CN105806470A - 用于检测固体声音信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测固体声音信号的方法和装置，尤其用于检测由损坏事件在待监控的构件处触发的固体声音信号，该装置带有至少一个固体声音传感器、固体声音传感器至评估装置的至少一个传递信号的连接且带有保护体，根据本发明重要地设置成，固体声音传感器具有至保护体的传递固体声音的连接并且保护体具有至待监控的构件的传递固体声音的连接。

Description

用于检测固体声音信号的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测固体声音信号、尤其用于检测由损坏事件(Schadensereignis)在待监控的构件处触发的固体声音信号的装置，其具有至少一个固体声音传感器、具有固体声音传感器至评估装置的至少一个传递信号的连接且具有保护体。此外，本发明涉及一种带有前述装置的车辆、尤其机动车。

背景技术

用于检测损坏事件的装置和方法是已知的并且频繁应用在现代机动车中。由文件DE10034524A1例如已知一种用于检测由事故引起的机动车的至少一个构件的变形的装置。在此，该装置具有传感器装置，通过其可检测车辆的构件的固体声音频谱。为了评估传感器信号，该装置具有评估装置。此外，该装置具有至少一个脉冲发生器，通过其可产生频率脉冲用于激励机动车的至少一个构件。通过固体声音频谱相对于之前所探测的固体声音频谱的显著变化推断出由事故引起的相关构件的变形。

用于经由固体声音信号的评估来检测在机动车处的损坏-或接触事件的传感器装置大多直接被固定在待监控的构件处。例如将压电薄膜用作固体声音传感器，其被与相应的构件粘接。例如将固体声音传感器固定地与机动车的待监控的挡风玻璃粘接，以确保良好的固体声音传输。这些连接大多不可松开，从而难以无破坏地拆卸固体声音传感器。此外，须例如通过壳体来保护用于评估固体声音信号的评估电子设备免受外部环境影响。这里存在将固体声音传感器包括评估电子设备布置在壳体中的可能性，其那么被直接与待监控的玻璃粘接。另一可能性在于将固体声音传感器单独与挡风玻璃粘接。其中，须建立与位于壳体中的评估电子设备的电气连接。在壳体中遮蔽带有联接在其处的评估电子设备的固体声音传感器可导致传播的固体声音信号的衰减地传输到固体声音传感器上。因此会使检测较小强度的固体声音信号变得困难。

发明内容

本发明目的在于提出一种用于检测固体声音信号的装置，在其中保护固体声音传感器免受外部环境影响并且实现待检测的固体声音信号的加强。

该目的的解决方案利用一种带有权利要求1的特征的装置和一种带有权利要求12的特征的车辆来实现。改进方案和有利的设计方案在相应的从属权利要求中来说明。

对于用于检测固体声音信号、尤其用于检测由损坏事件在待监控的构件处触发的固体声音信号的装置(其带有至少一个固体声音传感器、固体声音传感器至评估装置的至少一个传递信号的连接且带有保护体)，根据本发明重要地设置成，固体声音传感器具有至保护体的传递固体声音的连接并且保护体具有至待监控的构件的传递固体声音的连接。该装置的保护体例如可以是保护壳体。例如用于所接收的固体声音信号的评估装置可布置在该保护壳体中。例如可构造为压电薄膜的固体声音传感器具有至保护体的传递固体声音的连接，尤其可将压电薄膜与保护体粘接。保护体又具有至待监控的、优选地面状地构造的构件的传递固体声音的连接。由损坏-和/或接触事件引起的固体声音信号在待监控的构件上传播且通过传递固体声音的连接被传输到保护体上。在保护体上固体声音信号由固体声音传感器来检测。尤其在面状地构造的待监控的构件中，固体声音信号作为线性衰减的弹性振荡传播。在此可出现面状构件的伸展和收缩，其作为弯曲波(Biegewelle)在构件上传播。面状构件尤其可以是窗玻璃。对于窗玻璃可观察到，在弯曲波的波动过程(Wellendurchgang)中玻璃在上侧处以与其同时在下侧处收缩相同的程度来伸展。构件的伸展和收缩被传输到保护体上且因此到固体声音传感器上。尤其在此通过保护体由于杠杆作用可导致伸展和收缩的加强。这表现成信号的加强，由此可由固体声音传感器来检测提高的信号强度。与直接与构件粘接的固体声音传感器相比，因此可通过在待监控的构件上的固体声音传感器更灵敏地检测固体声音信号。

在本发明的改进方案中，保护腔至少逐段地包围空腔，保护体的至少一个限制空腔的面状区域近似平行于待监控的构件的至少一个表面布置并且固体声音传感器至少逐段地布置在保护体的限制性的面状区域处。例如保护体可以是壳体，其可与待监控的构件、优选地面状构造的构件一起包围空腔。在此，保护体的面状区域可近似平行于待监控的构件的表面布置。优选地，固体声音传感器布置在平行于待监控的构件的表面布置的面状区域处。由于接触-或损坏事件在待监控的构件上传播的弯曲波因此直接通过保护体被传输到固体声音传感器上。通过构造在保护体与待监控的构件之间的空腔使能够特别好地加强传播的弯曲波的伸展和收缩，因为例如保护体边缘(Schutzkoerperumrandung)的杠杆力不被保护体的内部填充减弱。

在本发明的另一改进方案中，固体声音传感器布置在保护体的限制空腔的面状区域处并且固体声音传感器布置在保护体的面状区域的面向待监控的构件表面的侧面处。优选地，保护体具有面状区域，其平行于待监控的构件的表面布置。保护体例如可具有垂直于面状区域伸延的边缘，其中，例如在保护体的边缘和面状区域以及待监控的构件的表面之间构造有空腔。在面状区域的面向空腔的侧面处布置固体声音传感器。固体声音传感器尤其可构造为压电薄膜，其例如通过粘接施加在保护体的面状区域上。通过将固体声音传感器布置在保护体的面状区域的面向空腔的侧面处，使固体声音传感器完全屏蔽外部影响，而不导致由保护体减小固体声波的机械加强。

在本发明的结构改进方案中，固体声音传感器与待监控的构件的表面相间隔。优选地，固体声音传感器布置在保护体的面状区域处，该区域近似平行于待监控的构件的表面布置。通过使固体声音传感器与待监控的构件的表面相间隔，可期待固体声音信号的传播的弯曲波由于杠杆作用而机械加强。

在本发明的另一结构改进方案中，固体声音传感器至待监控的构件的表面的距离为固体声音传感器的厚度的多倍。在待监控的构件的表面与固体声音传感器之间的距离尤其可为至少1mm、尤其至少5mm。

在本发明的一有利的结构改进方案中，该装置具有用于将该装置固定在待监控的构件的表面处的夹持装置。该装置例如可具有两个或更多个夹持臂，其与相应的配合件夹持。配合件例如可直接固定在构件的待监控的表面上。通过该类型的布置，实现该装置在待监控的构件上轻易装配以及轻易拆卸。因此，如果待监控的构件例如被强烈地损坏成使得其须被更换，可反复使用该装置。如果其固定地与待监控的构件粘接，将不能改反复使用该装置。此外，通过几何布置引起夹持臂的杠杆作用，通过其将通过配合件传输到夹持臂上的固体声音信号的弯曲波的伸展和收缩加强地传输到固体声音传感器上。

在本发明的一改进方案中，夹持装置具有至少两个夹持臂。夹持臂例如可以是至少逐段地柔性构造的突起，其从保护体侧面出发向待监控的构件的方向延伸。在待监控的构件处可布置有配合件，利用其可来夹紧夹持臂。

在本发明的一优选的实施形式中，保护体是现有传感器系统的保护体。用于电子线路、例如电子评估装置的保护体例如常常为了不同的目的且在不同位置处应用在车辆中。在此可将根据本发明的装置集成到已存在的保护体中。在此，例如可动用现有的评估装置，从而不必安装附加的电子设备。通过动用已存在的部件显著降低装配中的成本耗费以及时间耗费。

在本发明的一构造中，现有的传感器系统是雨-/光传感器。将根据本发明的装置集成到雨-/光传感器中尤其在监控车辆的挡风玻璃的情况中是有利的。利用根据本发明的装置在此可检查挡风玻璃的损坏。雨-/光传感器大多布置在挡风玻璃的中央位置处，使得例如可由在挡风玻璃上的石击所引起的固体声音信号可由集成到雨-/光传感器中的装置来完全检测。在集成时例如可将固体声音传感器粘接到雨-/光传感器的保护体的背对挡风玻璃的壁部处。在此，尤其可将固体声音传感器粘接到壁部的面向挡风玻璃的侧面处，以便对于固体声音传感器利用保护体的保护功能。可放弃附加的接线，因为例如可将现有的雨-/光传感器的数据线路以及评估装置用于固体声音传感器。

在本发明的一实施形式中，固体声音传感器构造为压电薄膜。将压电薄膜用作固体声音传感器是特别有利的，因为其可有利地来制造并且例如可借助于粘接轻易地来装配。

在本发明的一构造中，待监控的构件是车辆的挡风玻璃。通过该装置可能通过检测固体声音信号来探测在车辆的挡风玻璃上的损坏。例如通过脉冲式的激励、例如通过石击在挡风玻璃上产生固体声波。固体声音可作为挡风玻璃的线性衰减的弹性振荡传播。在此出现挡风玻璃的伸展和收缩，其可作为弯曲波传播。挡风玻璃的伸展和收缩例如通过保护体被传输到固体声音传感器上且因此可由固体声音传感器来检测。此外可通过保护体或通过夹持臂(利用其将保护体例如装配在挡风玻璃上)基于杠杆作用引起信号的加强。由固体信号传感器所检测的固体声音信号例如可在评估装置中被评估并且如果存在挡风玻璃的损坏可将信号发出到车辆的用户处。本发明的另一方面涉及一种带有根据前述权利要求中任一项所述的根据本发明的装置的机动车。尤其在车辆中应用固体声音传感器用于检测损坏事件和/或接触事件是有利的。

附图简述

接下来根据在附图中示出的优选的实施例来进一步阐述本发明。其中：

图1显示了在待监控的表面上的根据本发明的装置的剖开的部分视图以及

图2中以对面向待监控的表面的一侧的俯视图显示了根据本发明的装置的透视图。

具体实施方式

在图1中示出根据本发明的装置，其在待监控的构件4上带有保护体1、固体声音传感器2和夹持装置3。保护体1利用夹持装置3被夹持到待监控的构件4上。对此，夹持装置3具有配合件5，利用其可将夹持装置3的夹持臂夹紧。通过夹持装置3将保护体1固定地压到构件4的待监控的表面上。保护体1具有空腔6。固体声音传感器2例如构造为压电薄膜且布置在保护体1的背对构件4的壁部处。为了将保护体1的保护功能用于固体声音传感器2，固体声音传感器2布置在壁部的面向空腔6的侧面处。通过夹持装置3的杠杆作用将在构件4上传播的固体声音信号加强地传输到固体声音传感器2上。

在图2中示出了根据本发明的装置的透视图。保护体1是雨-/光传感器的保护体。保护体1具有带有两个夹持臂3a、3b的夹持装置3，例如可将夹持臂与待监控的构件4夹持。待监控的构件4尤其可以是机动车的挡风玻璃。固体声音传感器2以压电薄膜的形式布置在保护体1的外壁的面向空腔6的一侧处。保护体1与待监控的构件4共同构造空腔6。固体声音传感器2布置在保护体的背对待监控的构件4的壁部处。在使用根据本发明的装置的情况中，可动用雨-/光传感器的评估装置和数据传输装置。

所有在前面的说明中以及在权利要求中所提到的特征可以以任意的选择与独立权利要求的特征组合。因此，本发明的公开不限于所说明的或所要求保护的特征组合，而是所有在本发明的范围中有意义的特征组合都应被视为公开。

Claims (12)

1.一种用于检测固体声音信号、尤其用于检测由损坏事件在待监控的构件处触发的固体声音信号的装置，其带有至少一个固体声音传感器(2)、所述固体声音传感器(2)至评估装置的至少一个传递信号的连接且带有保护体(1)，

其特征在于，

所述固体声音传感器(2)具有至所述保护体(1)的传递固体声音的连接并且

所述保护体(1)具有至待监控的构件(4)的传递固体声音的连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护体(1)至少逐段地包围空腔(6)，所述保护体(1)的至少一个限制所述空腔(6)的面状区域近似平行于待监控的所述构件(4)的至少一个表面布置并且所述固体声音传感器(2)至少逐段地布置在所述保护体(1)的限制性的面状区域处。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，所述固体声音传感器(2)布置在所述保护体(1)的限制所述空腔(6)的面状区域处并且所述固体声音传感器(2)布置在所述保护体(1)的面状区域的面向待监控的所述构件(4)的表面的侧面处。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，所述固体声音传感器(2)与待监控的所述构件(4)的表面相间隔。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述固体声音传感器(2)与待监控的所述构件(4)的表面的距离为所述固体声音传感器(2)的厚度的多倍。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有用于将所述装置固定在待监控的所述构件(4)的表面处的夹持装置(3)。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述夹持装置(3)具有至少两个夹持臂(3a,3b)。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的装置，其特征在于，所述保护体(1)是现有的传感器系统的保护体(1)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，现有的传感器系统是雨-光-传感器。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述固体声音传感器(2)构造为压电薄膜。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的装置，其特征在于，待监控的所述构件(4)是车辆的挡风玻璃。

12.一种车辆、尤其机动车，其带有根据权利要求1到11中任一项所述的根据本发明的装置。