CN104080036B - 用于测试和校准骨导振动器的测量装置 - Google Patents

用于测试和校准骨导振动器的测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于测试和校准骨导振动器的测量装置，所述测量装置(1)具有前部(21)和后部(22)并包括：有弹性地悬置使得其可被导致沿前‑后对准的主振荡轴(5)振荡的刚性体(2)；提供在所述刚性体(2)的前端(9)处并适于邻接骨导振动器(25)的振动件和接收所述振动件的振动力的连接表面(14)；及安排成适于提供指示所述刚性体(2)沿所述主振荡轴(5)的加速度的输出信号的测量件(6)；其中位于所述连接表面(14)外面的前部(21)上的所有暴露部分均不具有垂直于所述主振荡轴(5)的平面表面；或者，在具有平面表面的情形下，所述平面表面由对撞击在其上的声波具有声减弱作用的声学泡沫组成。本发明有助于减少共振及其对测量结果的影响。

Description

用于测试和校准骨导振动器的测量装置
技术领域
本发明涉及用于测试和校准骨导振动器的测量装置。具体地，本发明涉及在生产、测试、校准和验配骨导听力装置时常用的、所谓的颅骨模拟器或人工乳突。
背景技术
基本上，颅骨模拟器由具有连接表面和测量手段的惯性质量块组成。连接表面用作托，骨导听力装置的振动件或作为前述骨导听力装置的一部分的骨导振动器可安装在其上以进行测试，及测量手段用于确定骨导振动器施加给惯性质量块的振动力。理想地，惯性质量块设计成使得朝向骨导振动器的声阻抗等于一般听力装置用户的颅骨或头部提供的声阻抗，其中骨导振动器在听力装置正常使用期间布置在前述颅骨或头部位置处。因而，颅骨模拟器可用于测量骨导振动器在真实作业条件下的输出力，例如用于测试或校准目的。
在已知颅骨模拟器中，惯性质量块通常包括有弹性的悬置刚性体，如金属柱，具有固定连接在后端的加速计。刚性体的反向前端可直接用作连接表面，或者具有连接表面的适当固定件可固定地连接到该前端上。为测量经皮的骨导振动器，连接表面可由一层或多层材料覆盖，如橡胶，设计成模拟覆盖颅骨的皮肤和组织的声阻抗。由于身体加速度和施加到身体上的振动力之间的已知关系，加速计的输出可用作施加到惯性质量块的力因而用作骨导振动器的输出力的度量。
一些已知颅骨模拟器包括实质上成形为矩形立方体的保护壳，即具有顶壁、底壁、两个侧壁、前壁和后壁。顶壁、底壁和侧壁通常彼此一体并形成惯性质量块和弹性吊架安装于其内的套筒。前壁和后壁用螺栓或螺钉固定到该套筒上，或直接固定或经吊架的部分间接固定。连接表面或可通过前壁中的中央通孔接近，或者刚性体或固定件的相应部分延伸穿过前述通孔使得连接表面在壳体的外部。在使用时，颅骨模拟器布置成立在底壁上，优选借助于弹性和/或阻尼脚或垫与支撑表面声学上解耦。连接表面布置成使得骨导振动器水平施加其振动力，这使能使用相对简单的、竖向平面弹簧来悬置惯性质量块。在其它已知颅骨模拟器中，壳体为圆柱形并位于柱体的一端上，及连接表面布置成使得骨导振动器纵向施加其振动力。
在本发明的发明人已知的现有技术颅骨模拟器中，壳体的前壁和/或吊架的暴露部分在前面具有一个或多个平面表面，这些平面表面因而定向成在其安装在颅骨模拟器上时朝向骨导振动器。
本发明的发明人已令人惊讶地确定该特定特征为测量结果谬误的原因。平面表面可反射从骨导振动器壳体发出的空传声音或在振动时发出声音，反射或发出的声音导致共振的形成，而在骨导振动器安装在人头部上时不应存在共振。
发明内容
本发明的目标在于提供用于测试和校准骨导振动器的测量装置，该装置没有上述问题。
本发明的该及其它目标由所附独立权利要求限定的及下面描述的发明实现。本申请的另外的目标由从属权利要求和本发明的详细描述中限定的实施方式实现。
通过设计测量装置使得前面的位于连接表面外面的所有暴露部分均没有垂直于主振荡轴的平面表面或者在具有平面表面的情形下使得平面表面由对撞击在其上的声波具有声减弱作用的声学泡沫组成，从而平面表面反射或发出的空传声音将被减弱或变得不太明显，这将减少共振，因而减少共振对测量结果的影响。
在本说明书中，“骨导听力装置”指适于改善和/或增强用户的听觉能力的装置如助听器或听音装置，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。前述听得见的信号例如可以下述形式提供：作为机械振动通过用户头部的骨结构传到用户内耳的声信号。
骨导听力装置可构造成以任何适当的方式进行佩戴，如连到植入颅骨内的固定件的单元或借助于弹簧或其它弹性手段靠着头部皮肤固定的单元。骨导听力装置可包括单一单元或几个彼此电子通信的单元。
更一般地，骨导听力装置包括用于从用户环境接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入变换器和/或以电子方式接收输入音频信号的接收器、用于处理输入音频信号的信号处理电路、及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出装置。一些听力装置可包括多个输入变换器，例如用于提供随方向而变的音频信号处理。在一些听力装置中，接收器可以是无线接收器。在一些听力装置中，接收器可以是例如用于接收有线信号的输入放大器。在一些听力装置中，放大器可构成信号处理电路。在一些听力装置中，输出装置可包括输出变换器，例如用于提供结构传播的声信号的振动器。在一些听力装置中，振动器可适于将结构传播的声信号经皮或由皮提供到颅骨。
除非明确指出，在此所用的单数形式的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。
附图说明
本发明将在下面参考附图、结合优选实施方式进行更详细地说明。
图1示出了现有技术颅骨模拟器的实施例。
图2示出了根据本发明的测量装置的第一实施例。
图3示出了根据本发明的测量装置的第二实施例。
为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在所有附图中，同样的附图标记和/或名称用于指同样或对应的部分。
通过下面给出的详细描述，本发明进一步的适用范围将显而易见。然而，应当理解，在详细描述和具体例子表明本发明优选实施例的同时，它们仅为说明目的给出。对于本领域的技术人员来说，从下面的详细描述可显而易见地得出其它实施方式。
具体实施方式
图1中所示的现有技术颅骨模拟器包括借助于平面弹簧4有弹性地悬置在刚性托架3中的刚性体2。平面弹簧4使刚性体2能沿主振荡轴5振荡。加速计6固定连接到刚性体2的后端7，固定件8固定连接到刚性体2的前端9。固定件8延伸穿过颅骨模拟器壳体12的实质上平坦的前壁11中的通孔10。刚性托架3借助于几个螺栓13紧固到壳体12上。固定件8具有连接表面14，其提供用于连接骨导振动器(未示出)的振动件的机械界面。
图2示出了根据本发明的测量装置1的第一实施例，其包括嵌入因而有弹性地悬置在悬置体20中的刚性体2，悬置体实质上由对撞击在其上的声波具有声减弱作用的声学泡沫组成，至少对听频范围的上部内的声频具有减弱作用，例如1kHz和20kHz之间或3kHz和10kHz之间。声学泡沫例如可以是聚氨酯泡沫，许多适当的声学泡沫在本领域众所周知。测量装置1具有前部21和后部22，悬置体20使刚性体2能沿按测量装置1的前-后方向定向的主振荡轴5振荡。刚性体2优选成形为类似旋转对称圆柱体，及圆柱体的轴优选与主振荡轴5对准。加速计6固定连接到刚性体2的后端7，及固定件8固定连接到刚性体2的前端9。加速计6布置在悬置体20中的空腔23中，使得其不接触声学泡沫。固定件8延伸穿过悬置体20的前面的通孔10，这使能将骨导振动器25的振动件连接到固定件8的暴露前端上的连接表面14。
连接表面14提供与骨导听力装置的颅骨植入物所提供一样的机械界面。前述颅骨植入物通常包括骨融合在听力装置用户的颅骨内的钛螺钉。所谓的桥基通常借助于另外的螺钉连接到植入物上，及该桥基提供与骨导振动器25的实际机械界面。连接表面14因而可提供与桥基所提供一样的界面，或者其可提供与植入物所提供一样的界面，使得桥基能够可替换地连接到其上。在使用时，骨导振动器25的振动件通过本领域已知的连接手段(未示出)连接到连接表面，及来自骨导振动器25的振动力导致刚性体2、固定件8和加速计6实质上作为单一刚性惯性质量块振动。加速计6的电输出信号指示该惯性质量块2、8、6的加速度，因而也使能计算骨导振动器25施加到其上的振动力。
悬置体20必须软或足够有弹性以使刚性体2在由骨导振动器25驱动时能实质上不受妨碍地移动，同时应足够强以承载刚性体2、固定件8和加速计6的重量。这优选通过将刚性体2和固定件8安排成使得刚性体2在测量期间水平振荡及通过提供向刚性体2主要施加纵向定向的力的悬置体而实现。悬置体20因而可包括由比声学泡沫硬的材料制成且纵向定向的弹簧或杆24。此外，前述弹簧或杆24可存在并按垂直于主振荡轴5的几个其它方向进行定向，以防止或减少刚性体2在不同于沿主振荡轴5的方向的振荡。
由于声学泡沫构成悬置体20，垂直于主振荡轴5的硬平面表面，如刚性体2的前端，并未暴露于撞击在测量装置1上的声波。这些表面因而不会引起共振的形成。连接表面14本身的特征不太需要或无需关注，因为连接表面14在测量期间将被骨导振动器25覆盖或与其邻接。悬置体20的向前定向的部分可以平面和/或垂直于主振荡轴5而不引起共振，因为声学泡沫的声减弱作用也减少前述共振。然而，优选前部21具有与鸡蛋的钝端或半球类似的形状。
在使用时，测量装置1通常放置成底部26位于隔音测量室(未示出)中的支撑表面27上，其优选提供为无回音室。为避免测量装置1本身在无回音室内引起声反射或发射，悬置体20的声学泡沫优选覆盖整个测量装置1，除了连接表面14和/或用于将测量装置1连接到例如电源、测量电子电路和/或计算机(未示出)的线缆28之外。测量装置1的底部26可没有声学泡沫，因为无回音室中的支撑表面27本身通常由声学泡沫或其它声抑制装置覆盖。优选地，测量装置1实质上为鸡蛋或眼泪形，及线缆28从鸡蛋或眼泪形状的锐端29延伸。然而，测量装置1的底部26优选不为凸面，而是相当平坦以使能稳定地放置在平的支撑表面27上。代替线缆28，测量装置1可包括电池(未示出)，优选可再充电电池，以对加速计6及用于转换和将来自加速计6的测量数据传给测量电子电路和/或计算机的模数转换器和无线发射器或收发器(未示出)进行供电。放大、转换和/或传输加速计6的输出的任何电子电路、和/或用于向电子电路提供电能的电池或功率转换器优选安装在印刷电路板(未示出)上，其远离刚性体2并靠近底部26嵌入在悬置体20中。
对于经皮类型的骨导振动器25，骨导振动器25通常通过将骨导振动器25的振动件朝向连接表面14按压的弹簧或其它弹性装置(未示出)而固定在适当位置。在该情形下，连接表面14优选为没有另外的特征的平面表面。
所示的将加速计6安排在刚性体2的后端7处使在前端9处为声学泡沫和/或其它共振抑制装置提供更多空间。另外，由于作用在加速计6上的振动力用于仅使加速计6本身加速，从而加速计6中的共振对测量结果的影响得以减小。然而，作为备选，加速计6也可安排在前端9处或刚性体2的其它位置处。
惯性质量块即刚性体2、固定件8和加速计6的组合质量块的质量通常选择为在50和70g之间，或优选为约58g，使得颅骨模拟器在最重要的听觉频率模拟一般人颅骨的声阻抗。刚性体2和固定件8优选由铜-锌-铅合金制成，如CuZn39Pb3。
在测量装置1的底部没有声学泡沫的情形下，测量装置1优选可具有有弹性的、有弹力的和/或阻尼支架、脚或垫(未示出)，用于在测量时支撑测量装置1，从而防止环境中的振动到达刚性体2。
图3示出了本发明测量装置1的第二实施例。第二实施例包括与图2中所示的第一实施例实质上一样的特征，除了声学泡沫的悬置体20之外。在图3的实施例中，刚性体2借助于安排在刚性体2的端部7、9处的在垂直于主振荡轴5的平面中的两个以上平面弹簧4而悬置在刚性托架3中。平面弹簧4优选借助于螺钉(未示出)固定到刚性体2和刚性托架3上。平面弹簧4设计成使得它们使刚性体2能沿主振荡轴5相对于刚性托架3振荡，而在其它方向仅更小程度振荡。刚性体2优选成形为类似旋转对称圆柱体，该圆柱体的轴优选与主振荡轴5对准。刚性托架3优选也成形为类似旋转对称圆柱体，具有用于刚性体2的同心孔。刚性托架3的底部优选可平坦以使测量装置1的总高度低。刚性托架3优选由与刚性体2一样的材料制成，及优选具有类似于或大于刚性体2的质量。刚性托架3通过一起构成保护壳33的下壳31和上壳32内侧上的形状适合的突起30而保持在适当位置。壳31、32优选由树脂制成，如聚碳酸酯和ABS塑料的可注射成型混合物，并借助于螺钉(未示出)彼此固定。固定件8延伸穿过保护壳33前面的通孔10，因而使骨导振动器25的振动件能连接到连接表面14。
保护壳33的前部具有类似于鸡蛋的钝端或半球的凸面形状，因而不太可能导致与从骨导振动器25或从其自身发出的空传声信号共振。保护壳33实质上为鸡蛋或眼泪形，如果存在，线缆28可通过鸡蛋或眼泪形状的锐端29处的通孔离开保护壳33。保护壳33的非底部的光滑及非平面外表面有助于减少较小测量室内的声反射和发射，因而减少共振。测量装置1的底部26优选不为凸面，而是相当平坦以使能稳定地放置在平的支撑表面27上。底部26优选具有有弹性的、有弹力的和/或阻尼垫34，用于在测量时支撑测量装置1。
放大、转换和/或传输加速计6的输出所需要的任何电子电路、和/或用于向电子电路提供电能的电池或功率转换器优选安装在印刷电路板35上，印刷电路板35连接到刚性托架3上。印刷电路板35可为圆形或马蹄形，其具有中央开口以使加速计6能在向后的方向延伸超出印刷电路板35。
在所示实施例的变化中，刚性体2可借助于平面弹簧4悬置在刚性托架3中，及刚性托架3可进而嵌入因而有弹性地悬置在悬置体20中。
在一些实施例中，悬置体20可被包含在保护壳33中，使得保护壳33构成测量装置1的外表面。
在一些实施例中，整个保护壳33或其部分可由一层对撞击在其上的声波具有声减弱作用的声学泡沫覆盖。
在一些实施例中，加速计6可固定连接到刚性体2上并通过确定其自己的绝对加速度而测量刚性体2的加速度。
在一些实施例中，加速计6可固定连接到第一构件如刚性体2上，或连接到第二构件如托架3或保护壳33上，并可通过确定从相应的其它构件2、3、33反射的光信号的性质而测量刚性体2的加速度。
对于本领域技术人员，在不背离本发明范围的基础上可显而易见地对所公开的装置进行另外的修改。在本说明书内，任何这样的修改均以非限制性的方式提及。
一些优选实施例已经在前面进行了说明，但是应当强调的是，本发明不受这些实施例的限制，而是可以权利要求限定的主题内的其它方式实现。例如，前述实施例的特征可任意组合，例如以使本发明装置适应具体需要。
权利要求中的任何附图标记和名称对其范围不起限制作用。

Claims (11)

1.用于测试和校准骨导振动器(25)的测量装置，所述测量装置(1)具有前部(21)和后部(22)并包括：有弹性地悬置使得其可被导致沿前-后对准的主振荡轴(5)振荡的刚性体(2)；提供在所述刚性体(2)的前端(9)处并适于邻接骨导振动器(25)的振动件和接收所述振动件的振动力的连接表面(14)；及安排成适于提供指示所述刚性体(2)沿所述主振荡轴(5)的加速度的输出信号的测量件(6)；其特征在于：位于所述连接表面(14)外面的前部(21)上的所有暴露部分均不具有垂直于所述主振荡轴(5)的平面表面；或者，在具有平面表面的情形下，所述平面表面由对撞击在其上的声波具有声减弱作用的声学泡沫组成。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述前部(21)具有类似于鸡蛋钝端或半球的形状。
3.根据权利要求2所述的测量装置，其中所述测量装置(1)为鸡蛋形。
4.根据前面任一权利要求所述的测量装置，其中所述刚性体(2)借助于一个或多个平面弹簧(4)悬置在刚性托架(3)中。
5.根据权利要求4所述的测量装置，其中所述刚性体(2)和/或所述刚性托架(3)通过声学泡沫制成的悬置体(20)进行悬置。
6.根据权利要求5所述的测量装置，其中所述声学泡沫制成的悬置体(20)构成所述测量装置(1)的外表面。
7.根据权利要求1-3任一所述的测量装置，其中所述刚性体(2)悬置在构成所述测量装置(1)的外表面的保护壳(33)内。
8.根据权利要求1-3任一所述的测量装置，其中所述测量件(6)为安排在所述刚性体(2)的后端(7)处的加速计。
9.根据权利要求8所述的测量装置，其中所述加速计(6)固定连接到所述刚性体(2)。
10.根据权利要求9所述的测量装置，其中所述加速计(6)适于通过光学装置确定所述刚性体(2)的加速度。
11.根据权利要求1所述的测量装置，还包括用于将所述骨导振动器(25)保持在适当位置的连接装置，其中所述振动件邻接所述连接表面(14)。
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