[发明专利]针对无电源的应用的时间测量设备

权利要求书

1.一种时间测量设备，包括：

-定时参考电路，被配置为产生具有参考频率的电参考信号，所述参考频率适合测量或控制分辨率为秒或更小的积分时间跨度；

-在基板上或集成到基板中的放射性辐射源，包括具有至少一个月的已知半衰期的至少一个放射性同位素；

-针对放射性辐射的检测器，所述检测器与放射性辐射源一起集成在相同的基板上或基板中，并被配置为提供检测器信号，所述检测器信号指示在积分时间跨度上检测到的放射性衰变事件的数目；

-控制电路，与定时参考电路和检测器相连，并被配置为：

-控制或测量积分时间跨度，以及

-使用检测器信号、积分时间跨度的值、半衰期、以及在参考时间处所述至少一个放射性同位素的已知衰变速率，来计算瞬息时间与参考时间之间的时间差。

2.根据权利要求1所述的时间测量设备，其中，定时参考电路包括：

-微机电谐振器，以下称为MEMS谐振器，以及

-振荡器电路，振荡器电路与MEMS谐振器相连。

3.根据权利要求1或2所述的时间测量设备，其中，放射性辐射源是单个放射性同位素，该放射性同位素是beta辐射发射体并具有在10到20年之间的半衰期。

4.根据权利要求3所述的时间测量设备，其中，控制电路被配置为根据如下公式来计算时间差：

t=lnA0T-lnC(t,T)λ]]>

其中，t表示时间差，A₀表示放射性辐射源中的放射性同位素在参考时间处的已知衰变速率，C(t，T)表示在积分时间跨度T上由t限定的时间点处检测到的计数数目，以及λ以关系λ＝0.7t_1/2与放射性同位素的半衰期有关。

5.根据前述权利要求之一所述的时间测量设备，其中，

-在半导体基板中集成检测器以及包含放射性同位素的埋入层，

-检测器包括具有半导体基板的检测器区的pn结，该检测器区是在工作电压下可从电荷载流子耗尽的，以及其中

-埋入层至少部分地在检测器区内延伸。

6.根据前述权利要求之一所述的时间测量设备，其中，

-放射性辐射源包括第一放射性同位素和第二放射性同位素，以及其中

-第二放射性同位素的第二半衰期是第一放射性同位素的第一半衰期的至少三倍，第一半衰期在10到20年的范围内。

7.根据权利要求6所述的时间测量设备，其中，选择放射性辐射源中的第一和第二放射性同位素的原子数目，使得这两个放射性同位素的衰变速率在首次操作时间测量设备之前的已知时间点处是相等的或者是近似相等的。