CN108226231A - 缺陷评估系统 - Google Patents

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彭雍森
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Abstract

本发明提供一种缺陷评估系统，用于监控一载具的受损状况。本发明缺陷评估系统包含传感电路、检测模块及警示模块。传感电路设置于载具上。检测模块连接传感电路的两端，用以输出一脉冲信号至传感电路，并接收传感电路所回传的一回传信号。警示模块耦接检测模块，警示模块根据回传信号产生关于载具受损状况的一警示讯息。相较于已知技术，本发明使用可挠曲的传感电路不仅可降低载具几何外形及空间上的限制，亦可减少人力及物力上的需求。

Description

缺陷评估系统
技术领域
本发明系关于一种缺陷评估系统，更明确地说，系关于一种利用脉冲信号监控载具受损状况的一种缺陷评估系统。
背景技术
随着行车安全的意识提升，驾驶员越来越重视所驾驶的车体状况。由传统的肉眼检视演化到后来的自动检测系统，所述的车体状况不外乎是针对车体的结构形状进行检查。
然而，有些结构上的异常并不易从外观上来判断。例如，载具行进时被飞起的小石头击中导致板金掉漆、或变形车架的外层包裹有软性塑料壳。上述的事例在维修检测时往往需要将外部钣件卸下或是依靠人工细微查看才可得知，不仅费时又费工。
而现有的车载诊断系统(On-Board Diagnostic，OBD)系针对车辆的主要系统(如:煞车系统、排气系统、变速箱)做状态监控，同时在OBD系统中又常使用电容式感测器进行结构变形的检测。当电容式感测器受到一外力时，感测器内的两电极板间即产生距离改变，进而导致电容值发生变化。电容式感测器系根据此电容值的变化产生警示信号。
然而，电容式感应器的结构中至少需具备两相距一间距的平行电极，亦即代表着电容式感测器具有一定的厚度。同时，由于电容式感测器需透过位移变化量来产生警示信号，对于所贴附的车体外观亦不可有过大的曲率。这种利用压力感测来检测车体是否受到外力或产生形变的方式，将会限制所欲检测的部位外观及位置。因此，已知技术并无法有效的监控堆迭较密集的内部构装部件，对于较大面积的监控部件亦会产生安装不易及成本过高的问题。
由此可知，上述的习知技术仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。有鉴于此，本发明将提出一种不会限制载具待测物件的几何外观、位置及范围，同时又可有效降低成本的缺陷评估系统。
发明内容
因此，本发明的一范畴在于提供一种缺陷评估系统，用以监控一载具的受损状况。根据一具体实施例，本发明的缺陷评估系统包含有传感电路、检测模块及警示模块。传感电路设置于载具上。检测模块连接于传感电路的两端，用以输出一脉冲信号至传感电路，并接收传感电路所回传的一回传信号。警示模块耦接检测模块，警示模块根据回传信号产生一警示讯息。
根据另一具体实施例，所述的载具具有多个部件，缺陷评估系统另包含有多个传感电路，分别设置于对应的部件上。
根据另一具体实施例，警示模块根据回传信号的一电阻值判断载具的缺陷程度。
进一步地，警示模块预存有多个电阻值区间，警示模块藉由比对回传信号的电阻值与预存的这些电阻值区间判断载具的缺陷程度。
根据另一具体实施例，检测模块输出脉冲信号至检测模块接收回传信号间具有一时间差，警示模块根据上述的时间差产生所述的警示讯息。
根据另一具体实施例，警示模块系根据脉冲信号与回传信号间的波形变化产生上述的警示讯息。
根据另一具体实施例，上述的警示模块另存有一电路配置图，该电路配置图为传感电路设置于载具上的位置配置图，警示模块可根据回传信号与电路配置图推算出所述载具的缺陷位置。
根据另一具体实施例，本发明缺陷评估系统另包含有耦接于警示模块的一温度测量模块，温度测量模块用以测量传感电路的温度，警示模块系根据上述回传信号与所测量的温度产生上述的警示讯息。
根据另一具体实施例，上述检测模块可根据警示讯息调制输出次一脉冲信号的波形及输出时间。
根据另一具体实施例，缺陷评估系统另包含有一记录模块，用以记录所产生的脉冲信号、回传信号或警示讯息。
综上所述，本发明缺陷评估系统利用检测模块产生一脉冲信号予传感电路，而后藉由传感电路所回传的回传信号以判断载具部件的受损状况。相较于已知技术，本发明藉由使用传感电路以降低载具几何外形的限制。同时因传感电路可有效贴合于不同的几何外形上，因此提高了受损状况的检测灵敏度。更进一步地，由于本发明使用脉冲信号以判断载具受损状况，所使用的元件需求较低，因此可有效降低人力与物力上的花费。
附图说明
图1绘示了本发明的缺陷评估系统的一具体实施例的示意图。
图2绘示了本发明的缺陷评估系统的一具体实施例的功能方块图。
图3绘示了本发明的缺陷评估系统的一具体实施例的损坏程度对照表示意图。
图4绘示了本发明的缺陷评估系统的一具体实施例的传感电路正常状态时的示意图。
图5示了图4的传感电路中不同时刻的波形状态图。
图6绘示了本发明的缺陷评估系统的一具体实施例的传感电路开路状态时的示意图。
图7绘示了图6的传感电路中不同时刻的波形状态图。
图8绘示了本发明的缺陷评估系统的一具体实施例的传感电路受损状态时的示意图。
图9绘示了图8的传感电路中不同时刻的波形状态图。
图10绘示了本发明的缺陷评估系统的另一具体实施例的示意图。
符号说明
1：缺陷评估系统
12：传感电路
14：检测模块
16：警示模块
18：显示模块
19：温度测量模块
A、B、C、D：位置
t11～t14、t21～t24、t31～t34：时刻
S1：脉冲信号
S2：回传信号
具体实施方式
为了让本发明的优点，精神与特征可以更容易且明确地了解，后续将以实施例并参照附图进行详述与讨论。值得注意的是，这些实施例仅为本发明代表性的实施例，其中所举例的特定方法，装置，条件，材质等并非用以限定本发明或对应的实施例。
请参阅图1及图2。图1绘示了本发明的缺陷评估系统1的一具体实施例的示意图。图2绘示了本发明的缺陷评估系统1的一具体实施例的功能方块图。根据一具体实施例，本发明的缺陷评估系统1包含有传感电路12、检测模块14及警示模块16。传感电路12设置于载具2上。检测模块14连接于传感电路12的两端，用以输出一脉冲信号S1至传感电路12，并接收传感电路12所回传的一回传信号S2。警示模块16耦接检测模块14，警示模块16根据回传信号S-2产生一警示讯息。
于实际应用中，载具2可能具有多个部件，所述的传感电路12可遍布于这些部件上，以形成一与检测模块14连接的回路。而于另一实施例中，缺陷评估系统1包含有多个传感电路12，分别设置于对应的部件上，此时每一待检测的部件上可均设有一对应的传感电路12。其中，这些传感电路12可由同一检测模块14所连接，而检测模块14根据需求选择性输出一脉冲信号S1至指定的传感电路12。于另一实施例中，这些传感电路12分别连接有专属的一检测模块14，以降低检测模块14的功能需求及传感电路12的路径限制。
于实际应用中，检测模块14与警示模块16可以透过有线连接方式进行沟通，亦可透过无线方式进行连接。而所述的载具2可以为汽车、摩托车、脚踏车、无人机等。所述之部件可以为引擎盖、后车厢盖、引擎外壳、底盘骨架等。
由于回传信号S2应具有与脉冲信号S1相似的波形，因此可藉由回传信号S2换算出所流经的传感电路12的电阻值大小。于一实施例中，缺陷评估系统1可预存有一正常电阻值，该正常电组值为回传信号S2流经正常状态时的传感电路12的电阻值。因此当回传信号S2中的电阻值与正常电阻值间的差值超过一误差容许范围时，即代表着设置该传感电路12的载具部件可能发生撞击变形、刮擦磨损、疲劳弯曲等异常状态。此时警示模块16即发出警示讯息通知使用者此载具部件发生异常。
其中，上述的正常电阻值可预存于警示模块16中，警示模块16藉由比对所储存的正常电阻值及回传信号S2中的电阻值差异以判断该传感电路12是否发生异常。然而，由于每个传感电路12的路径长度及蜿蜒程度可能不同，因此造成每一传感电路12的正常电阻值也不同。故在另一实施例中，正常电阻值由传感电路12所连接的检测模块14所预存，藉以省略每一正常电阻值配对对应的传感电路12的步骤。
再者，警示模块16可根据回传信号S2的电阻值与正常电阻值的变化量大小以判断该传感电路12的缺陷程度，例如：相差2欧姆时为轻度受损，而相差10欧姆以上时为严重受损。而于另一实施例中，警示模块16根据回传信号S2的电阻值与正常电阻值的变化率判断传感电路12的缺陷程度，如：3％为正常状况，15％为轻度受损，而70％以上为高度危险。而于再一实施例中，缺陷评估系统1不需存有正常电阻值，警示模块16系直接将回传信号S2的电阻值与预设的警戒电阻值相比以判断缺陷程度，如：当回传信号S2的电阻值为10欧姆以下时为正常状态；而当回传信号S2的电阻值达30欧姆以上时，该传感电路12为严重损毁状态。
上述的回传信号S2内的电阻值可以由检测模块14或警示模块16进行换算。然不以此为限，亦可于检测模块14或警示模块16上加装一换算模块，用以接收回传信号S2并换算其电阻值。同时，电阻值的比对亦可以于检测模块14或警示模块16上进行，或透过一比对模块进行比对。
请参阅图3。图3绘示了本发明的缺陷评估系统1的一具体实施例的损坏程度对照表示意图。进一步地，警示模块16可预存有一损坏程度对照表，其储存有多个电阻值区间。警示模块16藉由比对回传信号S2的电阻值与预存的这些电阻值区间以判断该载具部件的缺陷程度。此外，所述的这些电阻值区间可分别针对对应的传感电路12进行调整，亦即警示模块16可预存有多个损坏程度对照表，例如：引擎外壳可容许的损坏程度较低，所以设于引擎外壳上的传感电路12需使用电阻值区间范围较小的损坏程度对照表；后车厢盖可容许的损坏程度较高，设于后车厢盖的传感电路12可使用电阻值区间范围较大的损坏程度对照表。再者，所述之电阻值区间可以为电阻值读值区间、电阻值变化量区间或电阻值变化率区间。
由于检测模块14输出脉冲信号S1予传感电路12到检测模块14接收到由传感电路12所回传的回传信号S2间具有一时间差，因此亦可藉由此时间差判断该传感电路12是否发生异常。于另一实施例中，该时间差亦可推算出传感电路12中的异常位置。
请参阅图4及图5。图4绘示了本发明的缺陷评估系统1的一具体实施例的传感电路12正常状态时的示意图。图5绘示了图4的传感电路12中不同时刻的波形状态图。正常状态时，当检测模块14发送一脉冲信号S1至传感电路12时，脉冲波在t11～t14时刻间会在传感电路12中以ABCD的传递顺序移动，而后传感电路12传回一回传信号S2给检测模块14。上述动作所花费的时间即为正常状态下的时间差。因此当检测模块14发送脉冲信号S1到接收回传信号S2所耗费的时间差与正常状态下的时间差不吻合时，即可判断该传感电路12发生异常。而于一实施例中，可由异常的时间差大小判断传感电路12的受损程度。
请参阅图6及图7。图6绘示了本发明的缺陷评估系统1的一具体实施例的传感电路12开路状态时的示意图。图7绘示了图6的传感电路12中不同时刻的波形状态图。于此实施例中，由于传感电路12中BC线段间产生断路，此开路状态又可视为于BC线段间的电阻值趋近无限大，使得此脉冲波无法由B点传递至C点，故在t23时刻时以反射波形式返回A点。因此当检测模块14接收到由A点回传的回传信号S2时，即可判断出该传感电路12的电阻值发生异常。而于另一实施例中，发送脉冲信号S1至接收回传信号S2的时间差亦可用于判别传感电路12中电阻值异常的异常位置。
请参阅图8及图9。图8绘示了本发明的缺陷评估系统1的一具体实施例的传感电路12受损状态时的示意图。图9绘示了图8的传感电路12中不同时刻的波形状态图。实际应用中，由于传感电路12可能因载具2变形而产生部分位置的电阻升高，但又不致于使该位置的电阻趋近无限大，因此当脉冲波碰到该阻抗不连续的位置时，即可能分裂成两脉冲波。一脉冲波仍沿着C点到D点方向传回检测模块14，而另一脉冲波则反射回A点。此时缺陷评估系统1可根据不同的需求抓取所需的回传信号S2，如：可藉由A点所回传的回传信号S2测量受损位置，或藉由D点所回传的回传信号S2判断受损程度。而于另一实施例中，传感电路12亦可能为短路状态，其测量方式与上述相似，在此不再赘述。
请再次参阅图4～图9，由于正常状态时传感电路12内的电阻变化趋近于零，因此脉冲波的波形几乎不会改变，故可藉由比对正常状态时的脉冲波与回传信号S2的波形变化以判断该传感电路12的受损状况。所述的比对方式可以透过时域反射法(Time-DomainReflectometry，TDR)、时域透射法(Time-Domain Transmissometry，TDT)、电流脉冲定位法或任何可藉由脉冲波判断传感电路12的异常程度、异常位置或/及异常范围的方法。同时波形的比对亦可以于检测模块14或警示模块16上进行，或额外透过一比对模块进行波形比对。其中，警示模块16可根据上述的时间差或波形变化的比对结果产生对应的警示讯息以通知使用者不同的异常状况。
此外，上述的警示模块16另存有一电路配置图，该电路配置图为传感电路12设置于载具2上的位置配置图。由于上述方法可判断出传感电路12的异常位置，因此警示模块16即可根据传感电路12的异常位置与电路配置图推算出所述载具2的缺陷位置。此时，警示讯息即为载具2的受损状况。
请参阅图10。图10绘示了本发明的缺陷评估系统1的另一具体实施例的示意图。本发明缺陷评估系统1可另包含有耦接于警示模块16的一显示模块18，显示模块18可显示异常的传感电路12位置，或直接显示经警示模块16处理过后的载具2受损状况，如：载具受损方式、载具受损程度或载具受损位置及范围等。同时显示模块18的表现方式可以为数值变化、颜色变化、线条粗细程度或等压线图等方式呈现。其中，所述的显示模块18可以透过直接连接或无线连接的方式与警示模块16连接。再者，所述的显示模块18可以为手持装置(如：手机、PDA、导航设备等)、行车显示屏幕、行车控制面板或任何可产生影像的装置。更进一步地，警示模块16亦可与一蜂鸣器做连接，当缺陷评估系统1检测到载具2发生异常时，通知蜂鸣器发出警报声响。
于实际应用中，由于温度会影响到脉冲波于传感电路12上的移动速率及传感电路12的电阻值，因此可测量传感电路12的温度以提高缺陷评估系统1的监控精准度。即本发明缺陷评估系统1可另包含有耦接于警示模块16的一温度测量模块19，用以测量传感电路12的温度。警示模块16根据上述回传信号S2与所测量的温度产生警示讯息。
此外，缺陷评估系统1可另包含有一记录模块，用以记录所产生的脉冲信号S1、回传信号S2或警示讯息。进一步地，记录模块可同时记录上述产生资讯的时间。再者，记录模块可再结合定位系统，藉以纪录发生异常时的地理位置。
由于传感电路12发生异常时往往会同时发生回传信号S2的电阻值改变、时间差改变及波形改变，因此于平时监控时可仅监控上述之一者即可。于一实施例中，缺陷评估系统1于平时仅监控回传信号S2的电阻值是否有异常。当发现电阻值异常时，缺陷评估系统1可由记录模块中取得并分析异常的回传信号S2的回传时间差及波形变化以判断异常位置及缺陷程度。于另一实施例中，当发现电阻值异常时，检测模块14可随即再发送另一脉冲信号至该传感电路中，而后再分析该脉冲信号所回传的时间差及波形变化以判断异常位置及缺陷程度。更进一步地，上述的检测模块14可根据警示讯息调制输出次一脉冲信号的波形及输出时间，如：次一脉冲信号的频率及振幅强度、次一脉冲信号的形状(如：正弦波、方波、三角波、锯齿波)，以及次一脉冲信号的输出时间等。于一实施例中，检测模块14亦可根据警示讯息变换脉冲信号的输出方向。
由于设置于载具2上的传感电路12仅需传递电子信号，并不会限制待检测物件的几何外观，因此可设置于如汽车板金外表面或封装于板金结构中。于一实施例中，当传感电路12设置于载具车架上时，本发明缺陷评估系统1即可评估载具车架是否产生弯曲变形。进一步地，由于传感电路12仅需设置于待测物件上并与检测模块14连接，传感电路12不需事先设置于待测物上。故于一实施例中，检测模块14及警示模块16可先装设于载具2上，而后利用材料涂布方式(如：银漆笔涂布)将传感电路12画在欲监控区域上。此种不受限于装设时间、待侧物几何外观与大小的装配方式，可有效降低装配需求及提高检测灵敏度。此外，传感电路12可再透过保护材料进行外部保护，对于装置元件的使用寿命将有更进一步的提升。
综上所述，本发明缺陷评估系统利用检测模块产生一脉冲信号予传感电路，而后藉由传感电路所回传的回传信号以判断载具部件的受损状况。相较于已知技术，本发明藉由使用传感电路以降低载具几何外形的限制。同时因传感电路可有效贴合于不同的几何外形上，因此提高了受损状况的检测灵敏度。更进一步地，由于本发明使用脉冲信号以判断载具受损状况，所使用的元件需求较低，因此可有效降低人力与物力上的花费。
藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本发明所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (11)

1.一种缺陷评估系统，用于监控一载具之受损状况，该缺陷评估系统包含：
一传感电路，设置于该载具上；
一检测模块，连接该传感电路之两端，用以输出一脉冲信号至该传感电路，并接收该传感电路所回传的一回传信号；以及
一警示模块，耦接该检测模块，该警示模块根据该回传信号产生一警示讯息。
2.如权利要求1所述的缺陷评估系统，其特征在于，该警示模块另存有一电路配置图，该电路配置图为该传感电路设置于该载具上的位置配置图，该警示模块根据该回传信号与该电路配置图推算该载具的缺陷位置。
3.如权利要求1所述的缺陷评估系统，其特征在于，该警示模块根据该脉冲信号与该回传信号的波形变化产生该警示讯息。
4.如权利要求1所述的缺陷评估系统，其特征在于，该警示模块根据该回传信号的一电阻值判断该载具的缺陷程度。
5.如权利要求4所述的缺陷评估系统，其特征在于，该警示模块预存有多个电阻值区间，该警示模块藉由比对该电阻值与这些电阻值区间判断该载具的缺陷程度。
6.如权利要求1所述的缺陷评估系统，其特征在于，该检测模块输出该脉冲信号至该检测模块接收该回传信号间具有一时间差，该警示模块根据该时间差产生该警示讯息。
7.如权利要求1所述的缺陷评估系统，其特征在于，另包含有一温度测量模块，耦接该警示模块，用以测量该传感电路r一温度。
8.如权利要求7所述的缺陷评估系统，其特征在于，该警示模块根据该回传信号及该温度产生该警示讯息。
9.如权利要求1所述的缺陷评估系统，其特征在于，该载具具有多个部件，该缺陷评估系统包含有多个传感电路，分别设置于对应的这些部件上。
10.如权利要求1所述的缺陷评估系统，其特征在于，该检测模块根据该警示讯息调制输出次一脉冲信号的波形及输出时间。
11.如权利要求1所述的缺陷评估系统，其特征在于，另包含有一记录模块，用以记录该脉冲信号、该回传信号或该警示讯息。
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