垫圈组件和接头监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于与紧固件(10)一起使用的垫圈组件(20)。该垫圈组件包括：第一导电部分(22)；第二导电部分(24)；和布置在第一导电部分与第二导电部分之间的绝缘部分(23)。第一导电部分、第二导电部分和绝缘部分形成可变电容器(21)，该可变电容器具有基于通过紧固件施加到其上的作用力的量的电容量。无线收发器单元(25)包括电连接到可变电容器的控制单元(40)和电连接到控制单元的天线(41)。该控制单元配置成感测可变电容器的电容量，以产生表示电容量的信息，并经由天线将信息输出到无线读取器单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2012年11月7日提交的US专利申请No.13/670,820的优先权和权益，该申请通过引用结合于此。
本申请理念总体上涉及接头紧密性监测，更特别地涉及电气接头紧密性监测。
技术介绍
一种典型类型的电气接头是通过用紧固件将两个导体固定在一起而形成的。该电气接头的电气性能、特别是该电气接头的导电性部分地取决于紧固件被适当地上紧。紧固件的松脱以及因此电气接头的松脱会降低电气接头的导电性，并会导致例如过热等附加的问题。由于上述问题，希望确定电气接头是否被适当地上紧。然而，确认电气接头是否被适当地上紧会消耗技术人员的时间。特别地，当电气系统包括多个电气接头时，或者当难以到达电气接头时，会花费技术人员大量的时间来确认电气接头是否被适当地上紧。此外，电气接头可能被通电，从而将技术人员置于危险的条件下。在监测电气接头的紧密性的领域中存在改进的空间。
技术实现思路
通过本申请理念的实施方式实现这些需求和其它方面，这些实施方式提供了一种垫圈组件，包括可变电容器和无线收发器单元。通过本申请理念的实施方式实现这些需求和其它方面，这些实施方式提供了一种包括垫圈组件的接头监测系统，该垫圈组件包括可变电容器、无线收发器单元、和无线读取器单元。根据本申请理念的实施方式，一种用于与紧固件一起使用的垫圈组件包括：第一导电部分；第二导电部分；布置在第一导电部分与第二导电部>分之间的绝缘部分，其中，第一导电部分、第二导电部分和绝缘部分形成可变电容器，该可变电容器具有基于通过紧固件施加到其上的作用力的量的电容量；以及包括控制单元和天线的无线收发器单元，所述控制单元电连接到可变电容器，所述天线电连接到控制单元，所述控制单元配置成感测可变电容器的电容量，以产生表示电容量的信息，并经由天线将信息输出到无线读取器单元。根据本申请理念的另一实施方式，一种用于与紧固件一起使用的垫圈组件包括：第一导电部分；第二导电部分；布置在第一导电部分与第二导电部分之间的绝缘部分，其中，第一导电部分、第二导电部分和绝缘部分形成可变电容器，该可变电容器具有基于通过紧固件施加到其上的作用力的量的电容量；以及包括控制单元和天线的无线收发器单元，所述控制单元电连接到可变电容器，所述天线电连接到可变电容器，所述控制单元配置成经由天线向无线读取器单元输出信息，其中，可变电容器的电容量的改变导致无线收发器单元的谐振频率的改变。根据本申请理念的再一实施方式，一种用于监测接头的接头监测系统包括：第一构件；第二构件；紧固件，该紧固件构造成将第一构件和第二构件紧固到一起以形成接头；布置在紧固件的一部分与第一构件和第二构件中的一个之间的垫圈组件，该垫圈组件包括第一导电部分、第二导电部分、布置在第一导电部分与第二导电部分之间的绝缘部分、以及包括控制单元和天线的无线收发器单元，其中第一导电部分、第二导电部分和绝缘部分形成可变电容器，该可变电容器具有基于通过紧固件施加到其上的作用力的量的电容量，所述控制单元电连接到可变电容器，所述天线电连接到控制单元，所述控制单元配置成感测可变电容器的电容量，以产生表示电容量的信息，并经由天线输出信息；和无线读取器单元，该无线读取器单元配置成接收被输出的信息。附图说明当结合附图阅读下面对优选实施方式的说明时会充分理解到本申请理念，其中：图1和2是根据本申请理念的一些实施方式的接头监测系统的正视图。图3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A、6B、6C和7是根据本申请理念的其它实施方式的可变电容器的正视图。图8和9是根据本申请理念的其它实施方式的接头监测系统的方框图。具体实施方式本申请中使用的方位术语例如左、右、前、后、顶、底及其衍伸术语涉及图中所示元件的取向，而不对权利要求构成限制，除非另有说明。在本申请中，术语“紧固件”是指任何适当的连接或上紧机构，明确包括但不限于螺钉、螺杆、螺杆和螺母的组合(例如非限制性的，锁紧螺母)、以及螺杆、垫圈和螺母的组合。在本申请中，两个或多个部件“耦联”在一起这样的表述是指这些部件直接地接合在一起或者通过一个或多个中间部件相接合。在本申请中，术语“数量”是指1或大于1的整数(例如复数)。在本申请中，术语“垫圈”是指构造成要被放置在紧固件的一部分与正被紧固的物体之间的任何构件。在本申请中，术语“Bellville型垫圈”是指具有弧形横截面的任何垫圈。参照图1，接头包括用紧固件10紧固在一起的第一和第二构件2、4。用接头监测系统监测接头的紧密性。该接头监测系统包括垫圈组件20和无线读取器单元30，该垫圈组件布置在紧固件10的一部分与第一和第二构件2、4其中之一之间。该垫圈组件20包括由第一导电部分22、合适的非导电绝缘部分23和第二导电部分24形成的可变电容器21。垫圈组件20还包括无线收发器单元25，其布置在第一和第二导电构件22、24其中之一上。无线收发器单元25和无线读取器单元30构造成无线通信。该接头可以是电气接头。在该接头是电气接头的情况下，第一和第二构件2、4穿过其中进行导电。第一和第二构件2、4可完全或部分地由导电材料形成。示例性的紧固件10包括螺杆11和螺母12。然而可设想，可使用任何合适的紧固件来将第一和第二构件2、4紧固在一起。第一导电部分22被用作可变电容器21的第一导电板，第二导电部分24被用作可变电容器21的第二导电板。绝缘部分23布置在第一和第二导电部分22、24之间。绝缘部分23形成介于第一和第二导电部分22、24之间的间隙的至少一部分。第一和第二导电部分22、24之间的间隙还可包括空气间隙或由其它材料形成的间隙。可变电容器21的电容量根据施加在其上的作用力而改变。例如，上紧紧固件10会向可变电容器21施加作用力，从而改变可变电容器21的电容量。施加到可变电容器21上的作用力导致第一和第二导电部分22、24朝向彼此移动，从而减小它们之间的间隙的大小。第一和第二导电部分22、24之间的间隙大小的改变导致可变电容器21的电容量改变。垫圈组件20还包括无线收发器单元25。该无线收发器单元25电连接至可变电容器21。无线收发器单元25根据可变电容器21的电容量而提供输出。该接头监测系统还包括无线读取器单元30。无线读取器单元30对应于无线收发器单元25，并构造成接收无线收发器单元25的输出。在一个非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于与紧固件(10)一起使用的垫圈组件(20)，该垫圈组件包括：第一导电部分(22)；第二导电部分(24)；布置在第一导电部分与第二导电部分之间的绝缘部分(23)，其中，第一导电部分、第二导电部分和绝缘部分形成可变电容器(21)，该可变电容器具有基于通过紧固件施加到其上的作用力的量的电容量；和包括控制单元(40)和天线(41)的无线收发器单元(25)，所述控制单元电连接到所述可变电容器，所述天线电连接到所述控制单元，所述控制单元配置成感测所述可变电容器的电容量，以产生表示所述电容量的信息，并经由所述天线将所述信息输出到无线读取器单元(30)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.07 US 13/670,8201.一种用于与紧固件(10)一起使用的垫圈组件(20)，该垫圈组
件包括：
第一导电部分(22)；
第二导电部分(24)；
布置在第一导电部分与第二导电部分之间的绝缘部分(23)，其中，
第一导电部分、第二导电部分和绝缘部分形成可变电容器(21)，该可变
电容器具有基于通过紧固件施加到其上的作用力的量的电容量；和
包括控制单元(40)和天线(41)的无线收发器单元(25)，所述控
制单元电连接到所述可变电容器，所述天线电连接到所述控制单元，所述
控制单元配置成感测所述可变电容器的电容量，以产生表示所述电容量的
信息，并经由所述天线将所述信息输出到无线读取器单元(30)。
2.根据权利要求1所述的垫圈组件(20)，其中，所述第一和第二
导电部分是垫圈、平垫圈、或Bellville型垫圈。
3.根据权利要求2所述的垫圈组件(20)，其中，所述无线收发器
单元布置在所述第一和第二导电部分中的一个上。
4.根据权利要求1所述的垫圈组件(20)，其中，所述第一和第二
导电部分中的一个是Bellville型垫圈，而所述第一和第二导电部分中的另
一个是平垫圈；其中，所述第一和第二导电部分中的一个是平垫圈，而所
述第一和第二导电部分中的另一个是具有凹陷中央部分(28)的垫圈；或
者其中，所述第一和第二导电部分中的一个是垫圈，而所述第一和第二导
电部分中的另一个是母线(2)。
5.根据权利要求1所述的垫圈组件(20)，其中，所述第一导电部
分、所述绝缘部分和所述第二导电部分中的一个包括伸出部分(24a)，所
述伸出部分延伸超出所述第一导电部分、所述绝缘部分和所述第二导电部
分中的另一个的边缘之外；以及其中，所述无线收发器单元布置在所述伸
出部分上。
6.根据权利要求1所述的垫圈组件(20)，其中，所述无线收发器
单元是射频识别单元。
7.根据权利要求1所述的垫圈组件(20)，其中，所述天线(41)
还电连接到所述可变电容器，所述可变电容器的电容量的改变导致所述无
线收发器单元的谐振频率的改变。
8.根据权利要求7所述的垫圈组件(20)，其中，当施加到所述可
变电容器的作用力处于预定范围中时，所述无线收发器单元的谐振频率处
于所述无线读取器单元的运行频率范围内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·谢伊，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：美国;US