輪胎內(nèi)部溫度壓力檢測裝置及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎溫度和壓力檢測領(lǐng)域，尤其是一種輪胎內(nèi)部溫度壓力檢測裝置及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]輪胎在生產(chǎn)(主要是硫化工序)、性能測試(主要是高速、耐久和路試等性能試驗)和正常行駛過程中，輪胎內(nèi)部的溫度和壓力都是研究者和使用者比較關(guān)心的參數(shù)，但目前對此的測試除了硫化工序的溫度測試外還都處于空白狀態(tài)。
[0003]在輪胎硫化過程中，溫度、壓力和時間是影響輪胎硫化過程的三要素；要保證輪胎的硫化質(zhì)量，就必須保證合適的硫化溫度、壓力和時間，三者缺一不可。目前在輪胎實際生產(chǎn)過程中，對于硫化溫度和時間的測量已經(jīng)比較成熟，但是對于輪胎硫化過程中壓力的測量還是一個空白，為了研究壓力對于輪胎硫化的影響，需要對輪胎硫化過程輪胎內(nèi)部壓力進(jìn)行測試，以便為制訂合理可行的硫化工藝條件。
[0004]在輪胎性能測試試驗包括高速、耐久和路試過程中，由于輪胎在高速旋轉(zhuǎn)過程會產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致輪胎內(nèi)部溫度升高，橡膠材料在高溫下力學(xué)性能會下降，輪胎的最終損壞與輪胎內(nèi)部溫度升高直接相關(guān)，因此研究輪胎內(nèi)部溫度變化對于如何改進(jìn)輪胎設(shè)計、提高輪胎使用性能具有很重要的意義。同時輪胎在一定的充氣壓力和負(fù)荷下，輪胎內(nèi)部壓力的分布是否均勻，對于輪胎使用性能有著重要的影響，目前很多輪胎研究者通過有限元模擬的方法對輪胎在一定的充氣壓力和負(fù)荷下，以及在行駛過程中輪胎內(nèi)部各點的壓力分布進(jìn)行研究，但是由于缺乏測試裝置，通常只能通過輪胎最終損壞的位置對有限元模擬的結(jié)果進(jìn)行驗證，無法直接對有限元模擬的結(jié)果進(jìn)行驗證，這對研究的進(jìn)一步開展造成困難。通過對高速、耐久和路試過程中輪胎內(nèi)部溫度和壓力的測試，能夠為輪胎性能提升研究提供直接的依據(jù)。
[0005]汽車行駛時，輪胎溫度會因與地面磨擦而升高，尤其在高速行駛及緊急剎車時，胎內(nèi)氣體溫度會急速上升，胎壓驟增，所以會有爆胎的可能。而高溫導(dǎo)致輪胎橡膠老化，疲勞強度下降，胎面磨損劇烈，又是可能爆胎的重要因素。爆胎是公路交通事故中的頭號殺手。據(jù)統(tǒng)計，在高速公路上有46%的交通事故是由于輪胎發(fā)生故障引起的，其中爆胎一項就占輪胎事故總量的70%。如果能在輪胎內(nèi)部植入溫度和壓力傳感器，不僅可以監(jiān)控輪胎在行駛過程中內(nèi)部溫度和壓力的變化及分布，同時可以在輪胎溫度和壓力過高時及時進(jìn)行報警，防止輪胎因溫度和壓力過高造成輪胎損壞引發(fā)交通事故。
[0006]總之，輪胎內(nèi)部溫度和壓力的測試對于研究輪胎生產(chǎn)工藝和輪胎使用性能以及輪胎設(shè)計改進(jìn)等都有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提出了一中輪胎內(nèi)部溫度壓力測試裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，使用者可以直觀地判斷各測試點溫度和壓力變化情況，并及時控制車輛的行駛。
[0008]本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種輪胎內(nèi)部溫度壓力測試裝置，包括設(shè)置在輪胎內(nèi)的溫度傳感器和壓力傳感器，其中，所述的溫度傳感器為無線溫度傳感器，壓力傳感器為無線壓力傳感器，還包括無線信號傳輸器、無線溫度采集器、無線壓力采集器和控制器，無線溫度傳感器通過無線信號傳輸器將采集到的溫度信號傳輸給無線溫度采集器，無線壓力傳感器通過無線信號傳輸器將采集到的壓力信號傳輸給無線壓力采集器，無線溫度采集器和無線壓力采集器均與控制器連接，無線溫度采集器將采集到的溫度值傳送至控制器，無線壓力采集器將采集到的壓力值傳送至控制器。
[0009]所述的控制器包括控制模塊、分析模塊、記錄模塊和顯示模塊，其中控制模塊用于控制測試工作的開始和停止，并可供使用者選擇測試數(shù)據(jù)采集的頻率；記錄模塊用于對無線溫度采集器采集到的溫度值和無線壓力采集器采集到的壓力值進(jìn)行記錄；分析模塊用于對無線溫度采集器采集到的溫度值和無線壓力采集器采集到的壓力值進(jìn)行分析并得出分析結(jié)果，根據(jù)記錄值和分析結(jié)果可以直觀的判斷各測試點在整個硫化過程中的溫度和壓力變化情況；顯示模塊用于實時顯示壓力數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。
[0010]本發(fā)明還包括利用上述裝置在輪胎硫化過程中對輪胎內(nèi)部溫度壓力進(jìn)行檢測的方法，該方法包括以下步驟:
[0011](I)預(yù)先將無線溫度傳感器和無線壓力傳感器埋置到輪胎內(nèi)部指定的位置，埋置好傳感器的輪胎放到硫化機(jī)模具內(nèi)，將無線信號傳輸器穿入模具預(yù)先開好的信號線通道孔；
[0012](2)將無線溫度采集器和無線壓力采集器分別與控制器連接，并分別與無線溫度傳感器和無線壓力傳感器進(jìn)行通信調(diào)試，完成通信調(diào)試后開始進(jìn)行硫化；
[0013](3)通過控制器的控制模塊來控制測試工作開始和停止，并可選擇測試數(shù)據(jù)采集的頻率；記錄模塊對獲得的溫度和壓力數(shù)值進(jìn)行記錄，分析模塊對上述溫度和壓力數(shù)值進(jìn)行分析，顯示模塊實時的將上述溫度和壓力數(shù)值及分析結(jié)果顯示在屏幕上，使用者可以直觀的判斷各測試點在整個硫化過程中的溫度和壓力變化情況；通過壓力測試的結(jié)果與溫度測試結(jié)果進(jìn)行比較，可更加全面的指導(dǎo)輪胎硫化工藝條件的設(shè)定。
[0014]本發(fā)明還包括利用上述裝置在輪胎性能測試過程中對輪胎內(nèi)部溫度壓力進(jìn)行檢測的方法，該方法包括以下步驟:
[0015](I)將硫化后帶有傳感器的輪胎安裝到里程試驗機(jī)固定支架上，調(diào)試好無線溫度采集器與輪胎內(nèi)部的無線溫度傳感器的通信連接，調(diào)試好無線壓力采集器與輪胎內(nèi)部無線壓力傳感器的通信連接；
[0016](2)然后啟動里程試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓，開始試驗，通過控制器的控制模塊來控制測試工作開始和停止，并可選擇測試數(shù)據(jù)采集的頻率；記錄模塊對獲得的溫度和壓力數(shù)值進(jìn)行記錄，分析模塊對上述溫度和壓力數(shù)值進(jìn)行分析，顯示模塊實時的將上述溫度和壓力數(shù)值及分析結(jié)果顯示在屏幕上，使用者可以直觀的判斷各測試點在整個硫化過程中的溫度和壓力變化情況；通過壓力測試的結(jié)果與溫度測試結(jié)果進(jìn)行比較，可更加全面的指導(dǎo)輪胎硫化工藝條件的設(shè)定。
[0017]本發(fā)明還包括利用上述裝置在輪胎正常行駛過程中對輪胎內(nèi)部溫度壓力進(jìn)行檢測的方法，該方法包括以下步驟:
[0018](I)將帶有無線溫度傳感器和無線壓力傳感器的輪胎安裝到車輛上，將無線溫度采集器和無線壓力采集器放到車輛內(nèi)，同時將控制器分別與無線溫度采集器和無線壓力采集器連接并完成通信調(diào)試；
[0019](2)啟動汽車，控制器將對輪胎行駛過程的溫度和壓力進(jìn)行記錄，在行駛過程中如果出現(xiàn)溫度和壓力異常值，系統(tǒng)將發(fā)出報警信息。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
[0021](I)該壓力測試裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，使用者通過該裝置可以直觀的獲得各測試點在整個硫化過程中的溫度和壓力變化情況，通過壓力測試的結(jié)果與溫度測試結(jié)果繼續(xù)進(jìn)行分析比較，可以更加全面的指導(dǎo)輪胎硫化工藝條件的設(shè)定；
[0022](2)本發(fā)明中，傳感器與輪胎能很好的結(jié)合在一起，根據(jù)輪胎自身的結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行合理布置，使得傳感器成為輪胎的一部分，因此傳感器的植入不影響輪胎的使用性能。
【附圖說明】
[0023]圖1是埋置溫度壓力傳感器的輪胎結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是控制器內(nèi)部的模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是輪胎硫化過程內(nèi)部溫度壓力測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0026]圖4是輪胎性能測試過程中該溫度壓力測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:I無線溫度傳感器；2無線壓力傳感器；3輪胎；4無線信號傳輸器；5無線溫度采集器；6無線壓力采集器；7控制器；8模具；9里程試驗機(jī)固定支架；10里程試驗機(jī)轉(zhuǎn)鼓。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0029]如圖1和圖2所示，所述的輪胎內(nèi)部溫度壓力測試裝置包括無線溫度傳感器1、無線壓力傳感器2、無線信號傳輸器4、無線溫度采集器5、無線壓力采集器6和控制器7。其中無線溫度傳感器I和無線壓力傳感器2均設(shè)置在輪胎3的內(nèi)部，無線溫度傳感器I通過無線信號傳輸器4將采集到的溫度信號傳輸給無線溫度采集器5，無線壓力傳感器2通過無線信號傳輸器4將采集到的壓力信號傳輸給無線壓力采集器6。無線溫度采集器5和無線壓力采集