用于检测在接触检测设备与对象之间的物理接触的接触检测设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于检测在接触检测设备(100)与对象(800)之间的接触的接触检测设备(100)、一种方法(400)、一种诊断设备，并且还涉及一种计算机程序。本发明专利技术设法提高接触传感器的可靠性。接触检测设备(100)包括用于提供调制热流(112)的加热器(110)。依据调制热流(112)来生成调制热信号(122)。与对象(800)的物理接触引起影响调制热信号(122)的调制热流(112)的变化。因为该热流是调制的，所以准确保了调制热信号(122)的变化。接触检测设备(100)的接触确定单元(130)从调制热信号(122)中，优选通过解调器(134)，得到接触指示信号(132)，所述接触指示信号至少指示物理接触的存在或不存在。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种接触检测设备、一种操作接触检测设备的方法以及一种包括接触检测设备的诊断设备。本专利技术还涉及一种计算机程序。
技术介绍
欧洲专利申请EP1767913A1公开了一种用于捕获热流的微传感器。该微传感器包括集热器墙和吸热设备，其中该吸热设备和该集热器墙由具有分布式的热电偶接合 (thermal junction)的平面金属层来分隔。该吸热设备由多孔基板形成，该多孔基板引导热通量，使得在两个相应的热电偶接合之间获得高的塞贝克电压。塞贝克电压用于指示温度。所公开的微传感器应当主要被用于测量高温，例如800°C。该微传感器也可以被用作用于检测物理接触的接触传感器。如果对象表现出与微处理器的温度不同的温度，则微传感器与对象之间的物理接触在某些情况下引起电压的变化。该电压的变化是可检测的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供接触检测设备，用于检测在该接触检测设备与对象之间的物理接触，其中提高了该接触检测设备的可靠性。在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于检测在接触检测设备与对象之间的物理接触的接触检测设备，其中所述接触检测设备包括_用于提供调制热流的加热器；-热信号生成单元，其被配置为依据调制热流来生成调制热信号；-用于依据所生成的调制热信号来确定接触指示信号的接触确定单元，其中所述接触指示信号至少指示是否存在该物理接触。本专利技术基于以下认识如果对象表现出与接触传感器相同的温度，则上述现有技术的接触传感器无法检测对象与接触传感器之间的物理接触。如果接触传感器和对象两者表现出相同的温度，则物理接触不会引起热流的变化，并且由此不会引起例如测量的电压或测量的温度的变化。在该情况下，物理接触无法被检测。本专利技术基于以下进一步的认识环境温度的变化可以破坏利用上述现有技术的接触传感器所实施的接触检测。环境温度的显著变化会引起接触传感器的一部分的温度变化，因而错误地导致接触传感器指示接触。因此，现有技术的接触传感器缺乏可靠性。因为本专利技术的第一方面的接触检测设备的加热器提供了调制热流，所以该接触检测设备的至少温度敏感接触表面呈现调制温度。因此确保了，如果接触检测设备物理接触对象，则影响调制热信号的调制热流的量的变化的可能性增加当利用接触检测设备接触对象(例如人的皮肤)时，调制热流的一部分流向对象或者来自对象的附加热流相当于由加热器提供的调制热流。因为热信号生成单元依据所述调制热流来生成调制热信号，所以如果调制热流发生变化则调制热信号也出现偏离。如果接触检测设备的温度敏感接触表面的温度不同于对象的温度，则不仅仅是影响调制热信号的调制热流发生变化本专利技术基于以下进一步的认识，即如果接触检测设备物理接触该对象，则由加热器馈送的总热容也发生变化。因而，定义调制热流的形状的参数(例如调制热流的变化率和/或调制热流的振幅)也发生变化。 因此，如果对象与接触检测设备之间进行物理接触，则准确保了依据调制热流所生成的调制热信号的变化。接触确定单元依据调制热信号来确定指示物理接触的接触指示信号，优选地通过检测调制热信号的这种偏离来确定指示物理接触的接触指示信号。因为对象的温度与调制热流以相同的方式进行变化或者对象与接触检测设备之间的物理接触不改变总热容是最不可能的，所以准确保了能够检测到本专利技术的第一方面的接触检测设备与对象之间的物理接触是否存在。该接触指示信号至少指示了该物理接触的存在或不存在。优选地，接触指示信号的幅度表示该接触的其他参数，例如接触的性质。加热器优选提供周期性的调制热流。调制热流的变化率优选大于环境温度的通常变化率。在优选的实施例中，调制热流的频率大约为1Hz。由加热器提供的调制热流可以具有任何形状，例如周期性的矩形信号的形状、正弦波的形状、锯齿信号的形状、脉宽调制信号的形状或伪随机信号的形状。特别地，由加热器提供的调制热流的形状可以呈现上述形状的平方特性。因为由加热器提供的热流是调制的，所以可以优选保持低的有效热流，以便避免接触检测设备或接触检测设备的部分的实质上的自加热。这还具有接触检测设备的功耗低的优点。优选地，热信号生成单元是温度计。温度计优选测量接触检测设备的温度敏感接触表面的温度。在该情况下，调制热信号是测量的温度。在进一步优选的实施例中，热信号生成单元是热电堆，该热电堆被配置为依据调制热流生成调制电信号作为调制热信号。在进一步优选的实施例中，热信号生成单元是热电偶，该热电偶被配置为依据调制热电流生成调制电信号作为调制热信号。在另一优选的实施例中，接触检测设备的加热器由连接到电源的热电阻器来实现。应当理解的是，在本说明书的范围内，词语“热电阻器”指的是表现出正温度系数或负温度系数的所有类别的温度相关的电阻器，例如热敏电阻器或电阻温度计。在优选的实施例中，连接到电源的热电阻器是热敏电阻器。这具有非常小的尺寸及低成本的优点。例如，热敏电阻器可以以忽略不计的成本具有近似(0.5mm)3的尺寸。因而，该接触检测设备可以有利地集成在其他设备中。热敏电阻器可以表现出正温度系数或负温度系数。优选地，热电阻器连接到接触检测设备的温度敏感接触表面。在该实施例中，调制热信号可以是例如热电阻器的测量电压、流过热电阻器的测量电流、热电阻器的测量功耗值、热电阻器的测量电阻或者热电阻器的测量温度。然后，通过诸如电压表、电流表、功率表或温度计之类的相应的适当测量设备来实现被配置为生成调制热信号的热信号生成单元。如果不期望热电阻器的自加热，则可以保持低的有效热流。这具有接触检测设备的功耗低的优点。在另一实施例中，保持高的有效热流，使得热电阻器的温度尽可能大于对象的温度，其中将要对该对象与接触检测设备的物理接触进行检测。这再次增大了接触检测设备的可靠性。优选的是，接触检测设备的加热器的电源被配置为向热电阻器提供调制电流。馈送到热电阻器的调制电流引起调制热流。在该实施例中，由热信号生成单元生成的调制热信号可以是热电阻器的测量电压。该实施例具有进一步减小尺寸的优点，这是因为加热器可以由直接连接到热电阻器的低复杂性的电流源构成。可替代地，该电源优选被配置为向热电阻器提供调制电压。为了生成调制热流的特定过程(course)，可以有利的是向热电阻器提供调制电压而不是调制电流，这是因为电压源通常实施起来较不复杂。在该实施例中，调制热信号可以为测量电流或测量电压。在后者的情况下，优选将电阻值基本上恒定的电阻器与该热电阻器串联，以使热电阻器的电压不等于电压源提供的调制电压。在接触检测设备的所有实施例中，优选的是，接触确定单元包括用于对调制热信号进行解调以生成解调信号的解调器，并且接触确定单元被配置为依据解调信号来确定接触指示信号。本专利技术的第一方面的接触检测设备的该优选实施例具有以下优点减小环境温度的影响并且进一步提高接触检测设备的可靠性。所生成的解调信号包含恢复信息，该恢复信息承载表示调制热流的参数，例如调制热流的振幅、相位或占空比，或者周期性调制热流的频率。因为例如周期性调制热流的频率显著不同于环境温度的变化率，所以解调信号基本上与环境温度无关。因而，接触确定单元仅从几乎完全取决于调制热流而不取决于环境温度的信号中得到接触指示信号。因而，再次增大了接触检测设备的可靠性。优选地，解调器被配置为解调与调制热流同相位的调制热信号。该优选实施例具有进一步减小环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·克勒韦尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：