優(yōu)先權(quán)聲明

本申請案根據(jù)35u.s.c.§119要求賦予2015年1月5日申請的pct申請案第pct/us2015/010159號的優(yōu)先權(quán)。

本發(fā)明大體上涉及用于檢測輪胎中的加強件的損壞的方法。

背景技術(shù)：

已知的輪胎構(gòu)造使用具有加強元件的主體簾布層，所述加強元件從胎圈部分到胎圈部分延伸通過相對的側(cè)壁部分和輪胎的胎冠部分。有時被稱為胎體層或加強層的主體簾布層通常錨定在胎圈處，并且在輪胎充氣和使用時維持輪胎的整體形狀。主體簾布層的加強元件通?；旧涎刂鴱较蚍较?垂直于旋轉(zhuǎn)軸的方向)定向且可包含例如含鐵金屬。

在輪胎使用期間，這些加強元件(有時被稱為簾線)可能例如由于與道路中的物體碰撞、在路緣上行進和其它損壞性事件而被損壞。在一些情形中，加強元件可能由于此類事件而被完全破壞。令人遺憾的是，通過輪胎外部的目視檢查并不能容易地發(fā)現(xiàn)這種損壞，因為加強元件包含在用于構(gòu)造輪胎的橡膠材料內(nèi)。

市售輪胎通常在被稱作翻新的過程之后重新使用。通過翻新，從輪胎移除磨損胎面，且將新的胎面帶或胎面區(qū)段安裝到輪胎上。更換胎面比更換整個輪胎更便宜，且允許使用相同輪胎胎體實現(xiàn)額外里程。這種慣例尤其常見于用于重型卡車的市售輪胎。

然而，在更換胎面之前，檢查輪胎(包含主體簾布層的加強元件)的損壞或磨損是有利的。在某些情形中，檢查可發(fā)現(xiàn)輪胎需要更換而不是翻新。替代地，可能需要維修輪胎。如上文所陳述，僅僅通過目視檢查并不能容易地發(fā)現(xiàn)內(nèi)部元件(例如，主體簾布層的加強元件)的所有損壞。

由于市售輪胎(例如，重型卡車輪胎)的主體簾布層中的加強元件時常由含鐵材料構(gòu)成，因此可使用一個或多個傳感器來檢測加強元件中的原本通過輪胎的目視檢查不可確定的不連續(xù)部分，例如，斷裂。期望使此類檢查過程自動化，使得可經(jīng)濟地且方便地檢查多個輪胎。然而，輪胎具有多種形狀和尺寸。更具體地說，輪胎與輪胎之間在輪廓、高度和寬度(沿著軸向方向)上可基本上不同。針對輪胎檢查，一些傳感器要求放置在輪胎的內(nèi)表面處，或接觸輪胎或極為貼近輪胎。這由于輪胎與輪胎之間的輪胎輪廓和尺寸變化而可能存在問題。

另外，在檢測輪胎的某些位置處的不連續(xù)部分時可遇到復(fù)雜情況。舉例來說，將某些傳感器沿著內(nèi)表面放置在輪胎的胎肩部分中可能尤其具有挑戰(zhàn)性，歸因于輪胎的此部分處的曲率及其在不同尺寸和類型的輪胎之間的變化性。更確切地說，以下情況存在挑戰(zhàn)：對于各種輪胎輪廓和寬度將一個或多個傳感器精確且一致地定位在輪胎的內(nèi)表面處(尤其在胎肩區(qū)域)以便檢測(例如)主體簾布層的加強元件的損壞。另外，優(yōu)選的是可容易地移除所述一個或多個傳感器以用于檢測另一輪胎。

作為額外實例，沿著輪胎的胎圈部分檢測主體簾布層的加強元件的損壞也存在問題。輪胎的每個相對胎圈部分通常包含沿著周向方向延伸的形成環(huán)或圈的胎圈。這種胎圈由含鐵金屬構(gòu)成，所述含鐵金屬可干擾對輪胎的胎圈部分附近的主體簾布層的加強元件的損壞的精確檢測。更具體地說，胎圈提供大量的含鐵金屬，所述含鐵金屬阻礙加強元件的斷裂檢測所要的磁通量的飽和度水平。一些輪胎構(gòu)造還使用圍繞胎圈纏繞的主體簾布層，其進一步增大需要檢查的區(qū)域中的含鐵金屬量。另外，胎圈部分的非線性幾何形狀也會阻礙改進檢測靈敏度和精確度所要的將傳感器接近輪胎的表面放置的工作。非線性幾何形狀和含鐵金屬的存在也在產(chǎn)生適當(dāng)定位、水平足夠用于損壞檢測而不會不當(dāng)?shù)仫柡陀糜跈z測磁通量的傳感器的磁通量場方面產(chǎn)生問題。

檢查期間的振動也可導(dǎo)致問題。更確切地說，為了檢測輪胎的整個周界上的斷裂，可通過(例如)相對于傳感器旋轉(zhuǎn)輪胎而沿著周向方向在輪胎的表面上傳送傳感器。輪胎的內(nèi)表面是粗糙的，且在不同輪胎之間以及不同制造商之間是不可預(yù)知的。在傳感器相對于輪胎的表面移動期間，傳感器將被反彈或以其它機械方式攪動。傳感器與輪胎之間的距離改變將導(dǎo)致來自傳感器的輸出信號的改變。繼而，這可導(dǎo)致錯誤檢測和遺漏檢測。降低傳感器的靈敏度以避免錯誤檢測也將降低傳感器檢測斷裂的能力。算法可用于輔助從信號濾除噪聲，但此類算法可能基于也可能降低傳感器檢測斷裂的能力的假定。

因此，一種使用可沿著輪胎的內(nèi)表面適當(dāng)定位以促進輪胎的檢查(針對(例如)輪胎的加強件中的斷裂或不連續(xù)部分)的裝置的方法將有用。還可用于補償或校正不當(dāng)?shù)鼗谡駝踊驒C械攪動的傳感器信號的此類方法將尤其有用?？膳c可沿著各種輪胎的內(nèi)表面定位在不同輪胎輪廓和寬度范圍上的胎肩區(qū)域或胎圈部分處的裝置一起使用的此類方法也將有用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種使用傳感器裝置以用于輪胎檢查的方法。從相隔預(yù)定距離的多行傳感器接收信號。所述傳感器緊靠著用于檢查的輪胎的內(nèi)表面定位。來自不同行的傳感器的信號用于識別例如輪胎的加強件中的斷裂，并且還用于識別由傳感器裝置的振動或震動所產(chǎn)生的非所要信號。本發(fā)明的額外目標和優(yōu)點將部分在以下描述中進行闡述，或可從所述描述中顯而易見，或可通過實踐本發(fā)明來習(xí)得。

在本發(fā)明的一個示例性方法中，提供一種使用傳感器裝置以用于輪胎的加強件的輪胎檢查的方法。所述方法包含以下步驟：將傳感器裝置定位在輪胎的內(nèi)表面附近，所述傳感器裝置具有沿著多個行布置的多個傳感器；將輪胎的內(nèi)表面移動經(jīng)過所述傳感器行；產(chǎn)生來自第一行傳感器的第一系列信號和來自第二行傳感器的第二系列信號；拒絕來自所述第一系列和所述第二系列的未指示輪胎加強件中的至少一個斷裂的信號；以及確定來自所述第一系列和所述第二系列的指示輪胎加強件中的至少一個斷裂的信號。

參考以下描述和所附權(quán)利要求書，本發(fā)明的這些特征和其它特征、方面和優(yōu)點將得到較好理解。并入本說明書中并且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖說明了本發(fā)明的實施例，并且與所述描述一起用以闡釋本發(fā)明的原理。

附圖說明

本說明書中闡述本發(fā)明的針對所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員的完整和啟發(fā)性揭示內(nèi)容(包含其最佳模式)，本說明書參考附圖，在所述附圖中：

圖1示出示例性輪胎的一部分的橫截面圖以及本發(fā)明的示例性實施例的側(cè)視圖。

圖2示出本發(fā)明的示例性實施例的透視圖。

圖3提供圖2的示例性實施例的頂視圖。

圖4是沿著圖3中示例性實施例的線4-4的橫截面圖。

圖5是圖2的示例性實施例的側(cè)視圖。

圖6是圖2的示例性實施例的端視圖。

圖7是圖2的示例性實施例的底視圖。

圖8是本發(fā)明的傳感器裝置的另一示例性實施例的頂視圖。

圖9示出示例性輪胎的一部分的橫截面圖以及本發(fā)明的另一示例性實施例的側(cè)視圖。

圖10示出圖9中所示的本發(fā)明的示例性實施例的透視圖。

圖11示出圖9中所示的本發(fā)明的示例性實施例的正視圖。

圖12是圖9的示例性實施例的側(cè)視圖。

圖13是圖9的示例性實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖14是輪胎的一個側(cè)面的部分橫截面圖以及本發(fā)明的另一示例性實施例的側(cè)視圖。

圖15示出圖14中描繪的本發(fā)明的示例性實施例的透視圖。

圖16是圖14中所描繪的本發(fā)明的示例性實施例的正視圖。

圖17是圖14的示例性實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖18是輪胎的一個側(cè)面的另一部分橫截面圖和圖14的示例性實施例的側(cè)視圖以及對此示例性實施例所產(chǎn)生的磁場的描繪。

圖19是說明傳感器檢測到輪胎的加強件中的斷裂的示意圖。

圖20是從兩個不同行傳感器接收的系列信號的示例性示意圖。

具體實施方式

出于描述本發(fā)明的目的，現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的實施例，其中一個或多個實例在圖式中示出。每個實例是為闡釋本發(fā)明而提供，而非限制本發(fā)明。實際上，對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下可在本發(fā)明中進行各種修改和變化。舉例來說，作為一個實施例的部分示出或描述的特征可與另一實施例一起使用以產(chǎn)生又一實施例。因此，預(yù)期本發(fā)明涵蓋屬于所附權(quán)利要求書和其等效物的范圍內(nèi)的此類修改和變化。

如本文所使用，以下定義適用：

“子午面”是輪胎的旋轉(zhuǎn)軸所在的平面。圖1是沿著子午面截取的示例性輪胎50的橫截面。

輪胎的“胎冠部分”是在輪胎的側(cè)壁部分之間沿著軸向方向a(其為平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸的方向)延伸的部分，包含胎面和徑向朝向胎面的內(nèi)部定位的組件。

“主體簾布層”或“胎體”或“胎體層”是在輪胎的相對側(cè)上的胎圈部分之間延伸并從所述胎圈部分延伸通過相對的側(cè)壁部分且跨越輪胎的胎冠部分的層。主體簾布層可包含含鐵加強件。

“徑向方向”垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸并且在圖中以“r”和方向箭頭標示。平行于旋轉(zhuǎn)軸的軸向方向在圖中以“a”和方向箭頭標示。

輪胎的“周向方向”(也稱為縱向方向)是對應(yīng)于輪胎的邊緣的方向，并且由輪胎在正常操作期間的旋轉(zhuǎn)方向界定。周向方向在圖中以“c”和方向箭頭標示。

在隨后的描述中，在示例性實施例的圖式中標示方向r、a和c以標示所述實施例在傳感器裝置經(jīng)定位用于輪胎檢查時相對于輪胎的定向。另外，可參考在傳感器裝置100經(jīng)定位用于輪胎檢查時相對于所述傳感器裝置而確定的這些方向來描述示例性實施例的各種組件的位置。

圖1示出沿著子午面的示例性輪胎50的橫截面圖。本發(fā)明的傳感器裝置100的示例性實施例的側(cè)視圖以可拆卸方式定位在輪胎50的內(nèi)表面52處以用于輪胎檢查目的。輪胎50的構(gòu)造包含主體簾布層54，其從胎圈部分56和58延伸，通過相對的側(cè)壁部分58和60，并且通過具有胎面64的胎冠部分62。沿著輪胎100的胎肩部分66示出傳感器裝置100。傳感器裝置100不限于沿著胎肩部分66使用。替代地，傳感器裝置100可以容易地放置在沿著輪胎50的內(nèi)表面52的其它位置處。如本文所描述，本發(fā)明的傳感器裝置的某些實施例尤其適合于沿著具有不同寬度和輪廓的各種輪胎尺寸的胎肩部分使用。

對于此示例性實施例，包含支撐臂70的定位系統(tǒng)將傳感器裝置100沿著內(nèi)表面52以可拆卸方式定位在輪胎50的內(nèi)部68內(nèi)。傳感器裝置100在點p處以樞轉(zhuǎn)方式連接到支撐臂70，所述點允許調(diào)整裝置100的定向以更容易地匹配輪胎50的內(nèi)表面52的輪廓。支撐臂70可連接在附接點130(圖2)處并且僅作為實例提供。其它定位系統(tǒng)也可與傳感器裝置100一起使用。

傳感器裝置100適用于檢測輪胎50，特別是在期望將一個或多個傳感器極為貼近輪胎50的內(nèi)表面52定位的情況下。主體簾布層54包含通常由含鐵材料構(gòu)成并且嵌入用于構(gòu)造輪胎50的橡膠材料中的加強元件。如先前所陳述，加強元件可能在輪胎50的使用期間受損。在輪胎檢查過程(可以是例如翻新操作的部分)期間，可以針對此類加強元件的損壞檢查輪胎50。舉例來說，傳感器裝置100可以包含如本文中將進一步描述的一個或多個霍耳(hall)效應(yīng)傳感器以用于檢測含鐵加強元件的斷裂。

雖然作為實例將使用對加強元件的檢查，但通過使用本文所揭示的教示，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，傳感器裝置100可用于使用其它傳感器類型的其它輪胎檢查，其中要求將傳感器極為貼近輪胎的內(nèi)表面放置，且尤其是其中需要將一個或多個傳感器沿著各種尺寸和輪廓的輪胎的胎肩區(qū)域放置。舉例來說，傳感器裝置100可包含霍耳效應(yīng)傳感器、溫度傳感器、光學(xué)傳感器和/或還包含其它類型的傳感器。

在檢查期間，傳感器裝置100可極為接近(例如，5mm到6mm內(nèi))內(nèi)表面52放置或可如圖1所示接觸表面52。一旦定位，就可使輪胎50圍繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以便在輪胎的整個圓周上掃描或檢測斷裂的加強元件。傳感器裝置100允許一個或多個傳感器極為貼近內(nèi)表面52放置，這對適當(dāng)測試可能是必要的，并且還因允許通過輪胎50的單次旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)完整檢查而加快測試。

如圖2中所示，傳感器裝置100包含可由例如內(nèi)部部分104和外部部分106構(gòu)成的主體102。主體102包含最外檢查表面108。如本文所使用，“最外”意指檢查表面108是主體102最接近輪胎50的內(nèi)表面52的被檢查的那部分的部分。

現(xiàn)在參考所有圖式，主體102界定縱向方向l和與方向l正交的寬度方向w。當(dāng)主體102沿著輪胎50的內(nèi)表面52放置時，主體102經(jīng)定向以使得縱向方向l與輪胎50的周向方向c正交(圖2和5)。主體102包含由最外檢查表面108界定的孔口110?？卓?10在最外檢查表面108的第一端112與第二端114之間沿著方向l縱向延伸(圖3)。

如圖2、3和6中最佳示出，多個傳感器116沿著縱向方向l并排或彼此鄰近布置.傳感器116定位于孔口110內(nèi)，使得傳感器116由最外檢查表面108包圍。傳感器116被支撐在傳感器支撐表面118(其可例如為印刷電路板或其它襯底)上，所述傳感器支撐表面可相對于最外檢查表面108略微凹入或朝內(nèi)定位。如所示出，傳感器支撐表面118平行于最外檢查表面108。更確切地說，傳感器支撐表面118具有匹配最外檢查表面108的輪廓的沿著縱向方向l的曲率或輪廓。

傳感器116沿著彼此鄰近(沿著主體102的寬度且沿著周向方向c)的多個行布置。具體來說，對于此示例性實施例，傳感器裝置100包含沿著第一行150和沿著第二行152線性地布置的傳感器116。第一行150界定第一軸線f1且第二行152界定第二軸線f2，如圖3中所展示。雖然僅示出兩個行150和152，但在本發(fā)明的其它示例性實施例中也可使用多于兩個行的傳感器116。如將進一步描述，多行傳感器116的使用允許補償可能在檢查期間發(fā)生的裝置100振動或震動。

對于如圖3中所描繪的示例性實施例，第一軸線f1與第二軸線f2彼此鄰近和平行且相隔距離d。然而，在其它實施例中，傳感器116可沿著彼此并不平行的軸線線性地布置。舉例來說，轉(zhuǎn)而參看圖8中所示的另一示例性實施例，第一軸線f1與第二軸線f2以相對于彼此的非零角度α定位。角度α可在(例如)0度<α≤4度的范圍內(nèi)。在再一實施例中，角度α可為約1度。也可使用其它角度。在第一軸線f1與第二軸線f2之間使用非零角度α可允許傳感器116更緊密匹配輪胎內(nèi)的加強件的徑向角度。圖8還指示傳感器116也可安裝到兩個單獨的傳感器支撐表面118a和118b上。

在本發(fā)明的某些實施例中，傳感器116是霍耳效應(yīng)傳感器116，其檢測磁通量且可提供指示磁通量的存在以及磁通量密度的信號，并且因此可用于檢測磁通量密度的改變。在本發(fā)明的一個實施例中，使用三十二個霍耳效應(yīng)傳感器且沿著其相應(yīng)的軸線以約2.5mm的間隔i將其定位(例如，參看圖3)。為了檢測主體簾布層54的加強件中的斷裂，多個霍耳效應(yīng)傳感器116的使用提高了傳感器裝置100檢測斷裂的效力。更確切地說，輪胎50的胎肩部分66是輪胎的高屈曲區(qū)，并且因此是很可能發(fā)現(xiàn)主體簾布層54的加強件中的斷裂的位置。多個傳感器的使用確保在檢查過程期間當(dāng)輪胎50旋轉(zhuǎn)時，至少一個傳感器116將位于胎肩部分66中的斷裂的每一側(cè)上。

現(xiàn)參看圖1、4和5，當(dāng)沿著如這些圖中所示的縱向方向l觀看時，最外檢查表面108具有特定輪廓。更確切地說，當(dāng)傳感器裝置100抵靠輪胎50的內(nèi)表面放置時(如圖1)，最外檢查表面108具有圓弧形輪廓。此圓形的弧具有半徑r(圖5)，當(dāng)傳感器裝置100如1中所示抵靠內(nèi)表面52定位時，所述半徑與輪胎50的周向方向c正交。最外檢查表面108的輪廓沿著其寬度(w)是基本上平坦的(圖6)。類似構(gòu)造用于圖8的示例性實施例。

對于圖1到8的示例性實施例，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)半徑r(圖5)在50mm到75mm的范圍中時，最外檢查表面108的輪廓匹配大部分輪胎的內(nèi)表面沿著胎肩區(qū)的形狀。這允許在廣泛多種輪胎形狀和尺寸上使用傳感器裝置100。更確切地說，所述輪廓允許傳感器116極為貼近內(nèi)表面52放置，使得可通過輪胎50單次旋轉(zhuǎn)經(jīng)過傳感器裝置100而適當(dāng)?shù)貦z查輪胎50。

在一個示例性實施例中，本發(fā)明人已確定，當(dāng)半徑r為約74mm時，最外檢查表面108的輪廓將匹配大致85％的可商購的重型卡車/市售卡車輪胎輪廓的內(nèi)表面形狀。在另一示例性實施例中，本發(fā)明人已確定，當(dāng)半徑r為約52mm時，最外檢查表面108的輪廓將匹配另外大致14％的可商購的重型卡車/市售卡車輪胎輪廓的內(nèi)表面形狀。

如圖4中所示，當(dāng)傳感器116是霍耳效應(yīng)傳感器時，裝置100可配備有永久磁體122以便產(chǎn)生用于檢測含鐵加強件中的斷裂的磁通量場。如所示出，主體102界定在其中接收磁體122的隔室124。對于此示例性實施例，磁體122以平行于線t的縱向軸線la定向，所述線t在裝置100的中心線c/l處與最外檢測表面108相切。此定向確保相對于多個傳感器116產(chǎn)生特定磁通量場。也可使用多于一個的磁體。

還如圖4中所示，傳感器裝置100可配備有保護傳感器116的保護蓋120。蓋120被接收到孔口110中并且覆蓋傳感器116。如此，蓋120可在輪胎50旋轉(zhuǎn)經(jīng)過傳感器裝置100的檢查過程期間保護傳感器116免受損壞。

圖9示出本發(fā)明的在檢查代表性輪胎50的位置的傳感器裝置200的示例性實施例的側(cè)視圖。僅示出沿著輪胎50的子午面的橫截面的一部分，因為在子午面觀看時，輪胎50圍繞其中心線基本上是對稱的。輪胎50包含具有胎圈72的胎圈部分56。主體簾布層54沿著輪胎50的兩側(cè)從胎圈部分56延伸通過側(cè)壁部分58且通過胎冠部分62。胎冠部分62包含胎面部分64和徑向朝向胎面部分64內(nèi)部定位的帶束層74。

對于這個示例性實施例，傳感器裝置200以可拆卸方式定位在輪胎50的胎圈部分56處且鄰近于輪胎內(nèi)表面76的部分。傳感器裝置200可由可連接在附接點210處的定位系統(tǒng)(未示出)按(例如)商業(yè)設(shè)施中可能要求的而以可重復(fù)方式沿著多個輪胎的胎圈部分56定位。傳感器裝置200可用于檢測輪胎50，尤其是在期望將一個或多個傳感器連同產(chǎn)生用于損壞檢測的磁通量場的一個或多個磁體一起極為貼近輪胎50的內(nèi)表面76定位在胎圈部分56處的情況下。

更確切地說，如先前指示，主體簾布層54包含通常由含鐵材料構(gòu)成并且嵌入用于構(gòu)造輪胎50的橡膠材料中的加強元件(未示出)。加強元件可在輪胎50的使用期間受損。在輪胎檢查過程(可以是例如翻新操作的部分)期間，可以針對此類加強元件的損壞檢查輪胎50。舉例來說，傳感器裝置200可包含用于檢測含鐵加強元件中的斷裂的一個或多個霍耳效應(yīng)傳感器。在本發(fā)明的其它示例性實施例中，傳感器裝置200可包含霍耳效應(yīng)傳感器、溫度傳感器、光學(xué)傳感器和/或和/或還包含其它類型的傳感器。

當(dāng)傳感器裝置200經(jīng)定位用于檢查輪胎50時，傳感器裝置200可極為接近(例如，5mm到6mm內(nèi))內(nèi)表面76放置在胎圈部分56處或甚至可接觸內(nèi)表面76。一旦定位，就可使輪胎50圍繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以便在輪胎的整個圓周上掃描或檢測斷裂的加強元件。傳感器裝置200允許一個或多個傳感器極為貼近胎圈部分56附近的內(nèi)表面76放置，這對適當(dāng)測試可能是必要的，并且還因允許通過輪胎50的單次旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)完整檢查而加快測試。

另外，盡管在包含胎圈72、主體簾布層54及可圍繞胎圈72纏繞的主體簾布層54的卷邊78的胎圈部分56處存在大量的含鐵組件(如圖9中所示)，但由于磁體陣列相對于傳感器的唯一定位，本發(fā)明將產(chǎn)生可用于檢測胎圈部分56附近的含鐵加強元件的損壞的磁通量場。同時，傳感器將不會出現(xiàn)可妨礙輪胎檢查的準確度的磁通量過飽和。

現(xiàn)參看圖9、10、11、12和13，傳感器裝置200包含可由整體地形成或附接的一個或多個部分構(gòu)成的主體202。主體202包含界定最外檢查表面208的平臺206(圖10)。如本文所使用，“最外”意指檢查表面208是主體202最接近輪胎50的內(nèi)表面76的被檢查的那部分的部分。最外檢查表面208具有如沿著一個側(cè)面(圖9和12)觀察略微凹入以便促進其鄰近于內(nèi)表面76定位的輪廓。最外檢查表面208沿著周向方向c略微彎曲(圖10)。

如圖11中所示，傳感器裝置200包含貼近最外檢查表面208定位的傳感器陣列212。對于這個示例性實施例，傳感器陣列212包含定位在緊接著最外檢查表面208的下方或后方定位的傳感器支撐表面220上的傳感器214的多個鄰近行213、215。第一行213中的傳感器214沿著第一軸線f1線性地彼此鄰近布置，而第二行215中的傳感器214沿著第二軸線f2線性地彼此鄰近布置。如同先前實施例，第一軸線f1與f2可彼此平行或定位成非零角度α。每個行213和215還包含沿著縱向方向l與第二相對端218分開的第一相對端216。對于這個示例性實施例，行213和215在傳感器裝置200的中心線周圍等間隔，如圖11所示。

對于這個示例性實施例，傳感器214被配置為霍耳效應(yīng)傳感器以檢測磁通量并且可提供指示磁通量的存在(包含磁通量密度的改變)的信號。雖然可取決于傳感器陣列212所要的檢測長度而使用任何數(shù)目的霍耳效應(yīng)傳感器，但在本發(fā)明的一個示例性實施例中，每個行213和215中有總計16個霍耳效應(yīng)傳感器，共計32個霍耳效應(yīng)傳感器。也可使用其它配置。

現(xiàn)參看圖9、12和13，傳感器裝置200還包含至少一個磁體陣列222。對于這個示例性實施例，磁體陣列222布置在主體202上以使得外檢查表面208和傳感器陣列212比磁體陣列222更接近內(nèi)表面76。在一些實施例中，磁體陣列222布置在主體202上，使得當(dāng)傳感器裝置200經(jīng)定位用于輪胎檢查時，外檢查表面208和傳感器陣列212在磁體陣列222的至少一部分與輪胎50之間，如圖9所示。在本發(fā)明的其它實施例中，可使用多于一個磁體陣列。作為實例，磁體陣列可沿著周向方向c彼此鄰近布置。

磁體陣列222包含具有第一端226和第二端228的多個磁體224(圖12)。多個磁體224以交替的極性依序布置，如圖13所示。如本文所使用，“以交替的極性依序布置”意指鄰近磁體224以異性極面向彼此定向，例如，n-s/n-s/n-s或s-n/s-n/s-n。

多個磁體224中的至少一部分布置成圓弧。對于這個示例性實施例，多個磁體224沿著弧各自接觸且定義中心軸線capm(圖14)。在本實施例中，中心軸線capm處于與縱向方向l和定位在傳感器陣列112的行213與215之間的中心線c/l相同的平面(輪胎50的子午面)。

圓弧具有半徑r和圓心角α。當(dāng)傳感器裝置200經(jīng)定位用于輪胎檢查時，半徑r從胎圈72開始并且掃過圓心角α，其在60度到90度的范圍中，或60度≤α≤90度。將多個磁體224的至少一部分布置成圓弧確保此類磁體224至少部分地包圍胎圈部分72。對于圖10到14中所示的示例性實施例，圓心角α約為60度。

繼續(xù)參見圖12和13，磁體陣列222還包含具有第一端232、第二端234并且還界定中心軸線catm的終端磁體230。如所示出，第一端232徑向朝向第二端234的內(nèi)部定位。第二端234沿著縱向方向l從傳感器陣列212的第二端218移置預(yù)定距離e。更確切地說，預(yù)定距離e表示終端磁體230的第二端234與傳感器陣列212的第二相對端218之間的距離。第二端234的這種移置確保傳感器陣列212的多個傳感器214不會出現(xiàn)磁通量過飽和，所述磁通量過飽和可能在輪胎檢查期間干擾對鄰近于最外檢查表面208定位主體簾布層54中的加強件部分的損壞的適當(dāng)檢測。在一個示例性實施例中，預(yù)定距離e為約10mm到約15mm。在另一示例性實施例中，預(yù)定距離e約為13mm。終端磁體230的極性也相對于多個磁體224而以交替的極性依序布置。

傳感器裝置200包含具有第一端238和第二端240的連接條236。連接條236可由例如鋼等含鐵金屬構(gòu)成，并且用于幫助分散由多個磁體224和終端磁體130產(chǎn)生的磁通量。連接條236在多個磁體224的第二端228與終端磁體230的第一端232之間延伸。

在一個示例性實施例中，連接條236在第一端238處具有基本上等于多個磁體224的第二端228的橫截面積的橫截面積(在垂直于輪胎50的子午面的平面中)。類似地，連接條236具有在第二端238處基本上等于終端磁體230的第一端232的橫截面積的橫截面積。

在本發(fā)明的替代實施例中，可通過延長多個磁體224替換連接條236。更確切地說，對于這個替代性實施例，多個磁體224可沿著縱向方向l線性地延長并且接觸(或接近于)終端磁體230的第一端232。多個磁體224的延長可通過以交替的極性依序布置的多個磁體或通過具有與連接條234相當(dāng)?shù)拈L度的單個磁體來完成。無論如何，此類多個磁體或單個磁體將以交替的極性依序布置在圓弧狀的磁體224與終端磁體230之間。另外，雖然示出為單個磁體，但終端磁體230可在第二端234如已描述的移置預(yù)定距離e的條件下為按交替的極性依序布置的多個磁體。

圖14到18說明本發(fā)明的傳感器裝置300的另一示例性實施例，其中使用相同或類似的參考數(shù)字指示與已經(jīng)針對圖9到13的示例性實施例所描述的相同或類似的特征。在圖14到18的示例性實施例中，傳感器裝置300包含具有第一臂部分301和第二臂部分303的傳感器主體302(圖15和17)，所述第一臂部分和第二臂部分相對于彼此形成銳角。第一臂部分301支撐傳感器陣列312和磁體陣列322。另外，對于這個示例性實施例，磁體陣列322包含由第二臂部分303支撐的補充磁體342。

補充磁體342具有中心軸線casm(圖17)其沿著軸向方向a延伸。對于這個示例性實施例，中心軸線casm排在與中心軸線capm和中心軸線catm相同的平面內(nèi)。此平面在傳感器裝置300經(jīng)適當(dāng)?shù)囟ㄎ灰杂糜谳喬z查時也應(yīng)與輪胎50的子午面共面。應(yīng)理解，在其它示例性實施例中，三個中心軸線casm、capm和中心軸線catm可能不排在相同的平面中。

如所示出，補充磁體342具有沿著casm由第二端346縱向分隔開的第一端344。當(dāng)傳感器裝置300處于輪胎檢查的位置時，補充磁體342的第一端344和多個磁體124的第一端徑向朝向胎圈部分52的內(nèi)部定位(如圖14和18中所示)。另外，補充磁體342的第一端344具有與多個磁體324的第一端326的極性相同的極性。對于這個示例性實施例，第一端326與第一端344分隔開預(yù)定距離d(圖17)。在一個實施例中，預(yù)定距離d在5mm到15mm的范圍中。在另一實施例中，預(yù)定距離d為約10mm。雖然示出為單個磁體，但在第一端344如已描述的移置預(yù)定距離d的條件下，補充磁體342可為按交替的極性依序布置的多個磁體。

圖14到18的示例性實施例包含在最外檢查表面308中包圍傳感器陣列312的孔口348。傳感器支撐表面320相對于最外檢查表面略微凹入以便在輪胎檢查期間保護傳感器陣列312。也可使用其它配置。

參看圖15和16，傳感器裝置300包含貼近最外檢查表面308定位的傳感器陣列312。對于這個示例性實施例，傳感器陣列312包含定位在緊接著最外檢查表面308的下方或后方定位的傳感器支撐表面320上的傳感器314的多個鄰近行313、315。第一行313中的傳感器314沿著第一軸線f1線性地彼此鄰近布置，而第二行315中的的傳感器314沿著第二軸線f2線性地彼此鄰近布置。如同先前實施例，第一軸線f1與f2可彼此平行或定位成非零角度α。每個行313和315還包含沿著縱向方向l與第二相對端318分開的第一相對端316。對于這個示例性實施例，行213和215在傳感器裝置300的中心線周圍等間隔。

圖18提供使用傳感器裝置300以檢查輪胎50的實例。更確切地說，圖18示出由磁體陣列322產(chǎn)生的代表性磁通量場z1和z2。如所示出，場z1沿著側(cè)壁58的胎肩區(qū)域產(chǎn)生，而場z2圍繞胎圈部分56產(chǎn)生。重要的是，磁通量不使傳感器陣列312過飽和，所述過飽和會妨礙對所關(guān)注區(qū)域中的主體簾布層54的加強件中的斷裂的準確檢測。同時，盡管在胎圈部分72中存在大量的含鐵材料，但可提供足夠磁通量以用于檢測。

對于上述傳感器裝置100、200和300的每個實施例，沿著偏移預(yù)定距離h的至少兩個鄰近行線性地布置傳感器116(參看圖3、8、11和16)。所述行經(jīng)布置使得傳感器裝置100、200或300一旦抵著輪胎定位，所述裝置在輪胎的內(nèi)表面52上的移動將使所測量的輪胎的部分依序經(jīng)過每行傳感器。

圖1到6的示例性實施例100現(xiàn)將用于描述本發(fā)明的操作的示例性方法。如所述領(lǐng)域中的一般技術(shù)人員應(yīng)理解，使用本文所揭示的教示，也可使用適用于傳感器設(shè)備200和300的操作的類似方法和其它方法。

旋轉(zhuǎn)輪胎50經(jīng)過如圖1中所示定位在胎肩部分66處的傳感器裝置100將使胎肩部分66中的主體簾布層54的金屬加強件中的斷裂經(jīng)過每行傳感器150和152。圖描繪具有斷裂96的主體簾布層54的含鐵加強件98。期望在輪胎50的檢查期間檢測斷裂96的存在和位置。因此，例如先前在圖1中所描繪，傳感器裝置100定位在輪胎50的內(nèi)表面52附近。如箭頭f所示，使傳感器裝置100經(jīng)過內(nèi)表面52。移動方向f是距離h在傳感器行150與152之間延伸的相同方向。此類移動可通過(例如)沿著輪胎50的周向方向c旋轉(zhuǎn)輪胎經(jīng)過靜止傳感器裝置100或通過使靜止傳感器裝置100移動經(jīng)過輪胎50來完成。取決于內(nèi)表面52的不規(guī)則性和其它方面，此類移動可能震動或振動傳感器裝置100。

在此類移動期間，每行傳感器150和152隨著時間推移產(chǎn)生一系列信號s150和s152，如圖20中示意性地描繪。舉例來說，行150在時間t1、t2和t3產(chǎn)生信號，而行152在時間t1、t2和t4產(chǎn)生信號。這些信號s150和s152可分別為(例如)來自行150和152中的傳感器116的電壓輸出v。也可提供其它類型的輸出。圖20中的信號輸出的表示僅作為實例提供。

因為傳感器裝置100的縱向方向l平行于輪胎的徑向方向r，所以斷裂96將在不同時間(而非同時)經(jīng)過每個行150和152。舉例來說，斷裂96將首先由行150中的傳感器116a檢測到，且接著由行152中的傳感器116b檢測到。每個行中的其它鄰近傳感器116也可幫助檢測斷裂96。斷裂通過每個行150和隨后行152所需的時間間隔的量值(在本文中稱為預(yù)定時間段δt)將取決于(例如)輪胎移動經(jīng)過傳感器116的相對速度、行150與152之間的距離h、用于傳感器116的采樣速率和/或其它因素。舉例來說，預(yù)定時間段的量值δt可與距離h的量值成比例。無論如何，預(yù)定輪胎時段δt可通過實驗或模型化容易地確定，且接著如本文所描述的用以補償由(例如)傳感器裝置100的振動產(chǎn)生的不指示斷裂的信號。

作為實例，在圖20中，在輪胎檢查期間，傳感器行150產(chǎn)生包含在時間t1和t2的信號的一系列信號s150。在相同的輪胎檢查期間，傳感器行152產(chǎn)生也包含在時間t1和t2的信號的一系列信號s152。換句話說，傳感器行150和152同時產(chǎn)生在時間t1和t2的信號。因為這些信號發(fā)生在相同的時間(即t1和t2)，所以這些信號可由于未指示主體簾布層54的輪胎加強件中的至少一個斷裂而被拒絕或忽略。實情為，t1和t2處的信號由傳感器裝置100的振動或震動所產(chǎn)生。另外，來自傳感器行150和152的t1和t2處的信號的量值相同或類似，這進一步確認這些信號應(yīng)因未指示主體簾布層54的輪胎加強件中的至少一個斷裂而被拒絕。

然而，傳感器行150還在時間t3產(chǎn)生信號，且傳感器行152在時間t4產(chǎn)生信號。時間t4在時間t3之后發(fā)生，并且更重要的是，在t3之后相隔預(yù)定時間段δt的量發(fā)生。由此，在時間t3和t4的信號可確定為指示主體簾布層54的加強件中的至少一個斷裂。另外，t3和t4處來自傳感器行150和152的信號的量值相同或類似，這進一步確認這些信號應(yīng)接受為指示主體簾布層54的輪胎加強件中的至少一個斷裂。

也可使用分析信號以確定哪些指示斷裂與哪些應(yīng)因指示(例如)振動而被拒絕的其它方法。分析來自兩行傳感器的信號的一個示例性方法包含打開窗口或時間偏移以檢測兩個系列的信號之間的類似形狀和斜率。舉例來說，假定將采樣速率800赫茲用于每行中的傳感器116，輪胎50的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生每旋轉(zhuǎn)度大致25到36個樣本計數(shù)。在這些采樣速率下，時間上的偏移對于兩行傳感器之間的每偏移度將大致為30到50毫秒(其中偏移度是指在移動步驟期間沿著內(nèi)表面相對于傳感器移動的方向延伸的距離)。這在兩行傳感器分開6度的情況下將轉(zhuǎn)變?yōu)?80到300毫秒，以此類推。同樣，此時間上的偏移取決于輪胎與傳感器之間的關(guān)系速度以及采樣速率。

分析來自不同行的傳感器(例如，150和152)的系列信號的另一示例性方法比較所述信號且接著使用“且”類型功能分析。如果首行(圖19的實例中的行150)指示信號的快速改變“且”隨后行(圖19的實例中的行152)也指示類似改變，這就歸因于傳感器裝置的機械攪動。如果首行指示快速改變“且”隨后行沒遇到相同的改變，這則將指示加強件中的異?；驍嗔选?/p>

在分析兩個信號的又一示例性方法中，在輪胎中相同徑向位置處的兩個傳感器之間執(zhí)行差分分析。當(dāng)機械攪動發(fā)生時，兩個信號之間的差分將不改變。當(dāng)首個傳感器在其接近異?；驍嗔讯淖儠r，兩個信號之間將發(fā)生差分。

所有先前描述的示例性方法都可實時執(zhí)行。替代地，可在檢查之后的一定時間存儲和分析信號(例如，s150和s152)。

分析偏移信號的另一方法可以是在采集來自所述檢查的數(shù)據(jù)之后偏移第二行信號。接著將知道樣本計數(shù)的總數(shù)目，且接著在知道采樣速率和傳感器間距后可將第二行信號在時間上移位計算的量。信號可接著針對類似改變(例如類似電壓改變)而彼此相比。

其它方法可用于產(chǎn)生每輪胎恒定數(shù)目的樣本計數(shù)，其可產(chǎn)生兩行傳感器之間恒定數(shù)目的樣本點。作為實例，輪胎可通過胎圈而非外部胎面來轉(zhuǎn)動，且使用來自胎圈輥的位置反饋，可調(diào)整轉(zhuǎn)速或采樣速率以實現(xiàn)針對每個測試的恒定數(shù)目的樣本。同樣還可使用其它方法。

如本文中所使用，術(shù)語“方法”或“過程”指可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下以與所示的排序不同的排序執(zhí)行的一個或多個步驟。如本文中所使用，術(shù)語“方法”或“過程”可包含至少通過一個電子設(shè)備或基于計算機的設(shè)備執(zhí)行的一個或多個步驟。步驟的任何順序都是示例性的，并且不意圖將本文中所描述的方法限制于任何特定順序，也不意圖排除添加步驟、省略步驟、重復(fù)步驟或同時執(zhí)行步驟。如本文中所使用，術(shù)語“方法”或“過程”可包含至少由一個電子設(shè)備或基于計算機的設(shè)備執(zhí)行的一個或多個步驟，所述一個電子設(shè)備或基于計算機的設(shè)備具有用于執(zhí)行進行一個或多個步驟的指令的處理器。

雖然已相對于具體示例性實施例和其方法詳細地描述本發(fā)明主題，但應(yīng)了解，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在理解前述內(nèi)容之后可以容易地對此類實施例進行更改、變化和產(chǎn)生等效物。因此，本發(fā)明的范圍是作為實例而非作為限制，并且本發(fā)明并不排除包含對本發(fā)明主題的修改、變化和/或添加，此類修改、變化和/或添加對于使用本文所揭示的教示的所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將顯而易見。