专利名称：轮胎钢丝帘线张力传感器的制作方法
技术领城本发明涉及一种传感器，特别是车辆的轮胎钢丝帘线张力传感器，适用于采用钢丝帘线的子午线轮胎。
背景技术：
帘线负荷的测量是轮胎工业中实验研究中最重要的领域之一。国内外已经开展该方向的研究，但还没有相关专利发布。R.G.Patterson，S.K.Clark和R.N.Dodge以及J.D.Walter曾经用阻抗箔应变测量器(应变片)做小型的力传感器，这种传感器可以直接测量运行情况下轮胎中的帘线负荷，也可与帘线一起逐次放入，在轮胎成型时埋置，它们能供给一个可监测的电信号，以测量轮胎帘线负荷。Clark和Dodge(“Tire Stressand Deformation”，in《Mechanics of Pneumatic Tire》，Ed.Clark，S.K.，U.S.DTNHTSA，1981)采用的力传感器是一个1.27cm长的薄壁铍铜管，轮胎帘线与它粘合并穿过它，应用这种仪器在不同负荷和内压下测定了两层和四层轮胎胎冠、胎肩和胎侧的最内层帘线伸张力。Walter(Tire Sci.Techn.，3，2，67(1975))采用的负荷传感器是一个矩形横断面的铝合金断丝，这种合金丝平均分配轮胎中两根相邻帘线上的力。这类传感器大都比其他夹式测量器小。我国测量轮胎胎里帘线负荷的电测传感器是用矩形短条铅板粘贴应变片而成(《橡胶工业手册第六分册》，化学工业出版社，1977年)，但没有说明使用何种应变片。这些测量器或传感器主要用于斜交胎帘布层的帘线张力或负荷测量。目前，还没有相关研究和报道提出测量轮胎中钢丝帘线张力或负荷的传感器。
发明内容
本发明目的是针对目前子午胎大量采用钢丝帘线作为骨架材料而提供的一种轮胎钢丝帘线张力传感器，轮胎成型时与钢丝帘线一起嵌入轮胎，轮胎成型硫化后可以输出一个有再现性的且容易监测的电信号，用于测量轮胎帘线负荷，为智能轮胎研究开辟另外一条途径。
为达到上述目的本发明提供一种轮胎钢丝帘线张力传感器，该轮胎钢丝帘线张力传感器包括一个u型弹性梁、安装在弹性梁表面上含四个半导体应变计的感应电路、焊接在感应电路上的导线、两段分别穿过弹性梁两端小孔的钢丝帘线，以上部件组合后放置在一个钢套中，导线和钢丝帘线从钢套两端穿出，钢套里充满软胶，两端用环氧树脂密封。本发明能够嵌入轮胎，引出导线与测试设备连接，可以得到轮胎动、静态加载下的帘线张力变化。
本发明的特征在于，u型弹性梁由高弹性钢材制造，两端爪处开小孔；本发明的特征在于，弹性梁两端小孔用于分别固定两段钢丝帘线的位置，钢丝帘线穿过小孔，在内侧气焊烧成小球状，卡入并焊接在小孔内侧；本发明的特征还在于采用半导体应变片组成感应电路桥路，使弹性梁尺寸可以降至10mm×3mm×3mm，以满足测试要求且对嵌入部位影响最小。
本发明的优点在于(1)采用钢丝帘线做为导力元件，可以与钢丝帘线平行埋入轮胎帘布层测试位置，其表现的力学性能相似，使测试结果更准确反映实际轮胎钢丝帘线的张力变化；(2)采用u型弹性梁结构，使钢丝帘线与弹性梁连接牢固，力传递可靠；(3)采用熔化钢丝帘线端头为球状再采用点焊技术，保证钢丝帘线固定在梁上，加粘结剂粘接牢固；(4)采用耐160度高温的半导体应变计，使整个传感器体积小，耐温性好；(5)采用钢套保护整个弹性梁及引线和连接部位，可以使传感器经受诸多恶劣工况条件下的考验；(6)采用四芯耐160度高温带屏蔽的电缆为信号传输导线，把电缆线端部位置的屏蔽线铰接在钢丝帘线上，使电缆不会在受到拉伸力作用下移动而导致连接处断开失效，从而实现轮胎成型和硫化后的信号稳定传输；(7)采用软胶填充和环氧树脂密封，可以保证轮胎硫化过程中，不会因为橡胶流动而挤入钢套导致传感器实效。
图1是本发明的结构示意图1.钢丝帘线 2.弹性梁 3.感应电路 4.钢套 5.引线 6.环氧树脂 7.屏蔽线 8.软胶
具体实施例方式实施例如图1所示，本实施例中的钢丝帘线张力传感器，在轮胎成型时将两端钢丝帘线(1)拉直与需嵌入帘布层的钢丝帘线排列方向平行压入帘布层，钢套(4)布置在测试点的位置，铰去两端长度超出帘布层宽度多余的钢丝帘线(1)，引线(5)不要压在钢丝帘线(1)上，引线(5)布置在帘布层与橡胶间，沿层间走向，从轮胎胎肩引出轮胎外。硫化后测试传感器输出信号，输出值正常即可清零位。为防止整个部位在轮胎加工制造过程中损坏，该钢套(4)与弹性梁(2)间充满软胶(8)，钢套(4)两端出口用环氧树脂(6)密封。为防止导线在钢套中滑动，在屏蔽线(7)位置处将其与钢丝帘线粘结。具体使用中，轮胎在外界作用下会受到各种力的作用，而钢丝帘线属于单向受力，表现为张力。传感器钢套部位尺寸与轮胎整体半径相比非常小，可以只考虑张力的作用。当钢丝帘线(1)受力时，u型弹性梁(2)两端将会产生拉力，从而使u型弹性梁(2)产生应变。粘贴在弹性梁(2)上的感应电路(3)感应该应变并转换成电信号，通过引线(5)将信号送出轮胎，接外接设备采集分析。
权利要求
1.一种轮胎钢丝帘线张力传感器，其特征在于，其包括一个u型弹性梁(2)；两段分别穿过弹性梁的钢丝帘线(1)；一个安装在含四个半导体应变计的弹性梁表面上的感应电路(3)和焊接在感应电路上并与钢丝帘线粘结的导线(5)；以上部件组合后放置在一个钢套(4)中，导线(5)和钢丝帘线(1)从钢套(4)两端穿出，该钢套(4)与弹性梁(2)间充满软胶(8)，钢套(4)两端出口用环氧树脂(6)密封。
2.根据权利要求1的轮胎钢丝帘线张力传感器，其特征在于，u型弹性梁(2)由高弹性钢材制造，两端爪处开小孔。
3.根据权利要求2的轮胎钢丝帘线张力传感器，其特征在于，钢丝帘线(1)穿过弹性梁(2)两端小孔，在内侧气焊烧成一小球卡入小孔，并焊接在小孔内侧。
4.根据权利要求1的轮胎钢丝帘线张力传感器，其特征在于，采用四个半导体应变片组成所述的感应电路桥路。
全文摘要
本发明为一种轮胎钢丝帘线张力传感器，嵌入在轮胎钢丝帘布层中，该轮胎钢丝帘线张力传感器包括一个u型弹性梁、安装在弹性梁表面上含四个半导体应变计的感应电路、焊接在感应电路上的导线、两段分别穿过弹性梁两端小孔的钢丝帘线，以上部件组合后放置在一个钢套中，导线和钢丝帘线从钢套两端穿出，钢套里充满软胶，两端用环氧树脂密封。本发明能够嵌入轮胎，引出导线与测试设备连接，可以得到轮胎动、静态加载下的帘线张力变化。
文档编号G01L5/04GK101038224SQ20071002141
公开日2007年9月19日 申请日期2007年4月11日 优先权日2007年4月11日
发明者王国林, 揭琳锋, 何志刚, 应世洲, 朱晓峰, 潘宿成, 安登峰, 袁春元, 朱长顺, 任绍文, 姬新生, 朱海涛, 陈方 申请人:江苏大学