專利名稱：用于輪胎內(nèi)表面異常檢測的高電壓探頭裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及輪胎測試，并且更特別地涉及輪胎表面異常檢測。
背景技術(shù)：
諸如輪胎翻新操作的輪胎修理操作通常用于延長輪胎的可使用壽命。典型的輪胎翻新操作包括從輪胎去除以前磨損的胎面并且將新胎面結(jié)合到它的位置。作為購買新輪胎的更便宜的替代選擇，輪胎可以翻新或修理一次或多次，為諸如貨運、客運和商業(yè)航空業(yè)的大規(guī)模經(jīng)營提供特別的優(yōu)點。一般而言，在修理之前對輪胎進行一定程度的非破壞性測試(NDT)以確定它是否適合于執(zhí)行修理操作。視覺檢查方法可以用于檢驗用于翻新的輪胎外胎的完整性和隨后翻新和/或修理的可行性。例如，可以由操作者使用特殊照明視覺地檢查輪胎的內(nèi)外表面以檢查缺陷，例如龜裂、裂紋、裂口、凸起、凹陷、磕傷、磨損、大理石紋、氣泡、起泡、分離和其它缺陷。然而，視覺檢查方法是主觀的、不一致的，并且會需要廣泛培訓。而且，由于存在高操作者流動，因此在挽留人才方面存在困難。作為視覺檢查的替代或補充可以執(zhí)行高壓放電(HVD)測試。HVD測試可以用于識別穿透內(nèi)襯的絕緣材料的輪胎的內(nèi)襯中的異常。在HVD測試機中，輪胎的胎面部分典型地布置在一對電極之間，所述電極兩側(cè)生成高壓電位。電極兩側(cè)施加的電壓將導致在輪胎中的缺陷的位置處的放電。例如為了所有目的通過引用合并于本文中的美國專利第6，050，136號公開了一種HVD測試機，其使用放電來檢測輪胎的內(nèi)襯中的缺陷。在傳統(tǒng)HVD測試機上，探頭組件典型地包括定位成以將胎圈間高電壓分布在輪胎的內(nèi)表面上的方式懸吊在輪胎內(nèi)部的一系列線環(huán)和小鏈。必須針對輪胎尺寸選擇正確寬度的探頭。用于在異常處放電的接地通路由胎面在金屬驅(qū)動輥上的接觸提供。當探頭經(jīng)過異常時，放電在異常的位置穿過胎面到達金屬驅(qū)動輥。傳統(tǒng)HVD測試機具有若干缺點。例如，傳統(tǒng)HVD測試機典型地需要人工選擇探頭尺寸以適應(yīng)不同的輪胎尺寸。例如，可以提供三個不同的探頭尺寸以覆蓋能夠翻新的卡車輪胎的范圍。一旦已選擇探頭尺寸，探頭必須半手動地安裝到輪胎的內(nèi)表面中，導致HVD測試機容易錯誤定位。另外，由于典型HVD探頭覆蓋胎圈間的輪胎的整個內(nèi)表面，因此當檢測到異常時，不知道異常所處的準確徑向位置。典型地，當檢測到放電時輪胎將停止旋轉(zhuǎn)。這提供異常的方位位置。然而，為了獲得異常的準確徑向位置，操作者典型地必須按壓并且保持手動按鈕以重復放電以便用積碳標記輪胎或者視覺地定位電暈放電。此外，典型HVD測試機的檢測能力取決于許多變量。例如，線的彎曲、鏈的狀況、胎面的厚度、旋轉(zhuǎn)的速度和胎面的化學組成影響HVD測試機的檢測能力。隨著輪胎表面的微小高程變化、鏈的退化或錯誤修剪、或線的退化或錯誤定位會發(fā)生明顯變化性。例如，輪胎的內(nèi)表面的微小高程變化可能導致HVD探頭暫時離開內(nèi)襯的表面，導致HVD探頭漏失輪胎表面中的異常。
而且，由于用于使HVD探頭通電的高壓電源的循環(huán)充電和放電性質(zhì)，因此異常的檢測取決于當高壓充電處于足以放電通過異常的電壓水平時探頭緊鄰異常。探頭的鏈和線相對于輪胎的配置決定探頭有多少表面區(qū)域與輪胎接觸。當探頭的表面區(qū)域與輪胎表面上的給定點接觸以檢測異常的存在時輪胎表面必須以足夠慢的速度旋轉(zhuǎn)以保證探頭充分充電。因此，需要一種克服上述缺點的用于輪胎的自動HVD測試的解決方案。該解決方案可以減少需要操作者互動以確定輪胎表面異常的精確和準確位置。不易受諸如輪胎的表面的高程變化和高電壓探頭的錯誤定位的變量影響的高電壓探頭將是特別有用的?？梢噪S著增加的輪胎旋轉(zhuǎn)速度使用并且當高電壓探頭充電到足以放電通過異常的電壓水平時保證與輪胎的表面上的給定點接觸的高電壓探頭也將是特別有用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面和優(yōu)點將部分地在以下描述中進行闡述，或者可以從該描述變得明顯，或者可以通過本發(fā)明的實施而獲悉。本公開的一個示例性實施例涉及一種輪胎檢查裝置。該輪胎檢查裝置包括可操作地鄰近輪胎的表面定位的高電壓探頭。該裝置還包括參考電極和可操作性地施加輪胎的表面與高電壓探頭之間的相對運動的輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備。該輪胎檢查裝置還包括可操作地檢測高電壓探頭和參考電極之間的一個或多個放電的檢測電路。高電壓探頭包括配置成在輪胎檢查過程期間壓靠在輪胎的表面上的導電彈簧電極。在特定實施例中，高電壓探頭可以包括多個相鄰的彈簧電極。多個彈簧電極的每一個可以配置成在輪胎檢查過程期間壓靠在輪胎的表面的一部分上。在該示例性實施例的變型中，導電彈簧電極具有足以在高電壓探頭的充電循環(huán)期間與輪胎的表面上的點保持接觸的長度。例如，在特定實施例中，導電彈簧電極可以具有大約50mm的長度。在該示例性實施例的另一個變型中，輪胎檢查裝置還可以包括高電壓探頭定位設(shè)備，高電壓探頭定位設(shè)備可操作地將高電壓探頭定位成鄰近輪胎表面使得導電彈簧電極在第一徑向位置壓靠在輪胎的表面上。高電壓探頭定位設(shè)備還可以配置成將高電壓探頭從第一徑向位置調(diào)節(jié)到第二徑向位置。第二徑向位置可以緊鄰第一徑向位置。在該示例性實施例的又一個變型中，輪胎檢查裝置的參考電極可以鄰近輪胎的胎面部分定位。在該示例性實施例的另一個變型中，參考電極可以鄰近輪胎的胎圈部分定位。在該示例性實施例的再一個變型中，輪胎檢查裝置還包括檢測電路，檢測電路可操作地提供表示輪胎的表面上的一個或多個放電的方位和徑向位置的信號。表示一個或多個放電的信號可以用于確定輪胎表面上的一個或多個異常的準確位置。本公開的另一個示例性實施例涉及一種輪胎檢查方法。該輪胎檢查方法包括鄰近輪胎的表面定位高電壓探頭。高電壓探頭具有配置成壓靠在輪胎的表面上的導電彈簧電極。該方法還包括使高電壓探頭通電；施加高電壓探頭和輪胎的表面之間的相對運動；以及檢測高電壓探頭和參考電極之間的一個或多個放電以檢測輪胎的表面上的一個或多個異常的存在。在該示例性實施例的變型中，施加高電壓探頭和輪胎的表面之間的相對運動可以包括用輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備圍繞高電壓探頭旋轉(zhuǎn)輪胎的表面。在該示例性實施例的另一個變型中，該方法還可以包括調(diào)節(jié)高電壓探頭的徑向位置。例如，在特定實施例中，施加高電壓探頭和輪胎的表面之間的相對運動可以包括定位高電壓探頭使得導電彈簧電極在第一徑向位置壓靠在輪胎的表面上；圍繞高電壓探頭的表面旋轉(zhuǎn)輪胎的表面持續(xù)至少一個轉(zhuǎn)數(shù)；定位高電壓探頭使得導電彈簧電極在第二徑向位置壓靠在輪胎的表面上；以及圍繞高電壓探頭的表面旋轉(zhuǎn)輪胎的表面持續(xù)至少一個轉(zhuǎn)數(shù)。第一徑向位置可以緊鄰第二徑向位置。在該示例性實施例的另一個變型中，輪胎檢查方法可以包括監(jiān)測輪胎的表面上的一個或多個放電的位置。一個或多個放電的位置可以指示輪胎的表面上的一個或多個異常的存在。在該示例性實施例的又一個變型中，該方法可以包括鄰近輪胎的胎面部分定位參考電極。在該示例性實施例的再一個變型中，該方法可以包括鄰近輪胎的胎圈部分定位參考電極。本公開的另一個示例性實施例涉及一種用于輪胎檢查裝置中的高電壓探頭。高電壓探頭包括絕緣殼體、間隔輥、高電壓連接點以及導電彈簧電極。當間隔輥接觸輪胎的表面時導電彈簧電極適合于壓靠在輪胎表面的一部分上。在該示例性實施例的變型中，導電彈簧電極具有足以在高電壓探頭的充電循環(huán)期間與輪胎的表面上的點保持接觸的長度。例如，在特定實施例中，導電彈簧電極具有大約50mm的長度。參考以下描述和附帶的權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。包含在該說明書中并且構(gòu)成該說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的實施例，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。


在參考附圖的說明書中闡述了包括對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是本發(fā)明的最佳模式的本發(fā)明的完整和允許公開，其中:圖1示出根據(jù)本公開的示例性實施例的示例性輪胎檢查系統(tǒng)的框圖；圖2示出根據(jù)本公開的示例性實施例的示例性輪胎測試裝置的透視圖；圖3示出根據(jù)本公開的示例性實施例的示例性高電壓探頭的透視圖；圖4示出根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的示例性高電壓探頭的透視圖；圖5示出根據(jù)本公開的示例性實施例的高電壓探頭的示例性充電循環(huán)的圖形表示；圖6示出根據(jù)本公開的示例性實施例的示例性方法步驟的流程圖；圖7示出根據(jù)本公開的示例性實施例的保持在輪胎的表面上的第一徑向位置的聞電壓探頭；圖8示出根據(jù)本公開的示例性實施例的保持在輪胎的表面上的第二徑向位置的聞電壓探頭；圖9示出根據(jù)本公開的示例性實施例的保持在輪胎的表面上的第三徑向位置的高電壓探頭；以及圖10示出可以根據(jù)本公開的備選實施例使用的示例性參考電極。
具體實施例方式為了描述本發(fā)明，現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的實施例和方面，所述實施例和方面的一個或多個例子在附圖中示出。每個例子作為本發(fā)明的解釋而不是作為本發(fā)明的限制而被提供。實際上，從本文中所公開的教導，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見可以在本發(fā)明中進行各種修改和變化而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。例如，作為一個實施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一個實施例以產(chǎn)生又一個實施例。因此，本發(fā)明旨在涵蓋屬于附帶的權(quán)利要求及其等效物的范圍內(nèi)的這樣的修改和變型?？傮w上，本公開涉及輪胎的表面上的異常的HVD測試。在特定實施例中，具有導電彈簧電極的高電壓探頭保持抵靠輪胎的表面使得導電彈簧電極壓靠在輪胎表面上。使導電彈簧電極通電，并且在輪胎的表面和高電壓探頭之間提供相對運動。在存在穿透輪胎表面的絕緣材料的異常的情況下，放電將發(fā)生在導電彈簧電極和參考電極之間。根據(jù)本公開的實施例的高電壓探頭提供勝過本領(lǐng)域中已知的HVD測試機的各種優(yōu)點。例如，高電壓探頭可以自動地提供給胎圈間的輪胎的整個表面，減小由高電壓探頭的錯誤定位導致的誤差。而且，高電壓探頭可以用于測試多個不同尺寸的輪胎而不必使用不同尺寸的高電壓探頭。作為另一個例子，本公開的實施例可以提供輪胎表面上的異常的方位和徑向位置的準確指示。例如，高電壓探頭可以首先在特定徑向位置鄰近輪胎表面布置。當輪胎圍繞高電壓探頭旋轉(zhuǎn)時，放電可以在異常的位置發(fā)生在高電壓探頭和參考電極之間。由于當放電發(fā)生時高電壓探頭布置在特定徑向和方位位置，因此可以容易地確定異常的準確徑向和方位位置。作為又一個例子，當導電彈簧電極壓靠在輪胎的表面上時，輪胎測試系統(tǒng)不易受到由輪胎的內(nèi)表面的高程變化導致的誤差影響。例如，如果導電彈簧電極經(jīng)過輪胎的表面上的小高程變化，則導電彈簧電極的彈性將導致導電彈簧電極的表面保持抵靠輪胎的表面。以該方式，導電彈簧電極減小由于輪胎的表面的微小高程變化引起的異常檢測中的誤差。作為再一個例子，導電彈簧電極的尺寸被專門地確定成增強異常檢測能力。例如，彈簧電極的寬度優(yōu)選地配置成使得高電壓探頭的每個連續(xù)定位抵靠輪胎表面將不漏失任何異常。另外，導電彈簧電極的長度可以配置成保證充電到足以放電通過異常的電壓水平的電極在增加的輪胎旋轉(zhuǎn)速度下施加到輪胎的整個表面。以該方式，本公開的實施例提供輪胎的更高效自動高電壓放電測試，減小依賴于變量，例如旋轉(zhuǎn)的速度、輪胎表面上的高程變化和聞電壓探頭的錯誤定位。參考圖1，現(xiàn)在將闡述根據(jù)本公開的示例性實施例的示例性輪胎測試系統(tǒng)100的示意性綜述。輪胎測試系統(tǒng)100可以用于對輪胎102執(zhí)行HVD測試技術(shù)以確定輪胎102中的一個或多個表面異常的存在，并且確定輪胎102是否能夠修理或翻新。當在本文中使用時，術(shù)語“異?！笨梢员硎据喬サ谋砻娴娜魏尾灰?guī)則，包括輪胎中的缺陷，例如龜裂、裂紋、裂口、磕傷、磨損、穿透和其它缺陷。輪胎測試系統(tǒng)100可以包括高電壓探頭110、檢測電路120、輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備130和參考電極170。高電壓源112可以將高電壓能量(例如大約37.5kV至大約50kV直流電壓能量)提供給高電壓探頭110。高電壓源112可以是配置成將高電壓能量提供給高電壓探頭110的任何源。例如，在特定實施例中，高電壓源112可以包括利用充電/放電循環(huán)在高電壓探頭處產(chǎn)生50kV直流的TEI Micro FS-D單元。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員使用本文中所提供的公開應(yīng)當理解可以使用任何高電壓源而不脫離本公開的范圍。高電壓探頭110可以使用高電壓探頭定位設(shè)備保持抵靠輪胎102的表面。高電壓探頭定位設(shè)備可以由控制器150控制以將高電壓探頭110自動地定位成抵靠輪胎102的表面。輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備130可以由控制器150控制以施加高電壓探頭110和輪胎102的表面之間的相對運動。例如，輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備130可以用于在高電壓探頭110上方旋轉(zhuǎn)輪胎的內(nèi)表面。當高電壓探頭110經(jīng)過穿透輪胎的內(nèi)表面的異常時，放電將發(fā)生在高電壓探頭110和參考電極170之間。放電的位置提供輪胎102的內(nèi)表面中的異常的位置的指示。檢測電路120可以用于檢測高電壓探頭110和參考電極170之間的放電的存在。用于檢測放電的各種檢測電路120是已知的?？梢允褂糜糜跈z測高電壓探頭110和參考電極170之間的放電的任何已知檢測電路120而不脫離本公開的范圍。例如，在特定實施例中，檢測電路可以包括來自TEI的現(xiàn)成部件。檢測電路120可以包括監(jiān)測高電壓探頭110處的電壓和/或電壓頻率的各種電子器件。高電壓探頭110處的電壓和/或頻率的變化可以指示放電的存在。檢測電路120可以與提供指示放電的準確方位和徑向位置的位置反饋信號的方位和徑向反饋電路耦接。以該方式，檢測電路120可以將與放電的發(fā)生和準確位置關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)提供給計算系統(tǒng)140。計算系統(tǒng)140可以用于通過控制器150控制系統(tǒng)100的各方面，以及存儲并且分析在輪胎檢查過程期間從檢測電路120接收的信息。特別地，計算系統(tǒng)140可以包括一個或多個處理器142，所述處理器配置成接收包括來自檢測電路120的數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)并且將可使用輸出(例如到達用戶的數(shù)據(jù)或信號)提供給過程控制器150。例如，在特定實施例中，(一個或多個)處理器142可以使用從檢測電路120接收的數(shù)據(jù)生成輪胎表面的圖形表示，例如二維圖或其它合適的圖形表示。各種存儲/媒體元件144可以作為一種或多種計算機可讀媒體的單一或多個部分被提供，例如但不限于易失性存儲器(例如隨機存取存儲器(RAM，例如DRAM，SRAM等))和非易失性存儲器(例如R0M，閃存，硬盤驅(qū)動器，磁帶，CD-ROM，DVD-ROM等)的任何組合或任何其它存儲設(shè)備，包括磁盤、驅(qū)動器、其它磁基存儲媒體、光存儲媒體等。盡管圖1顯示三個獨立的存儲/媒體元件144a、144b和144c，但是專用于這樣的設(shè)備的內(nèi)容實際上可以存儲在一個存儲/媒體元件或多個元件中。使用本文中所提供的公開，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將領(lǐng)會數(shù)據(jù)存儲的任何這樣的可能變型和其它變型。圖1的計算/處理設(shè)備可以適合于用作通過訪問以計算機可讀形式存儲在一個或多個存儲/媒體元件(例如存儲/媒體元件144b)中的軟件指令提供期望功能性的專用機器。當使用軟件時，任何合適的編程語言、腳本語言或其它類型的語言或語言的組合可以用于實現(xiàn)本文中所包含的教導。在其它實施例中，本文中所公開的方法可以備選地由硬接線邏輯或其它電路實現(xiàn)，包括但不限于專用電路。其它存儲/媒體元件(例如存儲/媒體元件144a、144c)用于存儲數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)也將可由(一個或多個)處理器142訪問并且將根據(jù)存儲在存儲/媒體元件144b中的軟件指令起作用。例如，存儲/媒體元件144a可以包括對應(yīng)于從檢測電路120獲得的放電的發(fā)生和位置的輸入數(shù)據(jù)以及任何預定參數(shù)，例如但不限于控制參數(shù)(例如高電壓探頭參數(shù)、檢測電路參數(shù)、輪胎旋轉(zhuǎn)參數(shù)、其它合適的控制參數(shù))和輪胎參數(shù)(例如輪胎半徑、輪胎寬度、輪胎頂點質(zhì)量、輪胎壓力、輪胎徑向剛度、輪胎切向剛度、輪胎彎曲剛度、輪胎拉伸剛度、胎面位置、通用輪胎數(shù)據(jù)等)。這樣的預定參數(shù)可以預編程到存儲/媒體元件144a中或者當作為輸入數(shù)據(jù)從訪問輸入設(shè)備146的用戶輸入時被提供用于存儲在其中。輸入設(shè)備146可以對應(yīng)于配置成與圖像處理系統(tǒng)140—起用作用戶接口的一個或多個外圍設(shè)備。示例性輸入設(shè)備可以包括但不限于鍵盤、觸摸屏監(jiān)視器、麥克風、鼠標和其它合適的輸入設(shè)備。第二存儲元件144b可以包括計算機可執(zhí)行軟件指令，所述計算機可執(zhí)行軟件指令可以由(一個或多個)處理器142讀取和執(zhí)行以作用于存儲在存儲/媒體元件144a中的輸入數(shù)據(jù)以創(chuàng)建用于存儲在第三存儲/媒體元件144c中的新輸出數(shù)據(jù)(例如異常識別和位置)。輸出數(shù)據(jù)的被選擇部分然后可以提供給一個或多個外圍輸出設(shè)備148。輸出設(shè)備148可以對應(yīng)于顯示器(例如監(jiān)視器、屏幕或其它視覺顯示器)、打印機等。另一種特定形式的輸出設(shè)備可以對應(yīng)于過程控制器150。在一個實施例中，過程控制器150通過協(xié)調(diào)高電壓探頭110、高電壓探頭定位設(shè)備、輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備130的操作參數(shù)和其它過程參數(shù)幫助總體輪胎制造過程。參考圖2，將詳細地論述輪胎102、輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備130、高電壓探頭110的示例性布置。如圖所示，輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備130包括一個或多個輥132。輪胎102的胎圈部分靠置在一個或多個輥132上。輥132配置成例如通過在高電壓探頭110上方連續(xù)地旋轉(zhuǎn)輪胎102的內(nèi)表面將運動施加到輪胎102。輪胎102置于高電壓探頭110的頂部上方使得高電壓探頭110可以測試輪胎102的內(nèi)表面以便發(fā)現(xiàn)異常。如下面將更詳細地所述，高電壓探頭定位設(shè)備160用于將高電壓探頭110定位成鄰近輪胎102的內(nèi)表面上的第一徑向位置。輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備132在高電壓探頭110上方旋轉(zhuǎn)輪胎102持續(xù)至少一個完整輪胎轉(zhuǎn)數(shù)。高電壓探頭定位設(shè)備160然后可以用于將高電壓探頭110定位成鄰近輪胎102的內(nèi)表面上的第二徑向位置。輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備130然后在高電壓探頭上方旋轉(zhuǎn)輪胎102持續(xù)至少一個完整輪胎轉(zhuǎn)數(shù)。重復該過程直到已測試輪胎102的胎圈間的整個內(nèi)表面以便發(fā)現(xiàn)異常。參考電極170鄰近輪胎102的胎面部分104布置。參考電極170包括導電輥，當輪胎102在輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備130中旋轉(zhuǎn)時所述導電輥沿著輪胎102的胎面部分104的表面旋轉(zhuǎn)。參考電極170耦接到參考電壓，例如接地電位。當高電壓探頭110經(jīng)過輪胎102的內(nèi)表面中的異常時，放電通過胎面部分104發(fā)生在高電壓探頭110和參考電極170之間。圖3提供可以根據(jù)本公開的示例性方面使用的示例性高電壓探頭110的透視圖。高電壓探頭110包括用于將高電壓探頭110連接到高電壓能量源的高電壓連接點115。可以使用至高電壓能量源的任何合適的連接而不脫離本公開的范圍。例如，高電壓連接點115可以適合于接收來自高電壓源的屏蔽、撓性高壓電纜。高電壓探頭110還包括絕緣殼體114、間隔輥116和導電彈簧電極118。絕緣殼體114可以由足以絕緣例如大約50kV直流的高電壓能量的任何材料組成。絕緣殼體114用于將高電壓探頭110的各部件和輪胎測試裝置的其它部件與被通電導電彈簧電極118絕緣。導電彈簧電極118用于將高電壓能量施加到輪胎的內(nèi)表面。導電彈簧電極118具有適合于當間隔輥116與輪胎表面保持接觸時壓靠在輪胎的表面上的形狀和配置。當壓縮導電彈簧電極118時，導電彈簧電極118的彈性導致導電彈簧電極118與輪胎表面保持接觸，即使導電彈簧電極118經(jīng)過輪胎表面的微小高程。以該方式，輪胎測試裝置不易受到由輪胎表面的微小高程變化導致的誤差影響并且提供異常的更精確檢測。導電彈簧電極118可以由任何合適的導電材料構(gòu)成。例如，在特定實施例中，導電彈簧電極118由鋼組成。然而，其它合適的導體可以根據(jù)需要用于構(gòu)造導電彈簧電極118，例如招、銅、金等。如圖所示，導電彈簧電極118具有寬度W。不同于本領(lǐng)域中已知的高電壓探頭，導電彈簧電極118僅僅接觸相當于導電彈簧電極118的寬度W的輪胎表面的有限部分。如下面將詳細地所述，由于其有限寬度W，在輪胎檢查過程期間導電彈簧電極118保持鄰近輪胎表面的特定徑向位置。通過將導電彈簧電極118保持在輪胎的表面上的特定徑向位置，可以從導電彈簧電極118確定放電的準確徑向位置。優(yōu)選地，導電彈簧電極118的寬度W應(yīng)當設(shè)置成使得在自動輪胎檢查過程期間由高電壓探頭定位設(shè)備進行的高電壓探頭110的每個連續(xù)定位不會漏失輪胎表面的任何部分。導電彈簧電極118也具有指定長度L。在特定實施例中，導電彈簧電極118具有足以在高電壓探頭110的完整充電循環(huán)期間與輪胎表面上的給定點保持接觸的長度L。特別地，用于使高電壓探頭110通電的高電壓源可以利用充電/放電循環(huán)在導電彈簧電極118處產(chǎn)生高電壓。例如，在特定實施例中，充電/放電循環(huán)可以以大約每秒40次發(fā)生。由于放電幾乎是瞬時的，因此為探頭再充電的時間會耗時大約25毫秒。希望在整個25毫秒的充電循環(huán)期間保持導電彈簧電極118鄰近輪胎表面上的給定點以保證當導電彈簧電極118經(jīng)過輪胎表面上的點時它處于足以放電通過異常的電壓。這可以通過以足夠慢的速度旋轉(zhuǎn)輪胎以允許導電彈簧電極118在完全經(jīng)過輪胎的表面上的點之前再充電到高電壓而實現(xiàn)。然而，常常希望在輪胎檢查過程期間增加旋轉(zhuǎn)的速度以提供輪胎的更快自動測試。因此減小輪胎速度不總是可行的解決方案。為了允許更快的旋轉(zhuǎn)速度，導電彈簧電極118具有足以允許導電彈簧電極118在完全經(jīng)過輪胎表面上的給定點之前完全再充電到足以放電通過異常的電壓水平的長度L。例如，圖5描繪示例性高電壓探頭的再充電循環(huán)的圖形表示。如圖所示，高電壓探頭完全再充電耗時大約25毫秒。圖5還描繪在相對于高電壓探頭的2m/s的線性輪胎表面速度下，具有大約50mm的長度L的導電彈簧電極118足以在高電壓探頭的25ms的充電循環(huán)期間與輪胎的表面上的給定點保持接觸。通過保證高電壓探頭110在經(jīng)過輪胎的表面上的任何給定點時完全充電到足以放電通過異常的電壓，進一步增加異常檢測的精度。圖4示出可以根據(jù)本公開使用的高電壓探頭400的備選實施例。類似于圖3的高電壓探頭110，圖4的高電壓探頭400包括用于將高電壓探頭400連接到高電壓能量源的高電壓連接點405。高電壓探頭400還包括絕緣殼體410和間隔輥420。然而與圖3的高電壓探頭110相比，高電壓探頭400包括多個相鄰的導電彈簧電極432、434、436和438。盡管在圖4中示出四個導電彈簧電極432、434、436和438，但是可以根據(jù)需要使用或多或少的導電彈簧電極。多個導電彈簧電極432、434、436和438的每一個配置成在輪胎檢測過程期間壓靠在輪胎的表面的一部分上。通過使用多個導電彈簧電極432、434、436和438，高電壓探頭400可以在輪胎表面圍繞高電壓探頭400的每個連續(xù)通過期間掃描輪胎表面的更大部分。以該方式，需要更少的輪胎旋轉(zhuǎn)來掃描輪胎的整個表面，導致更快的輪胎檢查時間?，F(xiàn)在參考圖6，現(xiàn)在將論述用于檢查輪胎的表面以便發(fā)現(xiàn)異常的自動輪胎測試方法600。在602，方法600包括鄰近輪胎表面放置高電壓探頭。例如，如下面將更詳細地所述，高電壓探頭定位設(shè)備可以將高電壓探頭定位成使得高電壓探頭上的導電彈簧電極壓靠在輪胎的表面上。在604，方法600包括用高電壓使高電壓探頭通電。例如，高電壓源可以將例如從大約37.5kV到大約50kV直流的高電壓提供給高電壓探頭。一旦高電壓探頭被通電，方法600包括施加輪胎和高電壓探頭之間的相對運動，如606所示。這可以通過圍繞高電壓探頭旋轉(zhuǎn)輪胎的表面或通過圍繞輪胎的表面旋轉(zhuǎn)高電壓探頭執(zhí)行。輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備(例如圖2的輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備130)可以用于圍繞高電壓探頭旋轉(zhuǎn)輪胎的內(nèi)表面。在608，方法600包括調(diào)節(jié)輪胎表面上的高電壓探頭的徑向位置。這可以通過在自動過程中使用高電壓探頭定位設(shè)備實現(xiàn)，如將參考圖7、8和9更詳細地所述。在特定實施例中，在輪胎圍繞高電壓探頭的完整轉(zhuǎn)數(shù)之后調(diào)節(jié)高電壓探頭的徑向位置。例如，方法600可以包括將高電壓探頭定位成使得導電彈簧電極在第一徑向位置壓靠在輪胎的表面上。方法600然后圍繞高電壓探頭旋轉(zhuǎn)輪胎的表面持續(xù)至少一個轉(zhuǎn)數(shù)。方法600然后將高電壓探頭定位成使得導電彈簧電極在第二徑向位置壓靠在輪胎的表面上。優(yōu)選地，第二徑向位置緊鄰第一徑向位置。方法600然后第二次圍繞高電壓探頭旋轉(zhuǎn)輪胎的表面持續(xù)至少一個轉(zhuǎn)數(shù)。以該方式，高電壓探頭可以用于掃描胎圈間的輪胎的整個內(nèi)表面。在610，方法600包括在異常的位置處檢測高電壓探頭和參考電極之間的放電。如上所述，當用高電壓通電的高電壓探頭經(jīng)過穿透輪胎的內(nèi)襯的異常時，放電將發(fā)生在高電壓探頭和參考電極之間。由于當輪胎圍繞高電壓探頭方位地旋轉(zhuǎn)時高電壓探頭掃描特定徑向位置，因此可以容易地確定放電的準確徑向和方位位置。一旦檢測到放電，表示放電的位置和發(fā)生的電信號可以提供給計算設(shè)備進行分析。例如，在特定實施例中，可以針對輪胎的表面上的每個徑向位置處的固定數(shù)量的方位點收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以包括高電壓探頭的徑向位置、高電壓探頭相對于輪胎表面的方位位置、和缺陷檢測信號的二元狀態(tài)。所收集的數(shù)據(jù)然后可以用于例如以二維圖或其它合適的圖形描繪的形式生成輪胎表面的圖形描繪以用于由操作者觀察和分析。參考圖7、8和9，將詳細地論述示例性自動輪胎測試裝置700的操作。輪胎測試裝置700包括配置成鄰近輪胎702的內(nèi)表面定位高電壓探頭720的高電壓探頭定位設(shè)備710。高電壓探頭720可以包括適合于壓靠在輪胎的表面上的導電彈簧電極。高電壓探頭定位設(shè)備710配置成圍繞橫軸712、延伸軸714和旋轉(zhuǎn)軸716移動高電壓探頭720。在圖7中，高電壓探頭定位設(shè)備710已將高電壓探頭720定位在輪胎702的表面上的第一徑向位置。在輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備定位設(shè)備710已鄰近輪胎702的內(nèi)表面定位高電壓探頭720之后輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備可以圍繞高電壓探頭720旋轉(zhuǎn)輪胎702的內(nèi)表面持續(xù)至少一個輪胎轉(zhuǎn)數(shù)。如果從高電壓探頭720檢測到放電，則指示放電的發(fā)生以及高電壓探頭710的徑向和方位位置的信號可以發(fā)送到計算設(shè)備。例如，指示放電在圖7中所示的第一徑向位置發(fā)生的信號可以發(fā)送到計算設(shè)備。在第一徑向位置處的至少一個輪胎轉(zhuǎn)數(shù)之后，輪胎旋轉(zhuǎn)定位設(shè)備710可以將高電壓探頭720移動到第二徑向位置。優(yōu)選地，第二徑向位置緊鄰第一徑向位置以保證高電壓探頭720掃描輪胎702的整個內(nèi)表面。圖8示出在輪胎的內(nèi)表面上的示例性第二徑向位置的高電壓探頭720。僅僅為了論述目的，圖8中所示的第二徑向位置不緊鄰圖7的第一徑向位置定位并且示出在輪胎702的胎冠部分。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員使用本文中所提供的公開應(yīng)當理解，取決于在高電壓探頭中使用的導電彈簧電極的寬度，若干徑向位置位于圖7的第一徑向位置和圖8的第二徑向位置之間。一旦高電壓探頭720已定位在第二徑向位置，如圖8中所示，輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備可以再次圍繞高電壓探頭720旋轉(zhuǎn)輪胎。如果在高電壓探頭720和參考電極之間檢測到放電，則指示第二徑向位置處發(fā)生放電的信號可以發(fā)送到計算設(shè)備。在第二徑向位置處的至少一個完整輪胎轉(zhuǎn)數(shù)之后，高電壓探頭定位設(shè)備710可以將高電壓探頭720移動到第三徑向位置，如圖9中所示。僅僅為了論述目的，圖9中所示的第三徑向位置不緊鄰圖8的第二徑向位置定位并且示出在輪胎702的胎圈部分。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員使用本文中所提供的公開應(yīng)當理解，取決于在高電壓探頭720中使用的導電彈簧電極的寬度，若干徑向位置位于圖8的第二徑向位置和圖9的第三徑向位置之間?！└唠妷禾筋^720已定位在第三徑向位置，如圖9中所示，輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備可以再次圍繞高電壓探頭720旋轉(zhuǎn)輪胎。如果在高電壓探頭720和參考電極之間檢測到放電，則指示第三徑向位置處發(fā)生放電的信號可以發(fā)送到計算設(shè)備。以該方式，自動輪胎測試裝置700可以掃描輪胎702的整個內(nèi)表面并且確定自動輪胎檢查過程期間檢測到的任何異常的準確方位和徑向位置。圖10示出可以根據(jù)本公開的實施例使用的備選參考電極175。與圖2的參考電極170相比，圖10的參考電極175保持鄰近輪胎102的胎圈部分106。參考電極175包括導電彈簧元件，當輪胎102圍繞高電壓探頭旋轉(zhuǎn)時所述導電彈簧元件保持鄰近輪胎102的胎圈部分106。高電壓探頭和參考電極175之間的放電不穿過輪胎102的胎圈部分104。相反地，放電將從高電壓探頭穿過輪胎102的一個或多個胎體簾布層到達輪胎102的胎圈部分106。通過在輪胎102的胎圈部分106提供參考電極175，放電將不受到胎面厚度或化學組成的任何變化影響。這可以減小錯誤檢測的數(shù)量，使輪胎表面異常的檢測的精度增加。另夕卜，將參考電極175提供給輪胎102的胎圈部分106可以使施加到高電壓探頭的電壓從大約50kV減小到大約37.5kV。盡管已關(guān)于具體示例性實施例及其方法詳細描述了本主題，但是當獲得前述內(nèi)容的理解時本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會可以容易地產(chǎn)生這樣的實施例的更改、變型和等效替換。因此。本公開的范圍僅僅作為例子而不是作為限制，并且本公開不排除包括本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的對本主題的這樣的修改、變型和/或增加。
權(quán)利要求
1.一種輪胎檢查裝置，其包括: 高電壓探頭，所述高電壓探頭可操作地鄰近輪胎的表面定位； 參考電極； 輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備，所述輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備可操作地施加所述輪胎的表面和所述高電壓探頭之間的相對運動；以及 檢測電路，所述檢測電路可操作地檢測所述高電壓探頭和所述參考電極之間的一個或多個放電； 其中所述高電壓探頭包括導電彈簧電極，所述導電彈簧電極配置成在輪胎檢查過程期間壓靠在所述輪胎 的表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎檢查裝置，其中所述導電彈簧電極具有足以在所述高電壓探頭的充電循環(huán)期間與所述輪胎的表面上的點保持接觸的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎檢查裝置，其中所述導電彈簧電極的長度為大約50_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎檢查裝置，其中所述裝置還包括高電壓探頭定位設(shè)備，所述高電壓探頭定位設(shè)備可操作地將所述高電壓探頭定位成鄰近所述輪胎的表面使得所述導電彈簧電極在第一徑向位置壓靠在所述輪胎的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪胎檢查裝置，其中所述高電壓探頭定位設(shè)備配置成將所述高電壓探頭從所述輪胎的表面上的所述第一徑向位置調(diào)節(jié)到所述輪胎的表面上的第二徑向位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎檢查裝置，其中所述高電壓探頭包括多個相鄰的導電彈簧電極，所述多個導電彈簧電極的每一個配置成在輪胎檢查過程期間壓靠在所述輪胎的表面的一部分上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎檢查裝置，其中所述參考電極包括鄰近所述輪胎的胎面部分定位的導電輥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎檢查裝置，其中所述參考電極鄰近所述輪胎的胎圈部分定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎檢查裝置，其中所述裝置還包括檢測電路，所述檢測電路可操作地提供表示所述輪胎的表面上的所述一個或多個放電的方位和徑向位置的信號。
10.一種輪胎檢查方法，其包括: 鄰近輪胎的表面定位高電壓探頭，所述高電壓探頭包括配置成壓靠在所述輪胎的表面上的導電彈簧電極； 使所述高電壓探頭通電； 施加所述高電壓探頭和所述輪胎的表面之間的相對運動；以及 檢測所述高電壓探頭和參考電極之間的一個或多個放電以檢測所述輪胎的表面上的一個或多個異常的存在。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪胎檢查方法，其中施加所述高電壓探頭和所述輪胎的表面之間的相對運動包括用輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備圍繞所述高電壓探頭旋轉(zhuǎn)所述輪胎的表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪胎檢查方法，其中所述方法還包括調(diào)節(jié)所述高電壓探頭的徑向位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪胎檢查方法，其中施加所述高電壓探頭和所述輪胎的表面之間的相對運動包括: 定位所述高電壓探頭使得所述導電彈簧電極在第一徑向位置壓靠在所述輪胎的表面上; 用輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備圍繞所述高電壓探頭的表面旋轉(zhuǎn)所述輪胎的表面持續(xù)至少一個轉(zhuǎn)數(shù)； 定位所述高電壓探頭使得所述導電彈簧電極在第二徑向位置壓靠在所述輪胎的表面上，所述第二徑向位置緊鄰所述第一徑向位置；以及 用所述輪胎旋轉(zhuǎn)設(shè)備圍繞所述高電壓探頭的表面旋轉(zhuǎn)所述輪胎的表面持續(xù)至少一個轉(zhuǎn)數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪胎檢查方法，其中所述導電彈簧電極具有足以在所述高電壓探頭的充電循環(huán)期間與所述輪胎的表面上的點保持接觸的長度。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪胎檢查方法，其中所述方法包括監(jiān)測所述一個或多個放電的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪胎檢查方法，其中所述方法包括鄰近所述輪胎的胎面部分定位所述參考電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪胎檢查方法，其中所述方法包括鄰近所述輪胎的胎圈部分定位所述參考電極。
18.一種用于輪胎檢查裝置中的高電壓探頭，其包括: 絕緣殼體； 間隔輥； 高電壓連接點；以及 導電彈簧電極，當所述間隔輥接觸輪胎的表面時所述導電彈簧電極適合于壓靠在輪胎的表面的一部分上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的高電壓探頭，其中所述導電彈簧電極具有足以在所述高電壓探頭的充電循環(huán)期間與所述輪胎的表面上的點保持接觸的長度。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的高電壓探頭，其中所述導電彈簧電極具有大約50mm的長度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于檢測輪胎的表面中的異常的輪胎測試裝置和方法。具有導電彈簧電極的高電壓探頭鄰近輪胎表面的一部分放置使得導電彈簧電極壓靠在輪胎的表面上。施加高電壓探頭和輪胎的表面之間的相對運動。在輪胎的表面上的異常的位置處發(fā)生高電壓探頭和參考電極之間的放電。該裝置和方法配置成確定靜電放電的輪胎上的準確方位和徑向位置。導電彈簧電極可以具有足以保證在增加的輪胎表面速度下在高電壓探頭的充電循環(huán)期間與輪胎的表面上的給定點接觸的長度。
文檔編號G01M17/02GK103140746SQ201080069285
公開日2013年6月5日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者C·A·貝卡萬, F·E·格拉姆林, D·A·杰德, B·D·肖伯 申請人:米其林集團總公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司