[发明专利]由动力工具执行的以超声波测量紧固件的伸长的方法以及动力工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种由与紧固件处于声接触的动力工具执行的以超声波测量紧固件的伸长的方法。本发明进一步涉及一种动力工具，该动力工具包括用于与紧固件相接合的工具头、用于将超声波信号传输到该紧固件中并且接收来自该紧固件的经反射的超声波信号的超声波换能器单元。

背景技术

动力工具可以用于各种组装过程中，包括接头的紧固等。在紧固接头时，重要的是这种接头的紧固件被拧紧，从而达到所需的拧紧力水平。

为了控制接头的拧紧力，可以在紧固期间监测紧固件的伸长。在先专利SE 533385披露了一种用于以超声波测量紧固件的伸长的方法和工具。通过测量紧固件的伸长，可以评估紧固件的拧紧力。

然而，总是需要改进这种以超声波测量紧固件的方法，以便能够提高对伸长的测量的可靠性和稳健性以及因此对拧紧力的测量的可靠性和稳健性。

在US 5970798A中公开了一种超声波计量器，其使用互相关算法来确定施加至紧固件的张力。可以根据单一数据采集获得多个张力数据输出，以便提高测量可靠性。

然而，与可靠性有关的问题在于，介质的主题可能改变，并且不同的信号在不同时间下可能更会有效果。这是在现有技术中还没有得到有效解决的问题。

发明内容

从而，本发明的一个目的是提供对使用动力工具以超声波测量紧固件的伸长的改进。具体地，一个目的是提高对伸长的测量的稳定性和稳健性。

因此，本发明涉及一种由与紧固件处于声接触的动力工具执行的以超声波测量紧固件的伸长的方法。该方法包括：

-将具有不同基本频率的成组一次最小峰值旁瓣(MPS)编码的超声波信号传输到该紧固件中，

-接收来自该紧固件的成组相应的经反射的一次超声波信号，

-将每个经反射的一次超声波信号与该相应的经传输的一次超声波信号进行互相关，从而获得成组一次互相关的信号，

-从该成组一次互相关的信号中确定每个经传输的一次信号的品质属性，

-基于该成组经传输的一次信号的那些品质属性确定用于执行对该紧固件的测量的超声波测量信号的至少一个参数，

-将该超声波测量信号传输到该紧固件中，

-接收来自该紧固件的一个经反射的超声波测量信号，并且

-基于经反射的超声波测量信号测量该紧固件的伸长。

通过将最小峰值旁瓣(MPS)编码的超声波信号传输到紧固件内并且将经反射的超声波信号与经传输的超声波信号进行互相关，相比于其他类型的信号(例如，常规的正弦脉冲)，可以实现更好的相关。经反射的超声波信号与经传输的超声波信号之间的关联可以用来跟踪超声波信号在伸长(例如，拧紧带螺纹的紧固件)期间的相位变化。通过提高关联，可以使得对相位变化以及因此对伸长的测量更加可靠和稳健。因此，使用最小峰值旁瓣(MPS)编码的超声波信号可以引起对紧固件的伸长的更可靠和稳健的测量。因此，可以改进用动力工具测量紧固件的伸长。

为获得MPS编码的超声波信号，根据MPS码对超声波信号的有待被MPS码所调制的选定周期进行移相。

MPS码是具有低自相关旁瓣电平的二进制序列，已经以高达48(M.N.Cohen(M.N.科恩)、M.R.Fox(M.R.福克斯)、J.M.Baden(J.M.巴登)，Minimum peak sidelobes pulse compression codes(最小峰值旁瓣脉冲压缩码)，IEEE国际雷达会议学报，阿林顿，弗吉尼亚州，1990年5月，pp.633-638)以及最近的高达68(Binary sequences with minimum peak sidelobe level up to length 68(长度高达68的具有最小峰值旁瓣电平的二进制序列)，A.N.Leukhin、E.N.Potehin，http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1212/1212.4930.pdf)的序列长度(调制波形的周期)而对这些二进制进行了识别。

通过将成组具有不同基本频率的一次最小峰值旁瓣(MPS)编码的超声波信号传输到紧固件内、将每个经反射的一次超声波信号与相应的经传输的一次超声波信号进行互相关、并且使用互相关的信号确定该成组经传输的一次信号的每个信号的品质属性，可以选择超声波测量信号的至少一个参数，从而可以使实际测量更加可靠和稳健。该至少一个参数可以包括超声波测量信号的类型或超声波测量信号的任何其他参数。