TWI668675B

TWI668675B - 缺陷評估系統

Info

Publication number: TWI668675B
Application number: TW107115332A
Authority: TW
Inventors: 許智豪; 彭雍森
Original assignee: 英華達股份有限公司
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2019-08-11
Also published as: CN108226231A; TW201933295A

Abstract

本發明提供一種缺陷評估系統，用於監控一載具之受損狀況。本發明缺陷評估系統包含傳感電路、偵測模組及警示模組。傳感電路設置於載具上。偵測模組連接傳感電路之兩端，用以輸出一脈衝訊號至傳感電路，並接收傳感電路所回傳的一回傳訊號。警示模組耦接偵測模組，警示模組根據回傳訊號產生關於載具受損狀況之一警示訊息。相較於習知技術，本發明使用可撓曲的傳感電路不僅可降低載具幾何外形及空間上的限制，亦可減少人力及物力上的需求。

Description

缺陷評估系統

本發明係關於一種缺陷評估系統，更明確地說，係關於一種利用脈衝訊號監控載具受損狀況的一種缺陷評估系統。

隨著行車安全的意識提升，駕駛員越來越重視所駕駛的車體狀況。由傳統的肉眼檢視演化到後來的自動檢測系統，所述的車體狀況不外乎是針對車體的結構形狀進行檢查。

然而，有些結構上的異常並不易從外觀上來判斷。例如，載具行進時被飛起的小石頭擊中導致板金掉漆、或變形車架的外層包裹有軟性塑料殼。上述之事例在維修檢測時往往需要將外部鈑件卸下或是依靠人工細微查看才可得知，不僅費時又費工。

而現有的車載診斷系統(On-Board Diagnostic，OBD)係針對車輛的主要系統(如：煞車系統、排氣系統、變速箱)做狀態監控，同時在OBD系統中又常使用電容式感測器進行結構變形的檢測。當電容式感測器受到一外力時，感測器內的兩電極板間即產生距離改變，進而導致電容值發生變化。電容式感測器係根據此電容值的變化產生警示訊號。

然而，電容式感應器的結構中至少需具備兩相距一間距之平行電極，亦即代表著電容式感測器具有一定的厚度。同時，由於電容式感測器需透過位移變化量來產生警示訊號，對於所貼附的車體外觀亦不可有過大的曲率。這種利用壓力感測來偵測車體是否受到外力或產生形變的方式，將會限制所欲檢測的部位外觀及位置。因此，習知技術並無法有效的監控堆疊較密集的內部構裝部件，對於較大面積的監控部件亦會產生安裝不易及成本過高的問題。

由此可知，上述之習知技術仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟待加以改良。有鑑於此，本發明將提出一種不會限制載具待測物件的幾何外觀、位置及範圍，同時又可有效降低成本的缺陷評估系統。

因此，本發明之一範疇在於提供一種缺陷評估系統，用以監控一載具之受損狀況。根據一具體實施例，本發明之缺陷評估系統包含有傳感電路、偵測模組及警示模組。傳感電路設置於載具上。偵測模組連接於傳感電路之兩端，用以輸出一脈衝訊號至傳感電路，並接收傳感電路所回傳的一回傳訊號。警示模組耦接偵測模組，警示模組根據回傳訊號產生一警示訊息。

根據另一具體實施例，所述之載具具有複數個部件，缺陷評估系統另包含有複數個傳感電路，分別設置於對應之部件上。警示模組係根據回傳訊號之一電阻值判斷載具之缺陷程度。警示模組預存有複數個電阻值區間，藉由比對回傳訊號的電阻值與預存的該等電阻值區間判斷載具的缺陷程度，並根據脈衝訊號與回傳訊號間的波形變化產生上述之警示訊息。偵測模組輸出脈衝訊號至偵測模組接收回傳訊號間具有一時間差，警示模組根據上述之時間差產生所述之警示訊息。警示模組另存有一電路配置圖，該電路配置圖係為傳感電路設置於載具上之位置配置圖，警示模組可根據回傳訊號與電路配置圖推算出所述載具之缺陷位置。

本發明缺陷評估系統另包含有耦接於警示模組的一溫度量測模組，溫度量測模組用以量測傳感電路的溫度，警示模組係根據上述回傳訊號與所量測的溫度產生上述之警示訊息。偵測模組可根據警示訊息調變輸出次一脈衝訊號之波形及輸出時間。缺陷評估系統另包含有一記錄模組，用以記錄所產生的脈衝訊號、回傳訊號或警示訊息。

綜上所述，本發明缺陷評估系統利用偵測模組產生一脈衝訊號予傳感電路，而後藉由傳感電路所回傳的回傳訊號以判斷載具部件的受損狀況。相較於習知技術，本發明藉由使用傳感電路以降低載具幾何外形的限制。同時因傳感電路可有效貼合於不同的幾何外形上，因此提高了受損狀況的偵測靈敏度。更進一步地，由於本發明使用脈衝訊號以判斷載具受損狀況，所使用的元件需求較低，因此可有效降低人力與物力上的花費。

1‧‧‧缺陷評估系統

12‧‧‧傳感電路

14‧‧‧偵測模組

16‧‧‧警示模組

18‧‧‧顯示模組

19‧‧‧溫度量測模組

A、B、C、D‧‧‧位置

t₁₁~t₁₄、t₂₁~t₂₄、t₃₁~t₃₄‧‧‧時刻

S₁‧‧‧脈衝訊號

S₂‧‧‧回傳訊號

圖1係繪示本發明之缺陷評估系統之一具體實施例之示意圖。

圖2係繪示本發明之缺陷評估系統之一具體實施例之功能方塊圖。

圖3係繪示本發明之缺陷評估系統之一具體實施例之傳感電路正常狀態時的示意圖。

圖4係繪示圖3的傳感電路中不同時刻的波形狀態圖。

圖5係繪示本發明之缺陷評估系統之一具體實施例之傳感電路開路狀態時的示意圖。

圖6係繪示圖5的傳感電路中不同時刻的波形狀態圖。

圖7係繪示本發明之缺陷評估系統之一具體實施例之傳感電路受損狀態時的示意圖。

圖8係繪示圖7的傳感電路中不同時刻的波形狀態圖。

圖9係繪示本發明之缺陷評估系統之另一具體實施例之示意圖。

為了讓本發明的優點，精神與特徵可以更容易且明確地了解，後續將以實施例並參照所附圖式進行詳述與討論。值得注意的是，這些實施例僅為本發明代表性的實施例，其中所舉例的特定方法，裝置，條件，材質等並非用以限定本發明或對應的實施例。

請參閱圖1及圖2。圖1係繪示本發明之缺陷評估系統1之一具體實施例之示意圖。圖2係繪示本發明之缺陷評估系統1之一具體實施例之功能方塊圖。根據一具體實施例，本發明之缺陷評估系統1包含有傳感電路12、偵測模組14及警示模組16。傳感電路12設置於載具2上。偵測模組14連接於傳感電路12之兩端，用以輸出一脈衝訊號S₁至傳感電路12，並接收傳感電路12所回傳的一回傳訊號S₂。警示模組16耦接偵測模組14，警示模組16根據回傳訊號S₂產生一警示訊息。

於實際應用中，載具2可能具有多個部件，所述之傳感電路12可遍布於該等部件上，以形成一與偵測模組14連接之迴路。而於另一實施例中，缺陷評估系統1包含有複數個傳感電路12，分別設置於對應之部件上，此時每一待偵測的部件上可均設有一對應的傳感電路12。其中，該等傳感電路12可由同一偵測模組14所連接，而偵測模組14根據需求選擇性輸出一脈衝訊號S₁至指定的傳感電路12。於另一實施例中，該等傳感電路12分別連接有專屬之一偵測模組14，以降低偵測模組14的功能需求及傳感電路12的路徑限制。

於實際應用中，偵測模組14與警示模組16可以透過有線連接方式進行溝通，亦可透過無線方式進行連接。而所述之載具2可以為汽車、摩托車、腳踏車、無人機等。所述之部件可以為引擎蓋、後車廂蓋、引擎外殼、底盤骨架等。

由於回傳訊號S₂應具有與脈衝訊號S₁相似的波形，因此可藉由回傳訊號S₂換算出所流經之傳感電路12的電阻值大小。於一實施例中，缺陷評估系統1可預存有一正常電阻值，該正常電組值係為回傳訊號S₂流經正常狀態時的傳感電路12的電阻值。因此當回傳訊號S₂中的電阻值與正常電阻值間的差值超過一誤差容許範圍時，即代表著設置該傳感電路12之載具部件可能發生撞擊變形、刮擦磨損、疲勞彎曲等異常狀態。此時警示模組16即發出警示訊息通知使用者此載具部件發生異常。

其中，上述之正常電阻值可預存於警示模組16中，警示模組16藉由比對所儲存的正常電阻值及回傳訊號S₂中的電阻值差異以判斷該傳感電路12是否發生異常。然而，由於每個傳感電路12的路徑長度及蜿蜒程度可能不同，因此造成每一傳感電路12的正常電阻值也不同。故在另一實施例中，正常電阻值係由傳感電路12所連接的偵測模組14所預存，藉以省略每一正常電阻值配對對應的傳感電路12之步驟。

再者，警示模組16可根據回傳訊號S₂的電阻值與正常電阻值之變化量大小以判斷該傳感電路12的缺陷程度，例如：相差2歐姆時為輕度受損，而相差10歐姆以上時為嚴重受損。而於另一實施例中，警示模組16係根據回傳訊號S₂的電阻值與正常電阻值的變化率判斷傳感電路12的缺陷程度，如：3%為正常狀況，15%為輕度受損，而70%以上為高度危險。而於再一實施例中，缺陷評估系統1不需存有正常電阻值，警示模組16係直接將回傳訊號S₂的電阻值與預設的警戒電阻值相比以判斷缺陷程度，如：當回傳訊號S₂的電阻值為10歐姆以下時為正常狀態；而當回傳訊號S₂的電阻值達30歐姆以上時，該傳感電路12係為嚴重損毀狀態。

上述之回傳訊號S₂內的電阻值可以由偵測模組14或警示模組16進行換算。然不以此為限，亦可於偵測模組14或警示模組16上加裝一換算模組，用以接收回傳訊號S₂並換算其電阻值。同時，電阻值的比對亦可以於偵測模組14或警示模組16上進行，或透過一比對模組進行比對。

進一步地，警示模組16可預存有一損壞程度對照表，其儲存有複數個電阻值區間。警示模組16藉由比對回傳訊號S₂的電阻值與預存的該等電阻值區間以判斷該載具部件的缺陷程度。此外，所述之該等電阻值區間可分別針對對應的傳感電路12進行調整，亦即警示模組16可預存有複數個損壞程度對照表，例如：引擎外殼可容許的損壞程度較低，所以設於引擎外殼上的傳感電路12需使用電阻值區間範圍較小的損壞程度對照表；後車廂蓋可容許的損壞程度較高，設於後車廂蓋的傳感電路12可使用電阻值區間範圍較大的損壞程度對照表。再者，所述之電阻值區間可以為電阻值讀值區間、電阻值變化量區間或電阻值變化率區間。由於偵測模組14輸出脈衝訊號S₁予傳感電路12到偵測模組14接收到由傳感電路12所回傳的回傳訊號S₂間具有一時間差，因此亦可藉由此時間差判斷該傳感電路12是否發生異常。

請參閱圖3及圖4。圖3係繪示本發明之缺陷評估系統1之一具體實施例之傳感電路12正常狀態時的示意圖。圖4係繪示圖3的傳感電路12中不同時刻的波形狀態圖。正常狀態時，當偵測模組14發送一脈衝訊號S₁至傳感電路12時，脈衝波在t₁₁~t₁₄時刻間會在傳感電路12中以ABCD的傳遞順序移動，而後傳感電路12傳回一回傳訊號S₂給偵測模組14。上述動作所花費之時間即為正常狀態下的時間差。因此當偵測模組14發送脈衝訊號S₁到接收回傳訊號S₂所耗費的時間差與正常狀態下的時間差不吻合時，即可判斷該傳感電路12發生異常。

請參閱圖5及圖6。圖5係繪示本發明之缺陷評估系統1之一具體實施例之傳感電路12開路狀態時的示意圖。圖6係繪示圖5的傳感電路12中不同時刻的波形狀態圖。於此實施例中，由於傳感電路12中BC線段間產生斷路，此開路狀態又可視為於BC線段間的電阻值趨近無限大，使得此脈衝波無法由B點傳遞至C點，故在t₂₃時刻時以反射波形式返回A點。因此當偵測模組14接收到由A點回傳之回傳訊號S₂時，即可判斷出該傳感電路12發生異常。

請參閱圖7及圖8。圖7係繪示本發明之缺陷評估系統1之一具體實施例之傳感電路12受損狀態時的示意圖。圖8係繪示圖7的傳感電路12中不同時刻的波形狀態圖。實際應用中，由於傳感電路12可能因載具2變形而產生部分位置的電阻升高，但又不致於使該位置的電阻趨近無限大，因此當脈衝波碰到該阻抗不連續的位置時，即可能分裂成兩脈衝波。一脈衝波仍沿著C點到D點方向傳回偵測模組14，而另一脈衝波則反射回A點。此時缺陷評估系統1可根據不同的需求抓取所需之回傳訊號S₂，如：可藉由A點所回傳的回傳訊號S₂量測受損位置，或藉由D點所回傳的回傳訊號S₂判斷受損程度。而於另一實施例中，傳感電路12亦可能為短路狀態，其量測方式與上述相似，在此不再贅述。

請再次參閱圖3~圖8，由於正常狀態時傳感電路12內的電阻變化趨近於零，因此脈衝波的波形幾乎不會改變，故可藉由比對正常狀態時的脈衝波與回傳訊號S₂的波形變化以判斷該傳感電路12的受損狀況。所述之比對方式可以透過時域反射法(Time-Domain Reflectometry，TDR)、時域透射法(Time-Domain Transmissometry，TDT)、電流脈衝定位法或任何可藉由脈衝波判斷傳感電路12的異常程度、異常位置或/及異常範圍的方法。同時波形的比對亦可以於偵測模組14或警示模組16上進行，或額外透過一比對模組進行波形比對。其中，警示模組16可根據上述的時間差或波形變化的比對結果產生對應的警示訊息以通知使用者不同的異常狀況。

此外，上述之警示模組16另存有一電路配置圖，該電路配置圖係為傳感電路12設置於載具2上之位置配置圖。由於上述方法可判斷出傳感電路12的異常位置，因此警示模組16即可根據傳感電路12的異常位置與電路配置圖推算出所述載具2之缺陷位置。此時，警示訊息即為載具2之受損狀況。

請參閱圖9。圖9係繪示本發明之缺陷評估系統1之另一具體實施例之示意圖。本發明缺陷評估系統1可另包含有耦接於警示模組16的一顯示模組18，顯示模組18可顯示異常的傳感電路12位置，或直接顯示經警示模組16處理過後的載具2受損狀況，如：載具受損方式、載具受損程度或載具受損位置及範圍等。同時顯示模組18的表現方式可以為數值變化、顏色變化、線條粗細程度或等壓線圖等方式呈現。其中，所述之顯示模組18可以透過直接連接或無線連接的方式與警示模組16連接。再者，所述之顯示模組18可以為手持裝置(如：手機、PDA、導航設備等)、行車顯示螢幕、行車控制面板或任何可產生影像之裝置。更進一步地，警示模組16亦可與一蜂鳴器做連接，當缺陷評估系統1偵測到載具2發生異常時，通知蜂鳴器發出警報聲響。

於實際應用中，由於溫度會影響到脈衝波於傳感電路12上的移動速率及傳感電路12的電阻值，因此可量測傳感電路12的溫度以提高缺陷評估系統1的監控精準度。即本發明缺陷評估系統1可另包含有耦接於警示模組16的一溫度量測模組19，用以量測傳感電路12的溫度。警示模組16係根據上述回傳訊號S₂與所量測的溫度產生警示訊息。此外，缺陷評估系統1可另包含有一記錄模組，用以記錄所產生的脈衝訊號S₁、回傳訊號S₂或警示訊息。進一步地，記錄模組可同時記錄上述產生資訊的時間。

由於傳感電路12發生異常時往往會同時發生回傳訊號S₂的電阻值改變、時間差改變及波形改變，因此於平時監控時可僅監控上述之一者即可。於一實施例中，缺陷評估系統1於平時僅監控回傳訊號S₂之電阻值是否有異常。當發現電阻值異常時，缺陷評估系統1可由記錄模組中取得並分析異常的回傳訊號S₂的回傳時間差及波形變化以判斷異常位置及缺陷程度。於另一實施例中，當發現電阻值異常時，偵測模組14可隨即再發送另一脈衝訊號至該傳感電路中，而後再分析該脈衝訊號所回傳的時間差及波形變化以判斷異常位置及缺陷程度。更進一步地，上述之偵測模組14可根據警示訊息調變輸出次一脈衝訊號之波形及輸出時間，如：次一脈衝訊號的頻率及振幅強度、次一脈衝訊號的形狀(如：正弦波、方波、三角波、鋸齒波)，以及次一脈衝訊號的輸出時間等。於一實施例中，偵測模組14亦可根據警示訊息變換脈衝訊號的輸出方向。

由於設置於載具2上的傳感電路12僅需傳遞電子訊號，並不會限制待偵測物件的幾何外觀，因此可設置於如汽車板金外表面或封裝於板金結構中。於一實施例中，當傳感電路12設置於載具車架上時，本發明缺陷評估系統1即可評估載具車架是否產生彎曲變形。進一步地，由於傳感電路12僅需設置於待測物件上並與偵測模組14連接，傳感電路12不需事先設置於待測物上。故於一實施例中，偵測模組14及警示模組16可先裝設於載具2上，而後利用材料塗佈方式(如：銀漆筆塗佈)將傳感電路12畫在欲監控區域上。此種不受限於裝設時間、待側物幾何外觀與大小的裝配方式，可有效降低裝配需求及提高偵測靈敏度。此外，傳感電路12可再透過保護材料進行外部保護，對於裝置元件的使用壽命將有更進一步的提升。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

Claims

一種缺陷評估系統，用於監控一載具之受損狀況，該缺陷評估系統包含：一傳感電路，設置於該載具外表；一偵測模組，連接該傳感電路之兩端，用以輸出一脈衝訊號至該傳感電路，並接收該傳感電路所回傳的一回傳訊號；以及一警示模組，耦接該偵測模組，該警示模組根據該回傳訊號產生一警示訊息；其中該警示模組根據該回傳訊號之一電阻值判斷該載具之缺陷程度。
如申請專利範圍第1項所述的缺陷評估系統，其中該警示模組另存有一電路配置圖，用以根據該回傳訊號與該電路配置圖推算該載具之缺陷位置。
如申請專利範圍第1項所述的缺陷評估系統，其中該警示訊息係根據該脈衝訊號與該回傳訊號之波形變化所產生。
如申請專利範圍第1項所述的缺陷評估系統，其中該警示模組預存有複數個電阻值區間，藉由比對該電阻值與該等電阻值區間判斷該載具之缺陷程度。
如申請專利範圍第1項所述的缺陷評估系統，其中該警示模組係根據一時間差產生該警示訊息，其中該時間差係為該偵測模組輸出該脈衝訊號至接收該回傳訊號之時間。
如申請專利範圍第1項所述的缺陷評估系統，另包含有一溫度量測模組，耦接該警示模組，用以量測該傳感電路之一溫度，該警示模組根據該回傳訊號及該溫度產生該警示訊息。
如申請專利範圍第1項所述的缺陷評估系統，其中該載具具有複數個部件，該缺陷評估系統包含有複數個傳感電路，分別設置於對應之該等部件上。
如申請專利範圍第1項所述的缺陷評估系統，其中該偵測模組根據該警示訊息調變輸出次一脈衝訊號之波形及輸出時間。
如申請專利範圍第1項所述的缺陷評估系統，另包含有一記錄模組，用以記錄該脈衝訊號、該回傳訊號或該警示訊息。