CN112557780A

CN112557780A - 一种胎压传感器的emc电磁兼容试验装置

Info

Publication number: CN112557780A
Application number: CN202011112692.0A
Authority: CN
Inventors: 刘阳; 杨伟; 邴俊俊; 杨纪芸; 白雪强
Original assignee: Xiangyang Daan Automobile Test Center Co Ltd
Current assignee: Xiangyang Daan Automobile Test Center Co Ltd
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2040-10-16
Also published as: CN112557780B

Abstract

一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，包括EMC暗室、密封气囊、供气装置、轮胎压力监测系统及控制器；密封气囊是由上端盖、下端盖及气囊本体组成的密封腔体；密封气囊的上端盖、和/或下端盖上分装有密封螺帽、第三气压表、手动排气阀、过渡气管，密封螺帽、过渡气管；供气装置包括高压气瓶、气管一、气管二，气管一一端连接高压气瓶，另一端经气动三元件、第一减压阀、第一电磁换向阀、第一节流阀、单向阀后与气管二一端连通，气管二另一端插装在过渡气管上；由气管二引出的支路管经第二电磁换向阀、第二减压阀、第二节流阀、消音器后与大气贯通；控制器输入端口通过光纤输送线与胎压力监测系统连通；提高了试验的准确率。

Description

一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置

技术领域

本发明涉及胎压传感器测试技术领域，具体涉及一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置。

背景技术

电磁兼容性试验是指在实验室或外场环境条件下，利用电磁干扰检测设备和电磁干扰产生没备，对系统、设备的电磁兼容性进行考核的试验。

汽车的普及对车辆安全提出更高的要求，对汽车胎压的实时监测可以有效的提升驾驶过程中的安全性。根据《GB26149-2017乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》和《ECER10》标准，由于电磁兼容试验的特殊性（多为扫频模式），需保证胎压传感器在试验过程中始终处于触发状态。实现其持续触发的方式一般有两种：一种是气压骤降，另一种是修改底层软件。修改底层软件的方式局限性较大，部分厂家无此能力或调整软件周期较长，因此多采用轮胎放气产生骤降气压的方式实现传感器的持续触发。

目前试验需要频繁的手动搬运车轮，还要依据法规要求对轮胎进行放气，最难的环节是安装胎压传感器，需要把轮胎从轮毂上拆卸下来，安装好胎压传感器后再装轮胎；由于不能灵活控制胎压，导致试验数据重复性，一致性比较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，大大的提高了试验的准确率。

本发明的技术方案为：一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，包括：

EMC暗室；

用于容纳胎压传感器的密封气囊，密封气囊设置于EMC暗室的内部，所述密封气囊内部是由上端盖、下端盖及气囊本体组成的密封腔体，气囊本体上、下端向外凸出有圆台，两个圆台中部分别开有通孔，且外壁上均套设有法兰盘，法兰盘外端面低于凸台的外端面；上端盖、下端盖分别装于气囊本体上、下端开口处；密封气囊的上端盖、和/或下端盖上还分装有密封螺帽、第三气压表、手动排气阀、过渡气管，密封螺帽、过渡气管；

供气装置，用于以预设的气压对密封气囊进行加压一段预设时间，模拟汽车轮胎压力，触发密封气囊内部容纳的胎压传感器发射检测信号，供气装置包括高压气瓶、气管一、气管二，气管一一端连接高压气瓶，另一端经气动三元件、第一减压阀、第一电磁换向阀、第一节流阀、单向阀后与气管二一端连通，气管二另一端插装在过渡气管上；由气管二引出的支路管经第二电磁换向阀、第二减压阀、第二节流阀、消音器后与大气贯通；

轮胎压力监测系统（TPMS），设置于EMC暗室内部，用于接收胎压传感器发出的检测信号；

控制器，设置于EMC暗室外部，控制器输入端口通过光纤输送线与胎压力监测系统（TPMS）连通，用于接收胎压力监测系统（TPMS）输送出的检测信号；控制器输出端连接有用于分别对应控制第一电磁换向阀、第二电磁换向阀通/断的两个继电器。

所述两个法兰盘外周环布多个螺杆，上端盖、下端盖外周设用于通过螺杆的通过孔，多个螺杆穿过对应的通过孔后装有固定螺帽。

所述手动排气阀上装有消音器。

所述由气管二引出的支路管及气管二上分别装有气压表。

所述密封螺帽为阶梯型，密封螺帽包括上台阶部、下台阶部，上台阶部设沿径向延伸的通孔，通孔内装有力矩把手；下台阶部设有外螺纹。

所述上端盖上开设有四个螺纹安装孔，密封螺帽、第三气压表、手动排气阀、过渡气管分别与上端盖上的四个螺纹安装孔通过管螺纹连接。

所述密封螺帽、第三气压表、手动排气阀、过渡气管与四个螺纹安装孔通过密封胶或者生料带密封连接。

本发明技术方案带来的有益效果：

1、通过设置控制系统，并通过光纤连接轮胎压力监测系统（TPMS）和电控盒本体，从而在实现压力和加压时间的精确控制的同时，防止传输线路产生的电磁场对电磁兼容试验造成影响。

2、将胎压传感器和轮胎压力监测系统（TPMS）分开设置，通过对胎压传感器和轮胎压力监测系统（TPMS）分别施加磁场，从而可以实现对胎压传感器的电磁兼容试验，也可以实现对轮胎压力监测系统（TPMS）的电磁兼容试验。

3、压力闭环控制，使试验所需压力的得到了精确控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一（EMC暗室未示出）；

图2为本发明的结构示意图二（EMC暗室未示出）；

图3为本发明密封气囊结构图；

图4为本发明气动控制原理图；

图5为本发明试验装置的结构示意图；

图6为持续升压试验的压力曲线图；

图7为持续降压试验的压力曲线图；

图8为短时间压力骤降试验的压力曲线图；

图9为进行循环试验的压力曲线图；

图中：1、上端盖；2、下端盖；3、气囊本体；4、密封螺帽；4.1、力矩把手；5.1、第一气压表；5.2、第二气压表；5.3、第三气压表；6、气动三元件；6.1、第一减压阀；6.2、第二减压阀；6.3、第一节流阀；6.4、第二节流阀；6.5、手动排气阀；6.6、单向阀；7、消音器；8、螺帽；9.1、过渡气管；9.2、气管一；9.3、气管二；10、电控盒本体；11、电控盒触摸屏；12.1、第一电磁换向阀；12.2、第二电磁换向阀；13、EMC暗室；14、轮胎压力监测系统（TPMS）；15、光纤；16、胎压传感器；17、高压气瓶。

具体实施方式

图1、图2中，本发明用于汽车胎压传感器的检测，通过模拟汽车轮胎的压力，触发胎压传感器发射检测信号，本发明由EMC暗室13、轮胎压力监测系统（TPMS）14、密封气囊、控制部分、供气装置构成了一个闭环的试验装置；该装置可以根据不同的试验要求对气压和时间进行设定，同时有压力超压保护功能。

本发明包括EMC暗室13、密封气囊、供气装置、轮胎压力监测系统（TPMS）14以及控制器；EMC暗室13外墙体为金属钢板，其具有屏蔽电磁信号的功能，暗室内部六个墙体铺设有吸波材料，目的是防止电磁信号在空间内反射；EMC暗室13可以屏蔽外界的各种电磁信号的干扰，其次是内部有吸波材料，能够使胎压传感器16发射的电磁信号被吸波材料吸收，不会产生漫反射，而轮胎压力监测系统（TPMS）14只是被动接收胎压传感器16发射的电磁信号；密封气囊用于容纳胎压传感器16，密封气囊用设置于EMC暗室13的内部，以防外部电磁信号对胎压传感器16造成影响，并可以对胎压传感器16施加特定的磁场即可实现对胎压传感器的电磁兼容试验；密封气囊包括上端盖1、下端盖2、气囊本体3，气囊本体3上、下端分别开有通孔，两个通孔外壁上套均设有法兰盘，法兰盘外端面低于通孔的外端面；密封气囊还包括密封螺帽4、第三气压表5.3、手动排气阀6.5、过渡气管9.1，密封螺帽4、第三气压表5.3、手动排气阀6.5、过渡气管9.1分装在上端盖1、和/或下端盖2上；手动排气阀6.5上装有消音器7，消音器7的作用是降低气体排放的噪音，手动排气阀6.5起到超压过载保护作用，防止试验过程中压力过大损坏试验样件；供气装置用于以预设的气压对密封气囊进行加压一段预设时间，模拟汽车轮胎压力，触发密封气囊内部容纳的胎压传感器发射检测信号，供气装置包括高压气瓶17、气管一9.2、气管二9.3，气管一9.2一端连接高压气瓶17，另一端经气动三元件6、第一减压阀6.1、第一电磁换向阀12.1、第一节流阀6.3、单向阀6.6后与气管二9.3一端连通，气管二9.3另一端插装在过渡气管9.1上；由气管二9.3引出的支路管经第二电磁换向阀12.2、第二减压阀6.2、第二节流阀6.4后经消音器与大气贯通，气动三元件6的作用是过滤高压气瓶中气体的水分；轮胎压力监测系统（TPMS）14设置于EMC暗室13内部，用于获取胎压传感器16测量得到的气囊本体3中的气压数据，并通过光纤15将气压数据发送给控制器（S7-300PLC），并将结果显示在电控盒触摸屏11，控制器输出端设有两个继电器，通过电控盒触摸屏11控制两个继电器得电/掉电，进而控制第一电磁换向阀12.1或第二电磁换向阀12.2的通断。控制器设置在电控盒本体10内，控制器输出端连有电控盒触摸屏11。

图3中，两个法兰盘外周环布多个螺杆，上端盖1、下端盖2外周设用于通过螺杆的通过孔，多个螺杆穿过对应的通过孔后装有固定螺帽8，上端盖1、下端盖2、螺帽8与气囊本体3的螺杆连接构成封闭容器；上端盖1、下端盖2分别装于气囊本体3上、下端开口处的两个法兰盘上形成密封腔体；上端盖1上开设有四个螺纹安装孔，密封螺帽4、第三气压表5.3、手动排气阀6.5、过渡气管9.1分别与上端盖1上的四个螺纹安装孔通过管螺纹连接；密封螺帽4、第三气压表5.3、手动排气阀6.5、过渡气管9.1与四个螺纹安装孔通过密封胶或者生料带密封连接；密封螺帽4为阶梯型，密封螺帽4包括上台阶部、下台阶部，上台阶部设沿径向延伸的通孔，通孔内装有力矩把手4.1；下台阶部设有外螺纹；力矩把手4.1旋紧密封螺帽4起到密封作用。

图4中，供气装置包括高压气瓶17、气管一9.2、气管二9.3，气管一9.2一端连接高压气瓶17，另一端经气动三元件6、第一减压阀6.1、第一电磁换向阀12.1、第一节流阀6.3、单向阀6.6后与气管二9.3一端连通，气管二9.3另一端插装在过渡气管9.1上；由气管二9.3引出的支路管经第二电磁换向阀12.2、第二减压阀6.2、第二节流阀6.4后经消音器与大气贯通，气动三元件6的作用是过滤高压气瓶中气体的水分。

具体试验过程：

首先，试验样品胎压传感器16从密封帽4所在的安装孔，放入由上端盖1、下端盖2、螺帽8与气囊本体3的螺杆连接构成的封闭容器里；力矩把手4.1旋紧密封螺帽4起到密封作用；手动排气阀6.5起到超压过载保护作用，防止试验过程中压力过大损坏试验样件；手动排气阀6.5是在紧急情况下手动泄压的应急装置，应对电磁换向阀失效压力无法调节出现超压的情况时使用；

然后，将气囊本体3整体放入EMC暗室13中；再将轮胎压力监测系统（TPMS）14放入EMC暗室13中，并通过光纤15连接轮胎压力监测系统（TPMS）14和电控盒本体10内的控制器；

接着以预设的气压对密封气囊进行加压一段预设时间，以模拟汽车轮胎压力，触发密封气囊内部容纳的胎压传感器发射检测信号；加压时高压气瓶17的压力高于试验压力，调整压力到预设值；接着通过操作电控盒触摸屏11，使第一电磁换向阀12.1打开，第二电磁换向阀12.2关闭，此时气体流经气动三元件6、第一减压阀6.1、第一电磁换向阀12.1、第一节流阀6.3、单向阀6.6后与气管二9.3一端连通，流入由上端盖1、下端盖2、螺帽8与气囊本体3的螺杆连接构成的封闭容器里，并加压一段时间；第一节流阀6.3的作用是控制流量，确保气体在预设的时间内流入压力容器；

减压时，压力气体流经气管二9.3，单向阀6.6使气体无法回流第一电磁换向阀12.1；此时通过操作电控盒触摸屏11，使控制器控制控制第一电磁换向阀12.1关闭、第二电磁换向阀12.2开通，压力气体通过第二减压阀6.2减压，减压气体流经第二节流阀6.4，流经消音器7排入大气；

当第二气压表5.2表显示到预设的压力值后，第二减压阀6.2停止减压。第二节流阀6.4的作用是控制流量，确保气体在设定的时间内减压到预设值；

供气装置的供气管路较长，管路上存在一定的压力损耗，通过第三气压表5.3的来检测密封气囊内的压力是否达到电控盒触摸屏11里的预设压力值，通过第三气压表5.3与第一气压表5.1比对可以补偿压力的损耗，压力差在±0.1MPA属于正常，当压力过大时，继续通过第一减压阀6.1泄压，当压力不足时，减小第一减压阀6.1开度，使压力回升，形成一个压力控制的闭环，使压力控制精度得到提升。

EMC暗室13上的用于穿过气管二9.3的通孔与气管二9.3之间的接缝处用焊锡焊上，形成一个闭合的屏蔽体，确保信号不外泄。

根据不同试验要求，在电控盒触摸屏11上调整试验的压力和时间同步参数，使其满足不同厂家胎压传感器触发条件，并可验证其设计的压力和时间同步触发过程是否准确；主要有以下几种试验过程：持续单位时间内压力上升试验；单位时间内压力下降试验；极短时间压力骤降试验；可以按照试验循环频次反复模拟A、B、C三种工况；E可以根据不同厂家，不同车型（乘用车、商用车）的试验触发要求，在电控盒触摸屏11对应的试验条件。

图6为持续单位时间内压力上升试验，总共分三个时间段完成：

第一个时间段0-30秒，试验要求密封的气囊本体3中的压力从0.10MPA升至0.15MPA；

操作步骤：高压气瓶17的高压气体流经气管一9.2，气动三元件6，第一减压阀6.1，根据第一气压表5.1显示的压力值进行调压，当达到预定压力0.15MPA时，在电控盒触摸屏11上控制第一电磁换向阀开通12.1，第二电磁换向阀12.2关闭，气体通过第一节流阀6.3、单向阀6.6、气管二9.3流入密封气囊中；

第二个时间段30-45秒，密封的气囊本体3中的压力从0.15MPA升至0.30MPA；

操作步骤：减小第一减压阀6.1开度，使压力回升，根据第一气压表5.1显示的压力值进行调压，当达到预定压力0.30MPA时，在电控盒触摸屏11上控制第一电磁换向阀12.1开通，第二电磁换向阀12.2关闭，气体通过第一节流阀6.3，单向阀6.6，气管二9.3流入密封的气囊本体3中；

第三个时间段45-90秒，密封的气囊本体3中的压力从0.30MPA升至0.40MPA；

操作步骤：继续减小第一减压阀6.1开度，使压力回升，根据第一气压表5.1显示的压力值进行调压，当达到预定压力0.40MPA时，在电控盒触摸屏11上控制第一电磁换向阀12.1开通，第二电磁换向阀12.2关闭，气体通过第一节流阀6.3，单向阀6.6，气管二9.3流入密封的气囊本体3中；

可根据第三气压表5.3的气压与第一气压表5.1的气压值进行比对，进行压力差值的补偿，在±0.1MPA范围内波动属正常，若无法满足试验要求，可通过减压或者高压气瓶17增压的方式达到范围值；

图7为持续单位时间内压力下降试验，总共分三个时间段完成：

第一个时间段0-45秒，试验要求是将密封气囊中的压力从0.40MPA降至0.3MPA；前提条件是提前把密封气囊中的压力提升到0.4MPA；

操作步骤：高压气瓶17的压力略高于试验压力，气体通过气管一9.2，气动三元件6去除水汽，流入第一减压阀6.1，当第一气压表5.1的压力达到试验压力要求的0.4MPA时，第一电磁换向阀12.1开通，调压气体流经第一节流阀6.3进入单向阀6.6，通过气管二9.3流入密封气囊中；此时让第二电磁换向阀12.2开通，第二减压阀6.2减压，气体流入第二节流阀6.4，通过消音器7排入大气；当第二气压表5.2压力达到预定值0.3MPA时，第二电磁换向阀12.2关闭，第二减压阀6.2关闭。此过程中，单向阀6.6起到阻止气体回流进第一电磁换向阀12.1的作用；

第二个时间段45-60秒，让密封气囊中的压力从0.30MPA降至0.15MPA，步骤同上；

第三个时间段60-90秒，让密封气囊中的压力从0.15MPA降至0.10MPA，步骤同上；

图8为极短时间压力骤降试验：

操作步骤：提前把密封气囊中的压力提升到0.4 MPA，第一个时间段0-5秒，密封的气囊本体3中的压力从0.40MPA降至0.1MPA，此时第一电磁换向阀12.1关闭，单向阀6.6起到防止气体回流到第一电磁换向阀12.1的作用；第二电磁换向阀12..2开通，第二减压阀6.2减压，流经第二节流阀6.4；当第二气压表5.2压力达到预定值0.1MPA时，第二电磁换向阀12.2关闭，第二减压阀6.2关闭。

图9为循环进行极短时间压力骤降、单位时间内压力上升、单位时间内压力下降等试验；分三个阶段完成第一个阶段0-5秒压力升高到0.4MPA降至0.1MPA；第二个阶段5-75秒，分三个时间段进行持续升压；第三个阶段75-165秒，分三个时间段进行持续降压；做实验之前需提前把密封气囊中的压力提升到0.4MPA。

Claims

1.一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，其特征在于：包括：

EMC暗室（13）；

用于容纳胎压传感器（16）的密封气囊，密封气囊设置于EMC暗室（13）的内部，所述密封气囊内部是由上端盖（1）、下端盖（2）及气囊本体（3）组成的密封腔体，气囊本体（3）上、下端向外凸出有圆台，两个圆台中部分别开有通孔，且外壁上均套设有法兰盘，法兰盘外端面低于凸台的外端面；上端盖（1）、下端盖（2）分别装于气囊本体（3）上、下端开口处；密封气囊的上端盖（1）、和/或下端盖（2）上还分装有密封螺帽（4）、第三气压表（5.3）、手动排气阀（6.5）、过渡气管（9.1），密封螺帽（4）、过渡气管（9.1）；

供气装置，用于以预设的气压对密封气囊进行加压一段预设时间，模拟汽车轮胎压力，触发密封气囊内部容纳的胎压传感器发射检测信号，供气装置包括高压气瓶（17）、气管一（9.2）、气管二（9.3），气管一（9.2）一端连接高压气瓶（17），另一端经气动三元件（6）、第一减压阀（6.1）、第一电磁换向阀（12.1）、第一节流阀（6.3）、单向阀（6.6）后与气管二（9.3）一端连通，气管二（9.3）另一端插装在过渡气管（9.1）上；由气管二（9.3）引出的支路管经第二电磁换向阀（12.2）、第二减压阀（6.2）、第二节流阀（6.4）、消音器后与大气贯通；

轮胎压力监测系统（TPMS）（14），设置于EMC暗室（13）内部，用于接收胎压传感器（16）发出的检测信号；

控制器，设置于EMC暗室（13）外部，控制器输入端口通过光纤（15）输送线与胎压力监测系统（TPMS）（14）连通，用于接收胎压力监测系统（TPMS）（14）输送出的检测信号；控制器输出端连接有用于分别对应控制第一电磁换向阀（12.1）、第二电磁换向阀（12.2）通/断的两个继电器。

2.根据权利要求1所述的一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，其特征在于：所述两个法兰盘外周环布多个螺杆，上端盖（1）、下端盖（2）外周设用于通过螺杆的通过孔，多个螺杆穿过对应的通过孔后装有固定螺帽（8）。

3.根据权利要求1所述的一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，其特征在于：所述手动排气阀（6.5）上装有消音器。

4.根据权利要求1所述的一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，其特征在于：所述由气管二（9.3）引出的支路管及气管二（9.3）上分别装有气压表。

5.根据权利要求1所述的一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，其特征在于：所述密封螺帽（4）为阶梯型，密封螺帽（4）包括上台阶部、下台阶部，上台阶部设沿径向延伸的通孔，通孔内装有力矩把手（4.1）；下台阶部设有外螺纹。

6.根据权利要求1所述的一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，其特征在于：所述上端盖（1）上开设有四个螺纹安装孔，密封螺帽（4）、第三气压表（5.3）、手动排气阀（6.5）、过渡气管（9.1）分别与上端盖（1）上的四个螺纹安装孔通过管螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种胎压传感器的EMC电磁兼容试验装置，其特征在于：所述密封螺帽（4）、第三气压表（5.3）、手动排气阀（6.5）、过渡气管（9.1）与四个螺纹安装孔通过密封胶或者生料带密封连接。