[发明专利]估测与表面接触而感受到的温度的方法和装置有效
申请号: | 201010592593.7 | 申请日: | 2010-12-16 |
公开(公告)号: | CN102116686A | 公开(公告)日: | 2011-07-06 |
发明(设计)人: | 马克·雷内·斯宾格勒;亚历山大·范·拉克 | 申请(专利权)人: | 福特全球技术公司 |
主分类号: | G01K13/00 | 分类号: | G01K13/00 |
代理公司: | 北京连和连知识产权代理有限公司 11278 | 代理人: | 王光辉 |
地址: | 美国密歇根州迪尔*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 估测 表面 接触 感受到 温度 方法 装置 | ||
技术领域
本发明涉及一种用于估测与表面接触而感受到的温度的方法和装置。虽然本发明在机动车辆工业中应用具有特别的优势,但是本发明不限于在机动车辆工业中应用。相反,本发明能够应用于需要将产品质量的感知(特别是触感(feel)和可触知性(palpability))最优化的所有技术领域中,也就是说还能够应用在例如电子或家具工业中。
背景技术
为了例如能够对材料的可视和可触知的确实性和/或真实性做出定量估测,对表面接触温度的测量和/或估测是必需的。所谓的热穿透系数在此处可以确定为特征参数。这里产生的问题是通常仅在大型机器中对测试材料确定该热穿透系数。
然而,特别在机动车辆中,需要以非破坏性的、非接触的形式并且不依赖于表面的形态对与不同材料、特别是车内出现的材料接触的温度感觉进行估测,和/或对车内出现的材料的热穿透系数进行估测。同时,例如,用于此目的的测量装置的尺寸应当可以由测量机器人操控。
DE 39 01 377 A1号专利文件公开了一种在通过已产生温度梯度的材料上的驱动器/传感器系统测量热电压的基础上确定导热性的方法。在该方法中,所需的温度差由作为帕尔贴元件(Peltier element)运行的驱动器在第一运行模式下产生。与电流成比例的帕尔贴热的供给和放出被短暂地周期性地中断,在这些中断过程中,驱动器作为传感器运行,其通过电子化地转换到第二运行模式来检测与温度差成比例的瞬时热电压。
发明内容
本发明的一个目的在于,提供一种用于估测与表面接触而感受到的温度的方法和装置,该方法和/或该装置能够使可靠的、不依赖于诸如表面颜色或传递性能的具体表面形态的特性描述成为可能,并且同时能够以非破坏性和可移动的方式使用。
本发明的目的根据独立权利要求1的特征的方法以及根据独立权利要求7的特征的装置得以实现。
一种估测与表面接触而感受到的温度的方法具有下述步骤:非接触式加热表面,非接触式测量表面温度改变的时间,以及在温度改变的时间的基础上估测与表面接触而感受到的温度。
由于这样的事实,即本发明的方法以非接触式和非破坏性的方式操作,所以其确保所要检测的表面不会发生改变,并因此无残留物存在,所以该方法也适用于对比研究和/或标准测试。在这种情况下,本发明的方法使得人感受到的温度能够以非破坏性的和能够移动使用的方式来估测,可用于广泛的多样性的表面和/或材料,例如,金属、木头、塑料、泡沫塑料等等。
用于加热和/或加热表面的多种、非接触式的技术可以用于本发明的方法的实例中。在不限制本发明的情况下,这些技术例如可以包括,使用卤素灯光、红外灯光、使用激光源的灯光、或利用热传导(通过提供加热的空气,例如利用风扇)。
各种处理可以用于使表面标准化,以保证利用本发明的方法得到的结果可以客观比较,并且不依赖于特别的表面形态,具体说,不依赖于表面的各自的颜色或传递性能。这些改进可以包含导热膏的使用,具有特殊传递性能的(纸质)贴纸或胶带的使用,适合的液体(例如具有两份体积的亚光黑色和一份体积的异丙醇)的使用,或能够储存在聚四氟乙烯过滤器(Teflon filters)中并由此转移至各样品上的炭黑微粒的使用,还可以与其他改进以适合的、紧密的方式结合,以使改进和/或标准化不仅可以在实验室也可以以移动的方式(例如以测量机器人的形式)应用。
根据一个实施例,加热表面的步骤包含表面的脉冲加热。此处利用比恒定的、均衡的加热更高级的方案来区分要检测的不同的表面和/或材料是可能的,因为分别获得的、并且描述依赖时间的温度变化的函数和/或测量曲线不仅斜率(各回归线)相互不同,而且由脉冲加热产生的各个衰退曲线也相互不同。
根据一个实施例,估测与表面接触而感受到的温度的步骤包含参数vl的确定,该参数由下式给定:
m表示回归线的斜率,回归线是为描述依赖时间的温度变化的函数而确定的,a表示由脉冲加热产生的该函数中的衰退曲线的平均振幅。
根据本发明的一个实施例,估测与表面接触而感受到的温度的步骤在校准的基础上执行,在校准中为多个参考表面确定上述参数。
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