CN114384014A - 用于测量手表外壳内部的相对湿度水平的组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量手表（2）内部的相对湿度水平的组件（1），包括：所述手表（2），其具备机芯（10）；和用于确定存在于该手表（2）的外壳（3）的包封（9）中的湿度水平的设备（4），确定设备（4）包括：‑接收机模块（6a、6b、6c），其用于从所述机芯（10）的时计部件（11）接收至少一个声学信号，和‑控制单元（7），其连接到所述接收机模块（6a、6b、6c），所述控制单元（7）被配置为：运行用于基于由接收机模块（6a、6b、6c）接收的所述至少一个声学信号评估所述包封（9）内部包含的气态流体的水蒸气含量的模型。

Description

用于测量手表外壳内部的相对湿度水平的组件

技术领域

本发明涉及一种用于测量手表外壳内部的相对湿度水平的组件。

背景技术

以巴为单位测量手表的防水性（巴是压力的单位，其中1巴等于1大气压（atm））。一般以米（m）为单位指示手表的防水性。被描述为防水的手表旨在用于必须保证防水的普通日常使用（例如，在诸如游泳的活动期间或仅在淋浴中）。所谓的潜水手表必须符合更严格的标准，并且根据现行标准，保证达到100m的最小深度的防水性。

为了保证防水性，手表通常具备在手表的特定部分（诸如手表的表镜、表圈和背部）以及运动部分（诸如表冠和按钮）的组装点中定位的水密密封件集合。随着时间经过并且随着使用，密封件的机械性质改变，并且手表的防水性可能有时劣化。这使手表对于水或水蒸气是更易渗透的。这可能造成手表表镜的内部面部上的冷凝现象，或者更糟的是，造成特定金属部件的氧化或特定聚合物部件的降解。因此存在能够不时地监控手表内部的相对湿度水平而不必打开它的需要，因为打开手表外壳将要求系统性地更换密封件和制表者的干预，这是昂贵的。手表内部的过多水蒸气可以指示需要在短期或中期内更换一个或多个密封件。

为了满足这种需要，已知一些手表包括用于测量手表内部的相对湿度水平的设备。这样的测量设备采取能够测量并且记录各种环境参数（包括相对湿度）的值的电子模块的形式。归因于这样的电子模块的小尺寸，其可以被布置在手表外壳内部，并且可以经由专用传感器测量手表外壳内部的相对湿度水平。所测量的相对湿度值可以然后被以无线方式——典型地通过红外线或射频方式——传输到手表坞接站。由电子模块发射的作为例如红外信号的信号因此经过手表外壳的透明部分（典型地，表镜），并且被由坞接站的红外传感器接收。手表的用户可以然后使用连接到坞接站且已经安装有专用软件的计算机或使用智能电话查看所测量的相对湿度值。

然而，这样的电子测量设备的一个缺点在于，其要求电池或小电池以对各种电子部件供电。这样的设备因此特别是相对地不适合于机械手表。此外，对于电子手表而言，其可能减少产品的自主性或要求使用较大容量电池并且因此增加手表的体积。

另一缺点在于，这样的设备是相对笨重的，并且在手表内部并非是十分隐蔽的。更进一步地，这样的电子测量设备是相对昂贵的并且因此对手表的制造成本具有影响。

发明内容

本发明的目的因此是提供一种用于测量存在于手表外壳内部的相对湿度水平的组件，因此使得能够通过监控该外壳内部的相对湿度水平而在无需打开它的情况下特别是检测这样的外壳的防水性上的缺陷。这样的测量组件是成本有效的、易于使用的，并且达成对手表外壳内部的相对湿度水平的可靠且快速的测量。

本发明涉及一种用于测量手表内部的相对湿度水平的组件，包括：所述手表，其具备机芯；和用于确定存在于该手表的外壳的包封中的湿度水平的设备，确定设备包括：

- 接收机模块，其用于从所述机芯的时计部件接收至少一个声学信号，和

- 控制单元，其连接到所述接收机模块，

所述控制单元被配置为：运行用于基于由接收机模块接收的所述至少一个声学信号评估所述包封内部包含的气态流体的水蒸气含量的模型。

根据其它实施例：

- 接收机模块包括压力传声器或压力梯度传声器；

- 接收机模块包括光学传声器；

- 光学传声器包括电磁辐射源、诸如镜子之类的反射元件、用于检测该电磁辐射的至少一个检测器以及干涉仪；

- 测量组件包括发射机模块，其具备能够将光束发射到手表的机芯的光辐射源；

- 光辐射源是激光源；

- 测量组件包括发射机模块，其具备能够将声学信号发送到手表中——特别是发送到该手表的机芯——的声学辐射源；

- 发射机模块，其连接到所述控制单元；

- 控制单元在其存储器元件中包括学习算法，其用于评估作为从由接收机模块接收的声学信号的处理得出的声音身份/签名特征的函数的手表内部的相对湿度水平；

- 通过由控制单元运行的所述算法生成模型；

- 控制单元被配置为：确定用于该模型的输入值，其在此情况下是由接收机模块测量的声学信号的值；

- 控制单元被配置为：获得从利用输入值运行模型而得到的输出值，所述输出值包括外壳的包封内部包含的气态流体的水蒸气含量；

- 气态流体是包含水蒸气的空气。

附图说明

用于测量手表内部的相对湿度水平的该组件的目的、优点和特征将在基于通过附图方式示出的至少一个非限制性实施例给出的以下描述中更清楚地显现，其中：

- 图1是根据本发明的一个实施例的用于测量手表内部的相对湿度水平的组件的图示性视图；

- 图2是根据本发明的实施例的包括压力传声器和/或压力梯度传声器的用于测量相对湿度水平的组件的第一替代方案的图示性视图；

- 图3是根据本发明的实施例的包括如下设备的该测量组件的第二替代方案的图示性视图：所述设备用于确定湿度水平，包括光学传声器；以及

- 图4是根据本发明的实施例的包括具备光辐射源和/或声学辐射源的发射机模块的该测量组件的第三替代方案的图示性视图。

具体实施方式

图1至图4示出用于测量手表2内部的相对湿度水平的组件1的若干替代方案。“相对湿度水平”在此被理解为意指空气中所包含的水蒸气的分压与相同温度下的饱和蒸气压之间的比率。换言之，相对湿度水平的测量对应于在相同温度条件下空气的水蒸气含量与其最大水蒸气容量的比率的测量。

该测量组件1包括：手表2，并且特别是手表2的外壳3；以及用于确定存在于手表2的该外壳3的包封9中的湿度水平的设备4。这样的测量组件1能够从源自手表的机芯10的至少一个时计部件11的声学信号确定手表2内部的相对湿度水平。该时计部件11可以包括能够生成声波的单个钟表元件或能够通过在机芯10的操作内一起工作而生成声波的至少两个钟表元件。当该时计部件11包括多个钟表元件时，其可以被称为“钟表机构”。在该上下文中，其可以是例如手表的擒纵机构、三问报时机构（minute repeater mechanism）或石英手表的步进电机。

在该测量组件1中，手表2可以是例如机械手表或电子手表、特别是智能手表。

该测量组件1的确定设备4包括接收机模块6a至6c，其用于接收源自布置在外壳3的包封9内部的机芯10的所述至少一个时计部件11的至少一个声学信号。该确定设备4进一步包括控制单元7，其连接到该接收机模块6。替代地，如将在下文中看到那样，这样的确定设备4可以进一步包括发射机模块5，其也连接到控制单元7并且具备光辐射源和/或声学辐射源。应当注意，声学辐射源能够将声学信号从手表外部的环境发送到手表中。

这样的发射机模块5可以包括能够撞击手表、特别是其外壳的设备。特别是，这样的设备可以包括能够激励至少一个槌以使得其撞击手表2的外壳3以便生成朝向该手表2的机芯的声学信号的机构。在该上下文中，要理解这样的槌被配置为撞击该外壳3而不损坏它。

在该确定设备4中，用于接收源自机芯10的至少一个时计部件11的至少一个声学信号的接收机模块6a至6c包括能够将声学信号转换为电信号的至少一个电声换能器。在第一替代方案中，这样的接收机模块6a、6b可以包括至少一个压力传声器6a或压力梯度传声器6b，其一般具备能够在声学信号的作用下形变和/或移动的隔膜或压电元件。在第二替代方案中，该发射机模块6c可以包括至少一个光学传声器6c。在欧洲专利文件EP2338287B1中更详细地描述的这样的传声器6c是能够使用基于干涉法的技术将声学信号转换为电信号的设备。这样的传声器6c特别是包括电磁辐射源、诸如镜子之类的反射元件、用于检测该电磁辐射的至少一个检测器以及干涉仪（诸如法布里-珀罗（Fabry-Pérot）干涉仪或吉莱-图努瓦（Gires-Tournois）标准具（etalon））。应当注意，在该确定设备4的另一替代方案中，发射机模块6a至6c可以包括以下传声器6a至6c的任何组合：至少一个压力传声器6a、至少一个压力梯度传声器6b和至少一个光学传声器6c。

在该确定设备4中，控制单元7被连接到接收机模块6a、6b、6c并且可选地还连接到发射机模块5。该控制单元7被配置为评估所述包封9内部包含的气态流体的水蒸气含量作为由接收机模块6a至6c接收的所述至少一个声学信号的函数。该控制单元7可以是计算机并且因此包括硬件和软件资源——特别是与存储器元件协作的至少一个处理器。该控制单元7能够执行命令以实现计算机程序，以便贡献于确定手表2的外壳3的包封9内部的相对湿度水平的测量。

在这些条件下，这样的控制单元7在其存储器元件中包括已知为“机器学习算法”的学习算法。更特别地，这是用于评估作为从由控制单元7执行的声学信号的处理得出的声音身份/签名特征的函数的手表内部的相对湿度水平的学习算法。这样的算法可以包括或实现至少一个神经网络和/或解析函数和/或主多项式回归。这样的算法能够生成用于将外壳3的包封9内部包含的气态流体的水蒸气含量评估为由接收机模块6a至6c测量的至少一个声学信号的函数的模型。通过由控制单元7对其进行实现，这样的模型允许表征手表内部的相对湿度水平的值被确定为由接收机模块6a至6c测量的所述至少一个声学信号的函数。

该算法可以是被自动地训练的（还已知为机器学习），其优选地是受监督的。为此目的，参与实现这样的训练的控制单元7包括与声学信号测量有关的训练数据和与手表内部的相对湿度水平有关的训练数据。这些训练数据是例如利用训练设备进行的实际测量的结果，训练设备除了其它方面之外还包括被布置在与在此描述的当前手表的手表外壳相似的手表外壳的封闭包封内部的湿度探头和用于测量由被引导于外壳处的光辐射源和/或声学辐射源生成的声学信号的声学探头。因此，该训练目的在于改进算法、并且特别是所得到的模型，以便在从由接收机模块6a、6b、6c接收的至少一个声学信号评估存在于外壳3的包封内部的水蒸气含量的范围内使“估计与真实”之间的误差最小化。

此外，该控制单元7能够控制接收机模块6a至6c以便参与外壳3的包封9中包含的气态流体的水蒸气含量的评估，并且还能够执行用于处理由该接收机模块6a至6c测量的声学信号的操作。这些处理操作使得该控制单元7能够通过运行如下模型来评估外壳3的包封内部的湿度水平：所述模型用于将存在于所述包封中包含的气态流体中的水蒸气含量评估为由接收机模块6a、6b、6c接收的所述至少一个声学信号的函数。在该上下文中，控制单元7能够确定用于该模型的输入值，其在此情况下是由接收机模块6a至6c测量的声学信号的值，以便获得从利用该输入值运行该模型而得到的输出值，所述输出值对应于外壳的包封内部包含的气态流体的水蒸气含量。应当注意，该控制单元7特别是能够通过信号调制和同步检测操作实现信号处理操作，以便确定该输入值。

如在上面说明的那样，测量组件1可以进一步包括发射机模块5，其贡献于改进手表内部的相对湿度水平的评估的精确度。更特别地，根据类似于上文所描述的操作模式，控制单元7能够控制该发射机模块5和接收机模块6a、6b和6c，以便获得对存在于外壳3的包封9内部的相对湿度水平的估计。

这样的发射机模块5可以具备光辐射源。更具体地，其能够朝向所述外壳3的包封9并且特别是朝向机芯10发射光束8。这样的发射机模块5可以有助于改进手表内部的湿度水平的测量的精确度。在该发射机模块5中，光辐射源优选地是激光源。替代地，该光辐射源可以是红外光源。该发射机模块5包括用于调制所述光辐射源的元件，其被配置为：在由发射机模块5发射的光束（在此情况下，激光束）的作用下在外壳3的所述包封9中生成至少一个声学信号。换言之，用于调制所述光辐射源的元件5被配置为：使得所述发射机模块5发射能够确保由包含外壳3的包封9中所包含的水蒸气的气态流体生成至少一个声学信号的光束。更具体地，存在于外壳3的包封9内部的气态流体（在此情况下，特别是包含水蒸气的空气）的分子被通过吸收由发射机模块5所发射的这些调制光束构成的电磁辐射而激发到更高的电子、振动或旋转量子态。一般而言，该量子态的到更低态的布居减少（depopulation）由于荧光或者由于碰撞而发生，后者特别是归因于能量转移过程而引起气态流体的温度上的增加。当弛豫时间可以与所激发的能级的辐射寿命相比时，发生这种非辐射弛豫过程。因此，发射机模块5的调制器元件通过调制辐射源而贡献于使存在于外壳3的包封9内部的该气态流体的温度周期性地变化，这引起该包封9中的压力上的周期性改变，这导致在该包封9内部生成所述至少一个声学信号。应当注意，温度也可以调制可以被以光学方式检测到的折射率。

这样的发射机模块5能够发射飞秒和/或纳秒激光脉冲。可以从可见或近红外激光生成这样的飞秒脉冲。这样的激光器可以是例如在1064nm处进行发射的YAG激光器。特别是，应当注意，发射机模块5能够同时地或连续地发射在包含水蒸气的气态流体中具有不同吸收系数的波长处的多个光束。此外，应当注意，该模块5能够发射被借助于闪光灯或激光二极管或甚至染料激光器而光学地泵浦的YAG类型激光束。应当注意，发射机模块5可以进一步包括光学参量振荡器（按首字母缩略词还已知为“OPO”）。该振荡器是相干的单色光源，其优选地被用于产生激光不能产生的波长。

在该配置中，该控制单元7控制模块5、6a、6b、6c以便贡献于估计外壳3的包封9内部的相对湿度水平的测量，并且还能够确定与由接收机模块6a至6c测量的声学信号有关的输入值。特别是，控制单元7能够通过信号调制和同步检测操作实现信号处理操作。因此，控制单元7能够确定从利用这些输入值运行模型而得到的输出值，所述输出值对应于外壳的包封内部包含的气态流体的水蒸气含量。

应当注意，确定设备4可以包括温度传感器，其用于测量手表的温度以及所述手表定位于其中的环境的温度。这些传感器连接到控制单元7，并且参与估计外壳3内部的湿度水平。更具体地，当手表的温度和其环境的温度实质上相同或严格相同时，特别地进行该估计。

在该组件1中，手表因此具备外壳3。这样的外壳3包括中部14，其例如在形状方面是环形并且其具备其上搁置有该外壳3的表镜15的上环形边缘。该表镜15（也称为“玻璃”）以非限制性和非穷举的方式可以是具有被配置为至少允许光束从发射机模块透射的厚度的矿物玻璃或蓝宝石玻璃。

在图2至图4中的示例中示出的手表2的外壳3中，其配置实质上是圆形的。然而，本发明决不限制于这样的配置。

在测量组件1中，当接收机模块6a、6b包括压力传声器6a或压力梯度传声器6b时，其可以被布置成与外壳3的任何不同部分相对（即与背部13、中部14或表镜15相对）。如果该接收机模块6c包括光学传声器6c，则其被布置成面对外壳3的表镜15。

应当注意，根据一种替代方案，连接到控制单元7的接收机模块6c可以能够测量中部14的振动，以便参与估计手表外壳的包封内部的相对湿度水平。此外，确定设备14可以是便携式或移动设备（即，可以由用户携带而不要求用于其电源的有线连接的设备14）。

另一方面，确定设备14可以包括显示元件，其能够取决于由控制单元7确定的相对湿度水平的值显示多个不同的视觉信号。取决于情况，由显示元件显示的每个视觉信号因此对应于预定的相对湿度水平值或预定的相对湿度差值。该显示元件可以是具备发光二极管的屏幕，或者可以更简单地对应于具有发光二极管的光指示器，所给定的二极管的照明对应于预定的相对湿度阈值。

Claims (13)

1.一种用于测量手表（2）内部的相对湿度水平的组件（1），包括：所述手表（2），其具备机芯（10）；和用于确定存在于该手表（2）的外壳（3）的包封（9）中的湿度水平的设备（4），确定设备（4）包括：

- 接收机模块（6a、6b、6c），其用于从所述机芯（10）的时计部件（11）接收至少一个声学信号，和

- 控制单元（7），其连接到所述接收机模块（6a、6b、6c），

所述控制单元（7）被配置为：运行用于基于由接收机模块（6a、6b、6c）接收的所述至少一个声学信号评估所述包封（9）内部包含的气态流体的水蒸气含量的模型。

2.如前述权利要求所述的测量组件（1），其特征在于，接收机模块包括压力传声器（6a）或压力梯度传声器（6b）。

3.如前述权利要求中任一项所述的测量组件（1），其特征在于，接收机模块包括光学传声器（6c）。

4.如前述权利要求所述的测量组件（1），其特征在于，光学传声器（6c）包括电磁辐射源、诸如镜子之类的反射元件、用于检测该电磁辐射的至少一个检测器以及干涉仪。

5.如前述权利要求中任一项所述的测量组件（1），其特征在于，其包括发射机模块（5），所述发射机模块（5）具备能够将光束（8）发射到手表（2）的机芯（10）的光辐射源。

6.如前述权利要求所述的测量组件（1），其特征在于，光辐射源是激光源。

7.如前述权利要求中任一项所述的测量组件（1），其特征在于，其包括发射机模块（5），所述发射机模块（5）具备能够将声学信号发送到该手表（2）中——特别是是发送到该手表（2）的机芯（10）——的声学辐射源。

8.如权利要求5至7中任一项所述的测量组件（1），其特征在于，发射机模块（5）连接到所述控制单元（7）。

9.如前述权利要求中任一项所述的测量组件（1），其特征在于，控制单元（7）在其存储器元件中包括学习算法，其用于评估手表内部的相对湿度水平作为从对由接收机模块（6a、6b、6c）接收的声学信号的处理得出的声音身份/签名特征的函数。

10.如前述权利要求所述的测量组件（1），其特征在于，通过由控制单元（7）运行的所述算法生成模型。

11.如前述权利要求中任一项所述的测量组件（1），其特征在于，控制单元（7）被配置为：确定用于该模型的输入值，其在此情况下是由接收机模块（6a至6c）测量的声学信号的值。

12.如前述权利要求中任一项所述的测量组件（1），其特征在于，控制单元（7）被配置为：获得从利用输入值运行模型而得到的输出值，所述输出值包括外壳的包封内部所包含的气态流体的水蒸气含量。

13.如前述权利要求中任一项所述的测量组件（1），其特征在于，气态流体是包含水蒸气的空气。

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