專(zhuān)利名稱(chēng)：磨損傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)磨損的傳感器。
背景技術(shù)：
許多工業(yè)中的裝置和設(shè)備都由于研磨材料的傳送或流動(dòng)而遭受磨損。例如，在采礦業(yè)中，可以將礦石經(jīng)過(guò)滑道傳送到運(yùn)輸機(jī)上用于后續(xù)的加工。由于大、重且硬的巖石的傳送，這些滑道遭受?chē)?yán)重的磨損。為了延長(zhǎng)這樣的裝置和設(shè)備的使用壽命，已知的是將損失的磨損板固定到將以其他形式與研磨材料接觸的表面。不論是否使用磨損板，為了最佳地管理和維護(hù)裝置和設(shè)備，通常的做法是監(jiān)控磨損。這可以通過(guò)手動(dòng)檢查或使用傳感器來(lái)完成。 在手動(dòng)檢查物理上不可行或需要大量的停機(jī)時(shí)間的一些情況下，使用傳感器是唯一可行的選擇。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種磨損傳感器，其包括電路，包括多個(gè)離散元件，每個(gè)元件對(duì)電路的可測(cè)量的電特性有貢獻(xiàn)；每個(gè)元件能夠通過(guò)傳感器上的磨損作用而從電路電去耦，使得當(dāng)傳感器上發(fā)生磨損時(shí)，元件中的一個(gè)或更多個(gè)被電去耦，由此改變可測(cè)量的電特性。磨損傳感器可以包括能夠沿遭受磨損的路徑布置的基板，其中，電路由基板支撐。元件可以連接在電路中的不同位置處，使得隨著磨損沿著路徑進(jìn)展，元件依次從電路去耦。電路可以包括由基板支撐的兩個(gè)導(dǎo)體，其中跨越導(dǎo)體對(duì)元件進(jìn)行電分流以在元件之間形成并聯(lián)連接?；蹇梢园娐钒宀⑶覂蓚€(gè)導(dǎo)體包括各自的導(dǎo)電走線。兩個(gè)導(dǎo)體可以嵌入在兩個(gè)非導(dǎo)電材料層中或夾在兩個(gè)非導(dǎo)電材料層之間。在一個(gè)實(shí)施例中，電路板是包括第一板和第二板的復(fù)合電路板，其中一個(gè)板布置在另一個(gè)板之上，并且其中導(dǎo)電走線在第一板與第二板之間延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)元件具有相同的額定電特性，例如，相同的電阻、電容或電感。在同一或替選實(shí)施例中，元件布置成多個(gè)組，每個(gè)組中的每個(gè)元件具有相同的額定電特性。在另外的實(shí)施例中，元件沿磨損路徑定位，使得具有額定電特性的一個(gè)值的元件在具有同一額定電特性的第二不同值的元件由于傳感器上的磨損作用而電去耦之前，由于傳感器上的磨損作用而從電路電去耦。在實(shí)施例中，多個(gè)元件包括沿磨損路徑布置的至少三個(gè)元件，與電路的各個(gè)連接的間隔在磨損增加的方向上逐漸減小。元件中的一個(gè)或更多個(gè)可以是表面安裝電子部件或厚膜印刷的元件。
在一個(gè)實(shí)施例中，電元件是電阻器。在一個(gè)可能的布置中，傳感器可以包括第一部分和第二部分，并且元件支撐在第二部分上并通過(guò)沿第一部分延伸的各個(gè)導(dǎo)體在電路中電耦合，使得隨著傳感器的磨損，各個(gè)導(dǎo)體被磨損掉，從而各個(gè)元件從電路電去耦。在該布置中，第一部分和第二部分被配置為可以有選擇地連接到一起，其中，第一部分是磨損掉的損失部分，而第二部分布置在磨損路徑的外面。本發(fā)明的第二方面提供了一種磨損感測(cè)系統(tǒng)，其包括一個(gè)或更多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的磨損傳感器，該磨損傳感器或每個(gè)磨損傳感器能夠布置在遭受磨損的對(duì)象的磨損路徑中或沿著遭受磨損的對(duì)象的磨損路徑布置；以及一個(gè)或更多個(gè)用于測(cè)量該傳感器或每個(gè)傳感器的電特性的測(cè)量設(shè)備。磨損感測(cè)系統(tǒng)可以包括處理器，用于處理所測(cè)得的該傳感器或每個(gè)傳感器的特性，并用于在所測(cè)得的至少一個(gè)傳感器的特性達(dá)到指示對(duì)象的目標(biāo)磨損量的值時(shí)控制感官警報(bào)的啟動(dòng)。磨損感測(cè)系統(tǒng)可以包括由處理器控制以提供對(duì)象的磨損的視覺(jué)表示的視覺(jué)顯示
ο本發(fā)明的第三方面提供了一種感測(cè)對(duì)象所發(fā)生的磨損的方法，其包括測(cè)量位于在遭受磨損的位置處的對(duì)象中的磨損傳感器的電路的電特性，其中電路包括多個(gè)離散元件，其中傳感器被布置成使得元件由于磨損傳感器的磨損而從電路依次電去耦，每個(gè)元件對(duì)電路的可測(cè)量的電特性有貢獻(xiàn)，使得隨著對(duì)象發(fā)生磨損進(jìn)而磨損傳感器發(fā)生磨損，一個(gè)或更多個(gè)磨損元件被電去耦，從而改變可測(cè)量的電特性。在實(shí)施例中，隨著時(shí)間進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，使得在測(cè)量中反映出電特性的改變。在實(shí)施例中，電特性的改變用于確定對(duì)象的磨損程度。
為了更好地理解本發(fā)明，參照附圖，僅借助于示例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖1是將磨損板固定到其中布置有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磨損傳感器的結(jié)構(gòu)的螺栓的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的磨損傳感器的實(shí)施例的透視圖；圖3是已經(jīng)遭受磨損的圖2的磨損傳感器的透視圖；圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的示意性電路圖；圖5是磨損傳感器的第二實(shí)施例的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磨損系統(tǒng)的示意性框圖；圖7是表示由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)磨損傳感器進(jìn)行的測(cè)量的曲線圖；圖8是磨損傳感器的另外的實(shí)施例的電路圖的示意圖；以及圖9是磨損傳感器的另外的實(shí)施例的示意性電路圖。
具體實(shí)施方式
在一個(gè)實(shí)施例中，磨損傳感器包括支撐連接為并聯(lián)配置的多個(gè)電元件的基板。基板意在被布置成被磨損掉，具有被監(jiān)控磨損的對(duì)象的表面。磨損同時(shí)發(fā)生在該表面和基板的與該表面相鄰的末端。這導(dǎo)致電元件的逐漸去除以及因此的電去耦(或開(kāi)路)，并且因此導(dǎo)致由并聯(lián)元件形成的電路的電特性的改變。電特性的改變是可以測(cè)量的并且反映磨損傳感器的磨損程度并且因此反映被監(jiān)控表面的磨損程度。實(shí)際上，可以針對(duì)具有距離或厚度(如以mm為單位的測(cè)量)的形式的或者作為表面的總厚度的百分比的表面磨損量對(duì)電特性的改變進(jìn)行校準(zhǔn)。圖1示出磨損傳感器系統(tǒng)10的示例。在該示例中存在具有磨損板20的形式的遭受磨損的對(duì)象。磨損板20由緊固件14固定到結(jié)構(gòu)元件22。緊固件14具有頭16和軸18 的螺栓的形式。頭16位于磨損板20中的形狀互補(bǔ)的凹陷中。螺母M與軸18螺紋嚙合， 從而通過(guò)在頭16和螺母M之間施加夾持力來(lái)將磨損板20固定到結(jié)構(gòu)元件22。通道30在頭16和軸18的內(nèi)部，其延伸穿過(guò)緊固件14的長(zhǎng)度。磨損傳感器12的實(shí)施例布置在通道30中。這與磨損板20和螺栓14的磨損路徑一致。導(dǎo)線32從磨損傳感器12延伸，其離開(kāi)軸18并通過(guò)連接器34連接到通信引線36。通信引線36通常用連線連接到接線盒，盡管其可以連接到無(wú)線通信設(shè)備，并且然后連接到測(cè)量設(shè)備38。螺栓16和磨損板20的表面以及磨損傳感器12的與這些表面相鄰的末端遭受磨損。最終，這些表面和磨損傳感器12的末端將磨損到虛線40處。線40以上的所有材料將已被磨損掉(即去除)，包括部分磨損板20、部分頭16和部分磨損傳感器12。假設(shè)傳感器的已被磨損掉的部分上有一個(gè)或更多個(gè)電元件或者至少這些元件與電路的連接，那么這些元件也將被磨損掉或者以其他形式從它們之前所并聯(lián)連接到的電路電去耦或開(kāi)路。圖2更詳細(xì)地示出了磨損傳感器12。磨損傳感器12包括具有印刷電路板(PCB) 50 的形式的基板，該P(yáng)CB 50具有沿其長(zhǎng)度延伸的一對(duì)走線52和M。在實(shí)施例中，走線52和 M彼此平行。多個(gè)元件56沿PCB 50的長(zhǎng)度間隔開(kāi)。元件56被放置成使得跨越走線52和 M對(duì)元件56進(jìn)行電分流。在該布置中，元件56并聯(lián)電連接。在一個(gè)示例中，元件56是表面安裝部件，諸如表面安裝電阻器或印刷到PCB 50上的厚膜電阻器。然而，在其他實(shí)施例中，元件56可以是其他類(lèi)型的電部件，諸如電容器、電感器、半導(dǎo)體以及這些部件的組合。 每個(gè)導(dǎo)線32連接到每條走線52和M并從每條走線52和M延伸。并聯(lián)連接在走線52和M之間的元件56的布置形成了具有由元件56確定的可測(cè)量的電特性的電路58。在元件是電阻器的情況下，電特性將是由并聯(lián)布置的電阻器中的每個(gè)產(chǎn)生的總電阻?？商孢x地，可以確定與得到的電阻直接相關(guān)的另一電特性(例如電壓或電流)?？蓮膶?dǎo)線32測(cè)量電特性。電路58的總電阻R被計(jì)算為R = 1+ ((1+R》+ (1+ )…(l+foi))，，其中，R1,…，是在任一時(shí)刻連接到電路的η個(gè)電阻器中的每個(gè)電阻器的電阻值?？梢酝ㄟ^(guò)歐姆計(jì)來(lái)測(cè)量電阻?？商孢x地，可以測(cè)量電流或電壓，其中電壓或電流 (分別)已知，且電阻R根據(jù)公知式V =頂計(jì)算，其中V是走線52和M兩端的電壓，而I 是通過(guò)一個(gè)導(dǎo)線32的電流。在元件是電容器的情況下，該組元件56的電容將是每個(gè)元件56的電容之和。圖3示出在磨損到圖1所示水平40時(shí)的圖2的PCB 50。磨損掉的部分以假想線示出。這指示三個(gè)元件56a、56b和56c (在本實(shí)施例中是電阻器)已被去除或從電路58去耦，電路58現(xiàn)在包括彼此并聯(lián)連接的剩余的七個(gè)電阻器56d至56 j。三個(gè)電阻器56a至56c 的去除/去耦將改變電路的總電阻。測(cè)量這一改變并且可以通過(guò)螺栓14和磨損板20的實(shí)際磨損深度來(lái)校準(zhǔn)這一改變，使得電阻的改變給出磨損深度的可量化測(cè)量。圖 4 中示出了電路 58 的電路圖 60。元件 56a、56b、56c、56d、56e、56f、56g、56h、 56i和56j通過(guò)跨越走線52和M分流而并聯(lián)連接。由測(cè)量設(shè)備38測(cè)量電特性。測(cè)量設(shè)備可以是歐姆計(jì)或更優(yōu)選地是伏特計(jì)或安培計(jì)，其中在伏特計(jì)中已知的電流從一個(gè)導(dǎo)線32 進(jìn)入走線52或M，而在安培計(jì)中已知的電壓施加在走線52和M兩端。測(cè)量設(shè)備可以根據(jù)元件的本質(zhì)而采用其他的形式，比如電容計(jì)或頻率計(jì)。通過(guò)例如線40、42、44和46示出了磨損量的各種示例。在線42的情況下，磨損傳感器12被磨損到電阻器56a被去除的點(diǎn)。電路的電阻將由剩余的電阻器，即56b至56 j確定。在磨損到線40處的情況下，電路的電阻將如根據(jù)電阻器56d至56j的值計(jì)算的那樣。 當(dāng)磨損是在線44的程度時(shí)，電路的電阻值將是如根據(jù)電阻器56g至56j的值算出的那樣。 當(dāng)磨損的程度是在由線46指示的線處時(shí)，電路的電阻值將根據(jù)電阻器56i和56j來(lái)計(jì)算。 為了簡(jiǎn)潔而省略了其他組合。圖2和圖3示意性示出了被放置或印刷到印刷電路板50上的走線50和52，元件 56跨越走線52和M電耦合。然而在替選實(shí)施例中，為了使電路58因例如導(dǎo)電材料跨越走線52和M而引起的短路風(fēng)險(xiǎn)最小，可以將走線52和M嵌入在或夾在兩個(gè)非導(dǎo)電層之間。 例如，印刷電路板50可以具有由第一電路板和第二電路板形成的復(fù)合電路板的形式，第一電路板和第二電路板彼此疊置，且其中導(dǎo)電走線52和M在第一板和第二板之間延伸。這在圖5中示意性示出，圖5示出了由包括彼此疊置的第一板和第二板51a和51b的印刷電路板50'。走線52和M印刷在電路板51b的與復(fù)合PCB 50'的電路板51a的相對(duì)面相接觸的面上。因此走線52和M實(shí)際上夾在兩個(gè)板51a和51b之間，兩個(gè)板51a和51b — 起形成環(huán)繞或整個(gè)圍繞走線52和M的非導(dǎo)電層。通過(guò)使用常規(guī)的通孔耦合可以使引線32 與走線52和M電接觸。部件56可以表面安裝在比如第一板51b上以在走線52和M之間進(jìn)行電耦合；或者可替選地，元件56自身可以?shī)A在兩個(gè)板51a和51b之間。將元件56設(shè)置為厚膜印刷元件可以特別地適合這樣的實(shí)施例。參照?qǐng)D2，可以通過(guò)給板50的包括走線52和M以及元件56的表面覆蓋與其粘合的非導(dǎo)電材料層來(lái)獲得相似的結(jié)構(gòu)。這也可以通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)，在電子工業(yè)中典型使用的用于封裝電子電路和部件的常規(guī)的環(huán)氧樹(shù)脂封裝劑中封裝印刷電路板50。圖6示出了磨損傳感器系統(tǒng)10的替選示例，該磨損傳感器系統(tǒng)10具有安裝在遭受磨損的對(duì)象20中的不同位置處的多個(gè)磨損傳感器1 至12f。每個(gè)傳感器1 至12f具有引到接線盒134的導(dǎo)線32。在一個(gè)實(shí)施例中，接線盒134將導(dǎo)線32連接到線纜136，線纜136又連接到處理器138。在另一實(shí)施例中，接線盒134包括對(duì)如上所述的每個(gè)磨損傳感器1 至12f的電特性進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量設(shè)備。然后可以將該測(cè)量結(jié)果作為模擬信號(hào)經(jīng)由線纜136進(jìn)行傳送，或者可以將該測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并穿過(guò)具有總線形式的線纜136 發(fā)送到處理器138。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器138測(cè)量由線纜136提供的電特性或接收表示來(lái)自接線盒中的測(cè)量設(shè)備的測(cè)量結(jié)果的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器138被配置為將每個(gè)測(cè)量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備140中。處理器138還可以被布置成將每個(gè)測(cè)量結(jié)果與閾值比較。當(dāng)達(dá)到閾值時(shí)，處理器138激活輸出設(shè)備142，該輸出設(shè)備142可以包括某些類(lèi)型的感官警報(bào)，如可聽(tīng)警笛或可視警報(bào)(如將熄滅的燈點(diǎn)亮或使燈閃爍)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器138包括測(cè)量電路。處理器138典型地具有包括在計(jì)算機(jī)程序指令的控制下運(yùn)行的微處理器的計(jì)算機(jī)的形式。計(jì)算機(jī)程序典型地存儲(chǔ)在如內(nèi)存、 閃存驅(qū)動(dòng)器、CD、DVD、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。存儲(chǔ)設(shè)備140例如可以是內(nèi)存、閃存驅(qū)動(dòng)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等。此外，或者作為替選，為了提供某種類(lèi)型的感官警報(bào)，輸出設(shè)備142可以由處理器138控制，以在(圖7所示的)顯示器200上提供隨著時(shí)間從每個(gè)磨損傳感器處得到的測(cè)量結(jié)果的可視顯示或者每個(gè)磨損傳感器已經(jīng)發(fā)生的磨損的程度的即時(shí)視圖。圖7提供了視覺(jué)顯示器200上的圖6的磨損傳感器12a、12b和12c所發(fā)生的磨損的程度的圖像的示例。視覺(jué)顯示器200上的圖像具有曲線圖的形式。該曲線圖包括指示每個(gè)磨損傳感器1 至12c的開(kāi)始水平的虛線202。在給定的時(shí)間點(diǎn)，每個(gè)磨損傳感器1 至 12c的磨損程度由柱204、206和208的高度分別相對(duì)線202的下降來(lái)確定和圖形化地表示。 換句話(huà)說(shuō)，柱的高度反映每個(gè)傳感器Ua_12c上剩余的元件的數(shù)目。另一虛線210表示閾值水平，如果越過(guò)該閾值水平將觸發(fā)指示諸如磨損板的對(duì)象的磨損程度到達(dá)安全工作極限并需要被更換的警報(bào)。實(shí)線212表示根據(jù)各個(gè)柱204、206、208的高度和對(duì)象20的末端的對(duì)象20的表面輪廓的近似。在替選實(shí)施例中，可以提供更復(fù)雜形式的圖形表示。例如，也可以通過(guò)提供表示 12d、l&和12f的磨損程度的柱來(lái)提供三維表示。實(shí)際上，可以根據(jù)傳感器12的輸出來(lái)構(gòu)造三維立體圖以提供對(duì)象20的表面幾何形狀的視覺(jué)表示。發(fā)生的磨損的程度是線202與各個(gè)柱的高度之差。該差可以示為曲線圖的基線以上的量，而不是相對(duì)線202的下降?？梢蕴峁┢渌问降臄?shù)據(jù)視覺(jué)化，如穿過(guò)所選擇的磨損傳感器的切片(slice)?？梢杂?jì)算相對(duì)于時(shí)間的磨損速率并將其用于外推磨損何時(shí)將達(dá)到特定閾值。而且，還可以確定相對(duì)于預(yù)期速率的偏差，并將該偏差用于外推例如對(duì)象20所暴露于的材料的硬度或材料的一些其他性質(zhì)。為了在磨損進(jìn)行到臨界水平時(shí)提供較大的靈敏度，電元件對(duì)電路的所測(cè)得的電特性的貢獻(xiàn)可以隨著離開(kāi)(磨損之前的)對(duì)象20的表面的距離而變化。例如，可以對(duì)每個(gè)元件的貢獻(xiàn)進(jìn)行分組，組中的每個(gè)元件的貢獻(xiàn)符合一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，諸如在組內(nèi)其全部都具有相同的電阻或者是線性的。另一組內(nèi)的每個(gè)元件的貢獻(xiàn)可以滿(mǎn)足另外的標(biāo)準(zhǔn)，諸如，例如其貢獻(xiàn)是線性的但是速率不同，或者呈指數(shù)變化，或者滿(mǎn)足一些其他標(biāo)準(zhǔn)。此外，根據(jù)元件在磨損路徑中的位置，每個(gè)元件沿著每個(gè)磨損傳感器的磨損路徑的位置可以是等間隔的或者可以是不同地間隔的。例如，在磨損量達(dá)到臨界水平時(shí)，可能需要更高級(jí)別的粒度。從而，在磨損路徑中的特定位置處由元件構(gòu)成的間隔與另一位置處的元件的間隔相比可以更靠近。當(dāng)元件是電阻器時(shí)，為了適應(yīng)作為元件的電阻的變化，在一個(gè)示例中，電阻器可以被布置成使得具有較小電阻的電阻器先于具有較大電阻值的電阻器而被磨損掉。對(duì)于某些實(shí)施方式，這在元件被磨損掉時(shí)引起電阻值的更顯著的變化。
可以根據(jù)被測(cè)量的對(duì)象的厚度，即磨損路徑的長(zhǎng)度，按照預(yù)期來(lái)規(guī)定磨損傳感器 12的長(zhǎng)度。此外，電路58中的元件的間隔或其連接不需要是均勻的。例如，在磨損量增加時(shí)，可能需要較大的粒度，因此在其中磨損量變?yōu)榕R界的區(qū)域中元件彼此可能靠得更近。圖 8示意性地示出了關(guān)于這點(diǎn)的示例，圖8示出了電路58a的實(shí)施例，其中電部件56a至56 j 在遭受磨損并由包括電路58a的磨損傳感器來(lái)監(jiān)控的對(duì)象的磨損W的方向上逐漸靠近。因此，在這個(gè)示例中，電元件56a是隨著磨損的進(jìn)展第一個(gè)從電路58a電去耦的元件。元件56 j 將是最后去除或電去耦的元件。此外，任何三個(gè)相鄰的元件之間的間隔逐漸減小。例如，觀察元件56b、56c和56d，元件56c與56d之間的間隔小于元件56b與56c之間的間隔。線 56 與56j之間的間隔最小。因此，隨著磨損的增加，所測(cè)得的電路58a的電特性(這種情況下是總電阻)的變化速率增加?？梢詫?duì)電元件的值分組，使得電阻變化的值根據(jù)磨損程度的期望的函數(shù)來(lái)改變。 可以將電阻器的值選擇成使得電阻的變化基本呈線性。磨損傳感器12插入頭16中，并且任何空氣間隙都可以用非導(dǎo)電填充物來(lái)填充。磨損傳感器可以用于沿著不需要延伸到對(duì)象中的路徑測(cè)量對(duì)象的磨損程度。相反地，路徑例如也可以跨越對(duì)象的表面。圖9示出了替選電路58b，其可以并入磨損傳感器的另外的實(shí)施例中。在這個(gè)實(shí)施例中，電路58b包括電元件56a至56j和導(dǎo)電走線52和M。然而，走線52和M之間的元件56的連接的幾何形狀或配置是不同的。在該實(shí)施例中，每個(gè)元件56的一端具有連接到走線52的第一短引線或?qū)w，而元件56a至56i的相對(duì)端分別具有長(zhǎng)引線或?qū)w57a至 57j (下文統(tǒng)稱(chēng)為“導(dǎo)體57”)，導(dǎo)體57遵循類(lèi)似矩形的路徑行在相對(duì)端處連接到走線M。 在本實(shí)施例中，每個(gè)元件56的導(dǎo)體57例如可以是印刷電路板50的一部分上的印刷的導(dǎo)電走線。而且，電路板50可以包括承載走線57的主要長(zhǎng)度的第一部分50a以及承載部件56 的第二部分50b。參照?qǐng)D1，傳感器可以被布置成使得部分50a布置在延伸穿過(guò)緊固件14 的頭16的通道30的一部分中，而第二部分50b布置在緊固件14的軸18內(nèi)的通道30的一部分中。在本實(shí)施例中，隨著磨損的進(jìn)展，導(dǎo)體57逐漸被磨損掉，由此使元件56從電路58b 電去耦，盡管元件56自身從未遭受磨損。這提供了將印刷電路板和電路58形成為兩個(gè)部件的可能性，即包括部分50a上的導(dǎo)體57的第一損失部件以及包括部分50b上的電阻元件 56的可再用部件或部分。在該實(shí)施例中，第一和第二部分50a和50b可以借助于插腳和插口電氣地并且物理上有選擇地連接到一起。實(shí)際上，該連接例如可以通過(guò)排形線纜來(lái)進(jìn)行， 使得第二部分遠(yuǎn)離對(duì)象20。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的修改或變化被視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其本質(zhì)將由以上描述和所附權(quán)利要求來(lái)確定。
權(quán)利要求
1.一種磨損傳感器，包括電路，所述電路包括多個(gè)離散元件，每個(gè)元件對(duì)所述電路的能夠測(cè)量的電特性有貢獻(xiàn); 每個(gè)元件能夠通過(guò)所述傳感器上的磨損作用而從所述電路電去耦，使得當(dāng)所述傳感器上發(fā)生磨損時(shí)，所述元件中的一個(gè)或更多個(gè)被電去耦，由此改變所述能夠測(cè)量的電特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨損傳感器，包括能夠沿遭受磨損的路徑布置的基板，并且其中所述電路由所述基板支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磨損傳感器，其中所述元件連接在所述電路中的不同位置處，使得隨著磨損沿著所述路徑進(jìn)展，所述元件依次從所述電路去耦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的磨損傳感器，其中所述電路包括由所述基板支撐的兩個(gè)導(dǎo)體，并且跨越所述導(dǎo)體對(duì)所述元件進(jìn)行電分流以在所述元件之間形成并聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磨損傳感器，其中所述基板包括電路板并且所述兩個(gè)導(dǎo)體包括各自的導(dǎo)電走線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磨損傳感器，其中所述兩個(gè)導(dǎo)體嵌入兩個(gè)非導(dǎo)電材料層中或夾在兩個(gè)非導(dǎo)電材料層之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磨損傳感器，其中，所述電路板是包括彼此疊置的第一板和第二板的復(fù)合電路板，并且其中所述導(dǎo)電走線在所述第一板與所述第二板之間延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磨損傳感器，其中每個(gè)元件具有相同的額定電特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磨損傳感器，其中所述元件布置成多個(gè)組，每個(gè)組中的每個(gè)元件具有相同的額定電特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磨損傳感器，其中所述元件沿磨損路徑定位，使得具有電特性的一個(gè)值的元件在具有同一電特性的第二不同值的元件由于所述傳感器上的磨損作用而電去耦之前，由于所述傳感器上的所述磨損作用而從所述電路電去耦。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磨損傳感器，其中所述多個(gè)元件包括沿所述磨損路徑布置的至少三個(gè)元件，與電路的各個(gè)連接的間隔在磨損增加的方向上逐漸減小。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的磨損傳感器，其中每個(gè)元件是表面安裝電子部件或厚膜印刷元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的磨損傳感器，其中所述電元件是電阻器。
14.根據(jù)權(quán)利要求2至13中任一項(xiàng)所述的磨損傳感器，其中所述基板包括第一部分和第二部分，并且所述元件支撐在所述第二部分上并通過(guò)沿所述第一部分延伸的各個(gè)導(dǎo)體在所述電路中電耦合，使得隨著所述傳感器磨損，所述各個(gè)導(dǎo)體被磨損掉，從而各個(gè)元件從所述電路電去耦。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的磨損傳感器，其中所述第一部分和第二部分被配置成有選擇地可連接到一起，其中所述第一部分是磨損掉的損失部分，而所述第二部分布置在所述磨損路徑的外面。
16.一種磨損感測(cè)系統(tǒng)，包括一個(gè)或更多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)的磨損傳感器，所述或每個(gè)磨損傳感器能夠布置在遭受磨損的對(duì)象的磨損路徑中或沿著遭受磨損的對(duì)象的磨損路徑布置；以及一個(gè)或更多個(gè)測(cè)量設(shè)備，用于測(cè)量所述或每個(gè)傳感器的電特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磨損感測(cè)系統(tǒng)，包括處理器，用于處理所測(cè)得的所述或每個(gè)傳感器的特性，并用于在至少一個(gè)所述傳感器的所測(cè)得的特性達(dá)到指示所述對(duì)象的目標(biāo)磨損量的值時(shí)控制感官警報(bào)的啟動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的磨損感測(cè)系統(tǒng)，包括由所述處理器控制以提供所述對(duì)象的磨損的視覺(jué)表示的視覺(jué)顯示器。
19.一種感測(cè)對(duì)象所發(fā)生的磨損的方法，包括測(cè)量位于在遭受磨損的位置處的對(duì)象中的磨損傳感器的電路的電特性，其中所述電路包括多個(gè)離散元件，其中所述傳感器被布置成使得所述元件由于所述磨損傳感器的磨損而從所述電路依次電去耦，每個(gè)元件對(duì)所述電路的能夠測(cè)量的電特性有貢獻(xiàn)，使得隨著所述對(duì)象發(fā)生磨損并且因此所述磨損傳感器發(fā)生磨損，一個(gè)或更多個(gè)磨損元件被電去耦，從而改變所述能夠測(cè)量的電特性。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括在基板上形成所述電路；在沿著所述對(duì)象的磨損路徑行進(jìn)的所述對(duì)象中形成孔；以及在所述孔中布置所述基板。
全文摘要
一種磨損傳感器(12)包括支撐在基板(50)上的電路(58)。電路(58)包括多個(gè)跨越導(dǎo)電走線(52)和(54)彼此并聯(lián)耦合的離散元件(56)。電路(58)與測(cè)量設(shè)備(38)電連接。測(cè)量設(shè)備(38)測(cè)量電路(58)的諸如電阻的電特性。傳感器(12)布置在遭受磨損的對(duì)象(20)中或與對(duì)象(20)相鄰并且與對(duì)象(20)一起磨損。隨著傳感器(12)磨損，元件(56)依次從電路(58)去耦，由此改變由設(shè)備(38)測(cè)量的特性。該變化提供對(duì)象(20)的磨損量的指示。
文檔編號(hào)G08B21/00GK102365663SQ201080014278
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者布賴(lài)恩·戴維斯 申請(qǐng)人:布賴(lài)恩投資有限公司