[發明專利]用于測量輪胎的內襯層的厚度的系統

在審

• 申請號: 201480042163.4
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN105431706A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: T·勒杜;D·馬丁;P·梅內魯德;G·米肖
• 申請（專利權）人: 米其林集團總公司;米其林研究和技術股份有限公司
• 主分類號: G01B7/26
• 分類號: G01B7/26
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明涉及用于測量橡膠層的厚度的系統，更具體而言，涉及輪胎胎面上的剩余橡膠的厚度的測量。

背景技術

已知，充氣輪胎的胎面，或者更簡單地說，輪胎的胎面都具有胎面花紋，而無論其是否是裝配在客運車輛、重型貨運車輛、土木工程車輛或其他車輛上，所述胎面花紋尤其包括由各種主要、縱向、橫向或甚至傾斜的凹槽所界定的花紋元素或基本塊，這些基本塊可能還包括各種縫隙或胎紋溝。這些凹槽形成了旨在在行駛于潮濕地面上時排水的通道，并且限定了花紋元素的前緣。

當輪胎尚新時，胎面的深度最大。該初始深度可能根據所考慮的輪胎的類型而變化，也可能根據其用途而變化；例如，“冬季”輪胎所具有的花紋深度一般大于“夏季”輪胎所具有的花紋深度。當輪胎已磨損時，花紋的基本塊的深度減少，而且這些基本塊的硬度增加。基本花紋塊的硬度的增加會導致輪胎某些性能特性(例如，在潮濕地面上的抓地力)下降。當花紋中的通道的深度減少時，排水能力也顯著下降。

因此，希望能夠監控輪胎胎面的磨損的程度。

該監控通常通過用戶或技師對胎面的視覺觀察而完成，該觀察可進行或者不進行使用深度計的實際測量。然而，該觀察并不是很容易完成，尤其是對于更難以接近的后胎，而且，其也不是非常精確。

已經提出了很多種將輪胎胎面花紋的深度的測量自動化的方案。這樣的設備可以放置在車輛于其上行駛的道路上。這些設備通常以兩種技術工作，其或者基于具有相機或激光的光學系統，或者基于渦電流。

基于光學系統的系統是昂貴的，該系統還必須嵌入道路中，而且需要定期維護。此外，測量還受制于污染以及水、泥、雪等的存在或噴濺而導致的干擾。

文獻US7,578,180B2和WO2008/059283提出了用于測量輪胎胎面的厚度的系統，該系統包括，對于輪胎胎冠加固部中的激勵磁場所產生的渦電流敏感的傳感器。這些系統放置在道路上。

然而，這些測量系統并不完全令人滿意，因為其對于輪胎胎冠的電導性很敏感，而輪胎胎冠的電導性本身在不同的輪胎間又是不同的，而且還根據輪胎磨損程度而變化。已經發現，這些測量不夠精確，而且不夠敏感。

發明內容

本發明的一個主題是用于測量輪胎的橡膠材料層的厚度的系統，該層包括結合至相鄰的加固部的面以及接觸空氣的自由面，該加固部由至少一種磁導率大于空氣的磁導率的材料制成，該系統包括殼體和傳感器，該殼體的施加面旨在接觸該層的自由面，該傳感器放置在殼體中并且能夠測量該橡膠材料層的結合的面與自由面之間的距離d。該系統的特征在于，該傳感器包括交變磁場源以及相鄰的感測元件，該源是線圈，而且該感測元件是傳感器，該傳感器的輸出信號取決于局域感應磁場的幅值，該系統的特征還在于，源線圈的激勵功率和頻率使得，在相鄰的加固部與源線圈之間感應出的磁場的強度隨著距離d減小而增加。

根據本發明的一個主題，該測量系統的傳感器的益處有，以磁阻模式工作，從而相比于在對于渦電流敏感的模式下工作的相似的傳感器，對于給定的功率具有更低的線圈激勵頻率。應當注意，對于通常的輪胎胎冠加固部(其由嵌入幾乎不導電的橡膠材料中的金屬加固件制成)，在這些工作條件下，不會檢測到渦電流，或僅檢測到很弱的渦電流。

在磁阻模式下的測量還利用了相鄰的加固部的磁導率，并且已經發現，在磁阻模式下的測量對于距離d的任何變化都提供了很高的測量敏感性。

優選的是，感測元件是選自霍爾效應傳感器和磁阻傳感器的傳感器。

霍爾效應傳感器利用了下述半導體特性：當電流穿過半導體并且向半導體施加了垂直于所述電流的流動方向的磁場時，產生與所施加的磁場成比例的電壓，并且這可以在該場的方向上測量。測量該電壓則可以估計半導體所處的磁場的強度。

磁阻傳感器利用了下述半導體所具有的特性：在半導體處于磁場中時，其顯示出改變的電阻。通過向這樣的材料通入已知電流，并且測量該材料的端口的電壓，則可以估計磁阻材料所處的磁場的強度。

根據一個優選的實施方案，感測元件位于源線圈與殼體的施加面之間。

在該實施方案中，隨著距離d減小，感測元件所測量出的感應磁場強度增加。

在另一實施方案中，源線圈位于感測元件與施加面之間。

在該實施方案中，隨著距離d減小，感測元件所測量出的感應磁場強度減小。

感測元件和源線圈還可以相鄰地設置，并且與殼體的施加面相距基本相同的距離。

在該實施方案中，隨著距離d減小，感測元件所測量出的感應磁場強度也減小。