CN107110635A - 用于轮胎的多行传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于轮胎检查的传感器装置。所述传感器装置经配置以沿着轮胎内表面移动放置。所述传感器装置包括多行传感器，所述多行传感器用于提供可补偿传感器通过轮胎内表面时的振动或机械搅动的影响的信号。所述传感器装置可具有允许将所述多行传感器极为贴近轮胎的内表面放置的轮廓。

Description

用于轮胎的多行传感装置

优先权声明

本申请案根据35U.S.C.§119要求赋予2015年1月5日申请的PCT申请案第PCT/US2015/010154号的优先权。

技术领域

本发明大体上涉及一种用于沿着轮胎内表面以可移动方式定位至少两行传感器的装置。

背景技术

已知的轮胎构造使用具有加强元件的主体帘布层，所述加强元件从胎圈部分到胎圈部分延伸通过相对的侧壁部分和轮胎的胎冠部分。有时被称为胎体层或加强层的主体帘布层通常锚定在胎圈处，并且在轮胎充气和使用时维持轮胎的整体形状。主体帘布层的加强元件通常基本上沿着径向方向(垂直于旋转轴的方向)定向且可包含例如含铁金属。

在轮胎使用期间，这些加强元件(有时被称为帘线)可能例如由于与道路中的物体碰撞、在路缘上行进和其它损坏性事件而被损坏。在一些情形中，加强元件可能由于此类事件而被完全破坏。令人遗憾的是，通过轮胎外部的目视检查并不能容易地发现这种损坏，因为加强元件包含在用于构造轮胎的橡胶材料内。

市售轮胎通常在被称作翻新的过程之后重新使用。通过翻新，从轮胎移除磨损胎面，且将新的胎面带或胎面区段安装到轮胎上。更换胎面比更换整个轮胎更便宜，且允许使用相同轮胎胎体实现额外里程。这种惯例尤其常见于用于重型卡车的市售轮胎。

然而，在更换胎面之前，检查轮胎(包含主体帘布层的加强元件)的损坏或磨损是有利的。在某些情形中，检查可发现轮胎需要更换而不是翻新。替代地，可能需要维修轮胎。如上文所陈述，仅仅通过目视检查并不能容易地发现内部元件(例如，主体帘布层的加强元件)的所有损坏。

由于市售轮胎(例如，重型卡车轮胎)的主体帘布层中的加强元件时常由含铁材料构成，因此可使用一个或多个传感器来检测加强元件中的原本通过轮胎的目视检查不可确定的不连续部分，例如，断裂。期望使此类检查过程自动化，使得可经济地且方便地检查多个轮胎。然而，轮胎具有多种形状和尺寸。更具体地说，轮胎与轮胎之间在轮廓、高度和宽度(沿着轴向方向)上可基本上不同。针对轮胎检查，一些传感器要求放置在轮胎的内表面处，或接触轮胎或极为贴近轮胎。这由于轮胎与轮胎之间的轮胎轮廓和尺寸变化而可能存在问题。

另外，在检测轮胎的某些位置处的不连续部分时可遇到复杂情况。举例来说，将某些传感器沿着内表面放置在轮胎的胎肩部分中可能尤其具有挑战性，归因于轮胎的此部分处的曲率及其在不同尺寸和类型的轮胎之间的变化性。更确切地说，以下情况存在挑战：对于各种轮胎轮廓和宽度将一个或多个传感器精确且一致地定位在轮胎的内表面处(尤其在胎肩区域)以便检测(例如)主体帘布层的加强元件的损坏。另外，优选的是可容易地移除所述一个或多个传感器以用于检测另一轮胎。

作为额外实例，沿着轮胎的胎圈部分检测主体帘布层的加强元件的损坏也存在问题。轮胎的每个相对胎圈部分通常包含沿着周向方向延伸的形成环或圈的胎圈。这种胎圈由含铁金属构成，所述含铁金属可干扰对轮胎的胎圈部分附近的主体帘布层的加强元件的损坏的精确检测。更具体地说，胎圈提供大量的含铁金属，所述含铁金属阻碍加强元件的断裂检测所要的磁通量的饱和度水平。一些轮胎构造还使用围绕胎圈缠绕的主体帘布层，其进一步增大需要检查的区域中的含铁金属量。另外，胎圈部分的非线性几何形状也会阻碍改进检测灵敏度和精确度所要的将传感器接近轮胎的表面放置的工作。非线性几何形状和含铁金属的存在也在产生适当定位、水平足够用于损坏检测而不会不当地饱和用于检测磁通量的传感器的磁通量场方面产生问题。

检查期间的振动也可导致问题。更确切地说，为了检测轮胎的整个周界上的断裂，可通过(例如)相对于传感器旋转轮胎而沿着周向方向在轮胎的表面上传送传感器。轮胎的内表面是粗糙的，且在不同轮胎之间以及不同制造商之间是不可预知的。在传感器相对于轮胎的表面移动期间，传感器将被反弹或以其它机械方式搅动。传感器与轮胎之间的距离改变将导致来自传感器的输出信号的改变。继而，这可导致错误检测和遗漏检测。降低传感器的灵敏度以避免错误检测也将降低传感器检测断裂的能力。算法可用于辅助从信号滤除噪声，但此类算法可能基于也可能降低传感器检测断裂的能力的假定。

因此，一种可沿着轮胎的内表面适当定位以促进轮胎的检查(针对(例如)轮胎的加强件中的断裂或不连续部分)的装置将有用。还可用于补偿或校正基于振动或机械搅动的不合需要的传感器信号的此类装置将尤其有用。在某些实施例中对于不同轮胎轮廓和宽度范围可沿着各种轮胎的内表面用在胎肩区域或胎圈部分处的此类装置也将有用。

发明内容

本发明提供一种用于轮胎检查的传感器装置。所述传感器装置经配置以沿着轮胎内表面移动放置。所述传感器装置包括多行传感器，所述多行传感器用于提供可补偿传感器通过轮胎内表面时的振动或机械搅动的影响的信号。所述传感器装置可具有允许将所述多行传感器极为贴近轮胎的内表面放置的轮廓。对于多种轮胎轮廓和宽度，某些实施例可用在轮胎的胎圈附近，而其它实施例可用在胎肩区域中。本发明的额外目标和优点将部分在以下描述中进行阐述，或可从所述描述中显而易见，或可通过实践本发明来习得。

在本发明的一个示例性方法中，提供一种用于轮胎检查的可沿着轮胎内表面以可移动方式定位的传感器装置。轮胎界定径向、轴向和周向方向。所述装置包含具有最外检查表面的主体，所述最外检查表面经配置沿着轮胎的内表面放置。孔口由最外检查表面界定。多个传感器定位在由最外检查表面界定的孔口内。所述多个传感器沿着彼此邻近的多个行线性地布置。

参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些特征和其它特征、方面和优点将得到较好理解。并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与所述描述一起用以阐释本发明的原理。

附图说明

本说明书中阐述本发明的针对所属领域的一般技术人员的完整和启发性揭示内容(包含其最佳模式)，本说明书参考附图，在所述附图中：

图1示出示例性轮胎的一部分的横截面图以及本发明的示例性实施例的侧视图。

图2示出本发明的示例性实施例的透视图。

图3提供图2的示例性实施例的顶视图。

图4是沿着图3中示例性实施例的线4-4的横截面图。

图5是图2的示例性实施例的侧视图。

图6是图2的示例性实施例的端视图。

图7是图2的示例性实施例的底视图。

图8是本发明的传感器装置的另一示例性实施例的顶视图。

图9示出示例性轮胎的一部分的横截面图以及本发明的另一示例性实施例的侧视图。

图10示出图9中所示的本发明的示例性实施例的透视图。

图11示出图9中所示的本发明的示例性实施例的正视图。

图12是图9的示例性实施例的侧视图。

图13是图9的示例性实施例的横截面侧视图。

图14是轮胎的一个侧面的部分横截面图以及本发明的另一示例性实施例的侧视图。

图15示出图14中描绘的本发明的示例性实施例的透视图。

图16是图14中所描绘的本发明的示例性实施例的正视图。

图17是图14的示例性实施例的横截面侧视图。

图18是轮胎的一个侧面的另一部分横截面图和图14的示例性实施例的侧视图以及对此示例性实施例所产生的磁场的描绘。

图19是说明传感器检测到轮胎的加强件中的断裂的示意图。

图20是从两个不同行传感器接收的系列信号的示例性示意图。

具体实施方式

出于描述本发明的目的，现在将详细参考本发明的实施例，其中一个或多个实例在图式中示出。每个实例是为阐释本发明而提供，而非限制本发明。实际上，对于所属领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可在本发明中进行各种修改和变化。举例来说，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，预期本发明涵盖属于所附权利要求书和其等效物的范围内的此类修改和变化。

如本文所使用，以下定义适用：

“子午面”是轮胎的旋转轴所在的平面。图1是沿着子午面截取的示例性轮胎50的横截面。

轮胎的“胎冠部分”是在轮胎的侧壁部分之间沿着轴向方向A(其为平行于轮胎的旋转轴的方向)延伸的部分，包含胎面和径向朝向胎面的内部定位的组件。

“主体帘布层”或“胎体”或“胎体层”是在轮胎的相对侧上的胎圈部分之间延伸并从所述胎圈部分延伸通过相对的侧壁部分且跨越轮胎的胎冠部分的层。主体帘布层可包含含铁加强件。

“径向方向”垂直于轮胎的旋转轴并且在图中以“R”和方向箭头标示。平行于旋转轴的轴向方向在图中以“A”和方向箭头标示。

轮胎的“周向方向”(也称为纵向方向)是对应于轮胎的边缘的方向，并且由轮胎在正常操作期间的旋转方向界定。周向方向在图中以“C”和方向箭头标示。

在随后的描述中，在示例性实施例的图式中标示方向R、A和C以标示所述实施例在传感器装置经定位用于轮胎检查时相对于轮胎的定向。另外，可参考在传感器装置100经定位用于轮胎检查时相对于所述传感器装置而确定的这些方向来描述示例性实施例的各种组件的位置。

图1示出沿着子午面的示例性轮胎50的横截面图。本发明的传感器装置100的示例性实施例的侧视图以可拆卸方式定位在轮胎50的内表面52处以用于轮胎检查目的。轮胎50的构造包含主体帘布层54，其从胎圈部分56和58延伸，通过相对的侧壁部分58和60，并且通过具有胎面64的胎冠部分62。沿着轮胎100的胎肩部分66示出传感器装置100。传感器装置100不限于沿着胎肩部分66使用。替代地，传感器装置100可以容易地放置在沿着轮胎50的内表面52的其它位置处。如本文所描述，本发明的传感器装置的某些实施例尤其适合于沿着具有不同宽度和轮廓的各种轮胎尺寸的胎肩部分使用。

对于此示例性实施例，包含支撑臂70的定位系统将传感器装置100沿着内表面52以可拆卸方式定位在轮胎50的内部68内。传感器装置100在点P处以枢转方式连接到支撑臂70，所述点允许调整装置100的定向以更容易地匹配轮胎50的内表面52的轮廓。支撑臂70可连接在附接点130(图2)处并且仅作为实例提供。其它定位系统也可与传感器装置100一起使用。

传感器装置100适用于检测轮胎50，特别是在期望将一个或多个传感器极为贴近轮胎50的内表面52定位的情况下。主体帘布层54包含通常由含铁材料构成并且嵌入用于构造轮胎50的橡胶材料中的加强元件。如先前所陈述，加强元件可能在轮胎50的使用期间受损。在轮胎检查过程(可以是例如翻新操作的部分)期间，可以针对此类加强元件的损坏检查轮胎50。举例来说，传感器装置100可以包含如本文中将进一步描述的一个或多个霍耳(Hall)效应传感器以用于检测含铁加强元件的断裂。

虽然作为实例将使用对加强元件的检查，但通过使用本文所揭示的教示，所属领域的技术人员应了解，传感器装置100可用于使用其它传感器类型的其它轮胎检查，其中要求将传感器极为贴近轮胎的内表面放置，且尤其是其中需要将一个或多个传感器沿着各种尺寸和轮廓的轮胎的胎肩区域放置。举例来说，传感器装置100可包含霍耳效应传感器、温度传感器、光学传感器和/或还包含其它类型的传感器。

在检查期间，传感器装置100可极为接近(例如，5mm到6mm内)内表面52放置或可如图1所示接触表面52。一旦定位，就可使轮胎50围绕其旋转轴旋转以便在轮胎的整个圆周上扫描或检测断裂的加强元件。传感器装置100允许一个或多个传感器极为贴近内表面52放置，这对适当测试可能是必要的，并且还因允许通过轮胎50的单次旋转实现完整检查而加快测试。

如图2中所示，传感器装置100包含可由例如内部部分104和外部部分106构成的主体102。主体102包含最外检查表面108。如本文所使用，“最外”意指检查表面108是主体102最接近轮胎50的内表面52的被检查的那部分的部分。

现在参考所有图式，主体102界定纵向方向L和与方向L正交的宽度方向W。当主体102沿着轮胎50的内表面52放置时，主体102经定向以使得纵向方向L与轮胎50的周向方向C正交(图2和5)。主体102包含由最外检查表面108界定的孔口110。孔口110在最外检查表面108的第一端112与第二端114之间沿着方向L纵向延伸(图3)。

如图2、3和6中最佳示出，多个传感器116沿着纵向方向L并排或彼此邻近布置.传感器116定位于孔口110内，使得传感器116由最外检查表面108包围。传感器116被支撑在传感器支撑表面118(其可例如为印刷电路板或其它衬底)上，所述传感器支撑表面可相对于最外检查表面108略微凹入或朝内定位。如所示出，传感器支撑表面118平行于最外检查表面108。更确切地说，传感器支撑表面118具有匹配最外检查表面108的轮廓的沿着纵向方向L的曲率或轮廓。

传感器116沿着彼此邻近(沿着主体102的宽度且沿着周向方向C)的多个行布置。具体来说，对于此示例性实施例，传感器装置100包含沿着第一行150和沿着第二行152线性地布置的传感器116。第一行150界定第一轴线F₁且第二行152界定第二轴线F₂，如图3中所展示。虽然仅示出两个行150和152，但在本发明的其它示例性实施例中也可使用多于两个行的传感器116。如将进一步描述，多行传感器116的使用允许补偿可能在检查期间发生的装置100振动或震动。

对于如图3中所描绘的示例性实施例，第一轴线F₁与第二轴线F₂彼此邻近和平行且相隔距离d。然而，在其它实施例中，传感器116可沿着彼此并不平行的轴线线性地布置。举例来说，转而参看图8中所示的另一示例性实施例，第一轴线F₁与第二轴线F₂以相对于彼此的非零角度α定位。角度α可在(例如)0度<α≤4度的范围内。在再一实施例中，角度α可为约1度。也可使用其它角度。在第一轴线F₁与第二轴线F₂之间使用非零角度α可允许传感器116更紧密匹配轮胎内的加强件的径向角度。图8还指示传感器116也可安装到两个单独的传感器支撑表面118a和118b上。

在本发明的某些实施例中，传感器116是霍耳效应传感器116，其检测磁通量且可提供指示磁通量的存在以及磁通量密度的信号，并且因此可用于检测磁通量密度的改变。在本发明的一个实施例中，使用三十二个霍耳效应传感器且沿着其相应的轴线以约2.5mm的间隔I将其定位(例如，参看图3)。为了检测主体帘布层54的加强件中的断裂，多个霍耳效应传感器116的使用提高了传感器装置100检测断裂的效力。更确切地说，轮胎50的胎肩部分66是轮胎的高屈曲区，并且因此是很可能发现主体帘布层54的加强件中的断裂的位置。多个传感器的使用确保在检查过程期间当轮胎50旋转时，至少一个传感器116将位于胎肩部分66中的断裂的每一侧上。

现参看图1、4和5，当沿着如这些图中所示的纵向方向L观看时，最外检查表面108具有特定轮廓。更确切地说，当传感器装置100抵靠轮胎50的内表面放置时(如图1)，最外检查表面108具有圆弧形轮廓。此圆形的弧具有半径R(图5)，当传感器装置100如1中所示抵靠内表面52定位时，所述半径与轮胎50的周向方向C正交。最外检查表面108的轮廓沿着其宽度(W)是基本上平坦的(图6)。类似构造用于图8的示例性实施例。

对于图1到8的示例性实施例，本发明人已发现，当半径R(图5)在50mm到75mm的范围中时，最外检查表面108的轮廓匹配大部分轮胎的内表面沿着胎肩区的形状。这允许在广泛多种轮胎形状和尺寸上使用传感器装置100。更确切地说，所述轮廓允许传感器116极为贴近内表面52放置，使得可通过轮胎50单次旋转经过传感器装置100而适当地检查轮胎50。

在一个示例性实施例中，本发明人已确定，当半径R为约74mm时，最外检查表面108的轮廓与大致85％的可商购的重型卡车/商用卡车轮胎轮廓的相称内表面形状相符。在另一示例性实施例中，本发明人已确定，当半径R为约52mm时，最外检查表面108的轮廓与其它可商购的重型卡车/商用卡车轮胎轮廓的相称内表面形状相符。

如图4中所示，当传感器116是霍耳效应传感器时，装置100可配备有永久磁体122以便产生用于检测含铁加强件中的断裂的磁通量场。如所示出，主体102界定在其中接收磁体122的隔室124。对于此示例性实施例，磁体122以平行于线T的纵向轴线LA定向，所述线T在装置100的中心线C/L处与最外检测表面108相切。此定向确保相对于多个传感器116产生特定磁通量场。也可使用多于一个的磁体。

还如图4中所示，传感器装置100可配备有保护传感器116的保护盖120。盖120被接收到孔口110中并且覆盖传感器116。如此，盖120可在轮胎50旋转经过传感器装置100的检查过程期间保护传感器116免受损坏。

图9示出本发明的在检查代表性轮胎50的位置的传感器装置200的示例性实施例的侧视图。仅示出沿着轮胎50的子午面的横截面的一部分，因为在子午面观看时，轮胎50围绕其中心线基本上是对称的。轮胎50包含具有胎圈72的胎圈部分56。主体帘布层54沿着轮胎50的两侧从胎圈部分56延伸通过侧壁部分58且通过胎冠部分62。胎冠部分62包含胎面部分64和径向朝向胎面部分64内部定位的带束层74。

对于这个示例性实施例，传感器装置200以可拆卸方式定位在轮胎50的胎圈部分56处且邻近于轮胎内表面76的部分。传感器装置200可由可连接在附接点210处的定位系统(未示出)按(例如)商业设施中可能要求的而以可重复方式沿着多个轮胎的胎圈部分56定位。传感器装置200可用于检测轮胎50，尤其是在期望将一个或多个传感器连同产生用于损坏检测的磁通量场的一个或多个磁体一起极为贴近轮胎50的内表面76定位在胎圈部分56处的情况下。

更确切地说，如先前指示，主体帘布层54包含通常由含铁材料构成并且嵌入用于构造轮胎50的橡胶材料中的加强元件(未示出)。加强元件可在轮胎50的使用期间受损。在轮胎检查过程(可以是例如翻新操作的部分)期间，可以针对此类加强元件的损坏检查轮胎50。举例来说，传感器装置200可包含用于检测含铁加强元件中的断裂的一个或多个霍耳效应传感器。在本发明的其它示例性实施例中，传感器装置200可包含霍耳效应传感器、温度传感器、光学传感器和/或和/或还包含其它类型的传感器。

当传感器装置200经定位用于检查轮胎50时，传感器装置200可极为接近(例如，5mm到6mm内)内表面76放置在胎圈部分56处或甚至可接触内表面76。一旦定位，就可使轮胎50围绕其旋转轴旋转以便在轮胎的整个圆周上扫描或检测断裂的加强元件。传感器装置200允许一个或多个传感器极为贴近胎圈部分56附近的内表面76放置，这对适当测试可能是必要的，并且还因允许通过轮胎50的单次旋转实现完整检查而加快测试。

另外，尽管在包含胎圈72、主体帘布层54及可围绕胎圈72缠绕的主体帘布层54的卷边78的胎圈部分56处存在大量的含铁组件(如图9中所示)，但由于磁体阵列相对于传感器的唯一定位，本发明将产生可用于检测胎圈部分56附近的含铁加强元件的损坏的磁通量场。同时，传感器将不会出现可妨碍轮胎检查的准确度的磁通量过饱和。

现参看图9、10、11、12和13，传感器装置200包含可由整体地形成或附接的一个或多个部分构成的主体202。主体202包含界定最外检查表面208的平台206(图10)。如本文所使用，“最外”意指检查表面208是主体202最接近轮胎50的内表面76的被检查的那部分的部分。最外检查表面208具有如沿着一个侧面(图9和12)观察略微凹入以便促进其邻近于内表面76定位的轮廓。最外检查表面208沿着周向方向C略微弯曲(图10)。

如图11中所示，传感器装置200包含贴近最外检查表面208定位的传感器阵列212。对于这个示例性实施例，传感器阵列212包含定位在紧接着最外检查表面208的下方或后方定位的传感器支撑表面220上的传感器214的多个邻近行213、215。第一行213中的传感器214沿着第一轴线F1线性地彼此邻近布置，而第二行215中的传感器214沿着第二轴线F2线性地彼此邻近布置。如同先前实施例，第一轴线F1与F2可彼此平行或定位成非零角度α。每个行213和215还包含沿着纵向方向L与第二相对端218分开的第一相对端216。对于这个示例性实施例，行213和215在传感器装置200的中心线周围等间隔，如图11所示。

对于这个示例性实施例，传感器214被配置为霍耳效应传感器以检测磁通量并且可提供指示磁通量的存在(包含磁通量密度的改变)的信号。虽然可取决于传感器阵列212所要的检测长度而使用任何数目的霍耳效应传感器，但在本发明的一个示例性实施例中，每个行213和215中有总计16个霍耳效应传感器，共计32个霍耳效应传感器。也可使用其它配置。

现参看图9、12和13，传感器装置200还包含至少一个磁体阵列222。对于这个示例性实施例，磁体阵列222布置在主体202上以使得外检查表面208和传感器阵列212比磁体阵列222更接近内表面76。在一些实施例中，磁体阵列222布置在主体202上，使得当传感器装置200经定位用于轮胎检查时，外检查表面208和传感器阵列212在磁体阵列222的至少一部分与轮胎50之间，如图9所示。在本发明的其它实施例中，可使用多于一个磁体阵列。作为实例，磁体阵列可沿着周向方向C彼此邻近布置。

磁体阵列222包含具有第一端226和第二端228的多个磁体224(图12)。多个磁体224以交替的极性依序布置，如图13所示。如本文所使用，“以交替的极性依序布置”意指邻近磁体224以异性极面向彼此定向，例如，N-S/N-S/N-S或S-N/S-N/S-N。

多个磁体224中的至少一部分布置成圆弧。对于这个示例性实施例，多个磁体224沿着弧各自接触且定义中心轴线CA_PM(图14)。在本实施例中，中心轴线CA_PM处于与纵向方向L和定位在传感器阵列112的行213与215之间的中心线C/L相同的平面(轮胎50的子午面)。

圆弧具有半径R和圆心角α。当传感器装置200经定位用于轮胎检查时，半径R从胎圈72开始并且扫过圆心角α，其在60度到90度的范围中，或60度≤α≤90度。将多个磁体224的至少一部分布置成圆弧确保此类磁体224至少部分地包围胎圈部分72。对于图10到14中所示的示例性实施例，圆心角α约为60度。

继续参见图12和13，磁体阵列222还包含具有第一端232、第二端234并且还界定中心轴线CA_TM的终端磁体230。如所示出，第一端232径向朝向第二端234的内部定位。第二端234沿着纵向方向L从传感器阵列212的第二端218移置预定距离E。更确切地说，预定距离E表示终端磁体230的第二端234与传感器阵列212的第二相对端218之间的距离。第二端234的这种移置确保传感器阵列212的多个传感器214不会出现磁通量过饱和，所述磁通量过饱和可能在轮胎检查期间干扰对邻近于最外检查表面208定位主体帘布层54中的加强件部分的损坏的适当检测。在一个示例性实施例中，预定距离E为约10mm到约15mm。在另一示例性实施例中，预定距离E约为13mm。终端磁体230的极性也相对于多个磁体224而以交替的极性依序布置。

传感器装置200包含具有第一端238和第二端240的连接条236。连接条236可由例如钢等含铁金属构成，并且用于帮助分散由多个磁体224和终端磁体130产生的磁通量。连接条236在多个磁体224的第二端228与终端磁体230的第一端232之间延伸。

在一个示例性实施例中，连接条236在第一端238处具有基本上等于多个磁体224的第二端228的横截面积的横截面积(在垂直于轮胎50的子午面的平面中)。类似地，连接条236具有在第二端238处基本上等于终端磁体230的第一端232的横截面积的横截面积。

在本发明的替代实施例中，可通过延长多个磁体224替换连接条236。更确切地说，对于这个替代性实施例，多个磁体224可沿着纵向方向L线性地延长并且接触(或接近于)终端磁体230的第一端232。多个磁体224的延长可通过以交替的极性依序布置的多个磁体或通过具有与连接条234相当的长度的单个磁体来完成。无论如何，此类多个磁体或单个磁体将以交替的极性依序布置在圆弧状的磁体224与终端磁体230之间。另外，虽然示出为单个磁体，但终端磁体230可在第二端234如已描述的移置预定距离E的条件下为按交替的极性依序布置的多个磁体。

图14到18说明本发明的传感器装置300的另一示例性实施例，其中使用相同或类似的参考数字指示与已经针对图9到13的示例性实施例所描述的相同或类似的特征。在图14到18的示例性实施例中，传感器装置300包含具有第一臂部分301和第二臂部分303的传感器主体302(图15和17)，所述第一臂部分和第二臂部分相对于彼此形成锐角。第一臂部分301支撑传感器阵列312和磁体阵列322。另外，对于这个示例性实施例，磁体阵列322包含由第二臂部分303支撑的补充磁体342。

补充磁体342具有中心轴线CA_SM(图17)其沿着轴向方向A延伸。对于这个示例性实施例，中心轴线CA_SM排在与中心轴线CA_PM和中心轴线CA_TM相同的平面内。此平面在传感器装置300经适当地定位以用于轮胎检查时也应与轮胎50的子午面共面。应理解，在其它示例性实施例中，三个中心轴线CA_SM、CA_PM和中心轴线CA_TM可能不排在相同的平面中。

如所示出，补充磁体342具有沿着CA_SM由第二端346纵向分隔开的第一端344。当传感器装置300处于轮胎检查的位置时，补充磁体342的第一端344和多个磁体124的第一端径向朝向胎圈部分52的内部定位(如图14和18中所示)。另外，补充磁体342的第一端344具有与多个磁体324的第一端326的极性相同的极性。对于这个示例性实施例，第一端326与第一端344分隔开预定距离D(图17)。在一个实施例中，预定距离D在5mm到15mm的范围中。在另一实施例中，预定距离D为约10mm。虽然示出为单个磁体，但在第一端344如已描述的移置预定距离D的条件下，补充磁体342可为按交替的极性依序布置的多个磁体。

图14到18的示例性实施例包含在最外检查表面308中包围传感器阵列312的孔口348。传感器支撑表面320相对于最外检查表面略微凹入以便在轮胎检查期间保护传感器阵列312。也可使用其它配置。

参看图15和16，传感器装置300包含贴近最外检查表面308定位的传感器阵列312。对于这个示例性实施例，传感器阵列312包含定位在紧接着最外检查表面308的下方或后方定位的传感器支撑表面320上的传感器314的多个邻近行313、315。第一行313中的传感器314沿着第一轴线F1线性地彼此邻近布置，而第二行315中的的传感器314沿着第二轴线F2线性地彼此邻近布置。如同先前实施例，第一轴线F1与F2可彼此平行或定位成非零角度α。每个行313和315还包含沿着纵向方向L与第二相对端318分开的第一相对端316。对于这个示例性实施例，行213和215在传感器装置300的中心线周围等间隔。

图18提供使用传感器装置300以检查轮胎50的实例。更确切地说，图18示出由磁体阵列322产生的代表性磁通量场Z1和Z2。如所示出，场Z1沿着侧壁58的胎肩区域产生，而场Z2围绕胎圈部分56产生。重要的是，磁通量不使传感器阵列312过饱和，所述过饱和会妨碍对所关注区域中的主体帘布层54的加强件中的断裂的准确检测。同时，尽管在胎圈部分72中存在大量的含铁材料，但可提供足够磁通量以用于检测。

对于上述传感器装置100、200和300的每个实施例，沿着偏移预定距离h的至少两个邻近行线性地布置传感器116(参看图3、8、11和16)。所述行经布置使得传感器装置100、200或300一旦抵着轮胎定位，所述装置在轮胎的内表面52上的移动将使所测量的轮胎的部分依序经过每行传感器。

图1到6的示例性实施例100现将用于描述本发明的操作的示例性方法。如所述领域中的一般技术人员应理解，使用本文所揭示的教示，也可使用适用于传感器设备200和300的操作的类似方法和其它方法。

旋转轮胎50经过如图1中所示定位在胎肩部分66处的传感器装置100将使胎肩部分66中的主体帘布层54的金属加强件中的断裂经过每行传感器150和152。图描绘具有断裂96的主体帘布层54的含铁加强件98。期望在轮胎50的检查期间检测断裂96的存在和位置。因此，例如先前在图1中所描绘，传感器装置100定位在轮胎50的内表面52附近。如箭头F所示，使传感器装置100经过内表面52。移动方向F是距离h在传感器行150与152之间延伸的相同方向。此类移动可通过(例如)沿着轮胎50的周向方向C旋转轮胎经过静止传感器装置100或通过使静止传感器装置100移动经过轮胎50来完成。取决于内表面52的不规则性和其它方面，此类移动可能震动或振动传感器装置100。

在此类移动期间，每行传感器150和152随着时间推移产生一系列信号S₁₅₀和S₁₅₂，如图20中示意性地描绘。举例来说，行150在时间t₁、t₂和t₃产生信号，而行152在时间t₁、t₂和t₄产生信号。这些信号S₁₅₀和S₁₅₂可分别为(例如)来自行150和152中的传感器116的电压输出V。也可提供其它类型的输出。图20中的信号输出的表示仅作为实例提供。

因为传感器装置100的纵向方向L平行于轮胎的径向方向R，所以断裂96将在不同时间(而非同时)经过每个行150和152。举例来说，断裂96将首先由行150中的传感器116a检测到，且接着由行152中的传感器116b检测到。每个行中的其它邻近传感器116也可帮助检测断裂96。断裂通过每个行150和随后行152所需的时间间隔的量值(在本文中称为预定时间段Δt)将取决于(例如)轮胎移动经过传感器116的相对速度、行150与152之间的距离h、用于传感器116的采样速率和/或其它因素。举例来说，预定时间段的量值Δt可与距离h的量值成比例。无论如何，预定轮胎时段Δt可通过实验或模型化容易地确定，且接着如本文所描述的用以补偿由(例如)传感器装置100的振动产生的不指示断裂的信号。

作为实例，在图20中，在轮胎检查期间，传感器行150产生包含在时间t₁和t₂的信号的一系列信号S₁₅₀。在相同的轮胎检查期间，传感器行152产生也包含在时间t₁和t₂的信号的一系列信号S₁₅₂。换句话说，传感器行150和152同时产生在时间t₁和t₂的信号。因为这些信号发生在相同的时间(即t1和t2)，所以这些信号可由于未指示主体帘布层54的轮胎加强件中的至少一个断裂而被拒绝或忽略。实情为，t₁和t₂处的信号由传感器装置100的振动或震动所产生。另外，来自传感器行150和152的t₁和t₂处的信号的量值相同或类似，这进一步确认这些信号应因未指示主体帘布层54的轮胎加强件中的至少一个断裂而被拒绝。

然而，传感器行150还在时间t₃产生信号，且传感器行152在时间t₄产生信号。时间t₄在时间t₃之后发生，并且更重要的是，在t₃之后相隔预定时间段Δt的量发生。由此，在时间t₃和t₄的信号可确定为指示主体帘布层54的加强件中的至少一个断裂。另外，t₃和t₄处来自传感器行150和152的信号的量值相同或类似，这进一步确认这些信号应接受为指示主体帘布层54的轮胎加强件中的至少一个断裂。

也可使用分析信号以确定哪些指示断裂与哪些应因指示(例如)振动而被拒绝的其它方法。分析来自两行传感器的信号的一个示例性方法包含打开窗口或时间偏移以检测两个系列的信号之间的类似形状和斜率。举例来说，假定将采样速率800赫兹用于每行中的传感器116，轮胎50的转速产生每旋转度大致25到36个样本计数。在这些采样速率下，时间上的偏移对于两行传感器之间的每偏移度将大致为30到50毫秒(其中偏移度是指在移动步骤期间沿着内表面相对于传感器移动的方向延伸的距离)。这在两行传感器分开6度的情况下将转变为180到300毫秒，以此类推。同样，此时间上的偏移取决于轮胎与传感器之间的关系速度以及采样速率。

分析来自不同行的传感器(例如，150和152)的系列信号的另一示例性方法比较所述信号且接着使用“且”类型功能分析。如果首行(图19的实例中的行150)指示信号的快速改变“且”随后行(图19的实例中的行152)也指示类似改变，这就归因于传感器装置的机械搅动。如果首行指示快速改变“且”随后行没遇到相同的改变，这则将指示加强件中的异常或断裂。

在分析两个信号的又一示例性方法中，在轮胎中相同径向位置处的两个传感器之间执行差分分析。当机械搅动发生时，两个信号之间的差分将不改变。当首个传感器在其接近异常或断裂而改变时，两个信号之间将发生差分。

所有先前描述的示例性方法都可实时执行。替代地，可在检查之后的一定时间存储和分析信号(例如，S₁₅₀和S₁₅₂)。

分析偏移信号的另一方法可以是在采集来自所述检查的数据之后偏移第二行信号。接着将知道样本计数的总数目，且接着在知道采样速率和传感器间距后可将第二行信号在时间上移位计算的量。信号可接着针对类似改变(例如类似电压改变)而彼此相比。

其它方法可用于产生每轮胎恒定数目的样本计数，其可产生两行传感器之间恒定数目的样本点。作为实例，轮胎可通过胎圈而非外部胎面来转动，且使用来自胎圈辊的位置反馈，可调整转速或采样速率以实现针对每个测试的恒定数目的样本。同样还可使用其它方法。

虽然已相对于具体示例性实施例和其方法详细地描述本发明主题，但应了解，所属领域的技术人员在理解前述内容之后可以容易地对此类实施例进行更改、变化和产生等效物。因此，本发明的范围是作为实例而非作为限制，并且本发明并不排除包含对本发明主题的修改、变化和/或添加，此类修改、变化和/或添加对于使用本文所揭示的教示的所属领域的一般技术人员将显而易见。

Claims (20)

1.一种用于轮胎检查的传感器装置，其可沿着轮胎的内表面以可移动方式定位，所述轮胎界定径向、轴向和周向方向，所述装置包括：

主体，其包括经配置以沿着所述轮胎的所述内表面放置的最外检查表面；

孔口，其由所述最外检查表面界定；以及

多个传感器，其定位在由所述最外检查表面界定的所述孔口内，所述多个传感器沿着彼此邻近的多个行线性地布置。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述多个传感器行包括：

第一行，其沿着第一轴线线性地布置；以及

第二行，其沿着第二轴线线性地布置；

其中所述第一轴线与所述第二轴线彼此平行。

3.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述多个传感器行包括：

第一行，其沿着第一轴线线性地布置；以及

第二行，其沿着第二轴线线性地布置；

其中所述第一轴线与所述第二轴线彼此形成约5度或更小的非零角度。

4.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述多个传感器行包括用于测量磁通量的变化的霍耳效应传感器。

5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中每个传感器行包括以约2.5mm的间隔定位的三十二个霍耳效应传感器。

6.根据权利要求4所述的传感器装置，其进一步包括至少一个磁体，所述至少一个磁体邻近所述霍耳效应传感器行定位并且由所述主体支撑。

7.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述最外检查表面具有带有曲率半径的圆弧轮廓，所述圆弧在沿着所述内表面定位时与所述轮胎的所述周向方向正交，且其中所述曲率半径在50mm到70mm的范围中。

8.根据权利要求7所述的传感器装置，其中所述曲率半径为约52mm。

9.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述曲率半径为约74mm。

10.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述主体界定在沿着所述内表面定位时与所述轮胎的所述周向方向正交地延伸的纵向方向，其中所述孔口在所述最外检查表面的第一端与第二端之间纵向延伸。

11.根据权利要求1所述的传感器装置，其进一步包括接收于由所述主体界定的隔室内的磁体。

12.根据权利要求11所述的传感器装置，其中所述磁体沿着平行于与所述圆的所述弧的中心相切的线的方向线性地延伸，所述圆的所述弧界定所述最外检查表面的所述轮廓。

13.根据权利要求1所述的传感器装置，其进一步包括盖，所述盖接收于所述主体检查表面的所述孔口处、定位在所述多个传感器上且经配置以在轮胎检查期间保护所述传感器。

14.根据权利要求1所述的传感器装置，其中每个传感器行具有沿着纵向方向彼此移置开的相对端，且其中所述传感器装置进一步包括：

磁体阵列，其布置在所述主体上，使得所述外检查表面和传感器在所述传感器装置经定位以用于轮胎检查时位于所述磁体阵列的至少一部分与所述轮胎之间，所述磁体阵列包括：

多个磁体，其具有第一端和第二端，其中所述多个磁体的至少一部分布置成圆弧且经配置以部分围绕所述轮胎的所述胎圈部分，所述圆的所述弧具有圆心角α，其中60度≤α≤90度；以及

终端磁体，其具有沿着所述纵向方向移置超出所述传感器的所述相对端中的一者的至少一个端。

15.根据权利要求14所述的传感器装置，其中所述磁体阵列进一步包括由所述主体支撑且具有第一端和第二端的补充磁体，其中所述补充磁体和所述多个磁体的所述第一端在所述传感器装置经定位用于检查所述轮胎时径向朝向所述胎圈部分的内部定位，且其中所述补充磁体的所述第一端和所述多个磁体的所述第一端极性相同。

16.根据权利要求15所述的传感器装置，其中所述多个磁体的所述第一端与所述补充磁体的所述第一端彼此分隔开预定距离。

17.根据权利要求14所述的传感器装置，其中所述多个磁体以交替的极性依序布置。

18.根据权利要求14所述的传感器装置，其中所述多个磁体沿着所述圆的所述弧彼此接触。

19.根据权利要求14所述的传感器装置，其进一步包括在所述多个磁体的所述第二端与所述终端磁体之间延伸的连接条，所述连接条包括含铁金属。

20.根据权利要求19所述的传感器装置，其中所述连接条沿着一端具有基本上等于所述多个磁体的所述第二端的横截面积和所述终端磁体的端的横截面积的横截面积。