專利名稱：包括壓電換能裝置的交互面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交互面板，所述交互面板包括一基體和用于探測(cè)在基體中傳播的震波的至少兩個(gè)壓電換能裝置。本發(fā)明更為特別地適用于在基體上定位沖擊。
背景技術(shù)：
以參考號(hào)FR 2 879 885公布的法國(guó)專利申請(qǐng)描述了這樣的原理通過(guò)利用沖擊在板中產(chǎn)生震動(dòng)聲波的事實(shí)，來(lái)在板上定位沖擊。通過(guò)沖擊部位和多對(duì)聲波探測(cè)裝置之間的差別渡越時(shí)間的計(jì)算方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所述定位，其中每對(duì)聲波探測(cè)裝置包括一個(gè)壓電換能器。在該文獻(xiàn)中，每個(gè)壓電換能器僅僅能夠提供表示所探測(cè)到的震波的強(qiáng)度的測(cè)量信號(hào)，這通過(guò)差別渡越時(shí)間來(lái)確定該沖擊定位。然而，這種類型的定位具有依賴于震波的傳播速度 的弊端，震波的傳播速度并不總是已知的，這是因?yàn)樵搨鞑ニ俣热Q于震波在其中傳播的基體。以參考號(hào)WO 2008/135846公布的國(guó)際專利申請(qǐng)涉及一種相同類型的交互面板，所述交互面板包括一基體，震波可在該基體中傳播；和全向式壓電換能裝置(至少三個(gè))，所述基體關(guān)聯(lián)于一定位系統(tǒng)，用以實(shí)施通過(guò)計(jì)算差別渡越時(shí)間進(jìn)行震波定位的方法。以參考號(hào)US 4，268，912、JP 9 237152和JP 10 078485公布的專利申請(qǐng)涉及定向壓電換能裝置，而不是涉及包括一基體和固定在基體上的至少兩個(gè)壓電換能裝置的交互面板。因此，特別是為允許其它類型的定位，會(huì)期望提供一種交互面板，這種交互面板包括一基體和至少兩個(gè)壓電換能裝置，從而允許獲得關(guān)于震波的其它信息。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的對(duì)象在于一種交互面板，所述交互面板包括一基體，震波用于在所述基體中按照一傳播方向傳播；和至少兩個(gè)壓電換能裝置，在所述壓電換能裝置中一每個(gè)壓電換能裝置包括兩個(gè)壓電換能器，-每個(gè)壓電換能器包括兩個(gè)壓電器件，每個(gè)壓電器件具有兩個(gè)表面，每個(gè)表面由一電極覆蓋，稱為中心軸線的軸線位于所述兩個(gè)壓電器件之間，每個(gè)壓電換能器的四個(gè)電極相互間連接以便當(dāng)在包含所述中心軸線的稱為應(yīng)力分隔面的平面的兩側(cè)上方向相反的應(yīng)力被施加于所述壓電換能器的壓電器件時(shí)，提供測(cè)量電信號(hào)，所述測(cè)量電信號(hào)取決于所述壓電換能器專有的稱為主平面的平面與所述應(yīng)力分隔面之間的角度；一同一壓電換能裝置的兩個(gè)壓電換能器具有相同的中心軸線和其各自的主平面相互間形成非零的角度；一每個(gè)壓電換能裝置固定在基體上，使得在震波經(jīng)過(guò)時(shí)的基體的移動(dòng)在壓電器件上引起在應(yīng)力分隔面的兩側(cè)上方向相反的應(yīng)力，應(yīng)力分隔面取決于傳播方向。借助于本發(fā)明，可確定涉及震波的入射角的信息，而不僅僅是其強(qiáng)度，這允許通過(guò)三角測(cè)量來(lái)進(jìn)行定位。作為選擇，每個(gè)壓電換能器的四個(gè)電極以如下方式相互間相連一當(dāng)兩個(gè)壓電器件的極化方向相反時(shí)，該壓電換能器的兩個(gè)壓電器件中的每個(gè)壓電器件的負(fù)電極連接到這兩個(gè)壓電器件中的另一個(gè)的正電極上，或一當(dāng)換能器的兩個(gè)壓電器件的極化方向相同時(shí)，兩個(gè)負(fù)電極相互之間和兩個(gè)正電極相互之間連接。同樣地作為選擇，一壓電換能器的每個(gè)壓電器件相對(duì)于該壓電換能器的主平面是對(duì)稱的。同樣地作為選擇，同一壓電換能器的兩個(gè)壓電器件相對(duì)于中心軸線是相互對(duì)稱的。
同樣地作為選擇，一壓電換能器的每個(gè)壓電器件的極化方向與該壓電換能器的另一壓電器件的極化方向相反。同樣地作為選擇，兩個(gè)極化平行于中心軸線。同樣地作為選擇，每個(gè)壓電器件的極化從其兩個(gè)電極中的一稱為負(fù)電極的電極，延伸直到其兩個(gè)電極中的另一稱為正電極的電極，一壓電換能器的每個(gè)壓電器件的正電極連接到該壓電換能器的另一壓電器件的負(fù)電極。同樣地作為選擇，每個(gè)壓電換能器的每個(gè)壓電器件在圍繞中心軸線的一角扇形區(qū)中延伸，該角扇形區(qū)與其它壓電器件的角扇形區(qū)不同。同樣地作為選擇，每個(gè)角扇形區(qū)是四分之一圓(un quart angulaire)。同樣地作為選擇，每個(gè)壓電換能裝置包括一連接構(gòu)件，連接構(gòu)件包括一底部，該壓電換能裝置的壓電器件固定在底部上，和一桿，桿在一端部固定在底部上和在另一端部固定在基體上，桿在中心軸線上延伸和用于根據(jù)震波在基體中通過(guò)的移動(dòng)方向被移動(dòng)，連接構(gòu)件被設(shè)計(jì)用以將桿的移動(dòng)轉(zhuǎn)化為在壓電器件上的應(yīng)力，應(yīng)力在包含中心軸線和垂直于移動(dòng)方向的應(yīng)力分隔軸線的兩側(cè)上方向相反。同樣地作為選擇，桿插入基體中。同樣地作為選擇，桿是中空的，以具有管形形狀，特別是在長(zhǎng)度方向上開(kāi)有槽口，以能夠接納螺釘或塞帽，當(dāng)所述螺釘或塞帽被壓插入或擰緊在所述桿中時(shí)，其增大桿的直徑和允許獲得與基體的緊密聯(lián)接。同樣地作為選擇，兩個(gè)主平面相互垂直。同樣地作為選擇，交互面板此外包括利用壓電換能裝置的測(cè)量信號(hào)在基體上定位震波源的定位系統(tǒng)。


借助于接下來(lái)的說(shuō)明，本發(fā)明將更好地得到理解，所述說(shuō)明僅僅作為示例給出并參照附圖進(jìn)行，附圖中一圖I是根據(jù)本發(fā)明的交互面板的一示例的示意性透視圖，一圖2是圖I的交互面板的壓電換能裝置的示意性透視和剖視圖，一圖3是圖2的裝置的第一壓電環(huán)的分解透視圖，
一圖4是圖2的裝置的第二壓電環(huán)的分解透視圖，一圖5示出圖I的交互面板的定位系統(tǒng)，—圖6是固定于震波在其中傳播的基體的圖2裝置的剖視圖，一圖7是在震波經(jīng)過(guò)時(shí)發(fā)生變形的圖6裝置的剖視圖，一圖8是在震波經(jīng)過(guò)時(shí)圖3的第一壓電環(huán)的俯視圖，一圖9是在震波經(jīng)過(guò)時(shí)圖4的第二壓電環(huán)的俯視圖，一圖10是示出由圖I的交互面板所實(shí)施的探測(cè)和定位方法的相繼步驟的方框圖，一圖11是根據(jù)本發(fā)明的交互面板的一變型的示意性透視圖，
一圖12到圖18是根據(jù)本發(fā)明的壓電換能裝置的一些變型的剖視圖，—圖19是根據(jù)本發(fā)明的交互面板的一變型的剖視圖，一圖20是圖19的交互面板的壓電換能裝置的分解透視圖，和—圖21是示出由圖19的交互面板所實(shí)施的探測(cè)和定位方法的相繼步驟的方框圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的交互面板100的一示例首先包括基體102，例如平板、地板又或地面。優(yōu)選地，基體102具有平坦的表面104。同樣優(yōu)選地，基體102是板，例如實(shí)木板或刨花板，或甚至是塑料、金屬、玻璃或混凝土制的板?；w102用于傳播震波，震波以相同速度按照沿平坦表面104的傳播方向傳播而無(wú)論在基體表面的傳播方向如何。交互面板100此外包括三個(gè)壓電換能裝置106、108和110。每個(gè)裝置106、108和110在基體的平坦表面104上固定于基體102，和被設(shè)計(jì)以提供三個(gè)震波測(cè)量電信號(hào)。裝置106、108和110呈等邊三角形布置，在兩個(gè)裝置之間的中位距離為p。軸的原點(diǎn)例如取在兩個(gè)裝置之間的中位距離處。交互面板100此外包括定位系統(tǒng)112，定位系統(tǒng)112利用所述裝置106、108和110
的測(cè)量信號(hào)在基體102上定位震波源。交互面板100此外包括在裝置106、108和110與定位系統(tǒng)112之間的連接件113，用以傳輸測(cè)量信號(hào)。在所描述的示例中，這些連接件113包括同軸線纜?，F(xiàn)在將描述裝置106，知曉的是其它裝置108、110都是相同的。參照?qǐng)D2，裝置106首先包括連接構(gòu)件114，連接構(gòu)件114用于將下文中會(huì)描述到的壓電器件連接到基體102。優(yōu)選地，連接構(gòu)件114是單體構(gòu)件式的和以金屬制成，例如以鋁或硬鋁制成。連接構(gòu)件114首先包括底部116，壓電器件固定在底部上。底部116呈中心軸線為AA’的盤(pán)的形式，該底部包括圓形周沿118，所述圓形周沿配有按中心軸線AA’彼此相對(duì)的第一環(huán)圈120和第二環(huán)圈122。底部116此外包括中心部分124，中心部分124的厚度小于周沿118的厚度。更為確切的說(shuō)，周沿118具有恒定的厚度，而中心部分124具有從周沿118向中心軸線AA’減小的厚度。連接構(gòu)件114此外包括桿130，該桿從連接構(gòu)件114的中心按中心軸線AA’延伸。桿130用于與基體102接觸。桿130配有一端部130A，該端部固定于底部116 ;和一自由端部130B,該自由端部經(jīng)過(guò)基體的表面104插入或埋入基體102中。桿130用于當(dāng)震波在基體102中通過(guò)時(shí)，沿垂直于中心軸線AA’的移動(dòng)方向被移動(dòng)，如將在下文中所闡述的。優(yōu)選地，當(dāng)基體102具有的厚度小于10厘米時(shí)，桿130在基體102中插入該基體的一半厚度。不然的話，桿130優(yōu)選地在基體102中插入到這樣的深度上該深度小于震波在桿和基體102中傳播的模式的最小的半波長(zhǎng)。在所描述的示例中，桿130是中空的，以具有管形形狀。使用管形的桿130的益處在于減小其輻射阻抗，使得所述裝置106適于探測(cè)高頻或適于固有阻抗小的基體，如塑料基體。優(yōu)選地，桿130具有的外徑小于用于在基體102中傳播的波的半波長(zhǎng)。此外，桿130在其長(zhǎng)度方向上開(kāi)有槽口，以便能夠接納螺釘或塞帽(未顯示)，當(dāng)螺釘或塞帽在桿中壓插入或擰緊時(shí)，其增大所述桿的直徑和允許獲得與基體102的緊密聯(lián)接，這有時(shí)是是難以用簡(jiǎn)單的黏合劑獲得的。需要注意的是，基體102可以是具有雙壁或雙層玻璃的界接體的板之一，桿130允許通到雙壁的內(nèi)板和/或外板。雙壁的兩個(gè)壁可被開(kāi)孔和進(jìn)行锪孔加工，以使得桿和基體之間的緊密接觸在該板上或同時(shí)地在兩個(gè)板上及在有利的深度上產(chǎn)生。所述裝置106此外包括具有中心軸線AA’的第一壓電環(huán)132及第二壓電環(huán)134，每個(gè)壓電環(huán)分別固定在連接構(gòu)件114的第一環(huán)圈120和第二環(huán)圈122上。所述裝置106此外包括兩個(gè)印刷電路板136、138,所述兩個(gè)印刷電路板分別覆蓋 第一壓電環(huán)132和第二壓電環(huán)134，以便利用連接構(gòu)件114將它們夾緊。第一印刷電路板136包括兩個(gè)連接器140、142，用以分別提供第一測(cè)量信號(hào)和第二測(cè)量信號(hào)，如在下文中將要闡述的，第一和第二測(cè)量信號(hào)允許探測(cè)震波的入射角和因此將在下文中被稱為角測(cè)量信號(hào)。第二印刷電路板138包括一個(gè)連接器144，用以提供震波的平面外分量的第三測(cè)量信號(hào)，如將在下文中所闡述的，其因此將在下文中被稱為平面外的測(cè)量信號(hào)。在所描述的示例中，連接器是用于同軸線纜的連接器。每個(gè)印刷電路板136、138此外包括一些導(dǎo)電軌，這些導(dǎo)電軌一方面將第一壓電環(huán)132連接到第一和第二連接器140、142，和另一方面將第二壓電環(huán)134連接到第三連接器144。參照?qǐng)D3，第一壓電環(huán)132包括兩個(gè)壓電換能器146、148，每個(gè)壓電換能器包括兩個(gè)壓電器件，分別為150、152和154、156。每個(gè)壓電器件150、152、154、156在圍繞中心軸線AA’的角扇形區(qū)中延伸，該角扇形區(qū)與其它器件的角扇形區(qū)不同。優(yōu)選地，所述角扇形區(qū)沒(méi)有相互交迭。更為確切的說(shuō)，每個(gè)壓電器件150、152、154、156形成第一壓電環(huán)132的一個(gè)角扇形區(qū)，在所描述的示例中為90°的角扇形區(qū)，即四分之一圓。同一壓電換能器146、148的兩個(gè)壓電器件150、152和154、156相互面對(duì)布置，以便它們相對(duì)于中心軸線AA’是相互對(duì)稱的。此外，同一壓電換能器146、148的兩個(gè)壓電器件150、152和154、156中的每一個(gè)都具有相對(duì)于同一平面的對(duì)稱性，該平面被稱為主平面，其包含中心軸線AA’。這些主平面相應(yīng)地對(duì)于兩個(gè)壓電器件150、152被標(biāo)記為PPl，和對(duì)于兩個(gè)壓電器件154、156則被標(biāo)記為PP2?？梢宰⒁獾?，兩個(gè)壓電換能器146、148具有相同的中心軸線AA’，它們的主平面PP1、PP2相互間形成非零的角度。優(yōu)選地，如同所描述的示例中，這些主平面是垂直的。此外，可以注意到，兩個(gè)壓電換能器146、148共享同一連接構(gòu)件114。每個(gè)壓電器件150、152、154、156具有相對(duì)于中心軸線AA’相對(duì)的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面分別地標(biāo)記為150A、150B、152A、152B、154A、154B和156A、156B。第一表面150A、152A、154A、156A形成第一壓電環(huán)132的第一環(huán)圈132A,而第二表面150B、152BU54BU56B形成第一壓電環(huán)132的第二環(huán)圈132B。每個(gè)壓電器件150、152、154、156的每個(gè)第一和第二表面被覆以一電極。覆蓋第二表面150B、152B、154B、156B的電極全部都相互間連接，以形成呈環(huán)圈狀的帶有標(biāo)號(hào)158的單一電極，第一壓電環(huán)132通過(guò)該單一電極被固定在連接構(gòu)件的第一環(huán)圈上。覆蓋第一表面 150A、152A、154A、156A 的電極分別帶有標(biāo)號(hào) 160、162、164 和 166。每個(gè)壓電器件150、152、154、156具有從稱為負(fù)電極的其一電極向被稱為正電極的其另一電極取向的、在中心軸線AA’方向上的極化。極化通過(guò)圖3上的箭頭指示。每個(gè)壓電換能器146、148的兩個(gè)壓電器件150、152和154、156的極化方向相反。因此,對(duì)于壓電器件150,其第二電極150B是正電極,而其第一電極150A是負(fù)電極,和對(duì)于壓電器件152,其第二電極152B是負(fù)電極,而其第一電極152A是正電極。同樣地,對(duì)于壓電器件154,其第二電極154B是正電極,而其第一電極154A是負(fù)電極,和對(duì)于壓電器件156,其第二電極156B是負(fù)電極,而其第一電極156A是正電極。每個(gè)壓電換能器146、148的兩個(gè)第一電極150、152和154、156相互間連接。因此，每個(gè)壓電換能器146、148的兩個(gè)壓電器件150、152和154、156并聯(lián)安裝,一壓電器件的正電極與另一壓電器件的負(fù)電極相連。 參照?qǐng)D4，第二壓電環(huán)134由具有第一環(huán)圈170和第二環(huán)圈172的單一環(huán)形壓電器件168形成。每個(gè)環(huán)圈170、172被覆蓋以相應(yīng)的電極174、176。環(huán)形壓電器件168具有從第一電極174向第二電極176的按中心軸線AA’的極化。第二壓電環(huán)134通過(guò)其第二環(huán)圈170固定在連接構(gòu)件114的第二環(huán)圈122上。參照?qǐng)D5，定位系統(tǒng)112首先包括模擬多路轉(zhuǎn)換器178，用以按照控制選擇測(cè)量信
號(hào)之一。定位系統(tǒng)112此外包括寬帶放大器180，其連接到模擬多路轉(zhuǎn)換器178上，以放大所選擇的測(cè)量信號(hào)。
定位系統(tǒng)112此外包括第一帶通濾波器182，其連接到寬帶放大器180，以過(guò)濾所放大的信號(hào)。該第一帶通濾波器182例如是Delyannis濾波器,其通頻帶例如集中在26kHz上。定位系統(tǒng)112此外包括第二帶通濾波器184，其連接到寬帶放大器180，以過(guò)濾所放大的信號(hào)。該第二帶通濾波器184例如是Delyannis濾波器。優(yōu)選地,其通頻帶集中在不同于第一濾波器182頻率的頻率例如7kHz上。定位系統(tǒng)112此外包括處理鏈186，其與第二帶通濾波器184相連，以在所過(guò)濾的測(cè)量信號(hào)具有的能量大于一預(yù)定閾值時(shí)提供觸發(fā)信號(hào)。該處理鏈186例如按順序包括求積分器(quadrateur)、峰值檢波器、跟隨電路、積分器和開(kāi)關(guān)晶體管。定位系統(tǒng)112此外包括微控制器188。微控制器188首先與模擬多路轉(zhuǎn)換器178相連以控制該模擬多路轉(zhuǎn)換器，以便對(duì)測(cè)量信號(hào)一個(gè)在另一個(gè)后地進(jìn)行選擇。微控制器188包括先進(jìn)先出(英文術(shù)語(yǔ)“First In First Out”即FIFO)類型的存儲(chǔ)器190，以滑動(dòng)地記錄測(cè)量信號(hào)。微控制器188與第一帶通濾波器182相連，以便當(dāng)所過(guò)濾的測(cè)量信號(hào)是角測(cè)量信號(hào)時(shí)(即當(dāng)其控制模擬多路轉(zhuǎn)換器178以選擇角測(cè)量信號(hào)時(shí))，將所過(guò)濾的測(cè)量信號(hào)數(shù)字化并加以記錄。微控制器188此外與第二帶通濾波器184相連，以便當(dāng)所過(guò)濾的測(cè)量信號(hào)是探測(cè)信號(hào)時(shí)(即當(dāng)其控制模擬多路轉(zhuǎn)換器178以選擇探測(cè)信號(hào)時(shí))，將所過(guò)濾的測(cè)量信號(hào)數(shù)字化并加以記錄。微控制器188此外與處理鏈186相連，以便當(dāng)測(cè)量信號(hào)是探測(cè)信號(hào)時(shí)(即當(dāng)其控制模擬多路轉(zhuǎn)換器178以選擇探測(cè)信號(hào)時(shí))，接收測(cè)量信號(hào)中的活動(dòng)探測(cè)信號(hào)。因此，微控制器188從所述裝置106、108和110以過(guò)濾的和數(shù)字化的形式接收所
有測(cè)量信號(hào)?，F(xiàn)在將闡述所述裝置106、108和110的運(yùn)行。參照?qǐng)D6，由在基體102上的沖擊所產(chǎn)生的震波在包含于圖6平面中的方向D上傳播。震波引起基體102的材料平行于基體102發(fā)生局部變形，這種變形被稱為平面中的變形，和震波引起材料垂直于基體102發(fā)生變形，該變形被稱為平 面外的變形。在以均勻的和各向同性的材料實(shí)施的小厚度板中，震波是藍(lán)姆(Lamb)波，所述震波基本按照兩種傳播模式傳播變形相對(duì)于基體中平面對(duì)稱的對(duì)稱模式，和變形相對(duì)于基體中平面反對(duì)稱的反對(duì)稱模式。在圖6上示出在桿130所處的位置對(duì)于反對(duì)稱模式的平面中的變形。參照?qǐng)D7，這些變形引起桿130在包含傳播方向D和橫向于基體102的平面中傾斜，該平面被稱為傾斜平面，對(duì)應(yīng)圖6的平面。因此，在震波通過(guò)時(shí)，桿130在傾斜平面中移動(dòng)，特別地在傳播方向D上移動(dòng)。桿130的移動(dòng)引起底部116的應(yīng)力，該應(yīng)力被傳遞給第一和第二壓電環(huán)132、134。因此，連接構(gòu)件114將桿130的移動(dòng)轉(zhuǎn)化為在第一和第二壓電環(huán)132、134的壓電器件上的應(yīng)力。更為確切的說(shuō)，桿130的移動(dòng)產(chǎn)生分別在一平面的兩側(cè)上的兩個(gè)合應(yīng)力，該平面稱為變形分隔面PS，垂直于移動(dòng)方向D和包含中心軸線AA’。因此，每個(gè)壓電環(huán)在其位于所述應(yīng)力分隔面PS的一側(cè)的一半上經(jīng)受合應(yīng)力之一，而在其位于所述應(yīng)力分隔面PS的另一側(cè)的一半上經(jīng)受另一合應(yīng)力。這兩個(gè)合應(yīng)力方向相反，或者換句話說(shuō)，相對(duì)于所述應(yīng)力分隔面PS是反對(duì)稱的?？梢宰⒁獾?，應(yīng)力分隔面對(duì)應(yīng)于震波的波前。在其所經(jīng)受的應(yīng)力的作用下，每個(gè)壓電器件的極化發(fā)生改變，引起在其兩個(gè)電極的每一個(gè)中出現(xiàn)相反符號(hào)的電荷。參照?qǐng)D8，應(yīng)力分隔面PS與第一主平面PPl形成角度贏I,而與第二主平面PP2形成角度農(nóng)2S由于所述合應(yīng)力(在附圖上通過(guò)不同影線表示)在應(yīng)力分隔面PS的兩側(cè)上方向相反，因而正電荷出現(xiàn)在第一電極的位于應(yīng)力分隔面PS —側(cè)的部分上，而負(fù)電荷出現(xiàn)在第一電極的位于該應(yīng)力分隔面PS另一側(cè)的部分上。對(duì)于同一電極，這些正電荷和負(fù)電荷相混合以提供電極的總電荷。在圖8上，正電荷和負(fù)電荷以未混合的方式不出。因此,第一壓電換能器146的壓電器件150的電極160包括帶有正電荷的部分160+和帶有負(fù)電荷的部分160 一，而另一電極162包括帶有正電荷的部分162+和帶有負(fù)電荷的部分162 —。第二壓電換能器148的壓電器件154的電極164僅僅包括帶有正電荷的部分154+,而另一電極166僅僅包括帶有負(fù)電荷的部分166因此，在每個(gè)電極上的總電荷取決于該電極的位于所述應(yīng)力分隔面兩側(cè)的比例，和因而取決于應(yīng)力分隔面PS的角位置。特別地，當(dāng)帶有正電荷的部分與帶有負(fù)電荷的部分大小相同時(shí)，在每個(gè)電極上的總電荷最小(絕對(duì)值)。在應(yīng)力分隔面PS將該電極一分為二時(shí)，即當(dāng)傳播方向D垂直于該電極的主平面時(shí)，這種情況會(huì)產(chǎn)生。同樣地，當(dāng)每個(gè)電極完全位于應(yīng)力分隔面的一側(cè)或另一側(cè)時(shí)，每個(gè)電極的總電荷是最大的(絕對(duì)值)。在應(yīng)力分隔面PS與該電極的主平面形成大于45°的角度時(shí)(在圖8上電極164和166的情形)，這種情況則會(huì)產(chǎn)生。因此，在每個(gè)電極上的總電荷取決于在其主平面和應(yīng)力分隔面PS之間的角度，即取決于其主平面和震波傳播方向D之間的角度。參照出于清楚考慮未示出應(yīng)力的圖9，第一壓電環(huán)132的電極158包括帶有正電荷的一半和帶有負(fù)電荷的一半，使得該電極158的總電荷沒(méi)有較大變化，實(shí)際上保持恒定。因此，每個(gè)壓電換能器146、148提供一測(cè)量電信號(hào)，所述測(cè)量電信號(hào)取決于其主平面PP1、PP2和震波傳播方向D之間的角度。對(duì)于電極158同樣地，兩個(gè)電極174和176的總電荷幾乎保持恒定，使得第二壓電環(huán)134對(duì)震波的平面中的應(yīng)力極不敏感。此外，所述震波的平面外的變形平行于中心軸線AA’移動(dòng)所述連接構(gòu)件114，使得應(yīng)力在每個(gè)環(huán)132、134上是均勻的。 由于壓電器件150、152、154、156的交替極化和它們相互之間的連接，因而第一壓電環(huán)132對(duì)震波的平面外的變形極不敏感。相反地，由于第二壓電環(huán)134僅僅由唯一壓電器件170組成，因而該第二壓電環(huán)對(duì)震波的平面外的應(yīng)力敏感。參照?qǐng)D10，現(xiàn)在將描述交互面板100的運(yùn)行。在步驟200的過(guò)程中，微控制器188從每個(gè)壓電換能裝置接收三個(gè)測(cè)量信號(hào)和將這些測(cè)量信號(hào)以滑動(dòng)的方式記錄在其存儲(chǔ)器190中。在步驟202的過(guò)程中，震波首先到達(dá)所述裝置106。在步驟204的過(guò)程中，所述裝置106提供對(duì)應(yīng)震波探測(cè)的三個(gè)測(cè)量信號(hào)。在步驟206的過(guò)程中，通過(guò)處理鏈186測(cè)量所述裝置106的平面外測(cè)量信號(hào)的累積能量。在步驟210的過(guò)程中，震波到達(dá)其它裝置108、110。在步驟212的過(guò)程中，這些裝置108、110每個(gè)提供對(duì)應(yīng)震波探測(cè)的三個(gè)測(cè)量信號(hào)。在步驟216的過(guò)程中，累積能量超過(guò)預(yù)定閾值，使得所述處理鏈提供觸發(fā)信號(hào)。在觸發(fā)信號(hào)接收后的步驟218的過(guò)程中，微控制器188停止記錄所述裝置106、108、110的測(cè)量信號(hào)。在此時(shí)刻，微控制器188具有對(duì)應(yīng)于由所述裝置106、108、110進(jìn)行的震波探測(cè)的所有測(cè)量信號(hào)的開(kāi)始部分(d6but)供其使用。在步驟220的過(guò)程中，微控制器188確定每個(gè)裝置106、108、110的角測(cè)量信號(hào)的
相位和幅度。在步驟222的過(guò)程中，對(duì)于每個(gè)裝置106、108、110，微控制器188利用該裝置的角測(cè)量信號(hào)的幅度和相位來(lái)確定震波在所述裝置上的入射角。在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)，入射角可通過(guò)許多方式確定，這里對(duì)這些方式不再進(jìn)行細(xì)述。在步驟224的過(guò)程中，微控制器188利用在前一步驟確定的角度通過(guò)三角測(cè)量確定聲波源的位置，三個(gè)裝置106、108、110在基體102上的位置對(duì)于微控制器188已知的。例如，這些位置在安裝交互面板100的時(shí)刻被記錄在微控制器188中。在圖I上所示的例子中，裝置106、108、110呈等邊三角形布置，以使得聲波源的坐標(biāo)(x，y)滿足以下的三個(gè)方程組，每個(gè)方程對(duì)應(yīng)一確定的角度
y \<mO:.(x +■ p)i y ' tmu廠..{.V — p)
J- ImtJ-A p%Js)
0 I、0 2、e 3是確定的角度，p是在兩個(gè)裝置之間的中位距離。優(yōu)選地，為確定坐標(biāo)(x，y)，微控制器188僅僅使用對(duì)應(yīng)于其絕對(duì)值差最接近90°的兩個(gè)角度的兩個(gè)方程。作為補(bǔ)充，微控制器188可在步驟226的過(guò)程中，通過(guò)本領(lǐng)域已知的通過(guò)差別渡越時(shí)間進(jìn)行定位的定位方法，利用平面外測(cè)量信號(hào)來(lái)確定震波源的位置。參照?qǐng)D11，示出根據(jù)本發(fā)明的交互面板300的一 變型。該交互面板300與圖I的交互面板100相同，只除了其包括與其它三個(gè)裝置相同的第四壓電換能裝置302和這四個(gè)裝置106、108、110、302在基體102上呈矩形布置。在此情形下，微控制器188被構(gòu)造成對(duì)四方程組求解。這里仍然，微控制器188優(yōu)選地被構(gòu)造成僅僅使用對(duì)應(yīng)于其絕對(duì)值差最接近90°和其幅度最高的兩個(gè)角度的兩個(gè)方程。特別是在聲波源對(duì)應(yīng)于按相對(duì)基體102的表面104非常貼近的方向進(jìn)行沖擊的情形中，對(duì)幅度的考慮是有利的，這是因?yàn)樵诖饲樾蜗拢椛渎晥?chǎng)在基體表面104上的前進(jìn)(attaque)方向(即傳播方向)上占據(jù)優(yōu)勢(shì)。在接下來(lái)的附圖中，出于清晰的考量，印刷電路板將被省略。參照?qǐng)D12，示出可被用在交互面板100中的壓電換能裝置310的一變型。該裝置310與圖2的裝置106的主要區(qū)別在于現(xiàn)在帶有標(biāo)號(hào)312的桿呈尖端狀，穿過(guò)其表面104插入基體102中。該裝置310特別適于配備于地面以定位地震，或配備于建筑物地面，以監(jiān)測(cè)和定位與人類活動(dòng)相關(guān)的聲源。桿312的底部的直徑(即現(xiàn)在帶有標(biāo)號(hào)312A的其固定端部的直徑)保持小于基體102的半波長(zhǎng)。參照?qǐng)D13，示出可在交互面板100中使用的壓電換能裝置320的一變型。該裝置320與圖2的裝置106的主要區(qū)別在于現(xiàn)在帶有標(biāo)號(hào)322的桿向喇叭形的自由端部322B擴(kuò)大，從而界定垂直于中心軸線AA’的平坦的聯(lián)接表面324。該聯(lián)接表面324用于緊貼基體102的表面104。該聯(lián)接表面324的使用允許提高裝置320的靈敏度。但作為抵償，所述裝置會(huì)更加干擾震波，使得入射角的確定會(huì)受到干擾。參照?qǐng)D14，示出可在交互面板100中使用的壓電換能裝置330的一變型。該裝置330與圖2的裝置106的主要區(qū)別在于其此外包括對(duì)震波干擾較小的管形適配器332，該適配器具有平坦的聯(lián)接表面334和配有接納所述桿130的自由端部130B的開(kāi)口。聯(lián)接表面334用于緊貼基體的表面104。聯(lián)接表面可例如通過(guò)粘接保持于基體表面。管形適配器332例如以彈性體材料或甚至軟塑料制成。參照?qǐng)D15，示出可在交互面板100中使用的壓電換能裝置340的一變型。該裝置340與圖13的裝置320的主要區(qū)別之處在于連接構(gòu)件114此外包括第二桿342，第二桿沿著中心軸線AA’在第一桿322的相反方向上延伸。裝置340此外包括至少一翼部344，所述至少一翼部平行于中心軸線AA’延伸和固定在第二桿342上。優(yōu)選地，所述裝置包括偶數(shù)個(gè)翼部344，這些偶數(shù)個(gè)翼部圍繞第二桿342以恒定的角間距分布，例如在四個(gè)翼部的情形下它們相互間垂直。該或這些翼部344的作用在于截取在空氣中傳播的空氣波。第二桿342的作用在于將截取的空氣波傳遞到底部116，底部116將所述空氣波傳遞到壓電環(huán)132、134。因此，該裝置340也可用作麥克風(fēng)。參照?qǐng)D16，示出可在交互面板100中使用的壓電換能裝置350的一變型。該裝置350與圖2的裝置100的主要區(qū)別在于連接構(gòu)件114的現(xiàn)在帶有標(biāo)號(hào)352的底部不再包括厚度向中心軸線AA’減小的中心部分，而是具有恒定的厚度。此外，連接構(gòu)件114包括基座354，所述基座固定在底部352的中心、與桿相對(duì)，和用于靠置在地面355上。現(xiàn)在帶有標(biāo)號(hào)356的桿呈尖端狀，基體102用于通過(guò)其表面104靠置在尖端上。與基體102的聯(lián)接是點(diǎn)狀的或準(zhǔn)點(diǎn)狀的事實(shí)，限制了對(duì)入射波前的干擾，以使得角度選擇性是最優(yōu)的。作為抵償，裝置350的靈敏度較弱。因此，當(dāng)震波、例如通過(guò)強(qiáng)沖擊產(chǎn)生的震波強(qiáng)時(shí)，裝置350優(yōu)選被使用。參照?qǐng)D17，示出可在交互面板100中使用的壓電換能裝置360的一變型。該裝置360與圖13的裝置320的區(qū)別尤其在于其不包括第二壓電環(huán)。該裝置360相反地包括基部362，基部配有內(nèi)腔洞364，連接構(gòu)件114布置在內(nèi)腔洞中。該連接構(gòu)件通過(guò)其第二環(huán)圈122靠置在基部362上。桿322在圖13上之外的另一方向上延伸，基體102靠置在桿322 的喇叭形的自由端部322B的聯(lián)接表面324上。如同對(duì)于圖13的裝置320，寬延的聯(lián)接表面的使用增加所述裝置360的靈敏度。圖16和圖17的變型特別適于這樣的情形基體102是具有小于10厘米的厚度的臺(tái)或板，例如可經(jīng)受淬火、在其廓圍上傾斜的玻璃板等。本發(fā)明則允許獲得一種交互面板，而不需要改變基體。此外，在這些變型中，所述裝置優(yōu)選地離開(kāi)基體102的邊部布置，隔開(kāi)基體102的邊部至少兩個(gè)或三個(gè)波長(zhǎng)。參照?qǐng)D18，示出可在交互面板100中使用的壓電換能裝置370的一變型。該裝置370與圖2的裝置106的主要區(qū)別在于其不包括第二壓電環(huán)134，連接構(gòu)件114的底部116的第二環(huán)圈122因此直接地緊貼、例如借助環(huán)氧膠粘劑粘接在基體102的表面104上。在該變型中，第二環(huán)圈122優(yōu)選地從連接構(gòu)件114的周沿118延伸到其中心部分124，也就是一直延伸到桿130。同樣在該變型中，桿130可以是中空的，可插入到基體102中，利用聯(lián)接元件372如螺釘、塞帽或由鉆頭(m&he)和膨脹螺絲構(gòu)成的組件實(shí)現(xiàn)改進(jìn)聯(lián)接。在圖18上示出的非限定性示例中，聯(lián)接元件372包括螺釘，所述螺釘從與基體102的表面104相對(duì)的表面在桿130的螺紋內(nèi)部擰緊。這種裝配優(yōu)化靈敏度而較小相互影響。此外，這種裝配允許在交互面板是雙層玻璃式的情形下，探測(cè)例如偏移到在使用者側(cè)布置的另一外部基體上的矢量信號(hào)，桿130穿過(guò)內(nèi)層玻璃，插入外層玻璃中，而不必穿過(guò)該外層玻璃，第二環(huán)圈122通過(guò)粘接聯(lián)接于內(nèi)層玻璃，這保證了雙層玻璃的密封性和換能裝置在例如包括雙層玻璃的店面櫥窗內(nèi)側(cè)的布線和安裝。于是，利用同一換能裝置使得內(nèi)外兩層玻璃敏感。參照?qǐng)D19，示出交互面板450的一變型。在該變型中，現(xiàn)在帶有標(biāo)號(hào)452的基體和壓電換能裝置與圖I的基體和壓電換能裝置不同，這些壓電換能裝置中的分別帶有標(biāo)號(hào)456和458的兩個(gè)裝置在圖19上可見(jiàn)。實(shí)際上，每個(gè)裝置456、458包括具有相同的中心軸線AA’、BB’的相同的兩個(gè)壓電盤(pán)460、462和464、466，和對(duì)于每個(gè)裝置456、458，基體452包括彼此相對(duì)就位的兩個(gè)锪孔468,470和472、474，每個(gè)锪孔位于基體452的一相應(yīng)的表面476、478上。兩個(gè)锪孔468、470和472、474中的每一個(gè)用于接納所述裝置456、458的兩個(gè)壓電盤(pán)460、462和464、466之一。每個(gè)裝置456、458提供兩個(gè)角測(cè)量信號(hào)，如將在下文中闡述的，不過(guò)沒(méi)有任何平面外測(cè)量信號(hào)。優(yōu)選地，交互面板450包括所述裝置456、458的保護(hù)框架或保護(hù)有機(jī)硅樹(shù)脂(未顯示)，其覆蓋锪孔468、470，472、474。優(yōu)選地，有機(jī)硅樹(shù)脂對(duì)于聲波是可透的。此外，定位系統(tǒng)112與圖I的定位系統(tǒng)是相同的，只除了定位系統(tǒng)112沒(méi)有包括與平面外測(cè)量信號(hào)的處理相關(guān)的元件184、186。參照?qǐng)D20，現(xiàn)在將更為詳細(xì)地描述圖19的裝置456，知曉的是其它裝置是相同的。第一壓電盤(pán)460包括兩個(gè)壓電換能器480、482，每個(gè)壓電換能器包括兩個(gè)壓電器件，分別為488、490和492、494，這些壓電器件只除了其形成盤(pán)的四分之一而非環(huán)的四分之一外，與圖3的壓電器件是相同的。每個(gè)壓電器件488、490和492、494具有相對(duì)于中心軸線AA’相對(duì)的第一表面和第二表面，它們分別帶有標(biāo)號(hào)488A、488B、490A、490B和492A、492B、494A、494B。第一表面488A.490A 和 492A、494A 形成第一圓形表面 460A，而第二表面 488B、490B 和 492B、494B 形成第二圓形表面460B。
每個(gè)壓電器件488、490和492、494的每個(gè)第一和第二表面被一電極覆蓋。覆蓋第一表面488A、490A和492A、494A的電極分別帶有標(biāo)號(hào)500、502、504和506，而覆蓋第二表面488B、490B、492B、494B 的電極帶有標(biāo)號(hào) 508。第二壓電盤(pán)462與第一壓電盤(pán)460是相同的，只除了第二壓電盤(pán)462是倒置的，使得它們的兩個(gè)第二圓形表面相互面向。換句話說(shuō)，這兩個(gè)壓電盤(pán)相對(duì)于基體452相互對(duì)稱。在圖20上，對(duì)于第二壓電盤(pán)462，使用與對(duì)于第一壓電盤(pán)相同的標(biāo)號(hào)，除了這些標(biāo)號(hào)還伴隨有，，以外。兩個(gè)第二圓形表面460B和460B’在相應(yīng)的兩個(gè)锪孔468、470中被粘接在相應(yīng)的兩個(gè)表面476、478上。第一壓電盤(pán)460的每個(gè)壓電換能器480、482的兩個(gè)第一電極500、502和504、506相互間連接，對(duì)于第二電極同樣如此。因此，每個(gè)壓電換能器460、462的兩個(gè)壓電器件480、482和484、486并聯(lián)安裝，一個(gè)壓電器件的正極化的電極與另一壓電器件的負(fù)極化的電極相連接。第二壓電盤(pán)462的電極以相同方式相互間連接。此外，第一壓電盤(pán)460的每個(gè)換能器480、482的第一電極與相對(duì)于基體452與之對(duì)稱的換能器482’、480’的第一電極相連接。兩個(gè)壓電盤(pán)460、462的第二電極以相同方式相連接。相對(duì)于基體452對(duì)稱的換能器因此并聯(lián)連接。交互面板450適于薄板，如用于電腦屏幕的平板。由于壓電盤(pán)460和462相對(duì)于基體對(duì)稱和由于它們的壓電換能器并聯(lián)連接，因此所述裝置456對(duì)反對(duì)稱震波非常不敏感，但對(duì)于對(duì)稱震波則非常敏感。參照?qǐng)D21，現(xiàn)在將描述交互面板450的運(yùn)行。在步驟600的過(guò)程中，在基體452的表面476上發(fā)生沖擊，該沖擊在基體452中產(chǎn)生震波。這種沖擊與表面476形成角度Q ,該角度稱為沖擊角。在步驟602的過(guò)程中，震波到達(dá)每個(gè)裝置456、458。在步驟604的過(guò)程中，作為響應(yīng)，每個(gè)裝置456、458提供兩個(gè)角測(cè)量信號(hào)。在步驟606的過(guò)程中，微控制器188利用所述裝置456、458的角測(cè)量信號(hào)，通過(guò)三角測(cè)量確定沖擊的坐標(biāo)。在步驟608的過(guò)程中，微控制器188利用角測(cè)量信號(hào)的相位來(lái)確定沖擊角0。實(shí)際上，已注意到的是，隨著沖擊角0增大，兩個(gè)裝置的角測(cè)量信號(hào)越來(lái)越反相，和根據(jù)沖擊角0是正的還是負(fù)的，還產(chǎn)生相位顛倒。探測(cè)沖擊角的益處在于就觸摸姿勢(shì)而言進(jìn)行這樣的使用可簡(jiǎn)單地通過(guò)用指肚以貼平的方式碰擊屏幕表面，特別是例如用以挑選圖形輸入板或圖表的圖像和文件或者翻頁(yè)。因此，可通過(guò)在基體上的沖擊的方向上的增量(輻射聲波的最大強(qiáng)度的方向)，朝一方向或朝另一方向翻動(dòng)頁(yè)面，移動(dòng)窗口、圖標(biāo)、文件。這種特性顯著地應(yīng)用于在交互式餐館表單上瀏覽菜單。在這種應(yīng)用中，菜單可被投影到交互面板450上以形成表單，例如通過(guò)視頻投影或通過(guò)在表單下面布置顯示器。如果計(jì)算機(jī)應(yīng)用提供將該信息用作與計(jì)算機(jī)的交互工具，則可通過(guò)執(zhí)行成一系列的相繼碰擊和如有需要通過(guò)利用沖擊角0，來(lái)選擇和翻滾菜單。此外，在簡(jiǎn)單的情形中，貼平的碰擊還可用于激活觸摸開(kāi)關(guān)類型的自動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以例如根據(jù)觸擊方向和觸擊角度來(lái)點(diǎn)亮或熄滅或甚至調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度，或甚至用以根據(jù)以貼平的方式和從下往上進(jìn)行觸擊以使玻璃再上升，或以貼平的方式和從上往下的觸擊以使玻璃下降，來(lái) 使玻璃升高或降下。此外，交互面板450還可被用作乒乓球桌或用作網(wǎng)球或高爾夫的訓(xùn)練墻。在此情形下，對(duì)沖擊角0的探測(cè)可被用于確定球圍繞自身的轉(zhuǎn)動(dòng)。清晰可見(jiàn)的是，本發(fā)明允許在相對(duì)均勻和各向同性的基體中，即在傳播速度在所有方向上都是相同的情形中，確定關(guān)于峰前的信息，其特征在于其波矢量的方向。這種方向是在換能器上的震波的入射角，這特別允許通過(guò)三角測(cè)量定位震波源。此外可以注意到，本發(fā)明并不局限于前文所述的實(shí)施方式。實(shí)際上，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，可按照剛對(duì)其公開(kāi)的教導(dǎo)，對(duì)上文所述的實(shí)施方式進(jìn)行各種改變。例如，每個(gè)換能器的兩個(gè)壓電器件的極化可以是相同方向的。在此情形下，這兩個(gè)元件的四個(gè)電極將串聯(lián)連接。在接下來(lái)的權(quán)利要求書(shū)中，所使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)被理解為將權(quán)利要求限制于本說(shuō)明書(shū)中展示的實(shí)施方式，而應(yīng)被理解為其中涵蓋所述權(quán)利要求旨在覆蓋的所有等同方案，這是由于這些等同方案的表達(dá)和由于對(duì)其的考慮對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)通過(guò)將其普通知識(shí)應(yīng)用來(lái)實(shí)施剛對(duì)其公開(kāi)的教導(dǎo)，是在其能力范圍以內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.交互面板(100；300 ;450)，所述交互面板包括 一一基體(102，452)，震波用于在所述基體中按照傳播方向進(jìn)行傳播， —至少兩個(gè)壓電換能裝置(106 ；310 ；320 ；330 ；340 ；350 ；360 ;370)， 其特征在于 一每個(gè)壓電換能裝置包括兩個(gè)壓電換能器，一每個(gè)壓電換能器(146、148 ;480、482 ;480，、482’)包括兩個(gè)壓電器件(150、152、154、156 ;488、490，492、494 ;488’、490，、492’、494’)，每個(gè)壓電器件具有兩個(gè)表面，每個(gè)表面由一電極(158、160、162、164，166 ;500、508、502、510、504、512、506、514 ;500’ 、508’ 、502’ 、510’、504’、512’、506’、514’)覆蓋，稱為中心軸線的軸線(AA’)位于所述兩個(gè)壓電器件之間，每個(gè)壓電換能器的四個(gè)電極相互間連接以便當(dāng)在包含所述中心軸線的稱為應(yīng)力分隔面(PS)的平面的兩側(cè)上方向相反的應(yīng)力被施加于所述壓電換能器的壓電器件時(shí)，提供測(cè)量電信號(hào)，所述測(cè)量電信號(hào)取決于所述壓電換能器專有的稱為主平面(PP1、PP2)的平面與所述應(yīng)力分隔面之間的角度； 一同一壓電換能裝置的兩個(gè)壓電換能器具有相同的中心軸線和其各自的主平面(PPl、PP2)相互間形成非零的角度； 一每個(gè)壓電換能裝置固定在所述基體上，使得震波通過(guò)時(shí)的所述基體的移動(dòng)在所述壓電器件上引起在所述應(yīng)力分隔面的兩側(cè)上方向相反的應(yīng)力，所述應(yīng)力分隔面取決于所述傳播方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，每個(gè)壓電換能器(146,148 ;480、482 ;480’、482’)的四個(gè)電極(158、160、162、164、166 ;500、508、502、510、504、512、506、514 ;500’、508’、502’、510’、504’、512’、506’、514’ )以如下方式相互間連接 一當(dāng)所述壓電換能器的兩個(gè)壓電器件的極化方向相反時(shí)，所述壓電換能器的兩個(gè)壓電器件中的每個(gè)壓電器件的負(fù)電極連接到這兩個(gè)壓電器件中的另一壓電器件的正電極，或者 一當(dāng)所述壓電換能器的兩個(gè)壓電器件的極化方向相同時(shí)，兩個(gè)負(fù)電極相互之間和兩個(gè)正電極相互之間連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，一壓電換能器(146 ；148 ；480 ；482 ;480’ ；482’)的每個(gè)壓電器件相對(duì)于該壓電換能器的主平面是對(duì)稱的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中任一項(xiàng)所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，同一壓電換能器(146 ；148 ；480 ；482 ;480’ ；482’ )的兩個(gè)壓電器件相對(duì)于所述中心軸線彼此對(duì)稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求I到4中任一項(xiàng)所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，一壓電換能器(146 ；148 ；480 ；482 ;480’ ；482’ )的每個(gè)壓電器件的極化方向與該壓電換能器的另一壓電器件的極化方向相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，兩個(gè)極化平行于所述中心軸線(AA’)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交互面板(100;300 ;450)，其特征在于，每個(gè)壓電器件的極化從其兩個(gè)電極中的一稱為負(fù)電極的電極，延伸直到其兩個(gè)電極中的另一稱為正電極的電極；并且，一壓電換能器(146 ；148 ；480 ；482 ;480’ ；482’ )的每個(gè)壓電器件的正電極連接到該壓電換能器的另一壓電器件的負(fù)電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求I到7中任一項(xiàng)所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，每個(gè)壓電換能器的每個(gè)壓電器件在圍繞所述中心軸線的一角扇形區(qū)中延伸，所述角扇形區(qū)與其它壓電器件的角扇形區(qū)不同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交互面板(100;300 ;450)，其特征在于，每個(gè)角扇形區(qū)是四分之一圓。
10.根據(jù)權(quán)利要求I到9中任一項(xiàng)所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，每個(gè)壓電換能裝置(106 ；310 ；320 ；330 ；340 ；350 ;360)包括一連接構(gòu)件(114)，所述連接構(gòu)件包括 一底部(116)，所述壓電換能裝置的壓電器件固定在所述底部上，和 一桿(130 ；312 ；322 ;354),所述桿在一端部固定于所述底部和在另一端部固定于所述基體，所述桿在所述中心軸線上延伸和用于沿震波在所述基體中通過(guò)的移動(dòng)方向被移動(dòng)， 所述連接構(gòu)件被設(shè)計(jì)用以將所述桿的移動(dòng)轉(zhuǎn)化為在所述壓電器件上的應(yīng)力，所述應(yīng)力在包含所述中心軸線和垂直于所述移動(dòng)方向的應(yīng)力分隔軸線的兩側(cè)上方向相反。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，所述桿(130，312)插入所述基體(102)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，所述桿(130)是中空的，以具有管形形狀，特別是在其長(zhǎng)度方向上開(kāi)有槽口，以便能夠接納螺釘或塞帽，當(dāng)所述螺釘或塞帽被擰緊或壓插入所述桿(130)中時(shí)，其增大所述桿的直徑和允許獲得與所述基體(102)的緊密聯(lián)接。
13.根據(jù)權(quán)利要求I到12中任一項(xiàng)所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，兩個(gè)主平面(PP1、PP2)相互垂直。
14.根據(jù)權(quán)利要求I到13中任一項(xiàng)所述的交互面板(100；300 ;450)，其特征在于，所述交互面板此外還包括定位系統(tǒng)(112)，所述定位系統(tǒng)利用所述壓電換能裝置的測(cè)量信號(hào)在所述基體上定位震波源。
全文摘要
所述交互面板包括一基體，震波用于在基體中傳播；和至少兩個(gè)壓電換能裝置，每個(gè)壓電換能裝置包括兩個(gè)壓電換能器(146、148)。每個(gè)壓電換能器(146、148)包括兩個(gè)壓電器件(150、152、154、156)，每個(gè)壓電器件具有兩個(gè)表面，每個(gè)表面由一電極(158，160、162、164，166)覆蓋，每個(gè)壓電換能器的四個(gè)電極相互間連接以使得當(dāng)相反的應(yīng)力施加在該換能器的壓電器件上時(shí)，提供測(cè)量電信號(hào)，測(cè)量電信號(hào)取決于主平面(PP1、PP2)和相反應(yīng)力的分隔面之間的角度。同一壓電換能裝置的兩個(gè)壓電換能器具有相同的中心軸線(AA')和其各自的主平面形成非零角度。另外，每個(gè)壓電換能裝置固定在基體上，以使得在震波經(jīng)過(guò)時(shí)的基體的移動(dòng)在壓電器件上引起在應(yīng)力分隔面的兩側(cè)上方向相反的應(yīng)力。
文檔編號(hào)G06F3/033GK102762964SQ201180009908
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者J-P·尼科洛夫斯基 申請(qǐng)人:原子能及能源替代委員會(huì)