CN109115890A - 改善的便携式相控阵测试仪器 - Google Patents

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Abstract

公开了便携式超声相控阵测试仪器的发明特征。该仪器具有电池架，该电池架能够被重新目的化以作为对电子部件进行测试和重新编程的重新编程模块的主体。

Description

改善的便携式相控阵测试仪器
相关申请的引用
本申请要求2017年6月22日递交的、标题为改善的便携式相控阵测试仪器的、序列号为62523339的美国临时专利申请的权益和优先权，通过引用将其全部公开内容并入本文。
技术领域
本发明涉及超声无损测试和检测(NDT/NDI)，特别地，本发明涉及用于控制一个或多个超声相控阵探针的操作的便携式相控阵测试仪器。
背景技术
相控阵测试仪器通常包含可能要求重新编程以升级固件或者可能要求测试以在仪器维护期间隔离故障或错误条件的电子部件。在现有的实践中，通常必须在印刷电路板级别(level)与相关部件连接或者借助于外部连接器与部件连接，该外部连接器不美观并且可能导致无意的使用者错误。因此，存在对在不从仪器移除任何电路板且不需要外部连接器的情况下与可测试或可重新编程的部件连接的方法的需求。
发明内容
本发明提供一种如下的仪器，其包括：外壳，其具有顶部外壳表面；以及手柄组件，其还包括：左臂，其具有左壳体端和左被捕获端；右臂，其具有右壳体端和右被捕获端；上手柄部件，其具有上左端和上右端；以及下手柄部件，其具有下左端和下右端，并且其中，利用固定件连接所述上手柄部件和所述下手柄部件，从而在所述上右端与所述下右端之间捕获所述右被捕获端，并且在所述上左端与所述下左端之间捕获所述左被捕获端；并且利用固定件使所述左壳体端和所述右壳体端与所述顶部外壳表面连接。
本发明还提供一种如下的仪器，其包括壳体组件和加密锁安装组件，其中所述加密锁安装组件进一步包括：加密锁，其具有加密锁连接器；印刷电路板(PCB)，其具有与所述加密锁连接器对接的连接器接口；以及滑动支撑件，其被构造为在所述壳体组件内、在外侧位置与内侧位置之间滑动，并且其中，所述印刷电路板安装于所述滑动支撑件，当所述滑动支撑件处于所述外侧位置时，在不使用工具的情况下，所述加密锁能够插入到所述连接器接口并且能够从所述连接器接口移除，并且当所述滑动支撑件处于所述内侧位置时，所述加密锁隐藏在所述壳体组件内。
本发明进一步提供一种如下的仪器，其包括：电子部件；至少一个电池；仪器壳体，其具有用于保持所述至少一个电池的电池腔；重新编程连接器，其与所述电子部件连接并且安装到所述壳体，以使第一组导电触点与所述电池腔的表面大致共面；以及重新编程模块，其包括：弹簧触点连接器，其具有第二组导电触点；以及线缆连接器，并且其中，所述重新编程模块被构造为代替所述电池插入所述电池腔，以使所述第二组触点与所述第一组触点电连接。
附图说明
图1是根据本公开的便携式相控阵仪器的立体图。
图2是根据本公开的手柄组件的立体图。
图3A是根据本公开的电池架的立体图。
图3B是示出根据本公开的电池门的前视图的立体图。
图3C是示出根据本公开的电池门的后视图的立体图。
图4是根据本公开的USB加密锁安装组件(dongle mounting assembly)的立体图。
图5是根据本公开的屏幕支撑组件的立体图。
图6是根据本公开的电子部件的立体图。
图7是根据本公开的板堆和散热器组件的立体图。
图8A是示出根据本公开将可互换的重新编程模块插入电池架的第一立体图。
图8B是示出根据本公开将可互换的重新编程模块插入电池架的第二立体图。
图8C是示出将电池插入电池架的立体图。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的便携式相控阵仪器1的等距视图。
图2示出了用于仪器1的手柄组件20的构造。在现有的实践中，手柄可以由利用弹性线缝在一起的塑料和尼龙布构成。该解决方案实用，但是昂贵且不美观。相比之下，由定制模制的部件构成的手柄组件20具有较低的成本，并且被很好地整合到仪器1的整体设计中。手柄组件20包括两个刚性模制塑料部件22a和22b，两个刚性模制塑料部件22a和22b具有良好的刚性以用于由使用者的手抓住。借助于螺钉24a、24b和24c安装部件22a和22b。柔性聚氨酯臂26a和26b被锁定于部件22a和22b之间，从而相对于仪器1的壳体弹簧负载手柄组件20。因而，柔性臂26a和26b替代现有实践中使用的弹性线的功能。
图3A示出了用于仪器1的电池架30的构造。电池架30的功能是封入至少一个电池(参照图8C)并且当仪器1掉落或被粗暴地操作时限制电池移动。在现有的实践中，当电池门关闭时，电池被直角回转螺钉锁定，这对于使用者不便利。在掉落测试中，观察到电池可能会猛烈推门并且可能会破坏门。如果门被打开，则不能很好地限制电池。相比之下，在电池架30中，电池被限制于电池壳的两个塑料部件34a和34b之间，并且部件34a具有从壳体外部插入的两个金属弹簧32a和32b。弹簧32a和32b被构造为增强被直接模制到部件34a的塑料中的塑料弹簧33a和33b(在图3A和图4中示出)。弹簧33a和33b推压电池并限制电池。
电池还被图3B和图3C中示出的电池门36限制。门36具有当门关闭时将电池锁定就位的两个V字形突起36a和36b。当门打开时，通过弹簧33a和33b的作用使电池推抵塑料部件34b，并且通过部件34b中的唇35限制电池。因此，即使使用者将门打开，电池也被自动锁定并保持原位。当处于关闭位置时，电池门36被分别由弹簧37a和37b致动的上闩锁38a(图3C)和下闩锁38b(未示出)固定。对于在现有实践中使用的直角回转螺钉，闩锁38a和38b是更便利的替换物。该设计确保了当仪器1掉落或被粗暴地操作时电池被电池架30和电池门36完全地限制，门36被闩锁38a和38b固定。
图4示出了用于仪器1的加密锁安装组件40的构造。仪器1使用诸如和技术的标准通信技术。仪器1借助于连接技术加密锁49使用替代现有的公知实践的集成方法。该标准通信技术的示例为USB、 等。然而，工业标准要求USB加密锁49应当可以在不使用任何工具的情况下被移除。另外，优选的是，应当对使用者隐藏加密锁49。如图4所示，USB加密锁49可安装于印刷电路板(PCB)48，该印刷电路板(PCB)48包括用于插入USB加密锁49的USB接口41。PCB 48被安装于允许它在电池架30的部件34a和34b之间滑动的塑料滑动支撑件42。滑动支撑件42包括被捕获于部件34a中的槽45的柱43。槽45包括内侧定位孔45a和外侧定位孔45b。当柱43在外侧定位孔45b中时，滑动支撑件42处于外侧位置，允许从电池架30容易地插入或移除加密锁49。当柱43在内侧定位孔45a中时，滑动支撑件42处于内侧位置，加密锁49隐藏在电池架30内。可以通过使用者按压滑动支撑件42的边缘42a使滑动支撑件42在内侧位置和外侧位置之间来回移动。通过弹簧46的作用来帮助滑动支撑件42在内侧位置和外侧位置之间的运动以及滑动支撑件42在两位置中任一位置的停留。
注意，通过使加密锁安装组件40构造为容纳在电池架30内，通过电池门36提供用于水密性的密封，并且诸如在将与USB接口41的连接部位设置于仪器1的外壳的情况下不需要提供任何额外的密封。
图5示出了用于仪器1的屏幕支撑组件50的构造。屏幕支撑组件50的功能是对屏幕54提供足够的支撑，该屏幕54仅具有为安装而设置的四个小螺纹孔56a、56b、56c和56d(未示出孔56b、56c和56d)。因为屏幕54的制造公差、特别是在水平方向上的制造公差，所以单件支撑件对于屏幕54是不足够的。作为公差的结果，单个支撑板将必须被制得尺寸过大。然而，与螺纹孔匹配的四个小螺钉不能施加足够的力来压紧过尺寸过大的单个支撑板。
如图5所示，屏幕支撑组件50使用两个部件52a和52b来提供对屏幕54的支撑，考虑到屏幕54的制造公差，两个部件52a和52b的相对水平位置可以变化。首先，使部件52a和52b都固定于屏幕54。利用两个平头螺钉通孔57a和57b将部件52a固定于屏幕54中的螺纹孔56a和56b。利用两个平头螺钉通孔57c和57d(未示出)将部件52b固定于屏幕54中的螺纹孔56c和56d。然后，利用定位销使部件52b定位于仪器1的塑料封闭件。然后，将部件52a和52b螺纹连接到塑料封闭件，其中水平公差由部件52a中的槽孔58a、58b、58c和58d以及部件52b中的槽孔59a、59b、59c和59d补偿。槽孔确保了屏幕54的宽的制造公差将不会阻碍部件52a和52b固定于塑料封闭件。另外，部件52a和52b的水平尺寸允许在它们固定于屏幕54时部件之间存在间隙，考虑到屏幕54的水平尺寸的公差，间隙应足够大。
图6示出了用于仪器1的电子部件60，其包括代表性的第一电路板64a和代表性的第二电路板64b，以及特征板夹(featuring board clip)62a、62b、62c和62d。板64a和64b通过连接器电连接，并且通常存在于仪器1的封闭件内。然而，要求的是电子部件60应当在封闭件外部进行电气测试，并且在测试之后，板64a和64b应当在被再次插入仪器1的封闭件的同时保持牢固地就位并且电连接。在缺少板夹62a、62b、62c和62d的情况下，板64a和64b的相对位置仅通过电气连接器维持并且在将电子部件60插入仪器1的封闭件时存在电气断连的显著风险。通过使用四个塑料夹62a、62b、62c和62d，在电子部件60的每个角部使用一个塑料夹，板64a和64b在测试和随后的插入仪器1期间被牢固地连接。在仪器1的封闭件内，电子部件60通过插入板夹62a、62b、62c和62d下方的通孔(未示出)以及两个板64a和64b中的匹配通孔的螺钉而固定于封闭件。板夹62a、62b、62c和62d被螺钉占据并且牢固地保持就位，即使在对仪器1冲击的情况下，板夹62a、62b、62c和62d也确保板64a和64b的位置。
图7示出了用于仪器1的板堆和散热器组件70，组件70包括散热器72、代表性的板64a和64b以及堆叠于板64b的中间电路板76。如果散热器72仅安装于板64a，那么将不存在用于消散由位于板76的电子部件产生的热量的机构。这是任何板堆的一些板不与用于散热的散热器直接接触的通常问题的代表。通过在板64a上创建孔74以及构造具有突出穿过孔74的突起78的散热器72、从而允许板76与散热器72之间的直接热接触，上述问题在板堆和散热器组件70中得以缓和。利用该配置，能够从板堆的所有板中有效地引出热量。
图8A和图8B示出了以对电子部件进行测试或重新编程为目的实现与仪器1的板的连接的方法。借助于JTAG(联合测试行为组织)连接器80来实现与板的必要连接。仪器1整合了具有电子部件60的多个板(参照图6)，电子部件60中的一些或全部可能需要测试或重新编程。期望的是，在不需要打开仪器1的封闭件并且不需要对使用者可见的不美观的外部连接器的情况下对可测试或可重新编程的部件提供电连接。以提供与测试或重新编程的部件的连接为目的，优选地包括具有平面导电触点线路(flat conductive contact trace)的印刷电路板的JTAG连接器80被构造为插入电池架30的内表面的连接器腔。当JTAG连接器80插入电池架30内部时，触点线路与电池架30的部件34a的基部齐平。于是，JTAG连接器80在连接器腔中一直保持就位。
仪器1的壳体整合了电池腔，在仪器1的正常操作期间，电池92插入该电池腔(参照图8C)。当需要重新编程或者测试时，用可互换重新编程模块82来替换电池92，该可互换重新编程模块82与电池92具有大致相同的形状并且能够代替电池92被插入电池架30的电池腔的内部。一旦重新编程模块82被插入电池架30，位于重新编程模块82的下方的弹簧销连接器83与位于JTAG连接器80的平面线路电接触，并且连接被转移到外部线缆连接器84。线缆连接器84具有用于平面带状计算机线缆(未示出)的线缆触点，各线缆触点与弹簧销连接器83的相应的一个触点电连接。平面带状线缆与被构造为进行测试或重新编程的计算机(未示出)连接。
因而，当重新编程模块82插入连接组件时，计算机线缆在第一计算机线缆端处与线缆连接器84连接，并且在第二计算机线缆端处与计算机连接。
电子部件包括可重新编程和/或可测试电子部件并且计算机被构造为对电子部件进行重新编程和/或测试。
电子部件被构造为控制无损测试能量的散发并且接收和处理能量散发的响应信号。
电子部件可以被构造为具有至少一个超声采集单元。可选地，对于无损涡电流测试，电子部件可以包括至少一个涡电流控制器单元。以X射线分析仪器为目的，电子部件可以被构造为包括X射线探测器脉冲采集单元和用于处理X射线荧光(XRF)光谱的信号处理器。
尽管参考本发明的特定实施方式说明了本发明，但是能够理解的是，基于本公开的教导能够想到各种设计并且均在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种仪器，其包括：
外壳，其具有顶部外壳表面；以及
手柄组件，其还包括：
左臂，其具有左壳体端和左被捕获端；
右臂，其具有右壳体端和右被捕获端；
上手柄部件，其具有上左端和上右端；以及
下手柄部件，其具有下左端和下右端，并且
其中，利用固定件连接所述上手柄部件和所述下手柄部件，从而在所述上右端与所述下右端之间捕获所述右被捕获端，并且在所述上左端与所述下左端之间捕获所述左被捕获端；并且
利用固定件使所述左壳体端和所述右壳体端与所述顶部外壳表面连接。
2.根据权利要求1所述的仪器，其特征在于，所述左臂和所述右臂由柔性聚氨酯材料制成。
3.根据权利要求1所述的仪器，其特征在于，所述上手柄部件和所述下手柄部件由刚性塑料材料制成。
4.根据权利要求1所述的仪器，其特征在于，所述左臂、所述右臂、所述上手柄部件和所述下手柄部件是模制塑料部件。
5.一种仪器，其包括壳体组件和加密锁安装组件，其中所述加密锁安装组件进一步包括：
加密锁，其具有加密锁连接器；
印刷电路板(PCB)，其具有与所述加密锁连接器对接的连接器接口；以及
滑动支撑件，其被构造为在所述壳体组件内、在外侧位置与内侧位置之间滑动，并且
其中，所述印刷电路板安装于所述滑动支撑件，当所述滑动支撑件处于所述外侧位置时，在不使用工具的情况下，所述加密锁能够插入到所述连接器接口并且能够从所述连接器接口移除，并且当所述滑动支撑件处于所述内侧位置时，所述加密锁隐藏在所述壳体组件内。
6.根据权利要求5所述的仪器，其特征在于，所述加密锁连接器是通用串行总线(USB)连接器。
7.根据权利要求5所述的仪器，其特征在于，所述加密锁是能够互换的或加密锁。
8.根据权利要求5所述的仪器，其特征在于，所述滑动支撑件包括被构造为插入所述壳体组件中的槽中的柱，所述滑动支撑件在所述内侧位置与所述外侧位置之间的运动由在所述槽内滑动的所述柱引导。
9.根据权利要求8所述的仪器，其特征在于，所述槽具有在第一槽端处的内侧位置孔和在第二槽端处的外侧位置孔，并且当所述柱处于所述内侧位置孔中时，所述滑动支撑件处于所述内侧位置，当所述柱处于所述外侧位置孔中时，所述滑动支撑件处于所述外侧位置。
10.根据权利要求5所述的仪器，其特征在于，所述仪器还包括对所述滑动支撑件施加弹簧力的弹簧，其中，所述弹簧力有效地帮助所述滑动支撑件在所述内侧位置与所述外侧位置之间运动，并且有效地将所述滑动支撑件保持于所述内侧位置或所述外侧位置。
11.一种仪器，其包括：
电子部件；
至少一个电池；
仪器壳体，其具有用于保持所述至少一个电池的电池腔；
重新编程连接器，其与所述电子部件连接并且安装到所述壳体，以使第一组导电触点与所述电池腔的表面大致共面；以及
重新编程模块，其包括：
弹簧触点连接器，其具有第二组导电触点；以及
线缆连接器，并且
其中，所述重新编程模块被构造为代替所述电池插入所述电池腔，以使所述第二组触点与所述第一组触点电连接。
12.根据权利要求11所述的仪器，其特征在于，所述重新编程连接器包括印刷电路板(PCB)，并且所述第一组导电触点包括位于所述印刷电路板的表面的一组平面导电线路。
13.根据权利要求11所述的仪器，其特征在于，所述重新编程连接器是联合测试行为组织(JTAG)连接器。
14.根据权利要求11所述的仪器，其特征在于，所述线缆连接器具有用于计算机线缆的线缆触点，各所述线缆触点均与所述第二组触点中的相应的一个触点电连接。
15.根据权利要求14所述的仪器，其特征在于，当重新编程模块插入所述电池腔时，所述计算机线缆在第一计算机线缆端处与所述线缆连接器连接，并且在第二计算机线缆端处与计算机连接。
16.根据权利要求15所述的仪器，其特征在于，所述电子部件包括可重新编程电子部件并且所述计算机被构造为对所述可重新编程电子部件进行重新编程。
17.根据权利要求15所述的仪器，其特征在于，所述电子部件包括可测试电子部件并且所述计算机被构造为对可测试电子部件进行测试。
18.根据权利要求11所述的仪器，其特征在于，所述电子部件被构造为控制无损测试能量的散发并且接收和处理所述测试能量的响应信号。
19.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述电子部件包括至少一个超声采集单元。
20.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述电子部件包括至少一个涡电流控制单元。
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