EP2627977A1 - Device for measuring the vibrations generated in a material - Google Patents

Device for measuring the vibrations generated in a material

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EP2627977A1
EP2627977A1 EP11776571.9A EP11776571A EP2627977A1 EP 2627977 A1 EP2627977 A1 EP 2627977A1 EP 11776571 A EP11776571 A EP 11776571A EP 2627977 A1 EP2627977 A1 EP 2627977A1
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    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/12—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of longitudinal or not specified vibrations

Definitions

  • Fig. 1 is a schematic perspective view of a device according to the invention.
  • the first part 1 is the measurement part, which will be composed of a resonator 2 and a sensor 3.
  • a cable 4 connects the sensor 4 to a not shown data acquisition system. Data transmission can also be achieved using wireless technology.

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Abstract

The invention relates to a device (D) for measuring the vibrations generated in a material, comprising at least two separate modules, namely: a first module comprising a sensor provided with a membrane stretched over a rigid part, and a second module comprising a stressing device capable of generating vibrations by means of friction inside the material.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DES VIBRATIONS GÉNÉRÉES SUR UN MATÉRIAU  DEVICE FOR MEASURING VIBRATIONS GENERATED ON A MATERIAL
La présente invention est relative à un dispositif de mesure des vibrations générées sur un matériau. Elle concerne le domaine des dispositifs de mesure d'état de surface. The present invention relates to a device for measuring the vibrations generated on a material. It relates to the field of surface condition measuring devices.
La présente invention est plus particulièrement adaptée à une utilisation sur des matériaux inertes mous, des tissus biologiques et en particulier la peau ou les cheveux,  The present invention is more particularly suitable for use on soft inert materials, biological tissues and in particular the skin or the hair,
De nombreux traitements sont développés pour améliorer les caractéristiques de la peau. L'âge et certaines pathologies affectent également ces propriétés. Ces deux points créent une demande pour des dispositifs capables de mesurer les caractéristiques de la peau avant et après traitement, ou pendant le suivi de pathologies ou pour évaluer les effets de l'âge.  Many treatments are developed to improve the characteristics of the skin. Age and certain pathologies also affect these properties. These two points create a demand for devices that can measure the characteristics of the skin before and after treatment, or during the follow-up of pathologies or to evaluate the effects of age.
L'invention a pour but de mesurer les vibrations ou le bruit générés lors d'un frottement du doigt ou d'un objet sur la peau ou les cheveux ou plus généralement sur un matériau.  The object of the invention is to measure the vibrations or the noise generated during a rubbing of the finger or an object on the skin or the hair or more generally on a material.
Selon l'invention un dispositif de mesure des vibrations générées sur un matériau est caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux modules distincts, un premier module comprenant un capteur posé sur la surface, et un second module comprenant un dispositif de sollicitation apte à générer des vibrations au sein du matériau, qui effectue un frottement sur le matériau.  According to the invention, a device for measuring the vibrations generated on a material is characterized in that it comprises at least two distinct modules, a first module comprising a sensor placed on the surface, and a second module comprising a solicitation device capable of generate vibrations within the material, which makes friction on the material.
Avantageusement le premier module comprend un résonateur isolé de l'environnement extérieur et équipé d'une membrane tendue sur une partie rigide appliquée sur le matériau.  Advantageously, the first module comprises a resonator isolated from the outside environment and equipped with a membrane stretched over a rigid part applied to the material.
Le dispositif peut comprendre des moyens de guidage du mouvement de l'objet qui va effectuer un frottement sur la surface à étudier.  The device may comprise means for guiding the movement of the object which will make a friction on the surface to be studied.
Le mouvement de l'objet peut être guidé par un chariot coulissant sur des rails.  The movement of the object can be guided by a sliding carriage on rails.
Les moyens de guidage du mouvement de l'objet peuvent présenter une forme légèrement circulaire.  The means for guiding the movement of the object may have a slightly circular shape.
La vitesse du geste peut être matérialisée par des indicateurs lumineux.  The speed of the gesture can be materialized by luminous indicators.
Un matériau permettant de standardiser la surface lors du frottement peut être fixé sur le module.  A material allowing to standardize the surface during the friction can be fixed on the module.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré avec référence aux dessins annexés mais qui n'a aucun caractère limitatif. Sur ces dessins : Other features and advantages of the invention will become apparent in the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings but which has no limiting character. On these drawings:
Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention.  Fig. 1 is a schematic perspective view of a device according to the invention.
Fig. 2 est une vue similaire à Fig. 1 , illustrant la position du doigt de sollicitation.  Fig. 2 is a view similar to FIG. 1, illustrating the position of the biasing finger.
Fig. 3 est une vue en coupe du dispositif de Fig. 1 et 2.  Fig. 3 is a sectional view of the device of FIG. 1 and 2.
Fig. 4 est une vue similaire à Fig. 3, illustrant un mode de réalisation alternatif, et  Fig. 4 is a view similar to FIG. 3, illustrating an alternative embodiment, and
Fig. 5 est une vue similaire à Fig. 2, illustrant le mode de réalisation de FIG. 4.  Fig. 5 is a view similar to FIG. 2, illustrating the embodiment of FIG. 4.
Dans toute la description qui suit d'un mode de réalisation d'un dispositif de mesure des vibrations générées sur un matériau selon l'invention, les termes relatifs tels que « supérieur », « inférieur », « avant », « arrière », « horizontal » et « vertical » sont à interpréter lorsque le dispositif de mesure des propriétés de la peau est installé au dessus d'un matériau à tester.  Throughout the following description of an embodiment of a device for measuring the vibrations generated on a material according to the invention, the relative terms such as "superior", "lower", "front", "back", "Horizontal" and "vertical" are to be interpreted when the device for measuring the properties of the skin is installed above a material to be tested.
Comme on peut le voir sur Fig. 1 , Fig. 2 et Fig. 3, le dispositif D selon l'invention comprend deux modules ou parties distinctes.  As can be seen in Fig. 1, Fig. 2 and FIG. 3, the device D according to the invention comprises two modules or separate parts.
La première partie 1 est la partie mesure, qui va être composée d'un résonateur 2 et d'un capteur 3. Un câble 4 relie le capteur 4 à un système d'acquisition de données non représenté. La transmission de données peut être également réalisée à l'aide d'une technologie sans fil.  The first part 1 is the measurement part, which will be composed of a resonator 2 and a sensor 3. A cable 4 connects the sensor 4 to a not shown data acquisition system. Data transmission can also be achieved using wireless technology.
La première partie 1 est fixée sur la deuxième partie 8 par l'intermédiaire de patins 6 et de bras de liaison 7. Le résonateur 2 est posé sur la surface à étudier 5, par exemple la peau, et comprend une membrane 2a, posée sur la peau, tendue sur une partie rigide 2b. Dans une réalisation particulière 2b a sensiblement une forme de cône, néanmoins tout type de forme est envisageable. La membrane 2a peut être constituée d'un matériau souple aussi bien qu'un matériau rigide. A l'intérieur de cette partie rigide 2b se trouve le capteur 4 mesurant les vibrations transmises par la peau à la membrane 2a et/ou le son émis par la membrane 2a dans l'air. Le capteur 4 peut être situé dans le résonateur 2, directement sur la membrane 2a ou bien fixé à la membrane 2a par l'intermédiaire d'une pièce.  The first part 1 is fixed on the second part 8 by means of pads 6 and linking arm 7. The resonator 2 is placed on the surface to be studied 5, for example the skin, and comprises a membrane 2a, placed on the skin, stretched on a rigid part 2b. In a particular embodiment 2b has substantially a cone shape, however any type of shape is conceivable. The membrane 2a may be made of a flexible material as well as a rigid material. Inside this rigid portion 2b is the sensor 4 measuring the vibrations transmitted by the skin to the membrane 2a and / or the sound emitted by the membrane 2a in the air. The sensor 4 can be located in the resonator 2, directly on the membrane 2a or fixed to the membrane 2a via a part.
La deuxième partie 8 est la partie guidage du mouvement du doigt T ou de l'objet qui va effectuer un frottement sur la surface à étudier 5, par exemple la peau, pour générer des vibrations. La deuxième partie 8 est située autour de la première partie 1 et est fixée soit de manière rigide soit à l'aide de pièces élastiques 7 à la partie rigide du résonateur 2. L'avantage d'une fixation élastique est d'isoler d'un point de vue mécanique la première partie 1 de la seconde partie 8 afin d'éviter la mesure des vibrations provenant du chariot par exemple. On peut prévoir de ne pas fixer le dispositif de guidage sur le matériau à tester, ceci dans la même optique. The second part 8 is the guiding part of the movement of the finger T or the object which will make a friction on the surface to be studied 5, for example the skin, to generate vibrations. The second part 8 is located around the first part 1 and is fixed either rigidly or with the aid of elastic parts 7 to the rigid part of the resonator 2. The advantage of an elastic attachment is to isolate a mechanical point of view the first part 1 of the second part 8 to avoid the measurement of vibrations from the carriage for example. It can be provided not to fix the guiding device on the test material, in the same optics.
La première fonction de la deuxième partie 8 est de délimiter la zone dans laquelle se fait le toucher c'est-à-dire la sollicitation de la surface à étudier 5. Le mouvement peut être soit libre à l'intérieur de cette zone, soit guidé par un chariot 9 coulissant des rails 10 fixés sur la deuxième partie 8.  The first function of the second part 8 is to delimit the zone in which the touch is made, that is to say the solicitation of the surface to be studied 5. The movement can be either free inside this zone or guided by a carriage 9 sliding rails 10 fixed on the second part 8.
La deuxième fonction de la partie 8 est de pouvoir fixer sur sa partie inférieure un matériau de référence 12 qui est situé entre la partie effectuant le geste de toucher, c'est-à-dire le doigt, et le matériau à caractériser. Ce matériau peut être un tissu ou tout autre type de matériau. La fixation d'un tel matériau permet de standardiser les caractéristiques de surface lors du geste de toucher et de ne mesurer que la réponse de la structure du matériau caractérisé, permettant ainsi de voir des modifications sur cette structure après application de produits.  The second function of the part 8 is to be able to fix on its lower part a reference material 12 which is located between the part making the touch gesture, that is to say the finger, and the material to be characterized. This material may be a fabric or any other type of material. Fixing such a material makes it possible to standardize the surface characteristics during the gesture of touching and to measure only the response of the structure of the characterized material, thus making it possible to see modifications on this structure after application of products.
Un capteur d'effort non représenté est fixé sur le chariot 9. A not shown force sensor is fixed on the carriage 9.
La vitesse du geste est matérialisée par des indicateurs lumineux 1 1 fixés sur la deuxième partie 8 et qui vont s'allumer l'un à la suite de l'autre à la vitesse souhaitée. The speed of the gesture is materialized by luminous indicators 1 1 fixed on the second part 8 and which will light one after the other at the desired speed.
Cette vitesse peut être également mesurée par d'autres moyens tels qu'un capteur de déplacement du chariot.  This speed can also be measured by other means such as a carriage displacement sensor.
De nombreuses variantes du dispositif D selon l'invention sont possibles. En particulier, en ce qui concerne la position du guidage du mouvement du doigt de sollicitation, la deuxième partie guidant le mouvement peut aussi bien avoir une forme linéaire que légèrement circulaire. Cette partie peut être facilement interchangeable. Many variants of the device D according to the invention are possible. In particular, as regards the position of the guide of the movement of the biasing finger, the second portion guiding the movement may as well have a linear shape that is slightly circular. This part can be easily interchangeable.
Le doigt T peut être fixé sur le chariot 9 ou directement guidé sur les rails 10. Il est également possible de ne pas utiliser de dispositif de guidage. Dans ce cas un opérateur exerce directement la sollicitation sur le matériau à tester. Afin de permettre une reproductibilité des mesures, un entraînement est nécessaire. L'épaisseur du cadre et du chariot est assez faible pour guider le doigt tout en permettant à la pulpe de celui-ci de toucher le matériau à caractériser. Le guidage du chariot est ici schématisé par 2 liaisons pivots. The finger T can be fixed on the carriage 9 or directly guided on the rails 10. It is also possible not to use a guiding device. In this case an operator exerts directly the stress on the material to be tested. In order to allow a reproducibility of the measurements, a training is necessary. The thickness of the frame and the carriage is small enough to guide the finger while allowing the finger of the latter to touch the material to be characterized. The carriage guidance is schematized here by 2 pivot links.
Les dimensions du dispositif sont assez faibles pour que la méthode soit appliquée sur des zones légèrement courbes, comme la joue.  The dimensions of the device are small enough that the method is applied to slightly curved areas, such as the cheek.
Les paramètres évalués par ce dispositif sont le niveau moyen de vibrations généré lors du toucher, la répartition spectrale de ces vibrations dans le domaine fréquentiel ou la répartition temps fréquence.  The parameters evaluated by this device are the average level of vibrations generated during the touch, the spectral distribution of these vibrations in the frequency domain or the time frequency distribution.
Ces paramètres peuvent correspondre à l'ensemble surface / structure du matériau caractérisé ou bien structure seule dans le cas de l'utilisation d'un matériau 12 entre la partie effectuant le toucher et le matériau à caractériser (Fig. 4 et 5).  These parameters may correspond to the entire surface / structure of the material characterized or else structure alone in the case of the use of a material 12 between the part making the touch and the material to be characterized (FIGS.
Le dispositif selon l'invention est posé directement sur la surface à étudier. Dans certain cas particuliers, l'utilisation d'un gel de couplage est pertinente.  The device according to the invention is placed directly on the surface to be studied. In some particular cases, the use of a coupling gel is relevant.
Le dispositif selon l'invention a pour avantage principal de permettre de découpler la partie mesure de la partie sollicitation. On peut ainsi réaliser des frottements avec le doigt sur le matériau ou avec des moyens mécanisés sans avoir de vibrations parasites sur la partie mesure.  The device according to the invention has the main advantage of allowing to decouple the measurement part of the biasing part. It is thus possible to make friction with the finger on the material or with mechanized means without having parasitic vibrations on the measurement part.
Un autre avantage que permet le dispositif selon l'invention est de mesurer les vibrations sur le matériau lui-même, en standardisant l'état de surface, ce qui apporte plus d'informations sur sa structure. Par ailleurs la pression exercée par le capteur ne varie pas, seule la pression de la sollicitation peut éventuellement changer.  Another advantage that allows the device according to the invention is to measure the vibrations on the material itself, by standardizing the surface condition, which provides more information on its structure. Moreover, the pressure exerted by the sensor does not vary, only the pressure of the stress can possibly change.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif (D) de mesure des vibrations générées sur un matériau (5) caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux modules distincts, un premier module (1 ) comprenant un capteur équipé d'une membrane tendue sur une partie rigide, et un second module (8) comprenant un dispositif de sollicitation, apte à générer des vibrations au sein du matériau (5), qui effectue un frottement sur le matériau (5). 1. Device (D) for measuring the vibrations generated on a material (5), characterized in that it comprises at least two distinct modules, a first module (1) comprising a sensor equipped with a membrane stretched over a rigid part, and a second module (8) comprising a biasing device, able to generate vibrations within the material (5), which makes a friction on the material (5).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier module (1 ) comprend un résonateur. 2. Device according to claim 1, characterized in that the first module (1) comprises a resonator.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage du mouvement de l'objet (T) qui va effectuer un frottement sur la surface à étudier (5). 3. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means for guiding the movement of the object (T) which will perform a friction on the surface to be studied (5).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mouvement de l'objet (T) est guidé par un chariot (9) coulissant sur des rails (10). 4. Device according to claim 3, characterized in that the movement of the object (T) is guided by a carriage (9) sliding on rails (10).
5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de guidage du mouvement de l'objet (T) présentent une forme légèrement circulaire. 5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the means for guiding the movement of the object (T) have a slightly circular shape.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse du geste est matérialisée par des indicateurs lumineux (1 1 ). 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the speed of the gesture is materialized by light indicators (1 1).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un matériau (12) permettant de standardiser la surface lors du frottement est fixé sur le module (8). 7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that a material (12) for standardizing the surface during friction is fixed on the module (8).
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