电连接的超声监视的制作方法

发明领域

根据本发明的至少一个示例，一般涉及电连接的监视。

相关技术的讨论

诸如不间断电源的电子系统一般包括便于两组电线之间的连接的配电块。这种配电块通常使用固定的螺钉来捕捉在配电块中插入的电线。例如，在公共配电块中，第一电线被插入到配电块的开口中并被放置成邻近接触表面。接触表面被电耦合到端子。当用户拧紧配电块的固定螺钉时，固定螺钉(或对应的螺柱)向下移动，将第一电线向着接触面压挤并将第一电线电耦合到端子。一个或多个附加电线可被插入到配电块的附加插座中以将附加电线电耦合到第一电线。

概述

根据本发明的方面涉及电连接传感器，其包括至少一个换能器和控制器，该至少一个换能器被配置为耦合到配电块以在配电块中生成超声脉冲以及基于该超声脉冲接收超声信号，所述控制器被耦合到该至少一个换能器并被配置为基于由至少一个换能器接收的超声信号的至少一个特性来确定配电块中的至少一个电连接的状态。

根据一个实施例，由至少一个换能器接收的超声信号包括来自配电块中的至少一个电连接的一系列反射，并且在确定至少一个电连接的状态时，控制器还被配置为确定该一系列反射中的至少一个的往返时间并基于该一系列反射中的至少一个的往返时间来确定至少一个电连接的状态。在一个实施例中，在确定该一系列反射中的至少一个的往返时间时，控制器还被配置为确定该一系列反射的最突出的反射的往返时间。在另一个实施例中，在确定至少一个电连接的状态时，控制器还被配置为分析该一系列反射中的最突出的反射的往返时间随时间的变化并基于该一系列反射中的最突出的反射的往返时间的变化确定至少一个电连接的状态。

根据另一个实施例，在确定至少一个电连接的状态时，控制器还被配置为响应于确定在该一系列反射中的最突出的反射的往返时间已经增加而识别至少一个电连接已经被松开或被过于拧紧。在一个实施例中，控制器还被配置为对外部系统提供至少一个电连接已经被松开或被过于拧紧的指示。

根据一个实施例，在确定一系列的反射中的至少一个的往返时间时，控制器还被配置为确定一系列反射中的至少一个次级反射的往返时间，并且在确定至少一个电连接的状态时，控制器还被配置为基于该一系列反射中的最突出的反射和至少一个次级反射来确定至少一个电连接的状态。在一个实施例中，在基于该一系列反射中的最突出的反射和至少一个次级反射来确定至少一个电连接的状态时，控制器还被配置为基于该一系列反射中的最突出的反射和至少一个次级反射来识别至少一个连接的转矩特性。

根据另一个实施例，至少一个换能器还被配置为从配电块中的第一电连接和第二电连接接收一系列反射，并且控制器还被配置为基于该一系列反射中的至少一个的往返时间来确定第一电连接的状态和第二电连接的状态。在一个实施例中，至少一个换能器包括被配置为接收来自第一电连接的第一系列反射的第一换能器和被配置为接收第二电连接的第二系列反射的第二换能器，并且控制器还被配置为确定第一系列反射的第一往返时间、确定第二系列反射的第二往返时间、基于第一往返时间来确定第一电连接的状态以及基于第二往返时间来确定第二电连接的状态。

根据一个实施例，至少一个换能器包括被配置为在配电块中生成超声脉冲并监视接收自配电块中的至少一个电连接的一系列反射的第一换能器和被配置为监视由第一换能器生成的超声脉冲的至少一个第二换能器，并且控制器还被配置为基于由第一换能器监视的一系列反射和由至少一个第二换能器监视的超声脉冲来确定该一系列反射中的至少一个的往返时间。在一个实施例中，至少一个换能器被配置为利用胶黏剂、磁体和紧固件中的一个而被耦合到配电块。在另一个实施例中，至少一个换能器被配置为耦合到配电块的正交于至少一个电连接的固定螺钉的部分和配电块的与至少一个电连接的固定螺钉一致的部分中的一个。在一个实施例中，控制器是模拟前端控制器。

根据本发明的另一方面涉及用于监视配电块中的至少一个电连接的方法，该方法包括：用至少一个换能器在配电块中生成超声脉冲，用至少一个换能器接收基于该超声脉冲的超声信号以及用被耦合到该至少一个换能器的控制器基于由至少一个换能器接收的超声信号的至少一个特性来确定配电块中的至少一个电连接的状态。

根据一个实施例，接收超声信号包括用至少一个换能器接收来自配电块中的至少一个电连接的一系列反射，并且确定至少一个电连接的状态包括确定该一系列反射中的至少一个的往返时间并基于该一系列反射中的至少一个的往返时间来识别配电块中的至少一个电连接是已经被松开还是被过于拧紧。在一个实施例中，确定一系列反射中的至少一个的往返时间包括确定该一系列反射中的最突出的反射的往返时间，并且所述识别包括分析在该一系列反射中的最突出的反射的往返时间随时间的变化并响应于对在该一系列反射中的最突出的反射的往返时间已经增加的确定而识别配电块中的至少一个电连接已经被松开或被过于拧紧。

根据另一个实施例，方法还包括响应于识别出至少一个电连接已经被松开或被过于拧紧而对用户提供端子中的至少一个电连接已经被松开或被过于拧紧的指示。在一个实施例中，方法还包括分析在该一系列反射中的至少一个次级反射，并基于最突出的反射和至少一个次级反射来确定至少一个电连接的转矩特性。

根据本发明的至少一个方面涉及一种配电块，其包括壳体、在壳体中的被配置为耦合到电线的至少一个端子、至少一个换能器和控制器，该至少一个换能器被耦合到壳体并被配置为在配电块中生成超声脉冲以及接收基于该超声脉冲的超声信号，所述控制器被耦合到该至少一个换能器并被配置为基于由至少一个换能器接收的超声信号的至少一个特性来确定在电线和至少一个端子之间的连接的状态。

附图简述

附图不旨在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同的或者接近相同的部件用相似的编号表示。出于清楚的目的，并非每个部件都可能在每个图中被标记。在附图中：

图1是根据本发明的方面的电连接传感器的框图；

图2A是根据本发明的方面的电连接传感器的一个实施例的示意图；

图2B是根据本发明的方面示出电连接传感器的操作的一个实施例的过程流程图；

图3是根据本发明的方面的电连接传感器的另一个实施例的示意图；

图4是可以在其上实施本发明的各种实施例的系统的框图。

详细描述

本文所讨论的方法和系统的示例并不将其应用限于下面描述中阐述的或者在附图中示出的部件的结构以及布置的细节。方法和系统能够在其它实施例中实现，并且能够以各种方式被实施或能够被以各种方式被执行。仅出于说明而非旨在限制性的目的，在本文提供了具体实现的示例。特别地，结合任何一个或者多个示例论述的动作、部件、元素以及特征不旨在排除任何其他的示例中的类似作用。

另外，本文所用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应视为具有限制性。对本文以单数形式提到的系统和方法的示例、实施例、部件、元素或者动作的任何引用也可以包括包含复数的实施例，以及本文以复数形式对任何实施例、部件、元素或者动作的任何引用也可以包括只包含单数的实施例。以单数形式或者复数形式的引用不旨在限制目前公开的系统或者方法、它们的部件、动作或者元素。在本文中对“包含”、“包括”、“具有”、“含有”和“涉及到”及其变体的使用意指包含在其后面列出的项目及其等效体以及另外的项。对“或”的引用可解释为包含的，以便使用“或”描述的任何术语可以指示描述的术语的单个、多于一个和所有中的任何一种情况。另外，在本文和通过引用并入到本文中的文件之间的对术语的使用存在不一致的情况下，在被并入的引用文件中的术语使用是对本文中的术语使用的补充；对于出现矛盾的不一致的情况，以本文中的术语使用为准。

如上所讨论的，配电块普遍用于便于两组电线之间的连接并通常使用固定螺钉来捕获在配电块中插入的电线。随时间推移，配电块连接可能由于固定螺钉旋松(如，由于热循环)或电缆材料变形而松开。如果连接足够松开至引起电流通过该连接时通过该连接的电阻增加，电阻的增加可引起连接的严重发热，这导致火灾、灾难性的故障和/或生产过程中的校准问题。

更具体地，连接的发热可引起热膨胀，这导致连接的接触表面被暴露在氧气中。对氧气的暴露可导致连接的腐蚀。连接的热膨胀和/或腐蚀可导致正极反馈回路，这导致连接的电阻进一步增加。这可导致热失控并造成火灾危险。另外，如果连接已经松开到电阻已经足够增加到引起电阻性发热的程度，那么存在连接的氧化已经发生的可能性。如果连接已经具有氧化的可能性，则连接的简单拧紧将不再充分以恢复合适的电连接。相反，连接必须被解开、清理并接着被重新扭转以将连接恢复到低电阻状态。连接(如，固定螺钉)的过于拧紧将不能解决问题并还可能通过使固定螺钉变形和/或电缆越过其弹性限制而引起连接故障。相应地，电阻性发热可能发生和引起腐蚀之前早早地检测松开连接是重要的。

通常，由于连接的可能的高电压和电弧闪光的考虑，有源连接不被周期性地机械测试。监视有源电连接的普遍方法涉及使用红外(IR)照相机来提供连接的温度测量而不做出物理接触。利用这种方法，当电流通过连接时，在通电的设备上执行测试。IR测试需要受训练的人访问连接面板并禁用或移除系统的安全特征以允许对红外传感器的接入。在测试周期期间，包括对PPE(个人保护设备)的可能的使用的安全预防措施可能被需要以使用IR传感器测试电连接。

IR测试可能是无效的、昂贵的，并可能提供不准确的结果。例如，电流标准需要热成像以设备的终端用户的显著成本在通电的电设备上周期性地一年执行几次。对于具有相似额定电流的负载的多个连接，显示比其他的负载更高的温度的任何连接通常被认为是有故障的。这种方法可根据由每个负载在测试时间汲取的实际电流提供错误的结果。在测试时间没有电流通过的故障连接将不作为故障被检测，并且在测试期间有相对高电流通过的连接可被怀疑为故障。

此外，机械地松开或过于扭转的电连接可具有非常小的电阻并且可能难于用热成像照相机来检测。例如，当配电块上的固定螺钉被松开时，电阻增加10μΩ导致100A负载的0.2W的电力耗散以及20A负载的0.008W的电力耗散。这样低的电力耗散用热成像照相机检测是困难的(如果不是不可能的话)，并且具有这样小的电阻增加的连接将表现得运行正确，尽管如此，连接不是机械稳健的并且可能很容易变得更差。

用于监视电连接的机械状态的更高效的、成本有效并准确的传感器被提供。在至少一个实施例中，传感器使用超声信号以连续评估至少一个电连接的机械完整性。更具体地，传感器使用超声脉冲监视固定螺钉、电缆和壳体之间的机械接口。传感器分析产生的反射的一个或多个特性(如，往返时间、强度、形状等)以确定至少一个电连接的状态。例如，在至少一个实施例中，模拟电前端测量超声脉冲的飞行时间并分析产生的数据以探明电连接的机械属性。

图1是根据本文所述的方面的电连接传感器100的一个实施例的框图。电连接传感器100包括换能器102和耦合到换能器102的控制器104。换能器102被配置为耦合配电块110。配电块110包括壳体101、位于壳体101内的端子106以及位于壳体101内的至少一个端子108。端子106包括对应的固定螺钉109和腔体111。每个端子108也包括对应的固定螺钉112和腔体117。如图1所示，配电块110包括单一端子106和两个端子108；然而，在其它实施例中，配电块110可包括任意数量的端子106和/或任意数量的端子108。

端子106包括在腔体111内的接触表面114并且每个端子108包括在腔体117内的接触表面116。端子106的接触表面114被电耦合到每个端子108的接触表面116。端子106的腔体111被配置为容纳电线。当电线被插入到腔体111时，用户可拧紧固定螺钉109以将电线向着接触表面114压挤。每个端子108的腔体117被配置为容纳电线。当电线被插入到腔体117时，用户可拧紧对应的固定螺钉112以将电线向着对应的接触表面116压挤。当电线被耦合到端子106(即，向着接触表面114压挤)并且电线被耦合到端子108(即，向着接触表面116压挤)时，端子106中的电线被电耦合到端子108中的电线。

在一个实施例中，换能器102借助于磁体、紧固件、胶黏剂等被附接到配电块110的壳体101、邻近端子106。在至少一个实施例中，换能器102可从配电块110移除。然而，在至少一个实施例中，换能器102被永久地嵌入在配电块110的壳体101中。

根据至少一个实施例，电连接传感器100被配置为监视电线到端子106的电连接。例如，当电线被耦合到端子106时，如上所述，换能器102在配电块110中生成超声脉冲。超声脉冲从配电块110的边界和接口被反射出并且这些反射由换能器102接收。例如，配电块110的机械几何结构、配电块110的刚性以及被插入的电线、端子106、接触表面114和固定螺钉109之间的接口确定反射如何被提供回到换能器102以响应于由换能器102生成的超声脉冲。由于可能超声脉冲采用的多个可能的路径和产生的反射，换能器102接收一系列反射。

控制器104分析由换能器接收的反射的一个或多个特性以评估配电块110的连接(即，在端子106处)的机械完整性。更具体地，根据至少一个实施例，控制器104分析在一系列反射中的至少一个接收的反射的往返时间并利用往返时间来确定连接(即，在端子106处)是否故障(如，松开)。所接收的反射的往返时间根据配电块110的连接(即，在端子106处)的完整性变化。例如，在至少一个实施例中，松开的连接(如，在电线和端子106之间)导致配电块110的增加的电阻抗和机械阻抗以及增加的往返时间。可选地，拧紧的连接导致配电块110的降低的电阻抗和机械阻抗以及降低的往返时间。

通过监视至少一个接收的反射的往返时间，控制器104可确定在端子106处的连接的完整性。例如，在一个实施例中，当配电块110包括在端子106处正确执行(即，适当地拧紧)的电连接时，控制器104识别由换能器102接收的最突出的反射脉冲(即具有最大的幅值的反射脉冲)的往返时间。控制器104接着继续分析由换能器102接收的最突出的反射脉冲的往返时间以确定往返时间是否改变。如果控制器104认出在最突出的反射脉冲的所测量的往返时间中的变化，则控制器104识别到在端子106处的连接是故障的。根据至少一个实施例，如果最突出的反射脉冲的往返时间已经增加，则控制器104识别到配电块110的阻抗已经增加并且在端子106处的连接已经松开。

如上所述，由换能器102接收的最突出的反射脉冲的单一往返时间由控制器104利用以识别在端子106处的连接的状态是否已经改变(如，松开)。在至少一个实施例中，控制器104利用来自多个反射脉冲的多个往返时间值来进一步特征化连接的完整性。例如，在一个实施例中，控制器104利用至少一个次级返回脉冲(即，具有小于最突出的反射脉冲的幅值的反射脉冲)的往返时间来进一步特征化在端子106处的连接。通过利用对应于多个反射的多个往返时间值，控制器104可更好地特征化连接的机械属性(如，连接中的固定螺钉109的实际转矩特性)。在其它实施例中，任何数量的反射和往返时间值可被分析以特征化电连接的机械属性。

根据一个实施例，控制器104是模拟前端控制器。例如，在一个实施例中，控制器104是由达拉斯的德州仪器TX制造的TDC1000超声感测模拟前端(AFE)控制器。然而，在其它实施例中，能够分析超声脉冲的另外的类型的控制器可被利用。

如上所述，控制器104被配置为监视电连接的完整性并确定电连接是否被松开。然而，在至少一个实施例中，控制器104被配置为简单地监视与电连接相关的参数的状态(如，由换能器102接收的最突出的反射脉冲的往返时间)，而不同的系统(如，与控制器104通信的外部系统)分析来自控制器104的信息以确定电连接的状态是否已经改变(如，松开)。

根据一个实施例，控制器104被配置为向由用户操作的系统105提供关于受监视的连接的信息。在一个实施例中，控制器104向系统105提供所测量的往返时间信息以用于进一步处理/分析。在另一个实施例中，控制器104向系统105提供关于受监视的电连接的更详细的信息(如，特定的松开的连接的识别、关于电连接的机械特性(如，转矩)的特定信息，或关于电连接的完整性的一些其它信息)。在一个实施例中，系统105包括经由图形用户界面(GUI)向用户提供关于受监视的电连接的信息的显示器。在一个实施例中，系统105和控制器104无线通信。例如，在至少一些实施例中，系统105和控制器104经由基于无线电的、基于声波的或基于光的接口进行通信。根据一个实施例，换能器102被配置为利用超声脉冲与系统105中的换能器直接通信。在另一个实施例中，系统105和控制器104经由串行接口通信。在其它实施例中，系统105和控制器104经由另外的合适类型的接口通信。

图2A是根据本文描述的方面的耦合到配电块210的电连接传感器100的一个实施例的示意图。类似于上面关于图1中的配电块110所描述的，配电块210包括壳体201、位于壳体201内的端子206以及位于壳体201内的至少一个端子208。端子206包括对应的固定螺钉209和腔体。每个端子208还包括对应的固定螺钉211和腔体。端子206的腔体被配置为容纳电线212。当电线212被插入到端子206的腔体时，用户可拧紧固定螺钉209以将电线向着端子206的腔体中的接触表面压挤。每个端子208的腔体被配置为容纳电线214。当电线214被插入到端子208的腔体时，用户可拧紧对应的固定螺钉212以将电线向着端子208的腔体中的接触表面压挤。当电线212被耦合到端子206并且电线214被耦合到端子208时，电线212被电耦合到电线214。

根据一个实施例，电线中的至少一个被耦合到具有套圈的端子。例如，在图2A示出的一个实施例中，电线212被耦合到具有套圈213的端子206；然而，在其它实施例中，任何其它电线可被耦合到具有任何类型的套圈或其它电线加固设备(如，铜带)的端子。在至少一个其它实施例中，任何电线可被耦合到没有套圈或电线加固设备的端子。

如上面类似讨论的，电连接传感器100的换能器102被耦合到配电块210、邻近端子206。在一个实施例中，换能器102是压电陶瓷盘换能器(诸如由佛罗里达的Doral的Steiner&Martins公司制造的SMD10T2R11110x2mm，R，215KHz压电陶瓷盘换能器)；然而，在其它实施例中，能够传输和接收超声脉冲的另外的合适的换能器可被利用。在一个实施例中，换能器102借助于胶黏剂(如氰基丙烯酸酯)被固定到配电块210邻近端子206处；然而，在其它实施例中，任何其它合适的胶黏剂或紧固件可用于将换能器102耦合到配电块210。在一个实施例中，换能器102被可移除地耦合到配电块210。在另一个实施例中，换能器102被永久地固定到配电块210。还如上所述，换能器102被耦合到控制器(如，上面关于图1所讨论的控制器104)。

在图2A中示出的一个实施例中，配电块210是由Schneider Electric of West Kingston，RI生产的9080LBA262104配电块；但是，在其它实施例中，电连接传感器100可与另外的类型的配电块一起使用(即，换能器102可被耦合到另外的类型的配电块)。

在图2A中示出的电连接传感器100的操作在下面关于图2B被更详细地讨论。图2B是示出传感器100的操作的一个实施例的过程流程图220。在块222，电线212被插入到端子206的腔体并且螺钉209被拧紧以将电线212固定在端子206内。在块224，换能器102在配电块210中生成超声脉冲。超声脉冲在端子206处从配电块210的边界和接口被反射出，并且在块226，这些反射由换能器102接收。在块228，控制器104分析由换能器102接收的反射的一个或多个特性以评估配电块210的(即，电线212到端子206的)连接的机械完整性。更具体地，根据至少一个实施例，控制器104分析至少一个接收的反射的往返时间(如，由换能器102接收的最突出的反射脉冲的往返时间，如上所述)并利用往返时间确定(即，电线212到端子206的)连接是否故障(如，松开)。如上所述，所接收的反射的往返时间根据电线212和端子206之间的电连接的完整性而变化。例如，根据至少一个实施例，随着电连接松开，配电块210的机械阻抗和电阻抗增加，导致所接收的反射的往返时间的增加。在块230，基于所接收的反射的分析，控制器104确定电线212到端子206的连接是否已经松开。响应于连接还没松开(如，因为至少一个所接收的反射的受监视的往返时间还没改变)的确定，换能器102继续传输和接收超声脉冲并且控制器104继续分析所接收的反射(如，在块224-228)。响应于连接已经松开(如，因为至少一个所接收的反射的受监视的往返时间已经改变)的确定，控制器104(如，向用户系统105)提供连接已经松开的指示。通过监视至少一个所接收的反射的往返时间的变化，控制器104可确定在电线212和端子206之间的连接的完整性。

如图2A中所示，电连接传感器100的换能器102被耦合到配电块210的壳体201，使得换能器102正交于固定螺钉209并与端子206一致。然而，在其它实施例中，换能器102可被不同地耦合到配电块210。例如，在一个实施例中，换能器102被耦合成与固定螺钉209一致并耦合在端子106的底部表面。这样的配置可允许从由换能器102接收的反射的分析中提取关于电连接的更详细的信息。例如，在一个实施例中，控制器104可不仅识别电连接已经松开(基于对所接收的反射的往返时间已经增加的识别)，也可以能够基于所接收的反射特定地识别对应的固定螺钉是否已经被正确地拧紧(即，处于正确地保持转矩)。在一个实施例中，控制器104可被配置为确定用于拧紧固定螺钉的实际转矩。在其它实施例中，换能器102可在任何其它合适的位置处被耦合到配电块210的壳体201。

上述的电连接传感器100可与其它类型的配电块一起使用。例如，图3是根据本文描述的方面的耦合到配电块310的电连接传感器100的另一个实施例的示意图。如图3所示，配电块310是Schneider Electric of West Kingston，RI制造的AL800M23接线片。配电块310和电连接传感器100在操作上大体与上面关于图1和2A描述的内容相同。更具体地，配电块310包括壳体301和位于壳体301中的端子306。每个端子306包括对应的固定螺钉309和腔体311。每个端子306的腔体311被配置为容纳电线。配电块310的底部部分317被配置为耦合到汇流条。

当电线被插入到端子306的腔体311时，用户可拧紧对应的固定螺钉309以将电线向着端子306的对应的腔体311中的接触表面压挤。当电线被耦合到端子306时，电线电耦合到汇流条，汇流条被耦合到配电块310的底部部分317。耦合到配电块310的底部部分317的汇流条可同时被耦合到端子306中的任意一个端子中的电线。

电连接传感器100的换能器102(如，压电陶瓷盘换能器)被耦合到配电块310邻近端子306。在一个实施例中，换能器102借助于合适的胶黏剂或紧固件被耦合到配电块310。在一个实施例中，换能器102被可移除地耦合到配电块310。在另一个实施例中，换能器102被永久地固定到配电块310。如图3中所示，换能器102被耦合到配电块310的壳体301，使得换能器102正交于固定螺钉309并与端子306一致。然而，在其它实施例中，换能器102可以以另外的合适的方式被耦合到配电块310。换能器102还被耦合到控制器(如，上面关于图1所讨论的控制器104)。

在操作中，换能器102在配电块310中生成超声脉冲。超声脉冲在邻近的端子306处从配电块310的边界和接口被反射出并且这些反射由换能器102接收。控制器104分析由换能器102接收的反射的一个或多个特性以评估配电块310的邻近的连接(即，在邻近的端子306处的连接)的机械完整性。更具体地，根据至少一个实施例，控制器104分析至少一个接收的反射的往返时间(如，由换能器102接收的最突出的反射脉冲的往返时间，如上所述)并利用往返时间以确定(即，在邻近的端子306处)连接是否故障(如，松开)。如上所述，所接收的反射的往返时间根据电线和邻近的端子306之间的电连接的完整性而变化。例如，根据至少一个实施例，随着电连接松开，配电块310的阻抗增加，导致所接收的反射的往返时间的增加。通过监视至少一个所接收的反射的往返时间的变化，控制器104可确定在邻近的端子306处的连接的完整性。

图4示出形成可被配置为实现本文公开的一个或多个方面的系统400的计算组件的示例框图。例如，系统400可被通信地耦合到控制器104、被包括在控制器104内、耦合到用户系统105或包括在用户系统105内。系统400还可被配置为分析如上所述的配电块中的超声反射。

系统400可包括例如计算平台，例如基于英特尔奔腾型处理器、摩托罗拉PowerPC、Sun UltraSPARC、德州仪器-DSP、惠普PA-RISC处理器或者任何其它类型的处理器。系统400可以包括专门编程的、专用硬件，例如专用集成电路(ASIC)。本公开的各个方面可被实施为在如图4所示的系统400上执行的专门软件。

系统400可以包括处理器/ASIC606，其被连接到诸如磁盘驱动器、存储器、闪存或存储数据的其它设备的一个或多个存储器设备410。存储器410可以用于存储系统400的操作期间的程序和数据。计算机系统400的组件可以由互连机构408耦合，该互连机构408可包括(例如，集成于同一机器内的组件之间的)一个或多个总线和/或(例如，存在于独立的机器上的组件之间的)网络。互连机构408能够使通信信息(例如，数据、指令)在系统400的组件之间进行交换。系统400还包括一个或多个输入设备404，该一个或多个输入设备404可包括例如，键盘或触摸屏。系统400包括一个或多个输出设备402，其可以包括例如显示器。此外，计算机系统400可包含可将计算机系统400连接至除了互连机构408之外的或作为互连机构408的替代的通信网络的一个或多个接口(未示出)。

系统400可以包括储存器系统412，该储存器系统412可包括计算机可读和/或可写非易失性介质，在该介质中，可以存储信号以提供要被处理器执行的程序或者提供在介质上存储的或在介质中存储的要被程序处理的信息。介质可以是，例如，是磁盘或闪速存储器，并在一些示例中可以包括RAM或其他非易失性存储器，诸如EEPROM。在一些实施例中，处理器可以促使数据从非易失性介质中读取到另一个存储器410中，该存储器410比介质允许处理器/ASIC对信息的更快的访问。这种存储器410可以是诸如动态随机存取存储器(DRAM)或静态存储器(SRAM)的易失性随机存取存储器。它可以定位在储存器系统412中或在存储器系统410中。处理器406可以操作在集成电路内存410内的数据，并且然后在完成处理后，将该数据复制到储存器412。已知用于管理存储器412和集成电路存储器元件410之间的数据移动的各种机制，并且本公开不限于此。本公开不限于特定的存储器系统410或储存器系统412。

系统400可以包括可使用高级计算机编程语言进行编程的计算机平台。系统400也可使用专门编程、专用硬件(如，ASIC)来实现。系统400可包括处理器406，处理器406可以是市场上可买到的处理器，例如从英特尔公司可购得的公知的奔腾类处理器。很多其它的处理器是可用的。处理器406可以执行操作系统，该操作系统可以是例如，可从微软公司获得的Windows操作系统、可从Apple计算机获得的MAC OS系统X、可从Sun微系统获得的Solaris操作系统或可从各种来源获得的UNIX和/或LINUX。可以使用很多其它的操作系统。

处理器和操作系统一起可以形成计算机平台，关于该计算机平台可以使用高级编程语言编写应用程序。应当理解，本公开不限于特定的计算机系统平台、处理器、操作系统或网络。此外，对本领域的技术人员应当明显的是，本公开不限于专门编程语言或计算机系统。另外，应该理解的是，也可以使用其它合适的编程语言和其它合适的计算机系统。

如上所述，电连接传感器包括单一换能器；然而，在其它实施例中，电连接传感器可包括一个以上的换能器。例如，在一个实施例中，电连接传感器包括被配置为在配电块中生成超声脉冲并监视产生的反射的第一换能器和用于监视由第一换能器生成的脉冲的第二换能器。在这种实施例中，由所添加的换能器提供的额外的信息将辅助控制器104和/或用户来进一步定义连接的完整性。

如上所述，电连接传感器包括被配置为传输配电块中的超声脉冲并监视产生的反射的换能器。然而，在其它实施例中，电连接传感器可包括在配电块上的第一位置处的被配置为传输超声脉冲的换能器，以及在配电块的一个或多个不同的位置处的一个或多个换能器，该一个或多个换能器被配置为，在超声脉冲已经经过电连接后，接收来自第一位置处的换能器的超声脉冲。通过监视由在一个或多个不同的位置处的一个或多个换能器接收的脉冲的改变，控制器可确定连接的状态是否改变。

在另一实施例中，电连接传感器包括用于监视配电块中的第一连接的第一换能器和用于监视配电块中的第二连接的第二换能器。在这种实施例中，第一换能器生成邻近第一连接的超声脉冲并监视从第一连接接收的反射。第二换能器生成邻近第二连接的超声脉冲并监视从第二连接接收的反射。在一个实施例中，在配电块上的每个换能器被耦合到独立的控制器，该独立的控制器被配置成监视由对应的换能器提供的信息。在另外的实施例中，在配电块上的每个换能器被耦合到相同的控制器，并且单一控制器被配置成监视由每个换能器提供的信息。

如上所述，电连接传感器的换能器被配置为在配电块110中生成被导向特定连接的脉冲并且产生的反射关于单一链接被进行分析。然而，在其它实施例中，换能器可以以这种方式(如，在配电块的中间)位于配电块上：其被传输的超声脉冲(以及生成的反射)经过多个电连接。以这种方式，由换能器接收的反射的往返时间的变化可指示多个电连接的任意一个是否已经松开。电连接传感器可包括以任意数量的方式被配置成监视配电块中的任何合适数量的电连接的任何数量的换能器。

如上所述，控制器识别松开的连接以响应于感测接收的反射的增加的往返时间。然而，在至少一个其它实施例中，控制器识别松开的连接以响应于感测接收的反射的减少的往返时间。在这种实施例中，(如，在电线和端子之间的)松开的连接导致配电块的减少的电阻抗和机械阻抗以及减少的往返时间。可选地，拧紧的连接导致配电块中增加的电阻抗和机械阻抗以及增加的往返时间。响应于电连接的拧紧或松开而对接收自电连接的反射的往返时间的成比例响应(即，增加或减少)取决于配电块的几何结构。

如上所述，控制器被配置为通过监视所接收的反射的往返时间来识别松开的或过于拧紧的连接。然而，根据其它实施例，控制器被配置为监视所接收的反射的一些其它特性以识别松开的或过于拧紧的连接。例如，控制器可分析所接收的反射的信号强度和/或形状以确定连接是已经被松开还是被过于拧紧。根据所接收的反射的指定强度等级或指定波形形状，控制器识别电连接是松开的或已经被过于拧紧。

如上所述，控制器104被配置为当已知连接被正确地执行(即被适当地拧紧)时识别至少一个所接收的计算的往返时间并将该往返时间与后续的往返时间计算进行比较以确定连接是否已经松开(如，基于所监视的往返时间已经改变的确定)。然而，在至少一个其它实施例中，控制器104被配置为将所接收的反射与先前在校准过程中识别的数据进行比较。例如，在一个实施例中，在特定类型的配电块的校准过程期间，用户可识别指示在特定类型的配电块中的正确执行的连接的特定波形和/或往返时间。特定波形和/或往返时间(即，校准数据)被储存在控制器104中或在相应的存储器中。当控制器104分析由换能器102接收的反射时，其将所接收的反射和/或对应的往返时间与先前储存的校准数据进行比较。如果往返时间和/或波形不同于校准数据，则控制器104识别出配电块中的连接是松开的或过于拧紧的。

如上所述，根据至少一个实施例，电连接传感器的换能器经由胶黏剂或紧固件被直接附接到配电块110，该胶黏剂或紧固件提供换能器和配电块之间的电隔离。根据另一实施例，换能器经由塑料绝缘体(如，塑料薄膜)被附接到配电块。这将换能器与配电块电隔离同时还提供用于参考的校准点。例如，如果绝缘体的厚度和组成是确定的，来自绝缘体配电块边界的反射可用于校准电连接传感器。根据其它实施例，将换能器与配电块电隔离的另外的类型的设备可被利用。

根据一个实施例，上述的电连接传感器被用于监视至少一个电连接；然而，在其它实施例中，电连接传感器可用于监视至少一个非电端子或连接(如，螺钉)。

如上所述，电连接传感器可与配电块一起使用。在至少一个其它实施例中，电连接传感器被集成在测试夹具中，该测试夹具被校准用于包括螺钉类型连接(用于电连接或仅机械固定)的特定产品或产品组件。技术人员可特征化来自正确组装的样本的脉冲响应，并随后将来自正确组装的样本的脉冲响应与其它测试的样本的脉冲响应进行比较。脉冲响应的变化将指示所测试的产品未被正确组装。这可降低由于在产品生产中保持精确的转矩等级的难度而可能发生的故障的成本。在其它实施例中，电连接传感器可与包括需要监视的至少一个电连接的任何其它装置一起使用。

如上所述，提供了用于连续监视电连接的机械状态的更高效的、成本有效并准确的电连接传感器。传感器包括使用超声脉冲探测固定螺钉、电缆和壳体之间的机械接口。传感器分析产生的反射的一个或多个特性(如，往返时间、强度、形状等)以确定至少一个电连接的状态。例如，在一个实施例中，模拟电前端测量由换能器接收的至少一个反射的往返时间并分析往返时间以探明电连接的机械状态。通过监视至少一个所接收的反射的往返时间的变化，模拟电前端可准确地确定电连接的完整性，同时维持电连接传感器和所监视的连接之间的电隔离，而无需技术人员访问电连接。

例如，在至少一个实施例中，本文描述的电连接传感器能够准确地检测引起连接电阻增加10μΩ的松开的电连接。这样小的电阻增加将不产生被普通的热成像检查检测到的足够的发热。

这样，已经讨论了本发明的至少一个实施方案的几个方面，要理解的是，本领域技术人员将容易地想到各种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，前文的描述和附图仅仅是示例性的。