[发明专利]检测构件表面的预定局部变形的监控器件和具有这种监控器件的设备

说明书

本发明涉及一种用于检测构件(11)表面(12)的预确定的局部变形(13)的监控器件(10)。本发明提出，在表面(12)上布置有层(18)，该层在表面(12)上不仅在要检测到变形(13)的变形区域(15)中、而且在与变形区域(15)不同的感测区域(16)中延伸。层(18)具有加强装置(23)，该加强装置设计用于将表面(12)在其在变形区域(15)中发生局部变形(13)的情况下施加到层(18)上的力(19)传递到感测区域(16)中。在感测区域(16)中，在层(18)上布置有传感器单元(14)，传感器单元(14)设计用于，在感测区域(16)中，在层(18)上检测与传递的力(19)相关的测量参量，并且将该测量参量作为传感器信号(27)提供。

技术领域

本发明涉及一种监控器件，可以通过该监控器件在构件上确定是否存在局部变形。这种局部变形局限于构件表面的区域、例如凹部或凸起部。本发明还包括一种设备，例如配备有这种监控器件的仪器。

背景技术

在仪器的构件是否变形方面对仪器的自动监控具有许多应用。因此，例如可以在电池模块的壳体是否向外拱曲(Swelling、膨胀)方面对电池模块进行监控，这可以推导出电池模块的磨损状态。当保险杠例如被其他的道路使用者撞击时，另外的应用是检查所谓的机动车保险杠中的损坏的严重程度。根据机动车的薄板件在此被压入的深度，可以推断出机动车的其他部件、例如高压电网的损坏。

如果要在局部变形方面对比较大的表面、例如机动车的薄板件或电池模块的壳体壁进行全面监控，那么在变形方面对构件的监控在技术上可能是复杂的。为此，在现有技术中需要在表面上分布地布置足够多的传感器单元，以便可以可靠地感测或检测通常局部受限的变形、例如薄板件中的凹坑。

发明内容

本发明的目的是，检测构件表面的局部变形，即，表面的仅一部分局部地发生的变形。

该目的由独立权利要求的主题实现。本发明的有利的实施方式通过从属权利要求、以下的说明书和附图描述。

本发明包括用于检测构件表面的预先确定的局部变形的监控器件。“局部变形”在所描述的方式中是指，变形不必涉及或改变整个表面，而是例如只能表示表面的子区域中的凸起部或凹部。因为不一定提前知道该变形在何处发生，所以根据现有技术，必须将多个传感器单元分布在整个表面上，以便可以检测仅局部发生的变形。为了减少与传感器单元的所需数量相关的耗费，根据本发明提供以下内容。

在表面上布置有如下的层，该层在表面上不仅在应该检测变形的变形区域中，而且在与变形区域不同的感测区域中延伸。因此，层、例如薄膜覆盖待监控的变形区域和例如与其相邻的感测区域。变形区域和/或感测区域在此可以分别具有唯一的区域或多个分开的子区域。

如果构件在其表面上发生变形，即例如凹陷或凸起，那么表面上的层也一起变形，即该层也例如绷紧或压缩。该层在此不是任意软的或可流动的，而是该层的强度或刚度针对性地借助加强装置调节。加强装置设计用于，通过加强装置的刚度来将表面在自身变形的情况下施加到层上的扭曲/变形或力在层内传递到感测区域中，即层绷紧或压缩的影响超出于变形的子区域。

因此，从变形位置开始，层通过其加强装置将变形作用作为扭曲或力或力变化传递到感测区域中。通过构件的变形，在布置在构件上的层中，该层的加强装置例如被绷紧、压缩或弯曲。加强装置具有与抗拉刚度和/或抗压刚度和/或抗弯刚度相关的刚度。因此，通过加强装置，局部变形在层中的影响以超出于变形区域的方式传递到感测区域中。在此，通过变形引起的力被传递，也就是说，作用在加强装置中的力随局部变形的程度或尺度而改变。