专利名称：用于轮胎内表面异常检测的高电压探头装置和方法
技术领域：
本发明总体上涉及轮胎测试，并且更特别地涉及轮胎表面异常检测。
背景技术：
诸如轮胎翻新操作的轮胎修理操作通常用于延长轮胎的可使用寿命。典型的轮胎翻新操作包括从轮胎去除以前磨损的胎面并且将新胎面结合到它的位置。作为购买新轮胎的更便宜的替代选择，轮胎可以翻新或修理一次或多次，为诸如货运、客运和商业航空业的大规模经营提供特别的优点。一般而言，在修理之前对轮胎进行一定程度的非破坏性测试(NDT)以确定它是否适合于执行修理操作。视觉检查方法可以用于检验用于翻新的轮胎外胎的完整性和随后翻新和/或修理的可行性。例如，可以由操作者使用特殊照明视觉地检查轮胎的内外表面以检查缺陷，例如龟裂、裂纹、裂口、凸起、凹陷、磕伤、磨损、大理石纹、气泡、起泡、分离和其它缺陷。然而，视觉检查方法是主观的、不一致的，并且会需要广泛培训。而且，由于存在高操作者流动，因此在挽留人才方面存在困难。作为视觉检查的替代或补充可以执行高压放电(HVD)测试。HVD测试可以用于识别穿透内衬的绝缘材料的轮胎的内衬中的异常。在HVD测试机中，轮胎的胎面部分典型地布置在一对电极之间，所述电极两侧生成高压电位。电极两侧施加的电压将导致在轮胎中的缺陷的位置处的放电。例如为了所有目的通过引用合并于本文中的美国专利第6，050，136号公开了一种HVD测试机，其使用放电来检测轮胎的内衬中的缺陷。在传统HVD测试机上，探头组件典型地包括定位成以将胎圈间高电压分布在轮胎的内表面上的方式悬吊在轮胎内部的一系列线环和小链。必须针对轮胎尺寸选择正确宽度的探头。用于在异常处放电的接地通路由胎面在金属驱动辊上的接触提供。当探头经过异常时，放电在异常的位置穿过胎面到达金属驱动辊。传统HVD测试机具有若干缺点。例如，传统HVD测试机典型地需要人工选择探头尺寸以适应不同的轮胎尺寸。例如，可以提供三个不同的探头尺寸以覆盖能够翻新的卡车轮胎的范围。一旦已选择探头尺寸，探头必须半手动地安装到轮胎的内表面中，导致HVD测试机容易错误定位。另外，由于典型HVD探头覆盖胎圈间的轮胎的整个内表面，因此当检测到异常时，不知道异常所处的准确径向位置。典型地，当检测到放电时轮胎将停止旋转。这提供异常的方位位置。然而，为了获得异常的准确径向位置，操作者典型地必须按压并且保持手动按钮以重复放电以便用积碳标记轮胎或者视觉地定位电晕放电。此外，典型HVD测试机的检测能力取决于许多变量。例如，线的弯曲、链的状况、胎面的厚度、旋转的速度和胎面的化学组成影响HVD测试机的检测能力。随着轮胎表面的微小高程变化、链的退化或错误修剪、或线的退化或错误定位会发生明显变化性。例如，轮胎的内表面的微小高程变化可能导致HVD探头暂时离开内衬的表面，导致HVD探头漏失轮胎表面中的异常。
而且，由于用于使HVD探头通电的高压电源的循环充电和放电性质，因此异常的检测取决于当高压充电处于足以放电通过异常的电压水平时探头紧邻异常。探头的链和线相对于轮胎的配置决定探头有多少表面区域与轮胎接触。当探头的表面区域与轮胎表面上的给定点接触以检测异常的存在时轮胎表面必须以足够慢的速度旋转以保证探头充分充电。因此，需要一种克服上述缺点的用于轮胎的自动HVD测试的解决方案。该解决方案可以减少需要操作者互动以确定轮胎表面异常的精确和准确位置。不易受诸如轮胎的表面的高程变化和高电压探头的错误定位的变量影响的高电压探头将是特别有用的。可以随着增加的轮胎旋转速度使用并且当高电压探头充电到足以放电通过异常的电压水平时保证与轮胎的表面上的给定点接触的高电压探头也将是特别有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将部分地在以下描述中进行阐述，或者可以从该描述变得明显，或者可以通过本发明的实施而获悉。本公开的一个示例性实施例涉及一种轮胎检查装置。该轮胎检查装置包括可操作地邻近轮胎的表面定位的高电压探头。该装置还包括参考电极和可操作性地施加轮胎的表面与高电压探头之间的相对运动的轮胎旋转设备。该轮胎检查装置还包括可操作地检测高电压探头和参考电极之间的一个或多个放电的检测电路。高电压探头包括配置成在轮胎检查过程期间压靠在轮胎的表面上的导电弹簧电极。在特定实施例中，高电压探头可以包括多个相邻的弹簧电极。多个弹簧电极的每一个可以配置成在轮胎检查过程期间压靠在轮胎的表面的一部分上。在该示例性实施例的变型中，导电弹簧电极具有足以在高电压探头的充电循环期间与轮胎的表面上的点保持接触的长度。例如，在特定实施例中，导电弹簧电极可以具有大约50mm的长度。在该示例性实施例的另一个变型中，轮胎检查装置还可以包括高电压探头定位设备，高电压探头定位设备可操作地将高电压探头定位成邻近轮胎表面使得导电弹簧电极在第一径向位置压靠在轮胎的表面上。高电压探头定位设备还可以配置成将高电压探头从第一径向位置调节到第二径向位置。第二径向位置可以紧邻第一径向位置。在该示例性实施例的又一个变型中，轮胎检查装置的参考电极可以邻近轮胎的胎面部分定位。在该示例性实施例的另一个变型中，参考电极可以邻近轮胎的胎圈部分定位。在该示例性实施例的再一个变型中，轮胎检查装置还包括检测电路，检测电路可操作地提供表示轮胎的表面上的一个或多个放电的方位和径向位置的信号。表示一个或多个放电的信号可以用于确定轮胎表面上的一个或多个异常的准确位置。本公开的另一个示例性实施例涉及一种轮胎检查方法。该轮胎检查方法包括邻近轮胎的表面定位高电压探头。高电压探头具有配置成压靠在轮胎的表面上的导电弹簧电极。该方法还包括使高电压探头通电；施加高电压探头和轮胎的表面之间的相对运动；以及检测高电压探头和参考电极之间的一个或多个放电以检测轮胎的表面上的一个或多个异常的存在。在该示例性实施例的变型中，施加高电压探头和轮胎的表面之间的相对运动可以包括用轮胎旋转设备围绕高电压探头旋转轮胎的表面。在该示例性实施例的另一个变型中，该方法还可以包括调节高电压探头的径向位置。例如，在特定实施例中，施加高电压探头和轮胎的表面之间的相对运动可以包括定位高电压探头使得导电弹簧电极在第一径向位置压靠在轮胎的表面上；围绕高电压探头的表面旋转轮胎的表面持续至少一个转数；定位高电压探头使得导电弹簧电极在第二径向位置压靠在轮胎的表面上；以及围绕高电压探头的表面旋转轮胎的表面持续至少一个转数。第一径向位置可以紧邻第二径向位置。在该示例性实施例的另一个变型中，轮胎检查方法可以包括监测轮胎的表面上的一个或多个放电的位置。一个或多个放电的位置可以指示轮胎的表面上的一个或多个异常的存在。在该示例性实施例的又一个变型中，该方法可以包括邻近轮胎的胎面部分定位参考电极。在该示例性实施例的再一个变型中，该方法可以包括邻近轮胎的胎圈部分定位参考电极。本公开的另一个示例性实施例涉及一种用于轮胎检查装置中的高电压探头。高电压探头包括绝缘壳体、间隔辊、高电压连接点以及导电弹簧电极。当间隔辊接触轮胎的表面时导电弹簧电极适合于压靠在轮胎表面的一部分上。在该示例性实施例的变型中，导电弹簧电极具有足以在高电压探头的充电循环期间与轮胎的表面上的点保持接触的长度。例如，在特定实施例中，导电弹簧电极具有大约50mm的长度。参考以下描述和附带的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。包含在该说明书中并且构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。
在参考附图的说明书中阐述了包括对于本领域的普通技术人员来说是本发明的最佳模式的本发明的完整和允许公开，其中:图1示出根据本公开的示例性实施例的示例性轮胎检查系统的框图；图2示出根据本公开的示例性实施例的示例性轮胎测试装置的透视图；图3示出根据本公开的示例性实施例的示例性高电压探头的透视图；图4示出根据本公开的另一个示例性实施例的示例性高电压探头的透视图；图5示出根据本公开的示例性实施例的高电压探头的示例性充电循环的图形表示；图6示出根据本公开的示例性实施例的示例性方法步骤的流程图；图7示出根据本公开的示例性实施例的保持在轮胎的表面上的第一径向位置的闻电压探头；图8示出根据本公开的示例性实施例的保持在轮胎的表面上的第二径向位置的闻电压探头；图9示出根据本公开的示例性实施例的保持在轮胎的表面上的第三径向位置的高电压探头；以及图10示出可以根据本公开的备选实施例使用的示例性参考电极。
具体实施例方式为了描述本发明，现在将详细地参考本发明的实施例和方面，所述实施例和方面的一个或多个例子在附图中示出。每个例子作为本发明的解释而不是作为本发明的限制而被提供。实际上，从本文中所公开的教导，本领域的技术人员将显而易见可以在本发明中进行各种修改和变化而不脱离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施例以产生又一个实施例。因此，本发明旨在涵盖属于附带的权利要求及其等效物的范围内的这样的修改和变型。总体上，本公开涉及轮胎的表面上的异常的HVD测试。在特定实施例中，具有导电弹簧电极的高电压探头保持抵靠轮胎的表面使得导电弹簧电极压靠在轮胎表面上。使导电弹簧电极通电，并且在轮胎的表面和高电压探头之间提供相对运动。在存在穿透轮胎表面的绝缘材料的异常的情况下，放电将发生在导电弹簧电极和参考电极之间。根据本公开的实施例的高电压探头提供胜过本领域中已知的HVD测试机的各种优点。例如，高电压探头可以自动地提供给胎圈间的轮胎的整个表面，减小由高电压探头的错误定位导致的误差。而且，高电压探头可以用于测试多个不同尺寸的轮胎而不必使用不同尺寸的高电压探头。作为另一个例子，本公开的实施例可以提供轮胎表面上的异常的方位和径向位置的准确指示。例如，高电压探头可以首先在特定径向位置邻近轮胎表面布置。当轮胎围绕高电压探头旋转时，放电可以在异常的位置发生在高电压探头和参考电极之间。由于当放电发生时高电压探头布置在特定径向和方位位置，因此可以容易地确定异常的准确径向和方位位置。作为又一个例子，当导电弹簧电极压靠在轮胎的表面上时，轮胎测试系统不易受到由轮胎的内表面的高程变化导致的误差影响。例如，如果导电弹簧电极经过轮胎的表面上的小高程变化，则导电弹簧电极的弹性将导致导电弹簧电极的表面保持抵靠轮胎的表面。以该方式，导电弹簧电极减小由于轮胎的表面的微小高程变化引起的异常检测中的误差。作为再一个例子，导电弹簧电极的尺寸被专门地确定成增强异常检测能力。例如，弹簧电极的宽度优选地配置成使得高电压探头的每个连续定位抵靠轮胎表面将不漏失任何异常。另外，导电弹簧电极的长度可以配置成保证充电到足以放电通过异常的电压水平的电极在增加的轮胎旋转速度下施加到轮胎的整个表面。以该方式，本公开的实施例提供轮胎的更高效自动高电压放电测试，减小依赖于变量，例如旋转的速度、轮胎表面上的高程变化和闻电压探头的错误定位。参考图1，现在将阐述根据本公开的示例性实施例的示例性轮胎测试系统100的示意性综述。轮胎测试系统100可以用于对轮胎102执行HVD测试技术以确定轮胎102中的一个或多个表面异常的存在，并且确定轮胎102是否能够修理或翻新。当在本文中使用时，术语“异常”可以表示轮胎的表面的任何不规则，包括轮胎中的缺陷，例如龟裂、裂纹、裂口、磕伤、磨损、穿透和其它缺陷。轮胎测试系统100可以包括高电压探头110、检测电路120、轮胎旋转设备130和参考电极170。高电压源112可以将高电压能量(例如大约37.5kV至大约50kV直流电压能量)提供给高电压探头110。高电压源112可以是配置成将高电压能量提供给高电压探头110的任何源。例如，在特定实施例中，高电压源112可以包括利用充电/放电循环在高电压探头处产生50kV直流的TEI Micro FS-D单元。本领域的普通技术人员使用本文中所提供的公开应当理解可以使用任何高电压源而不脱离本公开的范围。高电压探头110可以使用高电压探头定位设备保持抵靠轮胎102的表面。高电压探头定位设备可以由控制器150控制以将高电压探头110自动地定位成抵靠轮胎102的表面。轮胎旋转设备130可以由控制器150控制以施加高电压探头110和轮胎102的表面之间的相对运动。例如，轮胎旋转设备130可以用于在高电压探头110上方旋转轮胎的内表面。当高电压探头110经过穿透轮胎的内表面的异常时，放电将发生在高电压探头110和参考电极170之间。放电的位置提供轮胎102的内表面中的异常的位置的指示。检测电路120可以用于检测高电压探头110和参考电极170之间的放电的存在。用于检测放电的各种检测电路120是已知的。可以使用用于检测高电压探头110和参考电极170之间的放电的任何已知检测电路120而不脱离本公开的范围。例如，在特定实施例中，检测电路可以包括来自TEI的现成部件。检测电路120可以包括监测高电压探头110处的电压和/或电压频率的各种电子器件。高电压探头110处的电压和/或频率的变化可以指示放电的存在。检测电路120可以与提供指示放电的准确方位和径向位置的位置反馈信号的方位和径向反馈电路耦接。以该方式，检测电路120可以将与放电的发生和准确位置关联的数据提供给计算系统140。计算系统140可以用于通过控制器150控制系统100的各方面，以及存储并且分析在轮胎检查过程期间从检测电路120接收的信息。特别地，计算系统140可以包括一个或多个处理器142，所述处理器配置成接收包括来自检测电路120的数据的输入数据并且将可使用输出(例如到达用户的数据或信号)提供给过程控制器150。例如，在特定实施例中，(一个或多个)处理器142可以使用从检测电路120接收的数据生成轮胎表面的图形表示，例如二维图或其它合适的图形表示。各种存储/媒体元件144可以作为一种或多种计算机可读媒体的单一或多个部分被提供，例如但不限于易失性存储器(例如随机存取存储器(RAM，例如DRAM，SRAM等))和非易失性存储器(例如R0M，闪存，硬盘驱动器，磁带，CD-ROM，DVD-ROM等)的任何组合或任何其它存储设备，包括磁盘、驱动器、其它磁基存储媒体、光存储媒体等。尽管图1显示三个独立的存储/媒体元件144a、144b和144c，但是专用于这样的设备的内容实际上可以存储在一个存储/媒体元件或多个元件中。使用本文中所提供的公开，本领域的普通技术人员将领会数据存储的任何这样的可能变型和其它变型。图1的计算/处理设备可以适合于用作通过访问以计算机可读形式存储在一个或多个存储/媒体元件(例如存储/媒体元件144b)中的软件指令提供期望功能性的专用机器。当使用软件时，任何合适的编程语言、脚本语言或其它类型的语言或语言的组合可以用于实现本文中所包含的教导。在其它实施例中，本文中所公开的方法可以备选地由硬接线逻辑或其它电路实现，包括但不限于专用电路。其它存储/媒体元件(例如存储/媒体元件144a、144c)用于存储数据，所述数据也将可由(一个或多个)处理器142访问并且将根据存储在存储/媒体元件144b中的软件指令起作用。例如，存储/媒体元件144a可以包括对应于从检测电路120获得的放电的发生和位置的输入数据以及任何预定参数，例如但不限于控制参数(例如高电压探头参数、检测电路参数、轮胎旋转参数、其它合适的控制参数)和轮胎参数(例如轮胎半径、轮胎宽度、轮胎顶点质量、轮胎压力、轮胎径向刚度、轮胎切向刚度、轮胎弯曲刚度、轮胎拉伸刚度、胎面位置、通用轮胎数据等)。这样的预定参数可以预编程到存储/媒体元件144a中或者当作为输入数据从访问输入设备146的用户输入时被提供用于存储在其中。输入设备146可以对应于配置成与图像处理系统140—起用作用户接口的一个或多个外围设备。示例性输入设备可以包括但不限于键盘、触摸屏监视器、麦克风、鼠标和其它合适的输入设备。第二存储元件144b可以包括计算机可执行软件指令，所述计算机可执行软件指令可以由(一个或多个)处理器142读取和执行以作用于存储在存储/媒体元件144a中的输入数据以创建用于存储在第三存储/媒体元件144c中的新输出数据(例如异常识别和位置)。输出数据的被选择部分然后可以提供给一个或多个外围输出设备148。输出设备148可以对应于显示器(例如监视器、屏幕或其它视觉显示器)、打印机等。另一种特定形式的输出设备可以对应于过程控制器150。在一个实施例中，过程控制器150通过协调高电压探头110、高电压探头定位设备、轮胎旋转设备130的操作参数和其它过程参数帮助总体轮胎制造过程。参考图2，将详细地论述轮胎102、轮胎旋转设备130、高电压探头110的示例性布置。如图所示，轮胎旋转设备130包括一个或多个辊132。轮胎102的胎圈部分靠置在一个或多个辊132上。辊132配置成例如通过在高电压探头110上方连续地旋转轮胎102的内表面将运动施加到轮胎102。轮胎102置于高电压探头110的顶部上方使得高电压探头110可以测试轮胎102的内表面以便发现异常。如下面将更详细地所述，高电压探头定位设备160用于将高电压探头110定位成邻近轮胎102的内表面上的第一径向位置。轮胎旋转设备132在高电压探头110上方旋转轮胎102持续至少一个完整轮胎转数。高电压探头定位设备160然后可以用于将高电压探头110定位成邻近轮胎102的内表面上的第二径向位置。轮胎旋转设备130然后在高电压探头上方旋转轮胎102持续至少一个完整轮胎转数。重复该过程直到已测试轮胎102的胎圈间的整个内表面以便发现异常。参考电极170邻近轮胎102的胎面部分104布置。参考电极170包括导电辊，当轮胎102在轮胎旋转设备130中旋转时所述导电辊沿着轮胎102的胎面部分104的表面旋转。参考电极170耦接到参考电压，例如接地电位。当高电压探头110经过轮胎102的内表面中的异常时，放电通过胎面部分104发生在高电压探头110和参考电极170之间。图3提供可以根据本公开的示例性方面使用的示例性高电压探头110的透视图。高电压探头110包括用于将高电压探头110连接到高电压能量源的高电压连接点115。可以使用至高电压能量源的任何合适的连接而不脱离本公开的范围。例如，高电压连接点115可以适合于接收来自高电压源的屏蔽、挠性高压电缆。高电压探头110还包括绝缘壳体114、间隔辊116和导电弹簧电极118。绝缘壳体114可以由足以绝缘例如大约50kV直流的高电压能量的任何材料组成。绝缘壳体114用于将高电压探头110的各部件和轮胎测试装置的其它部件与被通电导电弹簧电极118绝缘。导电弹簧电极118用于将高电压能量施加到轮胎的内表面。导电弹簧电极118具有适合于当间隔辊116与轮胎表面保持接触时压靠在轮胎的表面上的形状和配置。当压缩导电弹簧电极118时，导电弹簧电极118的弹性导致导电弹簧电极118与轮胎表面保持接触，即使导电弹簧电极118经过轮胎表面的微小高程。以该方式，轮胎测试装置不易受到由轮胎表面的微小高程变化导致的误差影响并且提供异常的更精确检测。导电弹簧电极118可以由任何合适的导电材料构成。例如，在特定实施例中，导电弹簧电极118由钢组成。然而，其它合适的导体可以根据需要用于构造导电弹簧电极118，例如招、铜、金等。如图所示，导电弹簧电极118具有宽度W。不同于本领域中已知的高电压探头，导电弹簧电极118仅仅接触相当于导电弹簧电极118的宽度W的轮胎表面的有限部分。如下面将详细地所述，由于其有限宽度W，在轮胎检查过程期间导电弹簧电极118保持邻近轮胎表面的特定径向位置。通过将导电弹簧电极118保持在轮胎的表面上的特定径向位置，可以从导电弹簧电极118确定放电的准确径向位置。优选地，导电弹簧电极118的宽度W应当设置成使得在自动轮胎检查过程期间由高电压探头定位设备进行的高电压探头110的每个连续定位不会漏失轮胎表面的任何部分。导电弹簧电极118也具有指定长度L。在特定实施例中，导电弹簧电极118具有足以在高电压探头110的完整充电循环期间与轮胎表面上的给定点保持接触的长度L。特别地，用于使高电压探头110通电的高电压源可以利用充电/放电循环在导电弹簧电极118处产生高电压。例如，在特定实施例中，充电/放电循环可以以大约每秒40次发生。由于放电几乎是瞬时的，因此为探头再充电的时间会耗时大约25毫秒。希望在整个25毫秒的充电循环期间保持导电弹簧电极118邻近轮胎表面上的给定点以保证当导电弹簧电极118经过轮胎表面上的点时它处于足以放电通过异常的电压。这可以通过以足够慢的速度旋转轮胎以允许导电弹簧电极118在完全经过轮胎的表面上的点之前再充电到高电压而实现。然而，常常希望在轮胎检查过程期间增加旋转的速度以提供轮胎的更快自动测试。因此减小轮胎速度不总是可行的解决方案。为了允许更快的旋转速度，导电弹簧电极118具有足以允许导电弹簧电极118在完全经过轮胎表面上的给定点之前完全再充电到足以放电通过异常的电压水平的长度L。例如，图5描绘示例性高电压探头的再充电循环的图形表示。如图所示，高电压探头完全再充电耗时大约25毫秒。图5还描绘在相对于高电压探头的2m/s的线性轮胎表面速度下，具有大约50mm的长度L的导电弹簧电极118足以在高电压探头的25ms的充电循环期间与轮胎的表面上的给定点保持接触。通过保证高电压探头110在经过轮胎的表面上的任何给定点时完全充电到足以放电通过异常的电压，进一步增加异常检测的精度。图4示出可以根据本公开使用的高电压探头400的备选实施例。类似于图3的高电压探头110，图4的高电压探头400包括用于将高电压探头400连接到高电压能量源的高电压连接点405。高电压探头400还包括绝缘壳体410和间隔辊420。然而与图3的高电压探头110相比，高电压探头400包括多个相邻的导电弹簧电极432、434、436和438。尽管在图4中示出四个导电弹簧电极432、434、436和438，但是可以根据需要使用或多或少的导电弹簧电极。多个导电弹簧电极432、434、436和438的每一个配置成在轮胎检测过程期间压靠在轮胎的表面的一部分上。通过使用多个导电弹簧电极432、434、436和438，高电压探头400可以在轮胎表面围绕高电压探头400的每个连续通过期间扫描轮胎表面的更大部分。以该方式，需要更少的轮胎旋转来扫描轮胎的整个表面，导致更快的轮胎检查时间。现在参考图6，现在将论述用于检查轮胎的表面以便发现异常的自动轮胎测试方法600。在602，方法600包括邻近轮胎表面放置高电压探头。例如，如下面将更详细地所述，高电压探头定位设备可以将高电压探头定位成使得高电压探头上的导电弹簧电极压靠在轮胎的表面上。在604，方法600包括用高电压使高电压探头通电。例如，高电压源可以将例如从大约37.5kV到大约50kV直流的高电压提供给高电压探头。一旦高电压探头被通电，方法600包括施加轮胎和高电压探头之间的相对运动，如606所示。这可以通过围绕高电压探头旋转轮胎的表面或通过围绕轮胎的表面旋转高电压探头执行。轮胎旋转设备(例如图2的轮胎旋转设备130)可以用于围绕高电压探头旋转轮胎的内表面。在608，方法600包括调节轮胎表面上的高电压探头的径向位置。这可以通过在自动过程中使用高电压探头定位设备实现，如将参考图7、8和9更详细地所述。在特定实施例中，在轮胎围绕高电压探头的完整转数之后调节高电压探头的径向位置。例如，方法600可以包括将高电压探头定位成使得导电弹簧电极在第一径向位置压靠在轮胎的表面上。方法600然后围绕高电压探头旋转轮胎的表面持续至少一个转数。方法600然后将高电压探头定位成使得导电弹簧电极在第二径向位置压靠在轮胎的表面上。优选地，第二径向位置紧邻第一径向位置。方法600然后第二次围绕高电压探头旋转轮胎的表面持续至少一个转数。以该方式，高电压探头可以用于扫描胎圈间的轮胎的整个内表面。在610，方法600包括在异常的位置处检测高电压探头和参考电极之间的放电。如上所述，当用高电压通电的高电压探头经过穿透轮胎的内衬的异常时，放电将发生在高电压探头和参考电极之间。由于当轮胎围绕高电压探头方位地旋转时高电压探头扫描特定径向位置，因此可以容易地确定放电的准确径向和方位位置。一旦检测到放电，表示放电的位置和发生的电信号可以提供给计算设备进行分析。例如，在特定实施例中，可以针对轮胎的表面上的每个径向位置处的固定数量的方位点收集数据。数据可以包括高电压探头的径向位置、高电压探头相对于轮胎表面的方位位置、和缺陷检测信号的二元状态。所收集的数据然后可以用于例如以二维图或其它合适的图形描绘的形式生成轮胎表面的图形描绘以用于由操作者观察和分析。参考图7、8和9，将详细地论述示例性自动轮胎测试装置700的操作。轮胎测试装置700包括配置成邻近轮胎702的内表面定位高电压探头720的高电压探头定位设备710。高电压探头720可以包括适合于压靠在轮胎的表面上的导电弹簧电极。高电压探头定位设备710配置成围绕横轴712、延伸轴714和旋转轴716移动高电压探头720。在图7中，高电压探头定位设备710已将高电压探头720定位在轮胎702的表面上的第一径向位置。在轮胎旋转设备定位设备710已邻近轮胎702的内表面定位高电压探头720之后轮胎旋转设备可以围绕高电压探头720旋转轮胎702的内表面持续至少一个轮胎转数。如果从高电压探头720检测到放电，则指示放电的发生以及高电压探头710的径向和方位位置的信号可以发送到计算设备。例如，指示放电在图7中所示的第一径向位置发生的信号可以发送到计算设备。在第一径向位置处的至少一个轮胎转数之后，轮胎旋转定位设备710可以将高电压探头720移动到第二径向位置。优选地，第二径向位置紧邻第一径向位置以保证高电压探头720扫描轮胎702的整个内表面。图8示出在轮胎的内表面上的示例性第二径向位置的高电压探头720。仅仅为了论述目的，图8中所示的第二径向位置不紧邻图7的第一径向位置定位并且示出在轮胎702的胎冠部分。本领域的普通技术人员使用本文中所提供的公开应当理解，取决于在高电压探头中使用的导电弹簧电极的宽度，若干径向位置位于图7的第一径向位置和图8的第二径向位置之间。一旦高电压探头720已定位在第二径向位置，如图8中所示，轮胎旋转设备可以再次围绕高电压探头720旋转轮胎。如果在高电压探头720和参考电极之间检测到放电，则指示第二径向位置处发生放电的信号可以发送到计算设备。在第二径向位置处的至少一个完整轮胎转数之后，高电压探头定位设备710可以将高电压探头720移动到第三径向位置，如图9中所示。仅仅为了论述目的，图9中所示的第三径向位置不紧邻图8的第二径向位置定位并且示出在轮胎702的胎圈部分。本领域的普通技术人员使用本文中所提供的公开应当理解，取决于在高电压探头720中使用的导电弹簧电极的宽度，若干径向位置位于图8的第二径向位置和图9的第三径向位置之间。—旦高电压探头720已定位在第三径向位置，如图9中所示，轮胎旋转设备可以再次围绕高电压探头720旋转轮胎。如果在高电压探头720和参考电极之间检测到放电，则指示第三径向位置处发生放电的信号可以发送到计算设备。以该方式，自动轮胎测试装置700可以扫描轮胎702的整个内表面并且确定自动轮胎检查过程期间检测到的任何异常的准确方位和径向位置。图10示出可以根据本公开的实施例使用的备选参考电极175。与图2的参考电极170相比，图10的参考电极175保持邻近轮胎102的胎圈部分106。参考电极175包括导电弹簧元件，当轮胎102围绕高电压探头旋转时所述导电弹簧元件保持邻近轮胎102的胎圈部分106。高电压探头和参考电极175之间的放电不穿过轮胎102的胎圈部分104。相反地，放电将从高电压探头穿过轮胎102的一个或多个胎体帘布层到达轮胎102的胎圈部分106。通过在轮胎102的胎圈部分106提供参考电极175，放电将不受到胎面厚度或化学组成的任何变化影响。这可以减小错误检测的数量，使轮胎表面异常的检测的精度增加。另夕卜，将参考电极175提供给轮胎102的胎圈部分106可以使施加到高电压探头的电压从大约50kV减小到大约37.5kV。尽管已关于具体示例性实施例及其方法详细描述了本主题，但是当获得前述内容的理解时本领域的技术人员将领会可以容易地产生这样的实施例的更改、变型和等效替换。因此。本公开的范围仅仅作为例子而不是作为限制，并且本公开不排除包括本领域的普通技术人员显而易见的对本主题的这样的修改、变型和/或增加。
权利要求
1.一种轮胎检查装置，其包括: 高电压探头，所述高电压探头可操作地邻近轮胎的表面定位； 参考电极； 轮胎旋转设备，所述轮胎旋转设备可操作地施加所述轮胎的表面和所述高电压探头之间的相对运动；以及 检测电路，所述检测电路可操作地检测所述高电压探头和所述参考电极之间的一个或多个放电； 其中所述高电压探头包括导电弹簧电极，所述导电弹簧电极配置成在轮胎检查过程期间压靠在所述轮胎 的表面上。
2.根据权利要求1所述的轮胎检查装置，其中所述导电弹簧电极具有足以在所述高电压探头的充电循环期间与所述轮胎的表面上的点保持接触的长度。
3.根据权利要求2所述的轮胎检查装置，其中所述导电弹簧电极的长度为大约50_。
4.根据权利要求1所述的轮胎检查装置，其中所述装置还包括高电压探头定位设备，所述高电压探头定位设备可操作地将所述高电压探头定位成邻近所述轮胎的表面使得所述导电弹簧电极在第一径向位置压靠在所述轮胎的表面上。
5.根据权利要求4所述的轮胎检查装置，其中所述高电压探头定位设备配置成将所述高电压探头从所述轮胎的表面上的所述第一径向位置调节到所述轮胎的表面上的第二径向位置。
6.根据权利要求1所述的轮胎检查装置，其中所述高电压探头包括多个相邻的导电弹簧电极，所述多个导电弹簧电极的每一个配置成在轮胎检查过程期间压靠在所述轮胎的表面的一部分上。
7.根据权利要求1所述的轮胎检查装置，其中所述参考电极包括邻近所述轮胎的胎面部分定位的导电辊。
8.根据权利要求1所述的轮胎检查装置，其中所述参考电极邻近所述轮胎的胎圈部分定位。
9.根据权利要求1所述的轮胎检查装置，其中所述装置还包括检测电路，所述检测电路可操作地提供表示所述轮胎的表面上的所述一个或多个放电的方位和径向位置的信号。
10.一种轮胎检查方法，其包括: 邻近轮胎的表面定位高电压探头，所述高电压探头包括配置成压靠在所述轮胎的表面上的导电弹簧电极； 使所述高电压探头通电； 施加所述高电压探头和所述轮胎的表面之间的相对运动；以及 检测所述高电压探头和参考电极之间的一个或多个放电以检测所述轮胎的表面上的一个或多个异常的存在。
11.根据权利要求10所述的轮胎检查方法，其中施加所述高电压探头和所述轮胎的表面之间的相对运动包括用轮胎旋转设备围绕所述高电压探头旋转所述轮胎的表面。
12.根据权利要求10所述的轮胎检查方法，其中所述方法还包括调节所述高电压探头的径向位置。
13.根据权利要求10所述的轮胎检查方法，其中施加所述高电压探头和所述轮胎的表面之间的相对运动包括: 定位所述高电压探头使得所述导电弹簧电极在第一径向位置压靠在所述轮胎的表面上; 用轮胎旋转设备围绕所述高电压探头的表面旋转所述轮胎的表面持续至少一个转数； 定位所述高电压探头使得所述导电弹簧电极在第二径向位置压靠在所述轮胎的表面上，所述第二径向位置紧邻所述第一径向位置；以及 用所述轮胎旋转设备围绕所述高电压探头的表面旋转所述轮胎的表面持续至少一个转数。
14.根据权利要求10所述的轮胎检查方法，其中所述导电弹簧电极具有足以在所述高电压探头的充电循环期间与所述轮胎的表面上的点保持接触的长度。
15.根据权利要求10所述的轮胎检查方法，其中所述方法包括监测所述一个或多个放电的位置。
16.根据权利要求10所述的轮胎检查方法，其中所述方法包括邻近所述轮胎的胎面部分定位所述参考电极。
17.根据权利要求10所述的轮胎检查方法，其中所述方法包括邻近所述轮胎的胎圈部分定位所述参考电极。
18.一种用于轮胎检查装置中的高电压探头，其包括: 绝缘壳体； 间隔辊； 高电压连接点；以及 导电弹簧电极，当所述间隔辊接触轮胎的表面时所述导电弹簧电极适合于压靠在轮胎的表面的一部分上。
19.根据权利要求18所述的高电压探头，其中所述导电弹簧电极具有足以在所述高电压探头的充电循环期间与所述轮胎的表面上的点保持接触的长度。
20.根据权利要求18所述的高电压探头，其中所述导电弹簧电极具有大约50mm的长度。
全文摘要
本发明公开一种用于检测轮胎的表面中的异常的轮胎测试装置和方法。具有导电弹簧电极的高电压探头邻近轮胎表面的一部分放置使得导电弹簧电极压靠在轮胎的表面上。施加高电压探头和轮胎的表面之间的相对运动。在轮胎的表面上的异常的位置处发生高电压探头和参考电极之间的放电。该装置和方法配置成确定静电放电的轮胎上的准确方位和径向位置。导电弹簧电极可以具有足以保证在增加的轮胎表面速度下在高电压探头的充电循环期间与轮胎的表面上的给定点接触的长度。
文档编号G01M17/02GK103140746SQ201080069285
公开日2013年6月5日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者C·A·贝卡万, F·E·格拉姆林, D·A·杰德, B·D·肖伯 申请人:米其林集团总公司, 米其林研究和技术股份有限公司