[发明专利]一种测量滚动轮胎内部温度场的装置、测量方法和应用

说明书

本发明涉及汽车轮胎技术领域，具体涉及一种测量滚动轮胎内部温度场的装置、测量方法和应用。该装置包括安装在轮辋上的传感器壳体和n‑1个长度逐个等距递减热传感器，n‑1个热传感器的一端安装在传感器壳体内，另一端自然垂下，当轮胎转动使全部热传感器完全甩开时，n个热传感器对轮辋到轮胎内冠的整个温度场的各个圈层温度进行温度检测，得到更加全面的轮胎温度数据，从而能够更好的对轮胎温度进行预警。进一步，本发明方法提供的温度场数据将有利于轮胎工程师的热力学仿真，提高轮胎制造质量。

技术领域

本发明涉及汽车轮胎技术领域，具体涉及一种测量滚动轮胎内部温度场的装置、测量方法和应用。

背景技术

随着经济的发展，汽车进入到了千家万户，汽车的轮胎作为汽车最重要的部分之一，对汽车运行时的平稳性和安全性起到至关重要的影响，一旦汽车在行驶过程中发生爆胎现象，会严重影响到人的生命及财产安全。

在运行过程中，轮胎的温度过高是引起爆胎的主要原因之一，所以需要一种能够实时检测轮胎内温度的装置。而目前的TPMS传感器仅已自身感知的温度作为报警依据，因热传递的延时，往往高温报警滞后，起不到作用为能准确地预测轮毂高温，需要测量轮胎内部温度分布情况和传递情况。但因为轮胎是安装在车辆上旋转，不利于直接仪器测量，市场上无专用设备，特此发明了该测量方案。该方法提供的温度场数据将有利于轮胎工程师的热力学仿真，提高轮胎制造质量。

中国发明专利申请（CN105711354A）公开了一种滚动状态下轮胎内部及表面温度场无线测量系统，包括系统主机、系统软件、控制模块、温度传感模块、主机射频收发系统和控制模块射频收发系统，系统软件安装在系统主机内，控制模块安装在电机转轴上，温度传感模块安装在轮胎内或轮胎表面；温度传感模块与控制模块相连接，系统主机连接主机射频收发系统，控制模块连接控制模块射频收发系统。该专利可用于滚动状态下轮胎内部及轮胎表面温度场的实时测量。

但是，除了轮胎本身的温度，轮胎内气体介质的温度过高也会导致爆胎发生，在轮胎内离轮辋的距离不同，介质温度也会不同，但是现有技术中，轮胎温度的检测装置只能检测到轮胎内部单一温度圈层的温度，无法全面检测到轮胎内温度场各个温度圈层的温度。

谭先峰的硕士论文《基于无线通信的轮胎温度采集系统研制》公开了结合无线通信技术，传感器技术和微控制器技术的发展，设计了一套基于无线通信的轮胎温度采集系统。系统能够可靠、准确、实时的采集轮胎内部的温度数据，并且具有数据存储的功能，能够为汽车安全行驶和轮胎温度场的研究提供可靠的数据资料。系统不同于传统的轮胎温度监测，该系统的特点是实现了轮胎内部温度的多点采集。但是在论文中提到的无论是打孔测量还是埋入热电偶的还是，都无法做到对轮胎空腔内的温度场进行测量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种测量滚动轮胎内部温度场的装置，该装置通过长短不一的热传感器在离心力的作用下对轮胎内温度场各个温度圈层的温度进行检测，从而能够更加全面的对轮胎温度进行预警。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种测量滚动轮胎内部温度场的装置，该装置包括用于固定在轮辋上的传感器壳体，传感器壳体安装有主板，在主板上设置有MCU模块、加速度模块、数据传输模块和监测开关，并在传感器壳体下方设置有柔性条带，柔性条带的一端固定在传感器壳体上，另一端在完全舒展下能与轮胎内冠底部相接触；所述柔性条带与轮胎内冠底部相接触的端部设置有第1热传感器，柔性条带向传感器壳体一侧间隔一段距离设置第2热传感器至第n-1热传感器，第1热传感器至第n-1热传感器分别通过设置在柔性条带上的导线连接至主板，所述传感器壳体与轮辋接触的位置设置第n热传感器，第n热传感器通过导线连接至主板；所述监测开关对应连接n-1个热传感器，监测开关均连接至MCU模块，MCU模块连接加速度模块和数据传输模块，在加速度模块测得加速度达到检测要求的时候，MCU模块开启监测开关接收n-1个热传感器的监测数据，并通过数据传输模块发送给上位机。