[发明专利]测量装置以及集成有测量装置的元件

说明书

本发明涉及一种用于测量元件(9)中出现的机械应力或振动的测量装置(M)，其中测量装置(M)包括可以力锁定的方式集成至元件(9)中的至少一个机电换能器(1)，以及经由信号线(2)连接至换能器(1)并且用于记录和处理换能器(1)传递的信号的至少一个电子单元(5)。为了改善布置的稳健性，根据本发明提供了一种至少部分地被壳体(8)包围的电子单元(5)，其中在电子单元(5)和壳体(8)之间提供有用于吸收壳体(8)和电子单元(5)之间相对运动的补偿区域(6)。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的测量装置。本发明进一步涉及一种集成有测量装置的元件。

背景技术

US 2003/0030565 A1中已知这种测量装置。在已知的测量装置中，用于检测轴承振动的机电换能器以及用于记录和处理换能器传递的信号的电子单元安装在印刷电路板上。该印刷电路板被壳体包围。在印刷电路板容纳该换能器和容纳该单元之间的中间空间用例如硅树脂的橡胶类基质填充。

例如，US 6,252,334 B1中已知具有测量装置的另一元件。在这种情况下，控制电子设备借助提供有电镀通孔的接口板连接至压电换能器。控制电子设备安装在元件的外侧。结果是，已知测量装置的应用领域受到限制。例如，所述测量装置不适于监测具有受热、受冷、暴露于流动介质等的表面的元件。例如，已知测量装置不适于测量直升飞机旋翼叶片、风力系统的转子叶片、机动车辆的轮缘和地轮等的应力。

EP 2 372 802 A2公开了一种机电换能器，其中压电换能器和与其连接的导电迹线集成在由固化聚合物预浸料形成的整体复合材料中。

DE 10 2006 035274 A1描述了一种纤维增强元件，其中传感器单元、电源和发光二极管集成到纤维增强元件。传感器单元安装在纤维增强元件中性纤维的外部。由于保护免受机械应力的影响，电源和信号处理设置在纤维增强元件中性纤维的区域中。

DE 10 2005 006 666 A1公开了一种压电传感器，包括压电测量值接收机、放大电路和用于外部电源线或信号线的至少一个连接。上述元件集成在支撑结构之上或之中。

在已知的测量装置中，换能器和控制电子设备之间经由信号线建立的连接容易受到干扰。控制电子设备只在特定元件的情况下可集成在元件的中性纤维中。

发明内容

本发明解决的问题是消除了现有技术的缺点。特别地，目的是提供一种用于集成到元件的通用的和故障安全的测量装置，并提供一种元件。

该问题通过权利要求1和18的特征得到解决。本发明有利的实施例从权利要求2至17的特征中变得显而易见。

根据本发明，换能器以力锁定和材料锁定的方式直接连接至壳体，或者，换能器可经由元件以力锁定和材料锁定的方式连接至壳体。

在本发明的含义内，特别地，“力锁定和材料锁定连接”意味着以力锁定和材料锁定的方式彼此连接的元件之间的振动基本无能量损失和/或相位偏移地进行传递。在本发明的含义内，就振动传播而言，以力锁定和材料锁定的方式彼此连接的多个元件表现地类似于一体式单个元件。振动的影响不会引起以力锁定和材料锁定的方式彼此连接的元件之间的相对运动。

根据本发明的第一变体，换能器以力锁定和材料锁定的方式直接连接至壳体。当壳体集成至元件时，经由壳体将振动从元件直接传递至以力锁定和材料锁定的方式连接至所述壳体的换能器。有利地，壳体也以力锁定和材料锁定的方式集成至元件。

根据本发明的第二变体，换能器可经由元件以力锁定和材料锁定的方式连接至壳体。即，在这种情况下，一旦集成到元件，首先建立换能器和壳体之间的力锁定和材料锁定连接。在这种情况下，元件和换能器之间的连接，以及元件和壳体之间的连接为力锁定和材料锁定的。这也确保了就振动传播而言壳体和换能器表现地类似于一体式元件。