專利名稱：磁傳感器的無(wú)源無(wú)線輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車輪胎安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),特別涉及一種磁傳感器的 無(wú)源無(wú)線輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。 技術(shù)背景汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用于在汽車行駛時(shí)實(shí)時(shí)的對(duì)輪胎氣壓進(jìn)行 自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報(bào)警，以保障行車安全。在汽車的高速 行駛過(guò)程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國(guó)高速公路上發(fā)生的交通事故有70% 是由于爆胎引起的，而在美國(guó)這一比例則高達(dá)80%。因此，怎樣防止爆胎已 成為安全駕駛的一個(gè)重要課題。據(jù)國(guó)家橡膠輪胎質(zhì)量監(jiān)督中心的專家分析， 保持標(biāo)準(zhǔn)的車胎氣壓行駛和及時(shí)發(fā)現(xiàn)車胎漏氣是防止爆胎的關(guān)鍵；而汽車輪 胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)毫無(wú)疑問(wèn)是理想的工具。而且汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)可以通 過(guò)保持輪胎的正常壓力而減小它與地面的摩擦，從而減小汽車單位里程的耗目前，汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要分為兩種類型 一種是間接式汽車輪 胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它逋過(guò)汽車ABS的輪速傳感器來(lái)比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差 另U，以達(dá)到監(jiān)測(cè)輪胎壓力的目的；其缺點(diǎn)是無(wú)法對(duì)兩個(gè)以上輪胎同時(shí)缺氣的 狀況和速度超過(guò)100公里/小時(shí)的情況進(jìn)行判斷。另一種是直接式汽車胎壓 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它利用安裝在每一個(gè)輪胎里的以鋰離子電池為電源的壓力傳感器 來(lái)直接測(cè)量輪胎的氣壓，并通過(guò)無(wú)線調(diào)制發(fā)射到安裝在駕駛臺(tái)的監(jiān)視器上。 監(jiān)視器隨時(shí)顯示各輪胎氣壓，駕駛者可以直觀地了解各個(gè)輪胎的氣壓狀況， 當(dāng)輪胎氣壓太低、滲漏、太高、或溫度太高時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。其缺 點(diǎn)是對(duì)電池的使用壽命和質(zhì)量有很高的要求，而且每一個(gè)輪胎需要一個(gè)無(wú)線 調(diào)制發(fā)射和接收的集成電路，因而導(dǎo)致系統(tǒng)集成的成本較高。而且一次性電 池也不可回收利用，因此對(duì)環(huán)境有很大污染。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種磁傳感器的 無(wú)源無(wú)線輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。該裝置采用彈簧管式壓力敏感元件，并利 用永久磁鐵的磁場(chǎng)變化將輪胎的壓力信息傳遞給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型主要包括中央處理模塊、電磁耦合模塊和輪胎壓力傳感模塊，中央數(shù)據(jù)處理模 塊由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和信息顯示模塊組成，中央數(shù)據(jù)處理模塊 利用分時(shí)復(fù)用的方式分別測(cè)量各個(gè)電磁耦合模塊的輸出信號(hào)，其特征在于所 述電磁耦合模塊安裝在汽車輪胎外面靠近輪胎的內(nèi)側(cè)，該模塊由鐵心、電感 線圈、電磁耦合模塊腔體和電磁耦合模塊腔體蓋板組成，電感線圈繞制在鐵 心上，鐵心安裝在電磁耦合模塊腔體中，電磁耦合模塊的電感線圈為互感式 線圈其軸線與壓力傳感器模塊的條形永久磁鐵的磁場(chǎng)方向一致，電感線圈通 過(guò)導(dǎo)線與中央數(shù)據(jù)處理模塊連接，壓力傳感器模塊安裝在汽車的輪胎內(nèi)，由 腔體、底板、中心軸、螺旋彈簧管、凹形槽、條形永久磁鐵、O形橡膠圈和 中心軸組成，中心軸安裝在底板的中央，中心軸的內(nèi)孔與螺旋彈簧管的內(nèi)端 連接，螺旋彈簧管的外端與凹型槽的一端相連接，凹型槽固定于中心軸的臺(tái)肩上，條形永久磁鐵裝于凹型槽內(nèi)，中心軸頂端串過(guò)O形橡膠圈嵌入腔體頂 部的小孔。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是釆用彈簧管式壓力敏感元件，并利用永久磁鐵的磁 場(chǎng)變化將輪胎的壓力信息傳遞給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，磁傳感器的檢測(cè)方法使輪胎內(nèi)部 的傳感器部件不需要電源供電，外部檢測(cè)電路隨時(shí)可以采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 系統(tǒng)不需要設(shè)置喚醒、休眠程序，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、使用壽命長(zhǎng)，電路處理 方便，節(jié)約成本，并且選擇適當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度的永久磁鐵可避免汽車各個(gè)輪胎數(shù) 據(jù)傳遞的相互干擾。本實(shí)用新型還能用于有毒氣體、密封容器的場(chǎng)合。

圖l本實(shí)用新型的輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2輪胎壓力傳感器模塊和磁耦合模塊的安裝示意圖；圖3本實(shí)用新型的輪胎壓力傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本實(shí)用新型的電磁耦合模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5本實(shí)用新型中央處理模塊對(duì)壓力信息數(shù)據(jù)處理的流程圖。l汽車、2輪胎內(nèi)腔、3輪胎壓力傳感模塊、4電磁耦合模塊、5中央數(shù)據(jù)處理模塊、6雨板、7輪胎、8輪轂、9汽車驅(qū)動(dòng)軸、IO氣嘴、ll腔體、12底板、13螺旋彈簧管、14凹型槽、15條形永久磁鐵、16 0形橡膠圈、17中心軸、18鐵心、19電感線圈、20電磁耦合模塊的腔體、21電磁耦合模塊的腔體蓋板、Yl數(shù)據(jù)采集模塊、Y2數(shù)據(jù)分析模塊、Y3信息顯示模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例-
參見(jiàn)圖1，輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括中央數(shù)據(jù)處理模塊5、電磁耦合模塊4和輪胎壓力傳感模塊3組成，輪胎壓力傳感模塊3安裝在汽車1的 每個(gè)輪胎內(nèi)腔2中，電磁耦合模塊4安裝在汽車1的雨板6上，中央數(shù)據(jù)處 理模塊5安裝在汽車1的前面板上離駕駛員較近的地方。參見(jiàn)圖2，電磁耦合模塊4安裝在汽車1的雨板6靠近汽車輪胎一側(cè)的 頂面或側(cè)面，輪胎壓力傳感模塊3安裝在固定于汽車驅(qū)動(dòng)軸9上的輪轂8的 中部平坦處或固定于輪轂8上的氣嘴10的端部。參見(jiàn)圖3，壓力傳感模塊3由腔體11、底板12、螺旋彈簧管13、凹型 槽14、條形永久磁鐵15、 O形橡膠圈16和中心軸17組成。中心軸17安 裝在底板12的中央，中心軸17的內(nèi)孔與螺旋彈簧管13的內(nèi)端相連，使輪 胎內(nèi)部的氣體進(jìn)入螺旋彈簧管13內(nèi)部,螺旋彈簧管13的外端與通過(guò)中央小 孔支撐在中心軸17臺(tái)肩上的凹型槽14端部鏈接，條形永久磁鐵15位于凹型 槽14的槽內(nèi)，中心軸17的上端穿過(guò)凹型槽14和條形永久磁鐵15的中心孔 及O形橡膠圈16，嵌入腔體頂部中央的小孔內(nèi)，使凹型槽14和條形永久磁鐵 15定位于中心軸17臺(tái)肩上，腔體11和底板12將輪胎壓力傳感模塊的所有零 件包圍在內(nèi)。螺旋彈簧管13采用平面螺旋管結(jié)構(gòu)或立式螺旋彈簧管結(jié)構(gòu)。彈簧管式壓力傳感器的工作方式是，輪胎內(nèi)部的空氣經(jīng)過(guò)中心軸17進(jìn) 入螺旋彈簧管13，螺旋彈簧管13在內(nèi)部空氣的壓力作用下會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，則 螺旋彈簧管13的端部帶動(dòng)凹型槽14和條形永久磁鐵15 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣通 過(guò)永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)來(lái)改變來(lái)改變輪胎外部電磁耦合模塊4附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度， 參見(jiàn)圖4，電磁耦合模塊4由鐵心18、電感線圈19、電磁耦合模塊的腔體20和電磁耦合模塊的腔體蓋板21組成。電感線圈19和鐵心18安裝在腔 體20的中央，電磁耦合模塊4的電感線圈19為互感式線圈其軸線與壓力傳 感器模塊3的條形永久磁鐵15的磁場(chǎng)方向一致，電感線圈19的引線通過(guò)腔 體蓋板21上的小孔與中央數(shù)據(jù)處理模塊5相連，電磁耦合模塊4固定在汽車 1的雨板6上。參見(jiàn)圖5，中央數(shù)據(jù)處理模塊由數(shù)據(jù)采集模塊Y1、數(shù)據(jù)分析模塊Y2和 信息顯示模塊Y3組成。數(shù)據(jù)處理的流程是數(shù)據(jù)采集模塊Y1通過(guò)分時(shí)復(fù)用 的方式采集各個(gè)雨板6上電磁耦合模塊4中的電感線圈19中隨磁場(chǎng)變化而 變化的輸出電壓信號(hào)，然后數(shù)據(jù)處理模塊Y2將電壓信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)顯 示模塊Y3告知駕駛員，并且在輪胎內(nèi)部壓力值不正常時(shí)給出相應(yīng)的警告信 息。
權(quán)利要求1.一種磁傳感器的無(wú)源無(wú)線輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，主要包括中央處理模塊、電磁耦合模塊和輪胎壓力傳感模塊，中央數(shù)據(jù)處理模塊由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和信息顯示模塊組成，中央數(shù)據(jù)處理模塊利用分時(shí)復(fù)用的方式分別測(cè)量各個(gè)電磁耦合模塊的輸出信號(hào)，其特征在于所述電磁耦合模塊安裝在汽車輪胎外面靠近輪胎的內(nèi)側(cè)，該模塊由鐵心、電感線圈、電磁耦合模塊腔體和電磁耦合模塊腔體蓋板組成，電感線圈繞制在鐵心上，鐵心安裝在電磁耦合模塊腔體中，電磁耦合模塊的電感線圈為互感式線圈其軸線與壓力傳感器模塊的條形永久磁鐵的磁場(chǎng)方向一致，電感線圈通過(guò)導(dǎo)線與中央數(shù)據(jù)處理模塊連接，壓力傳感器模塊安裝在汽車的輪胎內(nèi)，由腔體、底板、中心軸、螺旋彈簧管、凹形槽、條形永久磁鐵、O形橡膠圈和中心軸組成，中心軸安裝在底板的中央，中心軸的內(nèi)孔與螺旋彈簧管的內(nèi)端連接，螺旋彈簧管的外端與凹型槽的一端相連接，凹型槽固定于中心軸的臺(tái)肩上，條形永久磁鐵裝于凹型槽內(nèi)，中心軸頂端串過(guò)O形橡膠圈嵌入腔體頂部的小孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁傳感器的無(wú)源無(wú)線輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝 置，其特征在于所述螺旋彈簧管采用平面螺旋彈簧管或立式螺旋彈簧 管。
專利摘要磁傳感器的無(wú)源無(wú)線輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，主要包括中央處理模塊、電磁耦合模塊和輪胎壓力傳感模塊，由鐵心、電感線圈、腔體、蓋板組成的電磁耦合模塊安裝在輪胎外，電感線圈繞制在鐵心上，由腔體、地板、中心軸、螺旋彈簧管、凹形槽、條形永久磁鐵、O形橡膠圈和中心軸組成的壓力傳感器模塊安裝在輪胎內(nèi)，中心軸的內(nèi)孔與螺旋彈簧管的內(nèi)端連接，螺旋彈簧管的外端與凹型槽的連接，永久磁鐵裝于凹型槽內(nèi)，中心軸頂端串過(guò)O形橡膠圈嵌入腔體頂部的小孔。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是不需要電源供電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、使用壽命長(zhǎng)，抗干擾性能強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01L17/00GK201026788SQ200720066729
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
發(fā)明者勝 劉, 譚六喜 申請(qǐng)人:上海飛恩微電子有限公司