[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。本发明还涉及一种计算机程序。

背景技术

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℃。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。

发明内容

本发明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。

在本发明的第一方面中，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。

本发明基于以下认识：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。

本发明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。

因为本发明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：本发明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发明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。