軟管組件劣化監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于檢測軟管劣化的系統(tǒng)和方法。在一個方面，軟管劣化監(jiān)測系統(tǒng)包括：軟管組件，其包括具有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的軟管；以及監(jiān)測電路，其與所述第一和第二導(dǎo)電層電連接。所述劣化監(jiān)測電路包括具有響應(yīng)于變化的電壓的非線性電氣性質(zhì)的電路元件。
【專利說明】軟管組件劣化監(jiān)測系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請以美國公司Eaton Corporation 和美國公民 James Joseph Hastreiter 的名義作為PCT國際專利申請?zhí)峤挥?012年4月26日，Eaton Corporation是美國之外的所有國家/地區(qū)的指定 申請人:，而James Joseph Hastreiter只是美國的指定 申請人:,本申請要求2011年4月29日提交的序號為61/480，924的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部公開內(nèi)容通過引用的方式并入于此。
【背景技術(shù)】
[0003]高壓增強液壓軟管一般在諸如掘土機之類的各種液壓傳動操作機器上使用，以在機器上或機器內(nèi)采用的液壓回路的多個運轉(zhuǎn)部件之間提供柔性連接。此類軟管可以包括空心的聚合物內(nèi)管，在這種管子上，同心地施加連續(xù)的筒狀增強材料層(例如，金屬線或織物)以承受在內(nèi)管中形成的徑向和軸向壓力。
[0004]許多應(yīng)用都需要同時兼?zhèn)涓弑褟姸群烷L期抗疲勞強度的軟管構(gòu)造。使用傳統(tǒng)技術(shù)，軟管設(shè)計的爆裂強度可通過增加額外的增強材料和/或增強層而增加，一般不鼓勵采取這種做法，因為這樣會給軟管柔性帶來負面影響，另外也可通過統(tǒng)一增加每層增強材料的抗拉強度而增加，但是這樣做會降低軟管抗疲勞強度。
[0005]為了判定軟管設(shè)計的魯棒性，除了其它測試之外，軟管制造商通常還對軟管執(zhí)行沖擊測試以及爆裂測試。沖擊測試通過對軟管循環(huán)地施加液壓，測量軟管設(shè)計的抗疲勞故障的性能。另一方面，爆裂測試是破壞性液壓測試，用于通過均勻地增加內(nèi)壓直到出現(xiàn)故障來判定軟管的極限強度?；谶@些以及其它測試，制造商可以估計軟管壽命，軟管壽命可用于判定軟管的壽命何時結(jié)束并需要進行更換。
[0006]在某些情況下，需要以非破壞性和非毀滅性的方式檢測液壓軟管出現(xiàn)故障的可能性。編號為7，555，936的美國專利中介紹了一種提供這種能力的解決方案，并且公開了在軟管壁的兩個平行的、至少部分導(dǎo)電的層之間連接監(jiān)測電路。該監(jiān)測電路觀察到的電氣性質(zhì)變化可以指示軟管壁結(jié)構(gòu)的性質(zhì)發(fā)生變化，進而指示軟管壁即將發(fā)生故障。但是，即使借助此解決方案，也很難判定變化的電氣性質(zhì)實際上是否由軟管壁的物理特性變化導(dǎo)致，或者變化的電氣性質(zhì)是由感應(yīng)電子元件的變化導(dǎo)致，由連接監(jiān)測電路與軟管壁的線束的電氣性質(zhì)變化導(dǎo)致，還是僅由到軟管壁的電氣連接劣化導(dǎo)致。在這些情況下，即使軟管壁的完整性未破壞，所觀察的電氣性質(zhì)也可能發(fā)生改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個方面涉及一種軟管劣化監(jiān)測系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括:軟管組件，其包括具有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的軟管；以及監(jiān)測電路，其與所述第一和第二導(dǎo)電層電連接。所述劣化監(jiān)測電路包括具有響應(yīng)于變化的電壓的非線性電氣性質(zhì)的電路元件。
[0008]本發(fā)明的第二方面涉及一種監(jiān)測軟管組件劣化的方法。所述方法包括跨連接在軟管組件的第一與第二導(dǎo)電層之間的電路元件施加第一電壓，同時檢測所述電路元件的第一電氣特性。所述方法進一步包括跨所述電路元件施加第二電壓，所述第二電壓不同于所述第一電壓，同時檢測所述電路元件的第二電氣特性。所述方法還包括至少部分地基于所述第一和第二電氣特性計算所述軟管組件的電氣特性。
[0009]本發(fā)明的第三方面涉及包括軟管組件、監(jiān)測電路和監(jiān)測組件的軟管劣化監(jiān)測系統(tǒng)。所述軟管組件包括第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，所述監(jiān)測電路包括電連接在所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間的二極管。所述二極管具有隨著跨所述二極管施加的電壓而非線性地變化的電阻。所述監(jiān)測組件包括外殼和電路板，所述電路板位于所述外殼的通道內(nèi)并包括朝著所述軟管組件取向的電接觸件。所述電接觸件將所述監(jiān)測電路電連接到所述第一和第二導(dǎo)電層。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是采用故障檢測器的示例性軟管組件的部分截面圖，所述故障檢測器具有根據(jù)本發(fā)明的原理的各方面的示例性特征。
[0011]圖2是示出被切掉一部分的采用適合用于圖1中的軟管組件的編織導(dǎo)電層的示例性軟管的透視圖。
[0012]圖3是示出被切掉一部分的采用適合用于圖1中的軟管組件的螺旋線(wire)導(dǎo)電層的示例性軟管的透視圖。
[0013]圖4是可在圖1所示的軟管的一部分上安裝的監(jiān)測組件的分解透視圖。
[0014]圖5是形成圖4的監(jiān)測組件的一部分的外殼的分解透視圖。
[0015]圖6是被圖5的外殼圍住的電路板的透視圖。
[0016]圖7是圖6的電路板的側(cè)視圖。
[0017]圖8是圖6的電路板的俯視圖。
[0018]圖9是圖6的電路板的示意性跡線圖(trace view)。
[0019]圖10是在與圖1-3的軟管組件結(jié)合的圖4-10的監(jiān)測組件中包括的監(jiān)測電路的一般化示意圖。
[0020]圖11是圖10的結(jié)合的監(jiān)測組件和軟管組件的組成部件的邏輯電路表示。
[0021]圖12是可與圖4-9的監(jiān)測組件結(jié)合使用的診斷單元的示意圖。
[0022]圖13是用于監(jiān)測圖1的軟管組件的結(jié)構(gòu)完整性的方法的表示。
【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)在詳細地參考附圖中示出的本發(fā)明的各個示例性方面。盡可能地，在整個附圖中，使用相同的附圖標記指示相同的或相似的結(jié)構(gòu)。
[0024]現(xiàn)在參考附圖1，示出示例性軟管故障檢測系統(tǒng)，一般指示為10。軟管故障檢測系統(tǒng)10包括軟管組件，一般指示為12，以及與軟管組件12進行電連接和物理連接的監(jiān)測組件14。
[0025]軟管組件12包括具有多層構(gòu)造的軟管，一般指示為16。在該實施例中，軟管16 —般是柔性的并包括由聚合材料(例如橡膠或塑料)或由取決于特定應(yīng)用要求的其它材料制成的內(nèi)管18、第一導(dǎo)電層20、中間層22、第二導(dǎo)電層24和外罩26。第一和第二導(dǎo)電層20、24定義軟管組件12的電氣特性，例如電阻。[0026]在該實施例中，第一導(dǎo)電層20覆蓋內(nèi)管18，并且中間層22覆蓋第一導(dǎo)電層20。第二導(dǎo)電層24覆蓋中間層22。第一和第二導(dǎo)電層22、24可被配置為增強層。外罩26可以覆蓋第二導(dǎo)電層24，并且外罩26例如可以包括由橡膠或塑料制成的擠壓層。外罩26本身可以包括增強層。
[0027]中間層22的作用是至少部分地使第一和第二導(dǎo)電層20、24相互電絕緣。中間層22可以具有任何多樣的構(gòu)造。例如，中間層22可以由單層電阻材料構(gòu)成。中間層22還可由多個層構(gòu)成，其中至少一個層展現(xiàn)出電絕緣性質(zhì)。也可以在中間層22中采用特定的復(fù)合材料，例如與聚合材料結(jié)合的織物。也可以利用具有其它各種構(gòu)造的復(fù)合材料。復(fù)合材料還可以與其它材料結(jié)合使用以形成中間層22。
[0028]第一和第二導(dǎo)電層20、24—般延伸軟管的整個長度并跨整個圓周。這通常是在導(dǎo)電層還充當(dāng)增強層時的情況。中間層22還可以在軟管的整個長度和圓周上延伸。但是還可以具有以下情況:其中第一和第二導(dǎo)電層20、24中的至少一者僅在軟管長度的一部分和/或其圓周的一部分上延伸。在這種情況下，中間層22還可被配置為一般在包含部分導(dǎo)電層20、24的軟管區(qū)域上延伸。部分中間層22可以位于軟管內(nèi)，以使第一和第二導(dǎo)電層20、24相互分離。
[0029]現(xiàn)在參考圖2和3，第一和第二導(dǎo)電層20、24例如可以包括導(dǎo)電編織增強材料，如圖2所示，或者包括導(dǎo)電螺旋增強材料層構(gòu)成的交替層，如圖3所示。編織增強材料可以由單層構(gòu)成，也可以包括多個層。盡管圖3示出雙線螺旋增強布置，但是還應(yīng)該理解，也可利用諸如四線和六線布置之類的其它配置。
[0030]第一和第二導(dǎo)電層20、24分別可以具有相同的配置，或者每個層也可以進行不同的配置。例如，第一和第二導(dǎo)電層20、24可以分別包括圖2所示的編織材料，或者第一和第二導(dǎo)電層20、24中的一者可以包括編織材料,而第一和第二導(dǎo)電層20、24中的另一者可以包括圖3所示的螺旋增強材料。此外，第一和第二導(dǎo)電層20、24可以包括單個增強材料板層或多個增強材料板層。第一和第二導(dǎo)電層20、24可以包括金屬線、自然或合成纖維及織物，以及其它增強材料，前提是選定的材料導(dǎo)電。
[0031]再次參考圖1，軟管組件12可以包括軟管接頭，一般指示為30，用于將軟管16流體耦合到另一組件。軟管接頭30可以具有各種不同配置中的任意一種，至少部分地取決于特定應(yīng)用的要求。
[0032]在該實施例中，軟管接頭30包括短接管(nipple)，一般指示為32，該短接管與軟管16的內(nèi)部嚙合,軟管接頭30還包括套管(socket),—般指示為34,該套管與軟管16的外部嚙合。短接管32包括與軟管16的內(nèi)管18嚙合的細長型筒狀端部36。套管34的筒狀端部38與軟管16的外罩嚙合。套管34和短接管32由導(dǎo)電材料構(gòu)成。
[0033]可通過夾壓覆蓋軟管16的套管34的端部38而將套管34和短接管32固定到軟管16上。壓接過程會使套管34的端部38變形，從而壓緊短接管32與套管34之間的軟管16。在該實施例中，短接管32和套管34上與軟管16嚙合的部分包括一些鋸齒，當(dāng)套管34被夾壓以幫助將軟管接頭30固定到軟管16上時，這些鋸齒至少部分地嵌入到相對較軟的軟管材料內(nèi)。這些鋸齒可被配置為防止鋸齒穿透內(nèi)管和外罩并接觸第一和第二導(dǎo)電層20、24。
[0034]在該實施例中，套管34包括向內(nèi)延伸的周向凸緣40，該凸緣位于鄰近軟管16的末端44的套管34的末端42的附近。凸緣40與在短接管32中形成的對應(yīng)周向槽46嚙合，以便將套管34固定到短接管32上。具有凸緣40的套管34的末端42最初形成為大于短接管32，以允許將套管34安裝到短接管32上。在組裝過程期間，夾壓套管34的末端42，此操作使套管34發(fā)生變形并強制凸緣40與短接管32中的對應(yīng)槽46嚙合?？赏ㄟ^在套管34與短接管32之間凸緣40與槽46嚙合的位置上放置電絕緣環(huán)48來使套管34和短接管32電絕緣。
[0035]軟管接頭30還包括旋轉(zhuǎn)地附接到短接管32的螺帽50。螺帽50提供用于將軟管組件12固定在另一組件上的方式。
[0036]第一導(dǎo)電層20可被配置為延伸到軟管16的內(nèi)管末端之外。第一導(dǎo)電層20可以與短接管32接合以在短接管32與第一導(dǎo)電層20之間創(chuàng)建電連接。類似地，第二導(dǎo)電層24可被配置為延伸到軟管16的外罩末端之外。第二導(dǎo)電層24可以與套管34接合以在套管34與第二導(dǎo)電層24之間創(chuàng)建電連接
[0037]為了幫助防止第一和第二導(dǎo)電層20、24延伸出軟管16末端的部分相互接觸，可以在第一和第二導(dǎo)電層20、24的暴露端之間放置電絕緣隔片52。隔片52可以一體地形成為用于將套管34和短接管32電絕緣的環(huán)48的一部分。還可通過將軟管16的中間層22延伸出內(nèi)管18和外罩26的末端來形成隔片52。隔片52還可被配置為與環(huán)48和軟管16的中間層22分離的單獨組件。
[0038]監(jiān)測組件14可以具有任何多樣的配置。一般而言，監(jiān)測組件14可連接在軟管組件12的一部分上，具體是連接在圖1所示的部分上。監(jiān)測組件14當(dāng)安裝在軟管組件12上時，形成與軟管組件12的物理和電連接，具體是分別連接到短接管32和套管34。一般而言，監(jiān)測組件14檢測軟管組件12的電氣特性，同時驗證到短接管32和套管34的連接。下面結(jié)合圖4-11進一步詳細地描述示例性監(jiān)測組件14。
[0039]現(xiàn)在參考圖4-9，其中示出可安裝在軟管組件12的一部分上的監(jiān)測組件實例14的其它結(jié)構(gòu)細節(jié)。監(jiān)測組件包括外殼100和電路板102。
[0040]在所示的實施例中，外殼100包括第一和第二殼體零件104a_b，這些零件被形成為相互接合以形成大致空心的筒狀外殼100，該外殼的大小和位置被設(shè)計為圍住軟管組件12的端部。外殼100包括位于殼體零件104a-b中的至少一者內(nèi)的通道106，在該通道內(nèi)，可以放置和安裝電路板以與軟管組件12接合。在某些實施例中，通道106具有開口端107，允許引線進入外殼100并連接到電路板102。
[0041]殼體零件104a_b包括位于殼體零件的相對的配對邊緣112上的互補的卡扣連接件108、110,以便殼體零件104a-b可通過能脫開的方式互連在一起。在另選實施例中，夕卜殼100可由一個或多個殼體零件構(gòu)成，并且可被構(gòu)造為可圍繞著軟管組件12脫開或密封。在某些實施例中，殼體零件可由塑料形成，并且可以防風(fēng)雨以保護電路板100。
[0042]當(dāng)殼體零件104a_b接合在一起時，外殼100沿一端形成與螺帽50互補的基本上為六邊形的內(nèi)表面113。此外，在套管34的末端42上沿著外殼100周向地形成箍(band)114。箍114防止外殼沿螺帽50的方向滑離軟管組件12，或者沿著軟管16的長度向下滑動。此外，由于在該實施例中，螺帽50的直徑一般小于軟管16，因此外殼100不會沿著軟管16的長度向下滑動。
[0043]現(xiàn)在具體參考圖6-9，電路板102包括兩對接觸件116a_b、118a_b和電路元件122。在所示的實施例中，電路元件122為二極管，下面結(jié)合圖10-13介紹其其它的細節(jié)。電路板102位于外殼100的通道106內(nèi)，以便電路板的正面(即，電路板包括接觸件116a-b、118a-b和電路元件122的一側(cè))朝著軟管組件12取向。[0044]在所示的實施例中，當(dāng)位于通道106內(nèi)時，第一對接觸件116a_b分別設(shè)置為電連接到短接管32，第二對接觸件118a-b設(shè)置為電連接到套管34。線連接墊120通過電路板跡線124分別連接到第一和第二對接觸件116a-b、118a-b、以及電路元件122，以形成下面的圖10-11所示的電路。線連接墊120可以接受焊接的或以其它方式電接合的線連接，所述線引向診斷單元，診斷單元的實例在圖12中示出。
[0045]圖10示出通過軟管組件12形成以監(jiān)測其劣化的電路200的一般示意圖。電路200包括監(jiān)測電路202，該電路在某些實施例中可以位于圖4和6-9的電路板102上。監(jiān)測電路202包括連接在套管34與短接管32之間的電路元件(示出為二極管204)，從而將二極管連接在軟管16的第一和第二導(dǎo)電層20、24之間。盡管在該實施例中示出二極管，但是可以理解，可使用任何電路元件，前提是該元件具有非線性電氣性質(zhì)，該性質(zhì)包括響應(yīng)于變化電壓的非導(dǎo)通或低導(dǎo)通狀態(tài)。
[0046]在使用中，監(jiān)測電路202可用于檢測軟管的電氣性質(zhì)，例如軟管的電阻。盡管可通過施加直接跨短接管32和套管34的電壓來測試電氣性質(zhì)，但是這種配置可能產(chǎn)生錯誤讀數(shù)，因為當(dāng)電壓源與軟管組件12之間的故障連接發(fā)生在電接觸件116a-b、118a-b上時，可能獲取錯誤的故障信號。因此，針對電路元件204的導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)使用不同電壓電平上的兩個或更多個讀數(shù)允許驗證開路狀態(tài)不是特定讀數(shù)的原因。
[0047]一般需要注意，盡管電路202旨在監(jiān)測第一和第二導(dǎo)電層20、24的電氣性質(zhì)，但是軟管組件12和監(jiān)測組件14的其它特征也影響診斷單元做出的整個測量。圖11示出整個電路200的示意性表示，其中包括軟管組件12和監(jiān)測組件14引入的各種電阻效應(yīng)。在此說明中，二極管204跨軟管組件12并聯(lián)連接，該軟管組件由軟管電阻206 (Raose)表示。
[0048]電路200中還存在其它電阻，并且在圖11所示的示意性視圖中進行說明。這些包括當(dāng)接觸件116a-b、118a-b電連接到套管34和短接管32時引起的電阻。這些電阻分別由接觸電阻216、218 (R_tac;tl、Rrantart2)表示。此外，引向診斷單元的線的電阻被示出為電阻220、222 (Rffirel^Rffire2),因為電路響應(yīng)監(jiān)測通常在診斷單元上發(fā)生。
[0049]一般而言，假設(shè)軟管組件和監(jiān)測組件中的接觸電阻和線電阻在計算軟管電阻期間以及在計算軟管電阻的情況下保持恒定。如果電路元件(例如，二極管)的電壓/電流特性是公知的，則其余未知的電路值為軟管電阻206 (U、以及電路200的總電阻。為了獲取這兩個值，可執(zhí)行兩個測量以獲取可用于推導(dǎo)未知值的讀數(shù)。在某些實施例中，第一測量在二極管204處于導(dǎo)通(例如，正向偏壓)狀態(tài)下發(fā)生，第二測量在二極管204處于非導(dǎo)通(例如，反向偏壓)狀態(tài)下發(fā)生。
[0050]盡管在此處介紹的實施例中，二極管位于軟管組件的連接端，但是可以理解，二極管和/或接觸件可以位于沿著軟管的任意處，例如位于軟管組件的另一端。此外，盡管在此處介紹的實施例中，指出考慮了軟管電阻，但是也可以考慮軟管的電容效應(yīng)，以及由接觸組件的噪聲導(dǎo)致的標稱抗污染性。
[0051]現(xiàn)在參考圖12，其中示出診斷單元300的示意圖。診斷單元300例如可用于對圖10-11中的電路200施加激勵，并且推導(dǎo)軟管組件12的電氣特性。通過重復(fù)測量此電氣特性，一段時間上的變化可以指示軟管組件12內(nèi)的軟管16的劣化。
[0052]在所示的實施例中，診斷單元包括通過電阻器306 (Rsealml)連接到一對線304a_b中的第一線304a的開關(guān)電壓源302。在所示的實施例中，開關(guān)電壓源302能夠通過選擇性地將5V源施加到線304a-b中的一者或另一者，在線304a-b上提供+5V或-5V信號。但是，在其它實施例中，開關(guān)電壓源302可以包括附加的開關(guān)和/或電壓電平或分壓器。在所示的實例中，使用分壓器開關(guān)311而將附加的電阻器312 (Rscalar2)選擇性地并入到診斷單元300的電路內(nèi)，從而在線304a-b上提供多個電平的正電壓和負電壓。
[0053]一對線304a_b從診斷單元300引到電路200，并且例如可以表示延伸到診斷單元的線的圖10-11所示的另一端。在某些實施例中，一對線304a-b從軟管組件12的位置引到控制面板，例如，上面安裝軟管組件12的車輛駕駛室內(nèi)的面板。也可使用一對線304a-b的其它常規(guī)布置。
[0054]診斷單元300還包括連接到分析單元310的電壓傳感器308。電壓傳感器308跨一對線304a-b連接，并且指示電路內(nèi)電流水平的輸出被傳遞到分析單元310以執(zhí)行一種或多種計算來判定軟管組件12的電氣特性。分析單元310可以采用任意數(shù)量的形式。在某些實施例中，分析單元310是被配置為執(zhí)行程序指令的可編程電路。分析單元310的實施例可在包括分立電子元件的各種類型的電路、含邏輯門的封裝或集成的電子芯片、利用微處理器的電路中實現(xiàn)，或者在包含電子元件或微處理器的單個芯片上實現(xiàn)。此外，諸如此處介紹的計算之類的分析單元310的各方面可以在通用計算機內(nèi)或在其它任何電路或系統(tǒng)中實現(xiàn)。
[0055]在所示的實施例中，使用開關(guān)電壓源302和/或開關(guān)式標量(scalar)電阻器306、312 (使用分壓器開關(guān)311)、電壓傳感器308和分析單元310，可以在諸如圖10-11的電路200之類的電路中執(zhí)行兩個或多個測量?？墒褂镁哂邢喾礃O性的電壓(例如，使用開關(guān)電壓源302)或使用具有相同極性的不同電壓(例如，結(jié)合使用分壓器開關(guān)311與電阻器306、312)執(zhí)行這些測量。例如，第一測量可以是使用具有用于正向偏置二極管的大小和極性的第一電壓的電壓測量(例如，電壓傳感器308的輸出)。第二測量可以是使用用于反向偏置二極管的電壓大小和極性在電壓傳感器308上的電流測量。一般而言，相對于用于第一測量的電壓極性，第二測量可僅為使用負極性電壓的測量，例如，使用開關(guān)電壓源。另選地，如果使用在正向電壓電平下具有非導(dǎo)通狀態(tài)的另一器件或電路替換二極管，則可以針對第二測量使用正極性電壓。這些測量可用于推導(dǎo)電路200的電氣特性，例如電阻，可通過該特性推導(dǎo)出軟管電阻206 (Rltose)和接觸電阻210 (Rcontact)0
[0056]在其中需要更精確的電阻的某些實施例中，可以執(zhí)行第三測量，這樣允許更好地計算二極管的特性。例如，第三測量可以是在用于正向偏置二極管的極性上的測量，但是使用標量電阻或與用于第一測量的電壓不同的電壓(例如，使用包括開關(guān)式標量電阻器312和分壓開關(guān)311的分壓電路)。下面結(jié)合圖13介紹有關(guān)能夠使用分析單元執(zhí)行的特定計算的其它細節(jié)。
[0057]圖13是用于監(jiān)測圖1中的軟管組件的結(jié)構(gòu)完整性的方法400的表示。方法400示出用于使用具有對電壓和/或電流的非線性響應(yīng)的電路元件測量軟管組件12的電氣特性的方法實例。在某些實施例中，并且在此處介紹的示例性測量實例中，方法400可用于具有跨短接管32與套管34而連接的二極管(例如，二極管204)的電路，從而在第一與第二導(dǎo)電層20、24之間連接二極管。
[0058]根據(jù)所示的實施例，可以跨電路元件施加第一電信號(例如，電壓或電流)(步驟402)。在某些實施例中，第一電信號可由開關(guān)電壓源302產(chǎn)生，并且可被配置為使二極管被反向偏置，例如施加大約-5V的電壓。軟管組件和監(jiān)測組件(例如，圖10-11所示的集合電路)的第一電氣性質(zhì)可以在施加第一電信號時而被判定(步驟404)。第一電氣性質(zhì)例如可以基于使用圖12中的電壓傳感器308而觀察到的電壓。在上面的電路200的實例中，當(dāng)二極管被反向偏置時，所觀察到的電壓將允許基于接觸電阻和線電阻以及軟管電阻206 (Raose)觀察電氣特性總電阻。這是因為如果正確地連接到軟管組件12，則二極管將近似開路。第一總電阻(Rti)可通過以下方程表示:
[0059]RT1=RC+RH
[0060]可通過跨電路元件施加第二電信號來執(zhí)行第二測量(步驟406)，以使二極管正向偏置。在該設(shè)置中，軟管組件和監(jiān)測組件的電氣性質(zhì)可以在施加第二電信號時而被再次判定(步驟408)。在包括二極管204的電路實例200中，由于二極管相對于施加的電壓具有非線性關(guān)系，因此電流將通過二極管，并且二極管將近似具有某一電阻分量(Rd2)的閉路，該電阻分量具有二極管電流(Id2)和二極管正向電壓(Vd2)的二極管特性。在該設(shè)置中，二極管的電阻可通過以下方程表示，其中It2是總電流:
[0061]
【權(quán)利要求】
1.一種軟管劣化監(jiān)測系統(tǒng)，包括: 軟管組件，其包括具有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的軟管； 監(jiān)測電路，其與所述第一和第二導(dǎo)電層電連接，所述監(jiān)測電路包括具有響應(yīng)于變化的電壓的非線性電氣性質(zhì)的電路元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的軟管故障檢測系統(tǒng)，進一步包括診斷單元，該診斷單元被配置為跨所述電路元件施加多個不同的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的軟管故障檢測系統(tǒng)，其中所述診斷單元被設(shè)置為遠離所述軟管組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的軟管故障檢測系統(tǒng)，進一步包括監(jiān)測組件，該監(jiān)測組件包括外殼和電路板，所述電路板位于所述外殼的通道內(nèi)并包括朝著所述軟管組件取向的電接觸件，所述電接觸件將所述監(jiān)測電路電連接到所述第一和第二導(dǎo)電層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的軟管故障檢測系統(tǒng)，其中所述電路元件包括跨所述第一和第二導(dǎo)電層而連接的二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的軟管故障檢測系統(tǒng)，其中所述二極管具有電阻，該電阻隨著跨所述二極管施加的電壓而非線性地變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的軟管故障檢測系統(tǒng)，其中所述監(jiān)測電路至少部分地并入在安裝到所述軟管組件上的監(jiān)測組件中。
8.—種監(jiān)測軟管組件劣化的方法，所述方法包括: 跨連接在軟管組件的第一與第二導(dǎo)電層之間的電路元件施加第一電壓； 在施加所述第一電壓時，檢測所述電路元件的第一電氣特性； 跨所述電路元件施加第二電壓，所述第二電壓不同于所述第一電壓； 在施加所述第二電壓時，檢測所述電路元件的第二電氣特性；以及 至少部分地基于所述第一和第二電氣特性計算所述軟管組件的電氣特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進一步包括: 跨所述電路元件施加第三電壓，所述第三電壓不同于所述第一和第二電壓； 在施加所述第三電壓時，檢測所述電路元件的第三電氣特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述第二電壓是與所述第一電壓相反的電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中計算所述軟管組件的電氣特性包括計算所述軟管組件的電阻。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述軟管組件的電阻使用以下方程計算:
13.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進一步包括計算所述電路的電氣特性，其中所述電路的異常電氣特性的計算表示在所述監(jiān)測組件中發(fā)生的電路故障。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中計算所述電路的電氣特性包括計算大接觸電阻。
15.一種軟管劣化監(jiān)測系統(tǒng)，包括: 軟管組件，其包括具有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的軟管； 監(jiān)測電路，其包括電連接在所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間的二極管，其中所述二極管具有隨著跨所述二極管施加的電壓而非線性地變化的電阻；以及監(jiān)測組件，其包括外殼和電路板，所述電路板位于所述外殼的通道內(nèi)并包括朝著所述軟管組件取向的電接觸件，所述電接觸件將所述監(jiān)測電路電連接到所述第一和第二導(dǎo)電層。`
【文檔編號】G01M3/18GK103502788SQ201280021112
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月29日
【發(fā)明者】J·J·哈斯特雷特爾 申請人:伊頓公司