一种经受能够导致结构性故障的压力的结构（１０，５０）。这种结构（１０，５０）包括第一和第二传导层（１６，１８，５６，５８）以及由绝缘、半导体或电阻（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）材料制成的在它们之间的中间层（２０，６０），以使得该第一、第二层和中间层（１６，１８，２０，５６，５８，６０）组合形成电元件，即，电容性或电阻性元件。该电元件被布置在该结构（１０，５０）中，以使得该电元件物理响应由外在和内在源造成的该结构（１０，５０）暂时性和永久性的变形。该结构（１０，５０）进一步包括施加电压到第一和第二传导层（１６，１８，５６，５８）的至少一个，以从该电元件产生电信号，感测该电元件物理响应该暂时性和永久性的变形而产生的电信号的变化，以及将电信号的这种变化传送到远离该结构（１０，５０）的位置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有^S^翻幼的结构相关申请的交叉参考本申请要求申请日为2005年6月22日的美国临时申请No.60/595318的权 益，并且是申请日为2006年3月2日的共同的悬而未决的美国专利申请 No.ll/276500的部分继续申请，其要求申请日为2005年3月4日的美国临时申 请No.60/658932的雌。鹏在前申请的内容^M被参考结合。狱领域本专利技术通常涉及经受倉辦导1^构性故障的压力的结构，例如接触^纳 静ih^l动液体的结构，这种结构的例雅括轮胎、翼型、以及在移动的机器、 车辆、宇宙空间、带J3^1k和加工體中鹏鄉的管。本专利技术尤^^及装配有 在依据结构的磨损、疲劳柳^他结构性损坏方面感知寿命的^g和用于将该 感测装置的输出进行传送以检测即将发生的结构性故障的装置。背景"、、 、、、i 、 、,、 、. iNeto的美国专利No.5634497， Chevalier等人的美国专利No.6386237和Phelan 等人的美国专利No.64诉991公开了3ia:检测歸嗽管壁中的一个或更多的丝 的电P且系数来对用旧的软管的检测。这些专利集中于检测^A的丝的中断，例 如，当与检测到的由于软管或其丝的磨损I^导致的电阻系数的逐渐的增加 相反时，这种中断是由于丝的磨损弓l起的破坏而导致的。Skaggs的美国专利No.5343738不同在于公开了一种用于电容性地检测软管 的故障。在Skag辟中，基于ffii的,^^A在^t中的一对铜丝之间的介 电材料的介电特性，感领U从软管内层M的M。与Skaggs类似，Tryba等人 的美国专利No.5992218公开了基于M的7jC增加电tfe^层的导电性，检测软管 中水的泄漏，该电绝缘M^于一对传导层之间，并将3^t传导层分开。Redmond 的美国专利No.5969618同样公开了基于电导^W^1f故障的方法。Redmond 的软管被成型为具有包含分开的 5Maxwell的美国专利No.4446892中公开了用于繊嗽管即将发生的故障的 另一种方法。Maxwdl公开了由至少两个层以及两层之间的自阮件成型的液体 (油)输送软管。在Maxwell的具体实SK式中，该翻阮件响应fr于i^t 的内层的故障导致的出IJ^该两个层之间的流体的电m性。在Maxwell的第 二个具体实船式中，该感测元件i!MM现断路响应软管的内层的故障。所述 翻阮#^1缠绕在内层的细丝线亂并且与响应纖圈的电阻抗(AC)的 变化的装置连接。所^^种变化由流^^入到与该线圈,的材料的渗漏量或 内层的变形而产生，这两种原因均喊线圈的电感。在可割戈的具体实施方式 中，该翻阮件主要用于响应软管的两层之间的流体(油)的#1魁，Maxwell ^ffl连接到装置的平行的不接触的丝，以响应在各自丝之间的电导率的变化或 在丝之间的电容的变化。，讨论的现有^:具^^及tit， M31该t^，将流体从一个位置传谨 到另"^H^a,与流^l相对，例如液压體、管子以及轮胎管，其中如果 顿流体可能出现，很少，禾n/鄉中，^!^的来自于压力循环的结构性疲劳 往往是#^的寿^ 重要的因素。进""^地，Maxwell ^^i义，的感测系统通常 适用刊氐压系统，；jt^M,对软管壁中的渗漏量的检测肯滩对即将发生的故障 提供适当的警告。然而，在经受相对高压下流体的导管中，一旦滲漏发生，灾 难性的故障可能在大Wl秒中内发生，并不是几小时或甚至几洲'。因此，需 要感测相对高压的^以及其他用于高循环压力的结构的即将发生的疲劳。同 样需要预测这样的结构的结构性故障的发生时间，以使得该结构肖嫩在其整个 寿命内安^ife使用，并且在包含在该结构中的任何的流体系统或围绕该结构的ffisr物体发生任何损坏之前更换该结构。
技术实现思路
本专利技术提供了--种经受肖嫩导致结构故障的压力的的结构。这祥的结构具 体地包括在高压下接触或者容纳静ih^;流动流体的结构，包括轮胎、翼型、以 及在移动的鹏、糊、宇宙空间、制激和加工體中鹏鄉的管。该结 构配^t會滩检测即将发生的结构性故障的装置，i^置响应由外部或内部源 导致的该结构中的^，例如由施加到该结构的外部的力和由于该结构中的磨 损、疲劳称或结构性的损坏而产生的内部力导致的娜。依据本专利技术，该结构 包括第一和第二传导层和由介电体、半导体或电P射才料制成的在它们之间的中间层，以使得麟一、第二层和中间层组合形成电元件，艮P，电容性或电阻性 元件。组合该电元#^布置在该结构中，以育,理响应由外部和内部源导致 的该结构的暂时的和永久的变形。该结构进一步包括用于施加电压到该第一和 第二层中的至少一个以从该畅件产生电信号的錢，用于感澳油该电元件产 生的响应该电元##理响应暂时的和永久的变形的电信号变化的装置，和用于将该电信号中的变化传送到远离该结构的位置的^So当OT^It殊的机构，例如轮胎、翼型，管子等中时，该传导层可以是结构的加SM形式，也可以是 不积极或消极影响该结构的集成结构完整性的无源层。可以与本专利技术--起ra 不同的响应第一、第二种或中间层的娜的翻蝶置。在轮s台的应用中，这样 的响应可以用于监^&胎旋转时的规则循环负载和不规则负载或负载分布，改 变路况和车辆的动态、轮胎上的切口和小孔、过大的舰或负载、轮胎的不平 衡、撞伤、与路边的碰撞、变硬、不合适的装配以及在装配、即将发生的胎面 分离、即将发生的鹏故障中产生的损坏等弓l起该不规则负载或负载分布。同 样，aa^控由于多种源导致的郷，本专利技术提供了^^监控结构和最终在灾 难性的故障发生之前从设备±^除该结构的會幼。iia下面的具体描述，将顿的鹏本专利技术的其他部件和好处。附图说明图1劍台^151相对于総密封的轮胎的胎缘的 面图，并且显示了依 据本专利技术的实施例在轮胎中被中间层倾的形成电路的一对传导层；图2是轮胎的Jt视图，轮胎部分被剖开以暴露出位于^本专利技术的具体实 施例的轮胎的胎面中的传导层和中间层；图3和4 ^E'l4i&^出了MM^胎胎面的截面图，并肪出了依据本专利技术 的又--具体实施方式的肯滩用于腿接到轮胎胎面的传导层的传感i ^入慨图5 JiS31轮胎胎面的截面图，并肠出了依据本专利技术的另一具体实施方 式的育辦用于作为图2的轮胎中的传导层的带状丝图6和7显示了依据本专利技术的肯娜用于图2中的轮胎的传导层的带状丝的 两种可#(戈的形式；图8是^性旨出了依据本专利技术的有助于监^^胎的側腫的栅格的内含物7物图10和11示出了依据本专利技术的具有被中间层絲，以形成电路的一对传导层的管子的不同/^l图。 具鸺駄式如图1到11所示，本专利技术包括在经受高循环的或间歇力的帝隨结构中生成 电路，，包括但不p艮于相对高压的导管，例如轮胎、管子等，以及感测响应该结 构的暂时性和永久'l^形而产生的该电路中的变化。外部和内部源可能导致这样的娜，该外部和内^!l包括外繊啲力和由于磨损、疲劳以及该结构内 部的其他结构性损坏导致的内部力。该电路包括被介电体、半导体或电阻层分 开，以形成^h鞭多电容性的或电阻性的元件的传导层，ita该传导层能够 感测电容、电阻或电感的变化。该电路的各层被设置成能够感测即将发生的疲 劳故障、剩^命以及该高压结构的损坏，并且可以被^^接到倉滩预测该结构 的结构性故障本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有集成寿命感测能力的结构（１０，５０），所述结构（１０，５０）包括：第一和第二传导层（１６，１８，５６，５８）以及在它们之间的中间层（２０，６０），采用从包括介电体、半导体以及电阻材料的组中选择的材料制作所述中间层（２０，６０），以使得所述第一、第二和中间层（１６，１８，２０，５６，５８，６９）组合形成从包括电容性和电阻性元件的组中选择出的电元件，所述电元件被布置在所述结构（１０，５０）中，以使得所述电元件物理响应由外在和内在源产生的所述结构（１０，５０）的暂时性和永久性变形；用于施加电压到所述第一和第二传导层（１６，１８，５６，５８）中的至少一个，以从所述电元件产生电信号的装置（２２，２４）；用于感测电信号变化的装置（３４，４４，４６），所述电信号的变化由所述电元件物理响应所述暂时性和永久性的变形而产生；以及用于将所述电信号的所述变化传送到远离所述结构（１０，５０）的位置的装置（３４，４４，４６）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：加里威廉克鲁兹，基思哈迈耶，迈克尔A霍兰，
申请(专利权)人：普渡研究基金会，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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