CN117970192A - 一种闭合回路线圈的检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闭合回路线圈的检测方法及系统，涉及无线充电线圈制作技术领域。检测方法包括：将待测闭合回路线圈放置在发射线圈和接收线圈之间得到三级无线传能系统；向发射线圈输入电信号以在接收线圈产生第一输出电信号；根据第一输出电信号判断待测闭合回路线圈是否合格。检测系统用于执行前述检测方法，包括电信号发射装置和电信号接收装置。电信号发射装置包括发射线圈和发射端控制器；发射端控制器用于向发射线圈输入电信号；电信号接收装置包括接收线圈和接收端控制器；接收端控制器用于获取第一输出电信号并根据第一输出电信号判断待测闭合回路线圈是否合格。本申请的有益效果是非接触式检测，提高检测效率和精确度，降低成本。

Description

一种闭合回路线圈的检测方法及系统

技术领域

本申请涉及无线充电线圈制作技术领域，具体而言，涉及一种闭合回路线圈的检测方法及系统。

背景技术

无线传能系统中线圈的合格性直接影响了无线传能系统的效率和可靠性。因此，确保线圈的合格性是无线传能技术成功实施的关键因素之一。

目前，对线圈的检测主要集中在两个方面：开路线圈和闭合回路线圈。对于开路线圈，可以通过与外部测试设备的直接电连接进行检测。这种方法相对简单，可以有效地发现线圈是否存在断路或其他物理缺陷。然而，当线圈被接入一个闭合回路时，其性能的全面评估就变得复杂。此外，通电检测技术对检测设备的要求较高，需要复杂的接触动作来确保测试的准确性。这些要求使得通电检测方法在设计和实施上都较为复杂。

目前的检测技术大多数是在线圈制作完成后进行开路检测。然而，一旦线圈接入闭合回路，其检测就相对较少，但闭合回路的加工过程可能会对线圈的性能产生影响，所以，对闭合线圈回路进行检测具有很高的必要性。在采用中继线圈的无线传能技术中，中继线圈可能会有封装需要，线圈潜在问题在封装后的产品中不易被发现。因此，对封装后的产品进行合格检测变得尤为重要，以确保无线传能系统整体性能的稳定性和可靠性。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种闭合回路线圈的检测方法及系统，旨在解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供一种闭合回路线圈的检测方法，所述检测方法包括：

将待测闭合回路线圈放置在发射线圈和接收线圈之间，以得到三级无线传能系统；

向所述三级无线传能系统中的所述发射线圈输入电信号以在所述接收线圈产生第一输出电信号；

根据所述第一输出电信号判断所述待测闭合回路线圈是否合格。

在一些实施例中，

所述根据所述第一输出电信号判断所述待测闭合回路线圈是否合格，包括：

根据所述第一输出电信号与样本信号集的差异判断所述待测闭合回路线圈是否合格。

在一些实施例中，

所述样本信号集通过以下方式建立：

将与所述待测闭合回路线圈同型号的样品线圈放置在所述发射线圈和所述接收线圈之间，以得到三级无线传能样本系统；

向所述三级无线传能样本系统中的所述发射线圈输入电信号以在所述接收线圈产生样本信号；

将多个所述样品线圈对应的所述样本信号作为样本信号集。

在一些实施例中，

所述根据所述第一输出电信号与样本信号集的差异判断所述待测闭合回路线圈是否合格，包括：

对所述样本信号集进行特征识别及标定，建立人工智能模型；

将所述第一输出电信号输入所述人工智能模型以判断所述待测闭合回路线圈是否合格。

在一些实施例中，

所述三级无线传能系统中的各个线圈处于磁谐振耦合状态。

在一些实施例中，

所述检测方法还包括：

提供两级无线传能系统，所述两级无线传能系统包括所述发射线圈和所述接收线圈；

向所述两级无线传能系统中的所述发射线圈输入电信号以在所述接收线圈产生第二输出电信号；

根据所述第一输出电信号和所述第二输出电信号的差异，对所述待测闭合回路线圈进行分级。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种闭合回路线圈的检测系统，所述检测系统用于执行前述任一项实施例所述的闭合回路线圈的检测方法；

所述检测系统包括：

电信号发射装置，包括所述发射线圈和发射端控制器；所述发射端控制器用于向所述发射线圈输入电信号；

电信号接收装置，包括所述接收线圈和接收端控制器；所述接收端控制器用于获取所述第一输出电信号并根据所述第一输出电信号判断所述待测闭合回路线圈是否合格。

在一些实施例中，

所述检测系统还包括：

第一底座，具有相对的两端，其中一端上设置有所述发射线圈，另一端上设置有所述接收线圈；所述第一底座还具有检测位置，所述检测位置位于所述第一底座的相对两端之间；

第二底座，设置在所述检测位置，用于固定所述待测闭合回路线圈以得到所述三级无线传能系统。

在一些实施例中，

所述检测系统还包括：

第一驱动装置，用于将所述待测闭合回路线圈在所述第二底座上固定或除去。

在一些实施例中，

所述第二底座的数量为多个；

所述检测系统还包括：

第二驱动装置，用于将多个所述第二底座轮流移动至所述检测位置。

本申请提出的闭合回路线圈的检测方法，利用发射线圈、接收线圈和待测的闭合回路线圈组成三级无线传能系统。检测时只需要让发射线圈通入电信号，通过检测接收线圈处的第一输出电信号即可判断待测闭合回路线圈是否合格。整个检测过程中，待测闭合回路线圈不会与外部测试设备直接电连接。本申请的检测方法属于非接触式检测技术，能够有效地评估闭合线圈回路的整体性能，同时克服传统通电检测技术的限制。该检测方法不仅可以提高检测的效率和精确度，还可以降低检测过程的复杂性和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

附图中的方法、系统和/或程序将根据示例性实施例进一步描述。这些示例性实施例将参照图纸进行详细描述。这些示例性实施例是非限制的示例性实施例，其中参考数字在附图的各个视图中代表相似的机构。

图1为本申请一些实施例方案涉及的一种闭合回路线圈的检测方法流程图；

图2为图1对应的闭合回路线圈的检测原理图；

图3为本申请一些实施例方案涉及的闭合回路线圈的检测装置的结构示意图。

图标：1-发射线圈、2-待测闭合回路线圈、3-接收线圈、4-发射端控制器、5-接收端控制器、6-第二底座、7-第一底座。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

在下面的详细描述中，通过实例阐述了许多具体细节，以便提供对相关指导的全面了解。然而，对于本领域的技术人员来说，显然可以在没有这些细节的情况下实施本申请。在其他情况下，公知的方法、程序、系统、组成和/或电路已经在一个相对较高水平上被描述，没有细节，以避免不必要的模糊本申请的方面。

这些和其他特性、当前申请披露的功能、执行的方法、结构中相关元素的功能和部件的组合和生产经济性，在参照附图进行以下描述的考虑中可能会变得更加明显,所有这些形成本申请的一部分。然而，需要理解清楚的是，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围。应当了解的是，这些图纸不是按比例绘制的。然而，应当明确理解的是，附图仅用于说明和描述的目的，并不意图限制本申请的范围。应当知晓的是，这些附图并不依照比例。

本申请中使用流程图说明根据本申请的实施例的系统所执行的执行过程。应当明确理解的是，流程图的执行过程可以不按顺序执行。相反，这些执行过程可以以相反的顺序或同时执行。另外，可以将至少一个其他执行过程添加到流程图。一个或多个执行过程可以从流程图中删除。

实施例

图1是根据本申请的一些实施例所示的一种闭合回路线圈的检测方法流程图，图2是对应的闭合回路线圈的检测原理图。该检测方法具体可以包括以下步骤S100-步骤S300。

步骤S100，将待测闭合回路线圈放置在发射线圈和接收线圈之间，以得到三级无线传能系统。

本实施例的待测闭合回路线圈可以是封装后的线圈，也可以是未封装的线圈。如图2所示，三级无线传能系统中的三个线圈处于磁耦合状态，待测闭合回路线圈2处于发射线圈1和接收线圈3之间以充当中继线圈，从而整体表现为一个三级的单中继的无线传能系统。待测闭合回路线圈2的放置位置可以根据发射线圈1和接收线圈3的实际参数以及待测闭合回路线圈2的设计参数计算得到。

在该三级无线传能系统中，发射线圈1的电能能够在中继线圈的辅助下传递至接收线圈3。前述磁耦合状态包括磁谐振耦合状态和/或磁感应耦合状态。优选地，三级无线传能系统中的各个线圈处于磁谐振耦合状态。在磁谐振耦合状态下，各个线圈之间的间距相对较大，方便待测闭合回路线圈2的取放以及与检测相关的其他装置的摆放。

需要注意的是，在磁谐振耦合状态下，待测闭合回路线圈2可以是线圈与谐振补偿电容组成闭合回路。

步骤S200，向三级无线传能系统中的发射线圈输入电信号以在接收线圈产生第一输出电信号。

步骤S300，根据第一输出电信号判断待测闭合回路线圈是否合格。

本实施例中的输入电信号和第一输出电信号可以为电压信号，也可以为电流信号。

输入电信号进入发射线圈1后被转换为电磁场能，电磁场能在待测闭合回路线圈2的辅助下隔空传输一段距离后，再通过接收线圈3将电磁场能转换为第一输出电信号并传输至接收端控制器5。接收端控制器5对第一输出电信号进行分析并判断待测闭合回路线圈2是否合格。可以理解，当待测闭合回路线圈2为合格时，待测闭合回路线圈2与发射线圈1和接收线圈3的耦合较好，第一输出电信号较强。当待测闭合回路线圈2为不合格时，待测闭合回路线圈2与发射线圈1和接收线圈3的耦合较差，第一输出电信号较弱。因此，可以根据第一输出电信号的强弱判断待测闭合回路线圈2是否合格。

通过步骤S100-步骤S300，检测时只需要让发射线圈1通入电信号，通过检测接收线圈3处的第一输出电信号即可判断待测闭合回路线圈2是否合格。整个检测过程中，待测闭合回路线圈2不会与外部测试设备直接电连接。该检测方法不仅可以提高检测的效率和精确度，还可以降低检测过程的复杂性和成本。

在一些实施例中，步骤S300包括：

步骤S310，根据第一输出电信号与样本信号集的差异判断待测闭合回路线圈是否合格。

本实施例中，样本信号集可以通过以下方式建立：

将与待测闭合回路线圈2同型号的样品线圈放置在发射线圈1和接收线圈3之间，以得到三级无线传能样本系统；向三级无线传能样本系统中的发射线圈1输入电信号以在接收线圈3产生样本信号；将多个样品线圈对应的样本信号作为样本信号集。

本实施例在进行检测前先建立了样本信号集。样品线圈的合格状态和样本信号的特征是已知的，从而建立了输出电信号和线圈合格状态的对应关系。

样品线圈可以是与待测闭合回路线圈2同型号的完好线圈，即样品线圈作为合格产品，样本信号集作为标准参照集。在该条件下，若待测闭合回路线圈2也为合格产品，则第一输出电信号与样本信号集中的信号特征一致；若待测闭合回路线圈2为不合格产品，则第一输出电信号与样本信号集中的信号特征存在差异。

作为另一种可选的实施方式，样品线圈可以是与待测闭合回路线圈2同型号的缺陷线圈，即样品线圈作为不合格产品，样本信号集作为缺陷参照集。在该条件下，若待测闭合回路线圈2为合格产品，则第一输出电信号与样本信号集中的信号特征存在差异；若待测闭合回路线圈2为不合格产品，则第一输出电信号与样本信号集中的信号特征一致。

可以理解，样品线圈还可以同时包含了完好线圈和缺陷线圈。

进一步地，在一些实施例中，步骤S310包括：

步骤S311，对样本信号集进行特征识别及标定，建立人工智能模型。

步骤S312，将第一输出电信号输入人工智能模型以判断待测闭合回路线圈是否合格。

本实施例中，可以采用人工标定的方式对样本信号集进行特征识别及标定，随后将样本信号集划分为训练集、验证集和测试集，对人工智能模型进行训练。将第一输出电信号输入训练后的人工智能模型后，该人工智能模型输出待测闭合回路线圈2的合格性判断结果。通过人工智能模型可以实现系统自动判断待测线圈是否合格，加快判断速度和准确性，有利于批量化检测。

在一些实施例中，闭合回路线圈的检测方法还包括：

步骤S10，提供两级无线传能系统，两级无线传能系统包括发射线圈和接收线圈。

步骤S20，向两级无线传能系统中的发射线圈输入电信号以在接收线圈产生第二输出电信号。

步骤S400，根据第一输出电信号和第二输出电信号的差异，对待测闭合回路线圈进行分级。

相对于前述的三级无线传能系统，本实施例中的两级无线传能系统去掉了待测闭合回路线圈2，保留了发射线圈1和接收线圈3。具体地，发射线圈1和接收线圈3处于磁谐振耦合状态。

在本实施例的二级无线传能系统中，电压与电流的关系如公式（1）所示，谐振频率f如公式（2）所示：

（1）

（2）

其中，为发射线圈1的输入电压，/>为发射线圈1中的电流，/>为接收线圈3在非工作状态（未放入中继线圈，即未放入待测闭合回路线圈2）时的电流，/>为发射线圈1的内阻，/>为接收线圈3的内阻，/>为系统角频率，/>为发射线圈1的自感，/>为接收线圈3的自感，/>为发射线圈1的谐振补偿电容，/>为接收线圈3的谐振补偿电容，/>为发射线圈1和接收线圈3之间的互感，/>为接收线圈3回路上的等效负载，/>为虚数单位，f表示设备的工作频率。

在前述的三级无线传能系统中，电压与电流的关系如公式（3）所示，谐振频率f如公式（4）所示：

（3）

（4）

其中，除与公式（1）和公式（2）共同的参数外，为待测闭合回路线圈2中的电流，为接收线圈3在工作状态（放入中继线圈，即放入待测闭合回路线圈2）时的电流，/>为待测闭合回路线圈2的内阻，/>为待测闭合回路线圈2的自感，/>为待测闭合回路线圈2的谐振补偿电容，/>为发射线圈1和待测闭合回路线圈2之间的互感，/>为接收线圈3和待测闭合回路线圈2之间的互感，f表示设备的工作频率。

三级无线传能系统中的待测闭合回路线圈2作为中继线圈，故当输入电信号相同且待测闭合回路线圈2为合格时，第一输出电信号（如）高于两级无线传能系统中接收线圈3的第二输出电信号（如/>）。而当待测闭合回路线圈2为不合格时，待测闭合回路线圈2在发射线圈1和接收线圈3之间呈现出阻碍的作用，第一输出电信号（如/>）低于两级无线传能系统中接收线圈3的第二输出电信号（如/>）。

因此，根据第一输出电信号和第二输出电信号的差异，可以量化待测闭合回路线圈2对于无线传能效率的提升幅度，再对待测闭合回路线圈2进行分级，不同级别的线圈具有不同的提升幅度区间，便于后续用户根据实际应用场景的需要选择对应级别的线圈。

图3是本申请实施例中的闭合回路线圈的检测装置的结构示意图。该检测装置用于执行前述的闭合回路线圈的检测方法，包括第一底座7、第二底座6、电信号发射装置、电信号接收装置。

电信号发射装置包括发射线圈1和发射端控制器4。发射端控制器4用于向发射线圈1输入电信号。

电信号接收装置包括接收线圈3和接收端控制器5。接收端控制器5用于获取接收线圈3输出的电信号，如前述的第一输出电信号、第二输出电信号、样本信号等。接收端控制器5还用于根据第一输出电信号判断待测闭合回路线圈2是否合格。接收端控制器5还用于根据第一输出电信号和第二输出电信号的差异，对待测闭合回路线圈2进行分级。

第一底座7具有相对的两端，其中一端上设置有发射线圈1和发射端控制器4，另一端上设置有接收线圈3和接收端控制器5。可以理解，在保证发射线圈1和接收线圈3位置固定的情况下，发射端控制器4和接收端控制器5还可以根据实际需要设置在其他位置。第一底座7还具有检测位置，检测位置位于第一底座7的相对两端之间。

第二底座6放置在检测位置，其上具有凹槽，待测闭合回路线圈2插接固定在凹槽中，此时待测闭合回路线圈2、发射线圈1和接收线圈3组成三级无线传能系统。

作为一种可选的实施方式，第二底座6可以在检测位置与第一底座7固定连接。在对多个待测闭合回路线圈2进行检测时，只需要替换待测闭合回路线圈2即可。进一步地，检测系统还包括第一驱动装置。第一驱动装置可以为机器手等，通过抓取的方式更换待测闭合回路线圈2，以实现检测过程的自动化和批量化。

作为另一种可选的实施方式，第二底座6可相对第一底座7移动。具体地，第一底座7可以具有导轨，第二底座6可沿导轨移动至检测位置。进一步地，检测系统还包括第二驱动装置，第二底座6的数量为多个。检测时，将多个待测闭合回路线圈2分别固定在多个第二底座6上。第二驱动装置可以为传送带等，用于将多个第二底座6轮流移动至检测位置完成检测，以实现检测过程的自动化和批量化。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种闭合回路线圈的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

将待测闭合回路线圈（2）放置在发射线圈（1）和接收线圈（3）之间，以得到三级无线传能系统；

向所述三级无线传能系统中的所述发射线圈（1）输入电信号以在所述接收线圈（3）产生第一输出电信号；

根据所述第一输出电信号判断所述待测闭合回路线圈（2）是否合格。

2.如权利要求1所述的闭合回路线圈的检测方法，其特征在于，

所述根据所述第一输出电信号判断所述待测闭合回路线圈（2）是否合格，包括：

根据所述第一输出电信号与样本信号集的差异判断所述待测闭合回路线圈（2）是否合格。

3.如权利要求2所述的闭合回路线圈的检测方法，其特征在于，

所述样本信号集通过以下方式建立：

将与所述待测闭合回路线圈（2）同型号的样品线圈放置在所述发射线圈（1）和所述接收线圈（3）之间，以得到三级无线传能样本系统；

向所述三级无线传能样本系统中的所述发射线圈（1）输入电信号以在所述接收线圈（3）产生样本信号；

将多个所述样品线圈对应的所述样本信号作为样本信号集。

4.如权利要求2所述的闭合回路线圈的检测方法，其特征在于，

所述根据所述第一输出电信号与样本信号集的差异判断所述待测闭合回路线圈（2）是否合格，包括：

对所述样本信号集进行特征识别及标定，建立人工智能模型；

将所述第一输出电信号输入所述人工智能模型以判断所述待测闭合回路线圈（2）是否合格。

5.如权利要求1所述的闭合回路线圈的检测方法，其特征在于，

所述三级无线传能系统中的各个线圈处于磁谐振耦合状态。

6.如权利要求1所述的闭合回路线圈的检测方法，其特征在于，

所述检测方法还包括：

提供两级无线传能系统，所述两级无线传能系统包括所述发射线圈（1）和所述接收线圈（3）；

向所述两级无线传能系统中的所述发射线圈（1）输入电信号以在所述接收线圈（3）产生第二输出电信号；

根据所述第一输出电信号和所述第二输出电信号的差异，对所述待测闭合回路线圈（2）进行分级。

7.一种闭合回路线圈的检测系统，其特征在于，所述检测系统用于执行如权利要求1-6任一项所述的闭合回路线圈的检测方法；

所述检测系统包括：

电信号发射装置，包括所述发射线圈（1）和发射端控制器（4）；所述发射端控制器（4）用于向所述发射线圈（1）输入电信号；

电信号接收装置，包括所述接收线圈（3）和接收端控制器（5）；所述接收端控制器（5）用于获取所述第一输出电信号并根据所述第一输出电信号判断所述待测闭合回路线圈（2）是否合格。

8.如权利要求7所述的闭合回路线圈的检测系统，其特征在于，

所述检测系统还包括：

第一底座（7），具有相对的两端，其中一端上设置有所述发射线圈（1），另一端上设置有所述接收线圈（3）；所述第一底座（7）还具有检测位置，所述检测位置位于所述第一底座（7）的相对两端之间；

第二底座（6），设置在所述检测位置，用于固定所述待测闭合回路线圈（2）以得到所述三级无线传能系统。

9.如权利要求8所述的闭合回路线圈的检测系统，其特征在于，

所述检测系统还包括：

第一驱动装置，用于将所述待测闭合回路线圈（2）在所述第二底座（6）上固定或除去。

10.如权利要求8所述的闭合回路线圈的检测系统，其特征在于，

所述第二底座（6）的数量为多个；

所述检测系统还包括：

第二驱动装置，用于将多个所述第二底座（6）轮流移动至所述检测位置。