用于线和电端子之间的接合的非破坏性测试的方法技术

本文呈现了电端子(12)和被接合至电端子(12)的线缆(10)之间的接合(16)的非破坏性测试的方法(100)。方法(100)包括多个步骤：提供与电信号发生器(20)和信号分析器电通信的超声换能器(18)、将换能器(18)放置于与接合(16)超声通信、通过具有第一频率的来自信号发生器(20)的第一电信号经由换能器(18)的刺激传送第一超声信号(22)、经由超声换能器(18)接收第一超声信号(22)的第一反射信号(26)、通过具有与第一频率不同的第二频率的来自信号发生器(20)的第二电信号经由换能器(18)的刺激传送第二超声信号(28)、经由换能器(18)接收第二超声信号(28)的第二反射信号(30)、以及通过分析第一反射信号(26)和第二反射信号(30)确定接合(16)的质量。

Method for nondestructive testing of joints between wires and electrical terminals

【技术实现步骤摘要】
用于线和电端子之间的接合的非破坏性测试的方法
本专利技术总体上涉及用于线和电端子之间的接合的非破坏性测试的方法。附图说明现将通过示例的方式参照附图描述本专利技术，其中：图1是根据本专利技术的第一实施例的被配置成用于线和电端子之间的接合的非破坏性测试的装置的示意图；图2是根据本专利技术的第二实施例的用于线和电端子之间的接合的非破坏性测试的方法的流程图；图3是根据本专利技术的第三实施例的被配置成用于线和电端子之间的接合的非破坏性测试的替代装置的示意图；图4是根据本专利技术的第三实施例的图3的装置的换能器阵列的透视图；以及图5是根据本专利技术的第四实施例的图3的装置的换能器阵列的横截面图。具体实施方式现在将详细参照实施例，在附图中示出这些实施例的示例。在以下详细描述中，阐述了众多具体细节以便提供对各个所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体细节就可实践所描述的各种实施例。在其它实例中，并未对公知方法、程序、组件、电路以及网络进行详细描述以免不必要地模糊各实施例的各方面。线缆组件包括附接到线缆的端部的电端子。端子和线缆之间的接合中可能存在缺陷，例如，由线缆和端子之间的空隙导致的缺陷，该缺陷可能不可通过视觉检查检测。期望的是非破坏性测试方法，其中高百分比的线组件必须被检查接合质量。此类方法在本文中呈现。图1示出了超声地焊接到电端子(以下称为端子12)的绞合(stranded)线缆10的横截面图。超声焊接过程将线缆10的线束接合至电端子12并将线缆10的线束彼此接合，由此形成“焊接熔核10”。线缆10在图1中以横截面示出为焊接熔核10。如在图1中可以看到的，在焊接熔核10中的线束之间以及焊接熔核10和端子12之间形成了空隙14。这些空隙14的大小、密度和位置可不利地影响线缆10和端子12之间的焊接接合16的质量。如本文所使用的，空隙14可以指在焊接熔核10中的或在焊接熔核10和端子12之间的间隙或裂缝。空隙14可完全被包含在焊接熔核10内或它们可以延伸至焊接熔核10的表面。如图1中进一步示出的，连接到可变频率电信号发生器(在下文中称作信号发生器20)的超声换能器(在下文中被称作换能器18)被放置成与接合16接触。信号发生器20发送具有第一频率的电信号至换能器18。这使得换能器18发射具有第一频率的第一超声信号22。换能器18还连接到信号分析电路24。换能器18接收第一反射超声信号26，即，第一超声信号22的回波。第一反射信号26从换能器18被传送至信号分析电路24，并且被分析以用于确定可能存在于接合16中的任意空隙14的深度和大小。信号分析电路24可包括数字信号处理器(DSP)和/或具有一个或多个处理器和存储器的控制器。处理器可以是微处理器、专用集成电路(ASIC)、或者由分立逻辑和定时电路构建(未示出)。对处理器编程的软件指令可以被存储在非易失性(NV)存储器设备(未示出)中。NV存储器设备可被包含在微处理器或ASIC中，或者它可以是单独的设备。可使用的NV存储器的类型的非限制性示例包括电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、掩模的只读存储器(ROM)和闪存。超声信号的不同频率在接合16中具有不同的传播特征。频率较低(即，波长较长)的超声信号如图1所示穿透进入接合16，而频率较高(即，波长较短)的超声信号如图1所示无法像频率较低的超声信号穿透进入接合16那么远。然而，较高频率的超声信号与较低频率的信号相比较提供空隙14的更佳的分辨率。因此，信号发生器20将具有比第一频率高或低的第二频率的另一电信号发送至换能器18。这使得换能器18发射具有第二频率的第二超声信号28。换能器18接收第二反射超声30信号并且第二反射信号30由信号分析电路24分析以用于进一步确定可能存在于接合16中的任何空隙14的深度和大小。该分析可额外地或替代地检测接合16中的缺少熔合。如图1所示，换能器18具有单个元件，例如，压电元件，该单个元件被用于传送第一超声信号22和第二超声信号28并且接收第一反射信号26和第二反射信号30。如图1中进一步示出的，换能器18可沿着接合16移动以提供有关接合16的各种区域的数据。图2示出了端子12和被接合到端子12的线缆10之间的结合16的非破坏性测试的方法100的示例。方法100包括以下步骤：步骤102“提供超声换能器”包括提供与信号发生器20以及信号分析电路24电通信的换能器18。换能器18可由如图1所示被配置成用于传送第一超声信号22和第二超声信号28并且接收第一反射信号26和第二反射信号30的单个元件组成。可选地，如图3和图4中所示，超声换能器可以是换能器阵列32，该换能器阵列32包括被配置成用于传送第一超声信号22和第二超声信号28的第一多个或第一行元件34以及与该第一多个元件34分开并且不同的第二多个或第二行元件36。第二多个元件36被配置成用于接收第一反射信号26和第二反射信号30。如图5所示，第一多个元件34可向着第二多个元件36倾斜(angled)并且第二多个元件36可向着第一多个元件34倾斜，以便将第一超声信号22和第二超声信号28引导至特定的感兴趣的位置，例如，在端子12和由超声焊接的线缆10形成的焊接熔核10之间的接口。换能器阵列32还可被配置成以使得第二多个元件36传送第一超声信号22和第二超声信号28而第一多个元件34接收第一反射信号26和第二反射信号30。换能器阵列32也可被操作为相控(phased)阵列，以便消除物理地移动阵列以用于将所传送的超声信号引导至不同的感兴趣的区域的需要。相控超声换能器阵列的配置和操作是本领域技术人员所熟知的。步骤104“将超声换能器放置于与接合超声通信”包括将超声换能器18放置于与接合16超声通信。在一些实施例中，流体耦合介质被放置在超声换能器18和接合16中间。在替代实施例中，可以使用固体耦合介质。步骤106“传送第一超声信号”包括通过从信号发生器20传送的具有第一频率的电信号经由换能器18的刺激传送第一超声信号22。第一频率优选地在5兆赫兹(MHz)到15MHz的范围内。步骤108“接收第一反射信号”包括经由换能器18接收第一超声信号22的第一反射信号26。步骤110“传送第二超声信号”包括通过从信号发生器20传送的具有与第一频率不同并且区别的第二频率的第二电信号经由换能器18的刺激传送第二超声信号28。第二频率也优选地在5MHz到15MHz的范围内。步骤112“接收第二反射信号”包括经由换能器18接收第二超声信号28的第二反射信号30；以及步骤114“确定接合的质量”包括通过分析第一反射信号26和第二反射信号30确定接合16的质量。接合16的质量可通过下列可选的子步骤中的一个或多个来确定：步骤116“确定空隙在接合中的位置”是步骤114的可选子步骤，该子步骤包括通过分析第一反射信号26和第二反射信号30确定在接合16中的空隙14的位置。如果确定空隙14的位置是不可接受的位置，则端子12和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电端子(12)和被接合至所述电端子(12)的线缆(10)之间的接合(16)的非破坏性测试的一种方法(100)，所述方法(100)包括下述步骤：/n提供与可变频率电信号发生器(20)以及信号分析电路(24)电通信的超声换能器(18)；/n将所述超声换能器(18)放置于与所述接合(16)超声通信；/n通过具有第一频率的从所述可变频率电信号发生器(20)传送的第一电信号经由所述超声换能器(18)的刺激传送第一超声信号(22)；/n经由所述超声换能器(18)接收所述第一超声信号(22)的第一反射信号(26)；/n通过具有与所述第一频率不同并且区别的第二频率的从所述可变频率电信号发生器(20)传送的第二电信号经由所述超声换能器(18)的刺激传送第二超声信号(28)；/n经由所述超声换能器(18)接收所述第二超声信号(28)的第二反射信号(30)；以及/n通过使用所述信号分析电路(24)分析所述第一反射信号(26)和所述第二反射信号(30)确定所述接合(16)的质量。/n

【技术特征摘要】
20180911 US 16/127,3041.电端子(12)和被接合至所述电端子(12)的线缆(10)之间的接合(16)的非破坏性测试的一种方法(100)，所述方法(100)包括下述步骤：
提供与可变频率电信号发生器(20)以及信号分析电路(24)电通信的超声换能器(18)；
将所述超声换能器(18)放置于与所述接合(16)超声通信；
通过具有第一频率的从所述可变频率电信号发生器(20)传送的第一电信号经由所述超声换能器(18)的刺激传送第一超声信号(22)；
经由所述超声换能器(18)接收所述第一超声信号(22)的第一反射信号(26)；
通过具有与所述第一频率不同并且区别的第二频率的从所述可变频率电信号发生器(20)传送的第二电信号经由所述超声换能器(18)的刺激传送第二超声信号(28)；
经由所述超声换能器(18)接收所述第二超声信号(28)的第二反射信号(30)；以及
通过使用所述信号分析电路(24)分析所述第一反射信号(26)和所述第二反射信号(30)确定所述接合(16)的质量。


2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述第一频率是在5兆赫兹(MHz)到15MHz的范围内并且所述第二频率是在5MHz到15MHz的范围内。


3.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述超声换能器(18)由被配置成用于传送所述第一超声信号(22)和所述第二超声信号(28)并且接收所述第一反射信号(26)和所述第二反射信号(30)的单个元件组成。


4.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述超声换能器(18)包括被配置成用于传送所述第一超声信号(22)和所述第二超声信号(28)的第一多个元件(34)以及与所述第一多个元件(34)不同的第二多个元件(36)，所述第二多个元件(36)被配置成用于接收所述第一反射信号(26)和所述第二反射信号(30)。


5.根据权利要求4所述的方法(100)，其特征在于，所述第一多个元件(34)是向着所述第二多个元件(36)倾斜，并且所述第二多个元件(36)是向着所述第一多个元件(34)倾斜。


6.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述方法(100)还包括下述步骤：
通过使用所述信号分析电路(24)分析所述第一反射信号(26)和所述第二反射信号(30)确定在所述接合(16)中的空隙(14)的位置。


7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·韦德纳，J·M·亨德尔，
申请(专利权)人：德尔福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US