超薄型輪胎漏氣報警裝置的製作方法

2023-05-27 21:48:26 1

專利名稱：超薄型輪胎漏氣報警裝置的製作方法
技術領域：
本發明是一種對汽車輪胎氣壓進行無線檢測的裝置。即在輪胎漏氣，氣壓降低到額定值以下時，能及時報警。
本發明涉及輪胎漏氣的檢測方法，以及電子電路、機械結構等技術領域。
通過專利檢索近年來關於「輪胎漏氣報警」方面的約三十多種專利公報。發現普遍存在的技術問題是探測器部分體積大，結構及電路複雜，成本高。比如中國專利公報1993年2月10日，公開了申請號為92107287.2，公開號為CN1068782A，名稱為「輪胎氣壓報警裝置」的發明專利申請，屬其中一例。
中國專利公報1993年4月28日，公開了申請號為92209885.9，公開號為CN2131151Y名稱為「一種輪胎低氣壓報警裝置」的實用新型專利申請，這是本人過去不成熟的專利申請。其主要缺點是壓力探測器發出的射頻信號微弱而且簡單，不易接收和區分。接收裝置靈敏度低，而且沒有信號鑑別能力。汽車在運行時，無線電幹擾因素很多，雜波頻譜很寬，強度很大。因此，原設計很容易受幹擾，造成誤報。
本發明的目的，是向公眾提供一種體積薄小，性能優良且低成本的輪胎漏氣報警裝置。也是在自己原有技術的基礎上，進一步改進的輪胎漏氣報警裝置。
本發明的目的通過如下方案實現本發明由無線發射信號的壓力探測器和無線接收信號的語言報警器構成。本發明的特徵是A、所述壓力探測器是以輪胎內胎空氣壓力為動力，以輪胎內胎橡皮為媒介，通過按鈕T和彈簧觸點A、B、C組成多功能開關SB1為傳感元件，來探測輪胎氣壓。再以無線電發射的方式，將探測出的低氣壓信號，傳送到無線接收的語言報警器輸入電路。經過信號放大和識別後，觸發聲光報警電路。
B、所述壓力探測器的發射機電路，採用高穩定的石英晶體振蕩電路，或者超高頻LC振蕩電路，並由超低頻脈衝集成電路調製。報警時，通過天線W1，發射脈衝調製的高頻無線電波。
C、所述多功能開關SB1，串接在發射機電源迴路中，具有壓力傳感功能。即在正常高氣壓時，開關不通，在氣壓低於正常氣壓報警時開關導通，連續報警，氣壓接近零時，開關又不通。以達省電之目的。另外，還具有手動調整報警氣壓的功能。
D、在所述的語言報警器電路中。通過W2或W3，接收壓力探測器在報警時發出的脈衝調製射頻信號。經過超外差式接收電路，或者超再生式接收電路將信號放大，再經過解調、濾波以及脈寬鑑別，脈頻鑑別和脈衝計數等信號識別電路。使接收到的信號，必須在射頻頻率、脈衝頻率、脈衝寬度、脈衝數量等四個條件都一致時，才能觸發語言電路，發出「請注意氣壓」的報警聲。同時要經過一段時間的反覆鑑別後，觸發報警指示燈亮，並保持記憶狀態。人工復位後，指示燈才滅。
本發明具有如下優點1、所述壓力探測器的體積為47mm×33mm×5mm。屬於超薄型，最適合放置在輪胎內部。結構緊湊，堅固耐用，能在溫度+70℃和-20℃的條件下穩定地工作。
2、壓力探測器外面有薄橡膠履蓋，並與帶狀天線連成整體。總體上看，是一個梯形薄橡膠帶(參見圖3)。因此對內胎無任何傷害。
3、探測器裝在輪胎內部，不受泥水侵蝕。能長期、可靠、反覆的使用。而且用電省，一節鈕扣電池正常使用可用一年左右。電池卡為抽屜式，更換電池方便。
4、由於探測器結構簡煉，電路簡單，生產工藝簡便，所用元器件少，材料省。因而成本低。這對於實際推廣應用，意義重大。(由於用於汽車輪胎，探測器用量大，一部汽車最少四輪，多者要十個以上，探測器成本高了不利於推廣)。
5、由於探測器發射效率高，傳輸距離適中，而且體積小，重量輕，報警氣壓又可手動調整。因此可以適用於各種車輛的輪胎。如高壓輪胎、低壓輪胎、小車輪胎，大車輪胎以及拖鬥車輪胎等。應用範圍很廣。
6、所述的語言報警器，具有較高的靈敏度和較強的信號識別能力。並具有探測器電池欠壓指示功能和報警記憶功能。
以下通過實施例，結合附圖，對本發明作進一步描述

圖1、圖8為壓力探測器電原理2、圖9為語言報警器電原理3為帶狀壓力探測器總成圖4為壓力探測器俯視A-A剖視，是多功能開關SB1的結構示意5為探測器背視6為輪胎截面安裝示意7為探測器定位示意圖參見圖A-A，圖6和圖7。在所述壓力探測器按鈕T緊貼外套橡皮14，外套14又緊貼內胎橡皮16，內胎氣壓通過14和16兩層橡皮介質傳遞到按鈕T。按鈕T下面有人字形彈簧A支撐。沒有氣壓時，簧片A彈起，按鈕T凸出電路板6表面H高度。簧片A和B接觸並使B也彈起，B與C斷開。當氣壓在正常範圍時，內胎橡皮將按鈕T壓平。B與C接觸，並使B與A斷開。簧片A和C串聯在發射機電源迴路中，因此，在沒有氣壓時和正常氣壓時，發射機電源始終是斷開的。當輪胎漏氣時，氣壓降低到使按鈕T彈起H/2高度時，簧片A、B、C全部接通，發射機電源通，開始報警。
使用時，調整長方孔8內的小孔7的位置，即可調整報警氣壓的範圍。因為簧片A向左移動，按鈕T的壓點與簧片A的支點之間的距離拉長，彈力就小，報警壓力就低。反之，A向右移動，報警壓力就高。
發射機電路參見圖1。由石英晶體B1三極體V1，電容C1、C2高頻線圈L1，電阻R1等元件，組成基極一集電極型比亞斯振蕩電路。頻率非常穩定。為了縮小體積，簡化結構，採用1.5V電壓供電。三極體V1集電極接L1抽頭上，使V1輸出阻抗匹配在最佳發射狀態。V1發射極接地，提高功率和電源利用率。IC1為超低頻脈衝發生電路。1腳接電源正極，輸出端2，接V1基極，3接地。R1既是IC1輸出負載，又是V1基極偏壓電阻。當IC1輸出脈衝為高電平1時，R提供正常偏壓，V1開始振蕩。當IC1輸出脈衝為低電平0時，V1基極偏壓為低電位，V1停止振蕩。因此，發射機工作在高效的鍵控調幅狀態。
參見圖3。軟導線4，做成三角波形，埋設在帶狀橡膠2內。構成防斷橡膠天線2。探測器3的右上角焊接軟導線4。然後裝入橡膠外套1內。構成與天線2一體化的帶狀探測器總成。
參見圖6。安裝時，將帶狀天線2，沿輪胎徑向，插入外胎15和內胎16之間。探測器部分放置在襯帶18和內胎16之間，按鈕T，面向內胎16，中間隔一層外套橡皮14。
參見圖5、圖7。探測器的定位，必須保證安放在襯帶18槽底的中間位置，用定位插帶13，穿過襯帶18，並鎖定，插帶13與鋼圈17接觸。這樣做有兩個目的一是定位準確，防止探測器損壞;二是通過鋼圈，發射機接地端與車身相連，提高發射能力。
探測器放置在襯帶和內胎之間另一個好處是鋼圈17為柱形，襯帶與內胎的接觸面為柱面，相對比較平整。輪胎其他部位在運行時都會發生變形，唯獨這個位置比較穩定。因此，對保護內胎和探測器本身都有利，並且安裝方便。
參見圖2，由探測器發出的高頻信號，通過天線W2，經C3，L2耦合到V2進行高頻放大，放大後的高頻信號由L3耦合到IC2，1、2腳。V3為本機振蕩管，由石英晶體B2諧振，本振信號由L4耦合到IC2、3、4腳。IC2為收音機集成電路，具有混頻、中放、解調等功能。經IC2混頻後的中頻信號，通過L5耦合到IC2、12、13腳。又經IC2中頻放大後，由L6諧振，輸出到IC2內部的解調放大電路。VD9，VD10互為反相併接在L6兩端，構成限幅電路。有效地削弱雜波幹擾。經過IC2放大的解調信號，則是探測器IC1發生的超低頻脈衝信號，從IC2，7腳輸出。C14可將高於超低頻頻率的雜波濾除。V5，C25，VD4，R17構成大動態自舉解調放大電路，C25為自舉電容。該電路能有效地抑制雜波電平，增強有用信號，並有很大動態範圍。VD4是信號檢測燈，跟隨超低頻脈衝信號的頻率閃爍。放大後的脈衝信號，由C24耦合到V4基極，進行整形放大。由VD5，C23、R19構成脈寬鑑別電路。凡是小於超低頻脈衝寬度的幹擾脈衝，都不能通過。經過脈寬鑑別後的脈衝信號輸入到IC3的14腳。IC3是十進位計數器電路。當IC3計到第九個脈衝時，11腳輸出高電平，觸發語言電路IC5，使其發出「請注意氣壓」的語音信號，經IC4功率放大，推動揚聲器放音。
IC4為時基電路。調整R14和R13，可使IC4的5腳，輸出佔空比很大的脈衝電壓。在IC3連續計數第九個脈衝後，在這個周期內，IC4就要輸出一個短脈衝，觸發IC3的15腳，給IC3清零。計數器IC3又從零開始，計到第九個脈衝後，又開始第二次觸發語言電路，使揚聲器再次發出「請注意氣壓」的報警聲，IC4馬上又輸出脈衝，給IC3清零。這樣周而復始，揚聲器就連續報警。前面講過，脈寬鑑別電路可使小於超低頻脈衝寬度的幹擾脈衝不能通過。但是大於信號脈寬的幹擾脈衝還是能夠通過。雖能通過幾個幹擾脈衝，但是因為周期長，不到第九個脈衝來到時，IC3就被IC4定時清零了。所以，幹擾脈衝的頻率與信號脈衝頻率不一致，是不能觸發報警的。
從以上對無線接收機部分各電路的描述可知，接收機具有很高的靈敏度和很強的抗幹擾能力。因為前面高頻放大和中頻放大電路都採取調諧式窄頻帶放大電路，對微弱的高頻信號有很高的放大能力和很強的選擇性。雜波信號在高頻頻率上，脈衝頻率上，脈衝寬度上和脈衝數量上和超低頻脈衝射頻信號，完全一致的機會是很少的。因此，誤報的機會就很少。
另外，IC4、R20、VD3、R21、C27、R23、VD2、SB2、C26構成延遲報警記憶電路。每當IC3輸出脈衝，觸發語言電路的同時，也經過R20、VD3，向C27充電，經連續5次左右的脈衝充電，使C27電壓升高到3V左右。IC4雙穩態R、S觸發器翻轉，9腳輸出低電平，驅動VD2發光，並一直保持報警記憶狀態。按動復位鍵SB2，指示燈VD2熄滅。R21為洩放電阻。報警停止後，C27通過R21放電，為下次報警作準備。報警指示燈是在反覆5次鑑別後才亮。因此，它的報警準確性更高。車輛長期停放，輪胎漏氣報警後，駕駛員到車上就能知道。
VD4是信號檢測指示燈。根據VD4的閃爍情況，可以鑑別是幹擾信號，還是報警信號。也可以檢查探測器電池是否不足。如果在使用中，VD4在微微地連續亮著，或不規則地閃亮，表示無線電雜波幹擾的存在，但不報警。如果是連續有規律地閃爍，亮度很大，又經一段時間識別後，揚聲器連續發出「請注意氣壓」的報警聲。證明輪胎漏氣了，駕駛員可停車檢查是哪一個輪胎漏氣。如果在報警時，VD4在高亮度，連續有規律地閃爍頻率明顯變化很慢，證明探測器內電池不足。提醒駕駛員在修輪胎時，應更換探測器電池。
IC3是三端穩壓電路，R22是限流電阻，VD1是防止電源接反的保護二極體。車用12V-24V直流電源接至VD1正極。天線W2可放置在駕駛室內任何隱蔽處。
為了進一步降低成本，提高性能，圖8、圖9示出了本發明在發射機電路和接收機電路方面的另一種改進實施例。
參見圖8，發射機電路採用發射管V6及外圍元件，構成200兆赫以上的超高頻LC振蕩電路，超低頻脈衝調製集成電路IC1，輸出端2接V6基板，控制V6偏壓，使其工作在鍵控調幅狀態。通過天線W1，向空中發射脈衝調製的超高頻信號。
參見圖9，接收機採用超再生接收電路，由V7及外圍元件構成超高頻LC振蕩電路，C41為反饋電容。振蕩頻率和發射信號頻率一致。C43、R30、VD11構成自熄電路，使V7工作在間歇振蕩狀態，微帶天線W3與C38、C39構成LC諧振迴路，當與發射機發出的信號頻率諧振或接近諧振時，在LC迴路兩端產生較高電壓。因此，V7集電極電壓對同頻率射頻信號十分敏感，並跟隨脈衝調製的頻率變化，可直接通過R29、C44檢出超低頻脈衝信號。經V8、V9放大後，送進前面所述的一系列信號識別電路，最後觸發聲光報警電路。
該電路雖簡單，靈敏度卻很高，工作頻率在200兆赫以上，幹擾信號比較少。
權利要求
1.一種超薄型輪胎漏氣報警裝置，由無線發射信號的壓力探測器和無線接收信號的語言報警器構成，其特徵是壓力探測器利用輪胎內胎橡皮為媒介，以按鈕T和彈簧觸點A、B、C組成的多功能開關SB1為傳感元件，來探測內胎氣壓，探測到的低氣壓信號以無線電發射的方式傳送到無線接收信號的語言報警器輸入電路，經過信號放大和識別，觸發聲光報警電路。
2.按照權利要求1所述的報警裝置，其特徵是所述帶狀壓力探測器總成由超薄形壓力探測器(3)，防斷帶狀橡膠天線(2)及保護探測器(3)的橡膠外套(1)構成，橡膠天線(2)和橡膠外套(1)是整體。
3.按照權利要求2所述的總成裝置，其特徵是壓力探測器(3)為超薄形，厚度為5mm，面積小於47mm×33mm，由印刷電路板(6)，高溫塑料框架(5)和銅底片(9)、鉚裝而成，按鈕T凸出於電路板(6)表面，軟導線(4)焊接在電路板(6)左下角，鈕扣電池(11)安裝在抽屜式電池卡(10)上，探測器(3)表面覆蓋橡皮(14)，並與帶狀天線(2)連成整體，電子原件部分(12)，採用表面安裝工藝，並用樹脂膠灌封。
4.按照權利要求3所述的探測器裝置，其特徵是探測器(3)內部的多功能開關SB1，由方形、開槽式按鈕T，人字形簧片A，菱形簧片B和固定式簧片C構成，簧片A、B為一對觸點，簧片B、C為另一對觸點，按鈕T和簧片A聯動，觸點A、C串聯在發射機電源迴路中，簧片A上有一小孔(7)，並可在框架(5)內左右移動，菱形簧片B和固定觸點C分別焊接在電路板(6)上。
5.按照權利要求2所述的帶狀探測器總成裝置，其特徵是總成為橡膠梯形，大頭部分厚，小頭部分逐漸薄，中間長條部分厚，兩邊長三角形部分逐漸薄，探測器(3)從橡膠外套(1)，背面裝入袋中，並被橡膠外套(1)緊裹住，由多股軟導線(4)做成三角波形，埋設在帶狀探測器總成內，構成防斷橡膠天線(2)，使用時，將橡膠天線(2)沿輪胎徑向插入外胎(15)和內胎(16)之間，探測器(3)固定在截面為槽形的襯帶(18)的中間位置，用定位插片(13)鎖定在襯帶(18)上。
6.按照權利要求3所述的探測器裝置，其特徵是由多功能開關SB1、電池卡(10)及電子原件部分(12)，組合成整體，但三者由框架結構(5)相互隔離，銅底片(9)開有長條形窗口(7)，並和梯形定位插片(13)是整體，電路板(6)、銅底片(9)分別鑲入框架(5)臺階內，軟導線(4)焊接在電路板(6)與框架(5)之間的縫隙內，鈕扣電池(11)裝在電池卡(10)上，並塞進探測器(3)內，電池正極與銅底片(9)接觸，負極與電路板(6)接觸，簧片A與銅底片9接觸。
7.按照權利要求1所述的報警裝置，其特徵是發射機電路由石英晶體B1、發射管V1、高頻線圈L1、電容C1、C2、電阻R1，超低頻脈衝發生集成電路IC1和發射天線W1構成，由一塊1.5V的鈕扣電池供電，V1集電極接L1抽頭上，發射極接地，基極接IC1輸出端2，或者由V6、C33、C34、C35、C36、C37、L7、L8、R25、IC1及天線W1構成，由一塊電壓1.5伏的鈕扣電池供電，C34為頻率微調電容，使其諧振在UHF頻段某頻點，IC1輸出端2接V6基極，3端接地，1端按電源正極。
8.按照權利要求1所述的報警裝置，其特徵是在所述超外差式接收電路中，由IC2及外圍元件構成混頻、中放和解調電路，V2接成共基極高頻放大電路。L2、L3分別為調諧式輸入、輸出高頻耦合線圈，L5、L6分別為調諧式輸入、輸出中頻耦合線圈，B2、V3、L4、R4、R2、R3、C7構成本機振蕩電路，VD9、VD10互為反向並聯在L6兩端，V5、C25、R17、VD4構成自舉解調放大和指示燈電路。
9.按照權利要求1所述的報警裝置，其特徵是在所述的超再生式接收電路，由V7、W3、C38、C39、C40、C41、C42、R26、R27、R28構成超高頻LC振蕩電路，由C43、R30、VD11構成自熄電路，R29、C44、C45、R31、R33、V8構成解調信號前置放大電路，C46、R32、R34、V9、C48、V5、C25、R17、VD4構成自舉解調放大和信號指示燈電路。
10.按照權利要求1的報警裝置，其特徵是在所述的識別、記憶及聲光報警電路中，V4、R16、C29、R18構成脈衝整形電路，VD5、R19、C28構成脈寬鑑別電路，IC3、R10、R20構成脈衝計數觸發電路。IC4、C22、R14、R18、VD7、VD8、C21、R12構成定時清零電路，IC4、C26、C27、R28、SB2、R21、VD3、VD2、R22構成延遲報警記憶電路，IC5、R9、R10、R11構成語言發生電路，K6、C19、C17、C16、B2構成語言放音電路，IC7、C28、C29構成三端穩壓電源電路，VD7防止電源接反，R24為保護電阻。
全文摘要
一種輪胎漏氣報警裝置，由壓力探測器和語言報警器構成。壓力探測器利用內胎橡皮為媒介，將輪胎氣壓傳遞到探測器的按鈕上；按鈕開關串聯在發射機電源迴路中。使用時，探測器放置在輪胎內部的襯帶和內胎之間，按鈕緊貼內胎。報警時，探測器發出脈衝調製的高頻無線電波。語言報警器通過天線，收到低氣壓射頻報警信號後，經過放大和識別，觸發聲光報警電路。本發明具有探測器報警準確、可靠，體積薄小，成本低廉；語言報警器性能優良，功能齊全等優點。
文檔編號B60C23/02GK1095993SQ9410438
公開日1994年12月7日 申請日期1994年4月26日 優先權日1994年4月26日
發明者朱慕松 申請人:朱慕松