CN101711365B

CN101711365B - 用于检测后处理设备内的裂纹的装置、系统和方法

Info

Publication number: CN101711365B
Application number: CN200880016435.8A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·M·约努谢尼斯; 兰德尔·J·斯塔福德; 埃德加·拉纳-库尔齐奥; 阿密特·谢亚姆
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: US20090108856A1; CN101711365A; US7701231B2; DE112008000696T5; WO2008115664A1

Abstract

本发明公开了一种用于检测微粒过滤器中的裂纹的装置、系统和方法。该方法包括提供包括有底层302和底层表面304的后处理设备106的装置、构成结合到底层表面304的表面的导电路径的导电材料和配置为允许测量导电路径306的电阻的接入点108。该方法可包括测量导电路径306的电阻，并基于电阻测量，确定在底层表面304上是否已经出现一个或更多个裂纹。该方法可进一步包括基于指示的裂纹的数量，标注后处理设备106的性能降低水平，并基于性能降低水平，在服务事件后，用等效的后处理设备替换后处理设备106。

Description

用于检测后处理设备内的裂纹的装置、系统和方法

发明背景

发明领域

本发明涉及用于处理发动机排气流的后处理设备，并更具体地涉及检测后处理设备中的物理故障。

相关技术描述

近年来内燃机的排放法规快速改变。为了满足新法规，许多发动机制造商必须安装后处理设备来减少废气中的排出物，或调节废气以帮助其他后处理设备。例如，微粒过滤器从柴油机的废气中除掉烟尘，且柴油氧化催化剂有时用来在废气中产生温度，帮助微粒过滤器氧化离开过滤器的烟尘。

大多数后处理设备在发动机的工作期间经历热循环。热循环可以是有意的，例如在从微粒过滤器除掉烟尘期间，或无意的，例如当发动机经历发动机所需的工作负载的巨大改变时。当后处理设备经历热循环时，后处理设备在设备内产生温度梯度。设备内的温度梯度可引起应力，并随着时间的过去能够引起后处理设备的失效。

后处理设备内的有关应力的故障，例如后处理设备的壁中的裂纹可能特别难以检测。通常没有实时地用于检测这种故障的应用的直接测量。甚至当使用后处理设备时，维修技术员也很难检测到这种故障，即使技术员有理由寻找故障也是如此。

后处理设备典型地包括例如堇青石或碳化硅的芯子，该芯子被包在将其固定在适当位置的网中，且整个设备典型地被金属片和/或不锈钢“外壳”覆盖。设备上的应力故障在芯子中发生，典型地象芯子的表面周围的径向裂纹，且对于仅仅操作设备的技术员是不可见的。因此，当前检测故障的方案依靠超声波或专用视觉检验来确定后处理组件是否已经失效。

由于后处理设备的有意的多孔性和周围网孔中的间隙，超声波检测方案存在问题。超声波频率需要非常低(产生低分辨率图像)，而且后处理设备对于超声波分析来说配置得非常不佳，以至于通常只能检测毁坏性最大的故障。然而，一些后处理设备不再是符合设计的(design compliant)-这意味不满足规定排放阈值-在设备周围只有一些适度的裂纹。

专用视觉检验要求允许技术员观察后处理设备内的通道的内部的光学工具。设备的通道塞满了烟尘和/或碎片，致使检查困难或不可能。设备的最小限度的检查可能要求通过反复插入工具，来检查后处理设备的周界周围的上百通道，工具被设计为进入以每英寸200-300单元包装的通道中。检验程序能够损害后处理设备，并且在最好的情况下耗费时间和金钱。

当前技术的限制导致仅当技术员有明确的理由怀疑故障时、仅以可观的开销，并通常仅在设备的失效已经远远超出符合设计的阈值后，才发现后处理设备的故障。这些限制也引入伴随后处理设备的具有隐藏缺陷的风险。例如，服务公司可以清洗后处理设备并用它们换出客户的车辆内的变脏的后处理设备。在当前的技术状态下，有一个重大风险，即其中一个交换的后处理设备可能具有应力故障，根据哪个设备失效，对客户或服务公司不利。

发明内容

根据前述的讨论，申请人声明存在对一种装置、系统和方法的需要，所述装置、系统和方法用最小的花费和人力检测后处理设备中的裂纹。受益地，这种装置、系统和方法将作为被动检查来检测裂纹，而不需要来自技术员的输入。

本发明根据本领域的现有状态，并具体地，根据本领域中当前可用的微粒过滤器系统还未完全解决的问题和需要而被研究出来。因此，已经研究出本发明以提供用于在微粒过滤器中检测裂纹的装置、系统和方法，该装置、系统和方法克服以上讨论的本领域中的许多或全部不足。

公开了一种用于检测后处理设备中的裂纹的装置。装置可包括后处理设备，后处理设备包括底层(substrate)和底层表面。装置可进一步包括导电材料和至少两个接入点，导电材料构成结合到底层表面的至少一个导电路径，接入点导电耦合到导电路径。导电路径可包括应用到底层表面的印上去的花样(decal)，和/或印刷到底层表面上的导电路径。

装置可包括基于至少两个接入点之间的电阻值，产生设备性能降低(degradation)标记的控制器。控制器可包括配置为在功能上实现产生设备性能降低标记的多个模块。控制器可具有电阻模块、性能降低模块和标记模块。控制器还可具有事件检测模块和裂纹历史模块。

电阻模块可配置为判断(interpret)多个接入点中的至少两个接入点之间的电阻值。性能降低模块可配置为基于电阻值确定用于后处理设备的至少一个性能降低值。标记模块可配置为基于至少一个性能降低值，产生用于后处理设备的设备性能降低标记。事件检测模块可配置为基于至少一个性能降低值确定性能降低事件的发生，裂纹历史模块可配置为响应于每个性能降低事件的发生，存储事件之前的性能降低值和事件之后的性能降低值。在一种实施方式中，裂纹历史模块可配置为以规定的时间间隔存储多个性能降低值。

公开了一种用于检测后处理设备中的破裂的方法。该方法可包括提供一装置，该装置包括：包括底层和底层表面的后处理设备、构成结合到底层表面的至少一个导电路径的导电材料，和导电地耦合到至少一个导电路径的多个接入点。该方法进一步包括测量多个接入点中的至少两个接入点之间的至少一个电阻值，并基于至少一个电阻值确定用于后处理设备的至少一个性能降低值。在一种实施方式中，性能降低值可包括裂纹扩展指数。

公开了一种用于检测后处理设备中的裂纹的系统。该系统可包括产生作为操作的副产品的废气的内燃机。该系统进一步包括用于检测后处理设备中的裂纹的装置。装置中的控制器可包括配置为基于电阻值产生设备性能降低标记的服务工具和/或电子控制模块(ECM)。在一种实施方式中，服务技术员可通过测量至少两个接入点之间的电阻来确定电阻值，并基于电阻值识别设备性能降低标记。

贯穿本说明书提到的部件、优点或类似的语言并不暗示，可用本发明实现的所有部件和优点应是本发明任何单独的实施方式或存在于本发明任何单独的实施方式中。而是，应理解提到特征和优点的语言意味连同实施方式描述的特定的部件、优点和特征应至少包括在本发明的至少一种实施方式中。因此，贯穿本说明书的部件和优点的讨论、以及类似语言未必指的是相同的实施方式。

此外，本发明描述的特征、优点和特性能以任何合适的方式组合在一个或更多个实施方式中。相关领域技术人员将认识到，没有具体实施方式的一个或更多个特定部件或优点也可实践本发明。在其他情况中，可认识到附加的部件和优点可出现在未在本发明的所有实施方式中提到的某些实施方式中。

本发明的这些特征和优点根据下面的描述和随附权利要求将变得更完全明显，或可通过下文中提出的发明的实践而被了解。

附图简述

为了容易理解本发明的优点，通过参考随附的附图中示出的特定实施方式，将提出以上简要描述的发明的更具体的描述。应理解，这些附图仅描述了本发明的典型实施方式，并因此被认为不是限制它的范围，通过使用附图，将用附加特征和细节描述和解释本发明，其中：

图1是依照本发明描述用于检测后处理设备中的裂纹的系统的一种实施方式的图示；

图2是依照本发明描述用于基于电阻值确定后处理设备的性能降低值的控制器的一种实施方式的图示；

图3是依照本发明描述用于检测后处理设备中的裂纹的装置的一种实施方式的图示；

图4是依照本发明描述用于检测后处理设备中的裂纹的装置的替换实施方式的图示；

图5是依照本发明描述用于检测后处理设备中的裂纹的装置的替换实施方式的图示；

图6是依照本发明描述用于检测后处理设备中的裂纹的装置的可替换方式的图示；

图7A是依照本发明描述判断电阻值的一种实施方式的图表；

图7B是依照本发明描述多个平行导电路径的一种实施方式、描述扩展的裂纹的图示；

图8是依照本发明示出用于检测后处理设备中的破裂的方法的一种实施方式的示意性流程图；以及

图9是依照本发明示出用于检测后处理设备中的破裂的方法的替换实施方式的示意性流程图。

发明详述

将容易理解，如通常在这里的图中描述和示出的本发明的组件，可以广泛的多种不同配置安排和设计。因此，下面如图1到图9呈现的本发明的装置、系统和方法的实施方式的更详细的描述并不旨在限制本发明的范围，如要求的，但仅仅是代表本发明的所选择的实施方式。

贯穿本说明书提到的“一种实施方式”或“实施方式”意谓连同该实施方式描述的具体特征、结构或特性都被包括在本发明的至少一种实施方式中。因此，贯穿本发明在各种地方出现的短语“在一种实施方式中”或“在实施方式中”未必全指的是相同的实施方式。

此外，描述的特征、结构或特性可以用任何合适的方式结合在一种或更多种实施方式中。在下面的描述中，提供许多明确的细节，例如材料、紧固件、尺寸、长度、宽度、形状等等的例子，以提供本发明实施方式的完全理解。然而，相关领域技术人员将认识到，不使用一个或更多个明确的细节，或用其他的方法、组件、材料等，能够实践本发明。在其他情况中，没有详细显示和描述众所周知的结构、材料或操作，从而避免混淆本发明的方面。

图1是依照本发明描述用于检测后处理设备中的裂纹的系统100的一种实施方式的图示。系统100包括产生作为操作的副产品的废气104的内燃机102。例如，发动机102可以是柴油发动机102。系统100进一步包括配置为处理废气104的后处理设备106。例如，后处理设备102可包括配置为从废气104除掉微粒的微粒过滤器。后处理设备102可包括底层(substrate)和底层表面。底层可包括微粒过滤器的陶瓷芯子，且底层表面可包括陶瓷芯子的外表面。在一种实施方式中，后处理设备106可包括柴油氧化催化剂、NO_x吸附催化剂，和/或技术中已知的其他后处理设备106。

系统100进一步包括构成结合到底层表面的至少一个导电(conduction)路径的导电材料和导电耦合到至少一个导电路径的多个接入点(access point)108。系统100可进一步包括控制器110，控制器110可以是服务工具和/或电子控制模块(ECM)的部分。控制器110可配置为判断跨过(across)导电路径的电阻值，并基于电阻值确定性能降低值。跨过导电路径的电阻值可包括两个接入点108之间的电阻。ECM可进一步配置为基于性能降低值设置故障指标(indicator)。在一种实施方式中，ECM还包括发动机102的控制器。在一种实施方式中，技术员(未显示)测量多个接入点108中的两个接入点之间的至少一个电阻值，并在表中查找测量的电阻值，从而基于电阻值确定后处理设备106的至少一个性能降低值。

图2是依照本发明描述用于基于电阻值确定后处理设备106的性能降低值的控制器110的一种实施方式的图示。控制器110可包括配置为判断跨过导电路径的电阻值204的电阻模块206。电阻模块202可通过从数据链路读取电阻值204、通过判断电信号(例如电压)为电阻值、接受用户的输入或技术中已知的其他源，来判断电阻值204。在一种实施方式中，控制器110是ECM，ECM通过读取接入点108之间的电压来判断电阻值204，以确定电阻值204(比如，在利用已知的电源电压和已知的下拉电阻器的分压器电路中)。

控制器110进一步包括配置为基于电阻值204确定后处理设备106的至少一个性能降低值208的性能降低模块206。性能降低值208可包括后处理设备106的性能降低水平的定量或定性描述。例如，当电阻值指示开路时，性能降低值208可包括“有裂纹的”后处理设备指标(比如，定义为最小电阻值204阈值)，当电阻值204不指示开路时，性能降低值208包括“良好的”后处理设备指标。在另一实施方式中，性能降低值208可包括基于电阻值204的裂纹扩展指数。例如，如果电阻值204指示多个导电路径中的55％当前指示开路，则性能降低模块206可设置裂纹扩展指数为55。

控制器110可进一步包括配置为基于性能降低值208为后处理设备106生成设备性能降低标记212的标记模块210。设备性能降低标记212可提供后处理设备106的剩余使用寿命和/或性能降低状态的指示。例如，设备性能降低标记212可包括来自列表：“新的”、“较少的性能降低”、“较多的性能降低”和“失效”的值。标记模块210可配置为根据性能降低值208和查找表(未显示)选择设备性能降低标记212。

控制器110可进一步包括配置为以规定的时间间隔存储多个性能降低值208的裂纹历史模块212。例如，裂纹历史模块212可配置为在每天的结束存储性能降低值208。

在一种实施方式中，控制器110可进一步包括事件检测模块216，导电路径可包括连接至少两个接入点108的多个平行导电路径。事件检测模块216可配置为基于性能降低值208确定性能降低事件218的发生。性能降低事件218可包括性能降低值208的突变、后处理设备106经历的高温事件、后处理设备106经历的温度突变，和/或可引起后处理设备106的性能降低发生的可能性的系统100的任何其他改变。

裂纹历史模块212可配置为响应于性能降低事件218的发生，存储事件之前的性能降低值220和事件之后的性能降低值222。例如，裂纹历史模块212可存储包括最近几分钟的性能降低值208的历史的性能降低值208的滚动缓冲区。在实施例中，当事件检测模块216检测性能降低值218时，裂纹历史模块212可配置为把滚动缓冲区的值存储为事件之前的性能降低值220，而把进入的几分钟的性能降低值存储为事件之后的性能降低值220。

任何滚动缓冲区和/或等价数据存储技术的时间尺度应根据系统100的优先权来选择，以用于系统100的具体实施方式，如本领域的技术人员理解的。例如，在潜在性能降低事件218迅速发生的系统100中，例如需要积极的再生技术以提高后处理设备106中的温度的系统，裂纹历史模块212应配置为频繁地存储性能降低值208。在潜在性能降低事件218缓慢发生的系统100中，例如被动再生后处理设备106的系统，裂纹历史模块212能够被配置为以较缓慢的频率存储性能降低值208，以保存控制器110的资源。

控制器110可进一步包括配置为基于至少一个性能降低值208设置故障指标226的故障模块224。该故障指标226可点亮交通工具上的警告灯、触发存储在ECM 110中的数据以供服务技术员使用，等等。

图3是依照本发明描述用于检测后处理设备106中的裂纹的装置300的一种实施方式的图示。装置包括后处理设备106，后处理设备106包括底层302和底层表面304。底层302可包括陶瓷芯子，底层表面304可包括陶瓷芯子的外表面。装置300进一步包括构成结合到底层表面304的至少一个导电路径306的导电材料。装置300可进一步包括导电耦合到导电路径306的多个接入点108。在一种实施方式中，接入点108之间的电阻检查确定导电路径306的电阻和连续性。

导电路径306可包括印刷在表面304上的导电材料-例如在后处理设备106的制造期间通过喷墨印刷机印刷。在一种实施方式中，导电路径306可包括涂在表面304上的导电材料。在一种实施方式中，导电路径306可包括用作印上去的花样的导电材料-例如涂或喷到掩蔽物(mask)上。导电材料可烤到底层表面304上以固定该材料。在一种实施方式中，导电材料在约850℃烤到底层表面。导电材料可用红外线灯烤到上面。其他沉积技术，例如丝网印刷、磁带、激光喷射沉积、热和/或等离子喷涂等等也预期在本发明的范围内。

导电材料可包括导电金属陶瓷或金属陶瓷合金。本领域中已知可使用其他物质，并应具有构成电阻层的属性，电阻层在系统100的操作期间，导电并经受住底层表面304的期望的温度。例如、银、钛、镍、钨和它们的合金以及其他金属可用作导电路径306。导电路径306可进一步包括配置为保护导电路径306不受侵蚀、氧化和其他损害的保护层。

当破裂或裂纹发生在底层表面304上处于导电路径306的位置时，导电路径306应被配置为断开。在一种实施方式中，导电路径306可包括在大约10微米到大约130微米之间的导电材料层。在这个范围之外的值可在具体的实施方式中操作，并将依赖于拉伸强度、结合强度、导电材料的杨氏模量，等等。进一步，包括底层302的材料影响施加在导电路径306上的力和对装置300的特定实施方式有效的相关厚度。示出的值用于许多基于陶瓷的底层和金属陶瓷、金属和金属合金导电材料，且简单的测试能够验证用于装置300的特定实施方式的其他材料组合。

导电路径306可配置为与后处理设备106的高应力区域相交。尽管导电路径306的一些可能处于高应力区域之外，且导电路径306可能不覆盖全部高应力区域，但高应力区域的“相交”指示导电路径306的一些部分处于高应力区域的一些部分内。

高应力区域可包括后处理设备106最可能经历与应力相关的故障的区域。在一种实施方式中，高应力区域包括后处理设备106的中央-后方部分，其中“后方”指示相对于排气流104的下游部分。例如，高应力区域可包括在距后处理设备106的前面大约3/10轴向距离的前边界309A和距离后处理设备106的后面大约1/10轴向距离的后边界309B之间轴向定义的区域。在实施例中，高应力区域包括大约0.3X到0.9X之间的轴向位置，其中X代表轴向位置，其被定义为使得X＝0是后处理设备106的上游端，X＝1是后处理设备106的下游端。

在一种实施方式中，后处理设备106可包括圆柱形陶瓷设备106，圆柱形陶瓷设备106包括多个矩形单元310和外壁312。高应力区域可进一步包括在一个矩形单元316和外壁312之间的相交314的底层表面304，使得相交的矩形单元316被外壁312近似对角地分开。

图4是依照本发明描述用于检测后处理设备106中的裂纹的装置400的替换实施方式的图示。装置可包括连接至少两个接入点108的多个平行的导电路径306。注意这里平行指的是电学意义下的平行的导电路径306而未必是几何意义下的。例如，导电路径306A和306B并联连接接入点108A和108B。进行扩展并中断导电路径306A的裂纹将把108A-108B之间的观察电阻从R_AB＝(1/R_A+1/R_B)^-1改变到R_AB＝R_B，其中R_AB是108A与108B之间的观察电阻，R_A是路径306A的电阻，R_B是路径306B的电阻。同样地，在图示400中，路径306C-306D并联连接接入点108B-108C，且路径306E-306F并联连接接入点108A-108D。

在一种实施方式中，后处理设备106的底层表面304上的裂纹趋于以径向方式在设备106周围扩展。因此，在该例子中，如所示的轴向蜿蜒的路径306A-306F给出了可能发生的与径向裂纹相交的更好的机会。把接入点108A-108D连接到导电路径306A-306F的交叉路径可配置为，使得当径向裂纹发生时，交叉路径不中断。例如，交叉路径可包括比导电路径306A-306F更厚的导电材料，和/或交叉路径可不结合到后处理设备106的表面304。

图5是依照本发明描述用于检测后处理设备106中的裂纹的装置500的替换实施方式的图示。装置500可包括连接接入点108A-108C的多个导电路径306A-306C。图5中的导电路径306A-306C显示为定向为轴向，然而图4中的导电路径306A-306F显示为定向为径向。然而，导电路径306可用覆盖相交区域的任何的方式定向，该相交区域可以是高应力区域。例如，导电路径306可定向为螺旋形地围绕底层表面304。

图6是依照本发明描述用于检测后处理设备106中的裂纹的装置600的替换实施方式的图示。装置600包括可用作印上去的花样的几组平行的导电路径306A-306C。多个平行的导电路径306A可包括观察区域502A或导电路径306A覆盖的区域。装置600可包括多个观察区域502A、502B和502C。

观察区域502A-502C可配置为测量后处理设备106的不同(distinct)的轴向部分。后处理设备106的不同的轴向部分可指示在观察区域502A-502C之间没有轴向重叠发生，和/或观察区域502A-502C之间只发生部分重叠。观察区域502A-502C可配置为测量后处理设备106的不同径向部分。后处理设备106的不同径向部分可指示在观察区域502A-502C之间没有径向重叠发生，和/或观察区域502A-502C之间只有部分径向重叠发生。装置600的观察区域502A-502C是轴向和径向分布的。

图7A是依照本发明描述判断电阻值204的一种实施方式的图表。可根据电压值701判断电阻值204。电压701在零时刻在基线702处开始，基线电压702可与装置一致，装置中所有导电路径306是完整的。在时刻708，裂纹可能发生，其隔开一些导电路径306，并由于两个接入点108之间的电阻值204的增加而引起电压701增加。在时刻712，裂纹可能发生，其隔开接入点308之间的所有剩余的导电路径306，并引起电压701升高到与开路一致的值，该值可以是来自ECM 110的电源电压704。

图7B是依照本发明描述扩展的裂纹的多个平行导电路径306的一种实施方式的图示。图7B的图示可与图7A的电压曲线701一致。在零时刻，导电路径306可能是完整的。裂纹706发生在时刻708，引起观察电压701上升。裂纹710可能发生在时刻712，这可能隔开所有的导电路径306，并引起观察电压701上升到电源电压704。

这里包括的示意性流程图通常作为逻辑流程图而提出。同样地，描述的顺序和标注的步骤指示所提出的方法的一种实施方式。其他步骤和方法被认为在功能、逻辑上等效，或实现示出方法的一个或更多个步骤、或它的部分。此外，所使用的格式和符号是为解释方法的逻辑步骤而提供的，并应理解不是限制本方法的范围。虽然在流程图中可使用各种箭头类型和线条类型，但是应理解它们不是限制相应方法的范围。实际上，可使用一些箭头和其他连接符以仅指示方法的逻辑流向。例如，箭头可指示描述的方法的列举的步骤之间的、不指明的持续时间的等待或监控时间段。此外，具体方法发生的顺序可以或可以不严格按照所示相应步骤的顺序。

图8是依照本发明示出用于检测后处理设备106中的破裂706、710的方法800的一种实施方式的示意性流程图。方法800可包括提供(802)一装置，该装置包括具有底层302和底层表面304的后处理设备106、构成结合到底层表面304的至少一个导电路径306的导电材料，和导电耦合到导电路径306的多个接入点108。

方法800可进一步包括控制器100和/或服务技术员测量804两个接入点108之间的至少一个电阻值204。性能降低模块206可基于电阻值204确定至少一个性能降低值208。性能降低模块206可配置为当电阻值204与开路一致时，确定后处理设备106为有裂纹的，这是通过检查808电阻值204是否指示开路，以及如果检查808为正，则设置810后处理设备指标208为“有裂纹的”。

图9是依照本发明示出用于检测后处理设备106中的破裂706、710的方法的替换实施方式的示意性流程图。方法900可包括提供902一装置，该装置包括具有底层302和底层表面304的后处理设备106、构成结合到底层表面304的多个导电路径306的导电材料和导电耦合到导电路径306的多个接入点108。

方法900可进一步包括控制器110和/或服务技术员测量904两个接入点108之间的至少一个电阻值204。性能降低模块206可基于电阻值204确定906至少一个性能降低值208。性能降低模块206可确定906相应多个观察区域502的多个性能降低值。在一种实施方式中，方法900可包括检查908该实施方式是否利用裂纹扩展指数作为性能降低值208。

如果检查908为负，那么标记模块210可基于多个性能降低值208设置914设备性能降低标记914-例如作为查找表的函数，以性能降低值208为输入而设备性能降低标记212为输出。如果检查908为正，则性能降低模块206可设置910裂纹扩展指数208为电阻值204的函数，标记模块210可设置912设备性能降低标记212为裂纹扩展指数208的函数。方法900可包括服务技术员响应于服务事件而用具有等效的设备性能降低标记212的第二后处理设备106替换916后处理设备106。后处理设备106可包括配置为从排气流104中除掉烟尘的微粒过滤器。

根据前述讨论，明显的是本发明提供用于检测后处理设备中的裂纹的系统、方法和装置。本发明进一步提供裂纹的被动检查，而不需要来自服务技术员的输入，并允许服务技术员用具有相似性能降低特性的后处理设备替换后处理设备。

本发明可以具体体现为其他具体的形式，而不背离其精神或本质特征。所描述的实施方式被认为在所有方面仅仅是示例性的而不是限制性的。因此本发明的范围由随附权利要求而不是通过前述描述指示。在权利要求的等价形式的意思和范围内的所有改变都包含在它们的范围内。

Claims

1.一种用于检测后处理设备中的裂纹的装置，所述装置包括：

后处理设备，其包括底层和底层表面；

导电材料，其构成结合到所述底层表面的至少一个导电路径；

多个接入点，其导电地耦合到所述至少一个导电路径；

性能降低模块，其确定所述后处理设备的至少一个性能降低值，所述性能降低值是基于跨过所述至少一个导电路径的电阻值；以及

事件检测模块，其基于所述至少一个性能降低值确定所述后处理设备上的性能降低事件。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个导电路径包括应用到所述底层表面的所述导电材料的印上去的花样。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个导电路径包括通过在所述底层表面上喷涂和印刷中之一而使用的所述导电材料。

4.如权利要求1所述的装置，进一步包括电阻模块，所述电阻模块配置为判断跨过所述至少一个导电路径的、在所述多个接入点中的至少两个接入点之间的电阻值。

5.如权利要求4所述的装置，进一步包括基于所述至少一个性能降低值产生用于所述后处理设备的设备性能降低标记的标记模块。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述导电材料在所述装置的制造期间，在850℃被烤到所述底层表面上。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个导电路径包括以10微米到130微米之间的厚度而被应用的导电材料。

8.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个导电路径被配置为与所述后处理设备的高应力区域相交，所述后处理设备的所述高应力区域包括0.3X到0.9X之间的轴向位置，其中X代表定义为使得X=0是所述后处理设备的上游端，以及X=1是所述后处理设备的下游侧的轴向位置。

9.如权利要求8所述的装置，其中所述后处理设备包括圆柱形陶瓷设备，所述圆柱形陶瓷设备包括多个矩形单元和外壁，以及其中所述高应力区域还包括在所述矩形单元中之一和所述外壁之间的相交处的所述底层表面，使得相交的所述矩形单元被所述外壁近似对角地分开。

10.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个导电路径包括连接所述接入点中的至少两个接入点的多个平行导电路径。

11.如权利要求10所述的装置，其中连接所述接入点中的至少两个接入点的所述多个平行导电路径包括观察区域，所述装置还包括多个观察区域。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述多个观察区域中的每个观察区域被配置为测量所述后处理设备的不同的轴向部分。

13.如权利要求11所述的装置，其中所述多个观察区域中的每个观察区域被配置为测量所述后处理设备的不同的径向部分。

14.如权利要求4所述的装置，其中所述至少一个导电路径包括连接所述接入点中至少两个接入点的多个平行导电路径，所述装置进一步包括配置为以规定的时间间隔存储多个性能降低值的裂纹历史模块。

15.如权利要求4所述的装置，其中所述至少一个导电路径包括连接所述接入点中的至少两个接入点的多个平行导电路径，所述装置进一步包括裂纹历史模块，所述裂纹历史模块响应于每个性能降低事件的发生而存储事件之前的性能降低值和事件之后的性能降低值。

16.一种用于检测系统的后处理设备中的裂纹的方法，所述方法包括：

提供一装置，所述装置包括：包括底层和底层表面的后处理设备、构成结合到所述底层表面的至少一个导电路径的导电材料，和导电耦合到所述至少一个导电路径的多个接入点；

在不同的时间测量所述多个接入点中的两个接入点之间的电阻值；

基于不同时间的电阻值，确定每一个用于所述后处理设备的多个性能降低值，其中所述多个性能降低值存储在滚动缓冲区中，其中所述滚动缓冲区的时间尺度根据所述系统的优先权来选择；以及

基于所述多个性能降低值，确定所述后处理设备的至少一个性能降低事件。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述至少一个导电路径包括连接所述接入点中的至少两个接入点的多个平行导电路径，以及其中基于所述电阻值确定用于所述后处理设备的多个性能降低值包括，基于所述电阻值确定裂纹扩展指数。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包括基于所述裂纹扩展指数，确定设备性能降低标记。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述后处理设备包括微粒过滤器，所述方法进一步包括响应于服务事件，用包括等效的设备性能降低标记的第二微粒过滤器替换所述微粒过滤器。

20.如权利要求17所述的方法，还包括基于所述多个性能降低值，确定设备性能降低标记。

21.一种用于检测后处理设备中的裂纹的系统，所述系统包括：

后处理设备，其被配置为处理来自内燃机的废气，所述后处理设备包括底层和底层表面；

多个接入点，其导电地耦合到所述至少一个导电路径；

事件检测模块，其确定所述后处理设备上的性能降低事件；

性能降低模块，其确定所述后处理设备的多个性能降低值，其中每个性能降低值是基于跨过所述至少一个导电路径的电阻值，并且其中所述事件检测模块基于所述多个性能降低值确定所述后处理设备的所述性能降低事件；以及

裂纹历史模块，其存储所确定的所述性能降低值的滚动缓冲区，其中在所述性能降低事件之前确定的性能降低值被存储为事件之前的性能降低值，以及在所述性能降低事件之后确定的性能降低值被存储为事件之后的性能降低值，其中裂纹检测是基于所述事件之前的性能降低值和所述事件之后的性能降低值之间的比较。

22.如权利要求21所述的系统，还包括服务工具，所述服务工具包括电阻模块，所述电阻模块判断跨过所述至少一个导电路径的电阻值。

23.如权利要求21所述的系统，还包括电子控制模块（ECM），所述电子控制模块包括电阻模块，所述电阻模块配置为判断跨过所述至少一个导电路径的电阻值。

24.如权利要求23所述的系统，其中所述电子控制模块还包括基于所述多个性能降低值来设置故障指标的故障模块。