtaa, niin se alkaa värähdellä. Värähdysluku on 32768 eli 2 kerrottuna 15 kertaa itsellään eli 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 ja niin edelleen. Kellon suurin osa on kellotaulun takapuolella. Se on puolittaja, joka 15 kertaa puolittaa tuon luvun 32768, jolloin viimeisen puolituksen jälkeen värähdysluku on tasan 1, se johdetaan askelmoottoriin, joka kerran sekunnissa kääntää viisaria. Näin virhe sekuntia kohti saadaan pieneksi ja kello tarkaksi. Kello on sitä tarkempi, mitä tarkemmin sauva on hiottu juuri oikeaan suuntaan.

Uusissa malleissa on kvartsisauvan asemasta sävelrautaa muistuttava kaksihaarainen kvartsikappale. Luonnon kvartsikiteissä on usein kaksostusta ja kasvuvirheitä, sen takia kvartsisauvat sahataan synteettisestä, laboratoriossa kasvatetusta kvartsikiteestä.

Kvartsikellojen tullessa markkinoille oli päivälehdissä varoituksia. Mekaanisten kellojen valmistajat varoittivat ostajia, etteivät kvartsikellot tule kestämään, kun se kvartsikappale värähtelee siellä kellossa niin nopeasti. Mutta kyllä ne kestävät, ja nykyisin halvat, tarkat ja kestävät kvartsikellot ovat yleisempiä kuin vedettävät mekaaniset kellot.

Martti Lehtinen

Kuva: http://geologia.fi