[发明专利]机械应力检测器

说明书

本发明涉及机械应力检测器。

本发明更具体地用于住宅自动化领域。实际上，住宅自动化常常需要在人员与设置于住宅中的智能设备之间的通信。该通信尤其可以表现为用户在机械应力检测器上施加的机械应力的形式，机械应力的施加或者是直接的，例如用户按压按钮或走在按钮上，或者是间接的，例如用户开门，门本身对检测器施加应力。

以编号JP 2000 079839公布的日本专利申请描述一种机械应力检测器，其包括被设计用于提供响应于机械应力的电控制信号的控制设备以及称为发射换能器的换能器，该换能器被设计用于把电控制信号转换为检测信号。

更确切地说，在该文献中，机械应力被加速度传感器检测，通过记录装置记录，并借助无线换能器传送给处理设备。

这样的检测器包括专用的能源以便能够完全无线地运行。该能源一般以电池的形式存在，并有时以太阳能或风能传感器的形式存在。在所有情况下，已知的检测器都具有体积庞大的缺点。

因此，可能希望提供允许至少部分地消除上述问题和约束的机械应力检测器。

因此，本发明的目的是机械应力检测器，该检测器包括：控制设备，被设计用于提供响应于机械应力的电控制信号；和换能器，称作发射换能器，被设计用于把电控制信号转换为检测信号；该检测器还包括：压电零件，称作供电压电零件，电连接到控制设备并被设计用于在被机械地激励时向控制设备提供供电电能；以及机械激励设备，基于机械应力来机械地激励供电压电零件。

因此，由于本发明，不再需要使用电池或者太阳能或风能传感器，这允许得到较小尺寸的自供电检测器。

可选地，机械激励设备包括挠性零件，该挠性零件被设计用于响应于机械应力而发生弯曲，并在从称作初始休止位置的休止位置起的第一弯曲范围上储存势能，第一弯曲范围包括所储存的势能的变化率的下降。

还是可选地，挠性零件被设计为在第一弯曲范围后的第二弯曲范围上释放所储存的势能。

还是可选地，机械激励设备还包括谐振零件，该谐振零件被布置为受挠性零件在移动时碰撞，以及供电压电零件固定到谐振零件。

还是可选地，谐振零件是谐振盘，该谐振盘被布置为被挠性零件在中心处碰撞，以及供电压电零件是沿谐振盘的表面的外周固定的称作供电压电环的压电环。

还是可选地，检测器还包括存储由供电压电零件提供的供电电能的存储设备，通过存储在存储设备中的供电电能给控制设备供电。

还是可选地，控制设备包括电信号源和所述源的电信号的调制设备，以便产生电控制信号。

还是可选地，检测器还包括称作源压电零件的压电零件，所述源压电零件被布置为在被激励时提供称作源电能的电能，机械激励设备被设计用于还激励源电压零件，以及电信号源包括存储由源压电零件提供的源电能的存储设备。

还是可选地，源压电零件是沿谐振盘的表面的外周固定的称作源压电环的压电环。

还是可选地，调制设备包括处理单元和切换设备；处理单元被由供电压电零件提供的供电能量供电，被设计用于提供数字控制信号；以及切换设备受数字控制信号控制，用于使发射换能器选择性地连接到电信号源和连接到电气地线。

还是可选地，发射换能器包括称作发射压电零件的压电零件，控制信号被施加到该发射压电零件以便提供地震波形式的检测信号。

还是可选地，发射压电零件固定在谐振零件上。

还是可选地，发射压电零件是源压电零件。

借助下面仅作为示例给出并参照附图进行的描述可以更好地了解本发明，在附图中：

－图1是根据本发明的实施方式的机械应力检测器的示意图，

－图2是图1的检测器的膜在机械应力作用下变形时的一系列剖面图，

－图3是表示机械应力和由碰撞膜储存的势能随图2的膜的位移而变化的曲线图，以及

－图4是表示由图1的检测器实施的生成检测信号的方法的一系列步骤的框图。

参照图1，根据本发明的一个实施方式的机械应力检测器100包括：致动器102，用于接收机械应力并在底座（未出示）中发出地震波形式的检测信号；和处理电路104，用于为致动器102提供呈控制电压Vc形式的控制信号。

致动器102包括整体形状为围绕中心轴线AA’的圆柱形的外壳106，该轴线AA’限定上/下方向。外壳106包括圆柱形的侧向部分108，并具有由向外壳106的中心延伸的边缘110限定的圆形上开口和封闭侧向部分108的底部112。