無線傳感技術(shù)解決汽車組裝時偵察泄漏的難題

作者　Jeremy Corrreale 安森美半導(dǎo)體 Alan Hansford RFMicron

摘要：本文著眼于日益嚴(yán)重的泄漏問題及其影響，探討了如何解決此問題、最大限度減少現(xiàn)場故障并保護(hù)汽車制造商的聲譽(yù)。

1 漏水問題難以檢測

　　與進(jìn)水相關(guān)的質(zhì)量問題很難檢測，汽車制造商面臨的緩燃問題通常不會立即引發(fā)明顯的故障，但在裝配線上，它可能會成為一個大問題，車輛會在這里例行通過最后的線路噴霧測試，以檢測任何可能在車輛使用壽命中導(dǎo)致潛在問題的漏水情況。

　　目視檢查方法可以發(fā)現(xiàn)明顯的泄漏，但較小的泄漏(通常在難以進(jìn)入的區(qū)域)很難發(fā)現(xiàn)，幾乎無法找到。而現(xiàn)代車輛組裝方法和當(dāng)今汽車中日益增加的電子元件又加劇了進(jìn)水的可能性及其對可靠性的影響。

　　安森美半導(dǎo)體和RFMicron嘗試通過共同開發(fā)獨(dú)特的免手動生產(chǎn)統(tǒng)包泄漏檢測系統(tǒng)來解決這個日益重要的問題。該解決方案在裝配過程中將小巧、低成本、無電池的無線水分傳感器提前布置在車輛周圍，然后在噴射測試后讀取數(shù)據(jù)，這種有效的方法不僅可以檢測進(jìn)水問題，還能推動流程改進(jìn)，從而徹底消除問題。

2 漏水導(dǎo)致高昂成本

　　如今，車輛漏水在很多方面對汽車制造商而言都是一個成本高昂的問題?，F(xiàn)代車輛變得越來越復(fù)雜，采用新型材料(包括鋁、復(fù)合材料和膠水)，具有數(shù)百個電子組件，這使它們比以前更容易遭受水損害。

　　大泄漏通常很容易找到并解決，雖然在車輛中加入了較厚的消音泡沫，但這很容易掩蓋重大問題。小泄漏更難檢測，而且隨著時間的推移可能導(dǎo)致霉菌生長，這對車載電子設(shè)備以及車輛乘客的健康有潛在的負(fù)面影響。

　　進(jìn)水總會給汽車制造商帶來昂貴的保修索賠;消費(fèi)者調(diào)查顯示，每年約有15萬輛汽車因?yàn)槁┧畣栴}被召回。每輛汽車的維修成本平均高達(dá)5000美元，這相當(dāng)于每輛售出車輛的隱藏泄漏成本為100美元，還不包括品牌聲譽(yù)受損的價(jià)值和潛在的未來銷售損失。

3 噴射尋找

　　雖然車輛設(shè)計(jì)已經(jīng)顯著改善，泄漏問題遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以往水平，但據(jù)估計(jì)，高達(dá)2%的車輛在離開工廠時存在漏水隱患。為了在車輛銷售之前識別這些問題，許多汽車制造商在裝配線末端安排了2-5分鐘的浸泡測試。

　　這些浸泡測試通常會從多個角度對車輛進(jìn)行高壓水噴射，以探測所有車輛縫隙，加速任何進(jìn)水問題。測試期間的水侵入量從積聚在車輛低洼區(qū)域的大水坑，到較隱蔽區(qū)域的少數(shù)幾滴不等。前者通過傳統(tǒng)的目視檢查方法可以較為輕松地發(fā)現(xiàn)。但后者卻不盡然，尤其是視野之外的地方，例如在車輛的內(nèi)外層之間或者浸入消音材料中。

　　目前，在噴射過程完成后，有幾種檢測進(jìn)水的手動方法。一些汽車制造商使用差分探頭以通過電力方法識別泄漏，或使用受潮變色的水接觸指示膠帶。這些方法雖然能提高檢測到泄漏的可能性，但它們?nèi)噪y以穿透現(xiàn)在車輛中較厚的泡沫和小型內(nèi)部空間。最常見的方法仍然是由裝配線工人進(jìn)行實(shí)物檢查。

　　這種人工檢查方法很容易出錯，尤其是因?yàn)楣と送瑫r進(jìn)行大量其他(無關(guān))檢查。即使妥當(dāng)執(zhí)行，這種方法也只能驗(yàn)證工人可以看到或用手感覺到的水。這勢必會錯過難以進(jìn)入的區(qū)域(內(nèi)部裝飾后方或地毯下面)中被擋住的水，未來可能會導(dǎo)致保修索賠。

　　目前的“噴射尋找”方法不僅不可靠，而且還耗時，因此為汽車制造商帶來高昂的額外成本。

4 高性價(jià)比、準(zhǔn)確和非侵入性泄漏檢測

　　鑒于不可靠的測試和檢查相關(guān)的成本以及修復(fù)消費(fèi)者所購車輛每個泄漏問題的高昂費(fèi)用，半導(dǎo)體制造商和汽車制造商一直在尋找替代解決方案也就不足為奇了。RFM5126進(jìn)水檢測系統(tǒng)是一種用于解決車輛進(jìn)水問題的創(chuàng)新可靠方法。這個統(tǒng)包解決方案不僅能讓汽車制造商確定車輛是否進(jìn)水，還能顯示出任何泄漏的確切時間和位置。此外，它還能通過存儲和分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為車輛模型和工廠提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和趨勢信息，從而通過改進(jìn)流程進(jìn)行有效設(shè)計(jì)。

　　這款集成系統(tǒng)的核心是將多個小型無電池的無線漏水傳感器放置在地毯下方、裝飾板后面以及車內(nèi)其他小型隱藏區(qū)域。

　　這些Smart Passive Sensing?和SPS?品牌的傳感器采用粘連襯背，在裝配的裸機(jī)階段便可安裝在車輛底盤上和易發(fā)生漏水的地方。傳感器帶有一個選配件，可在安裝過程中裝入吸水尾以粘附在傳感器的頂部和裸機(jī)底盤上，從而擴(kuò)大了特定車輛位置的泄漏檢測范圍。

　　在完成所有組裝后，車輛進(jìn)行高壓噴射測試，系統(tǒng)標(biāo)記任何泄漏，包括難以找到的微小泄漏。免下車道口接收來自傳感器的數(shù)據(jù)，道口內(nèi)的復(fù)雜傳感器監(jiān)控軟件可以準(zhǔn)確地報(bào)告泄漏位置，以確定并加快任何必要的返工。

5 結(jié)論

　　進(jìn)水是汽車制造商面臨的重大問題，它會使制造商在裝配線上花費(fèi)時間、造成重大保修索賠，最終導(dǎo)致品牌聲譽(yù)受損。目前的測試方法并不可靠，因?yàn)楹芏嘈孤峨y以檢測，而且裝配線工人在檢查時通常會同時執(zhí)行其他任務(wù)。

　　新智能無源傳感器構(gòu)成了復(fù)雜的泄漏檢測系統(tǒng)的核心，從而無需人工檢測并提高檢測精確度。 傳感器收集的數(shù)據(jù)提供了推動流程改進(jìn)工作所需的信息，幫助汽車制造商識別系統(tǒng)問題，最終實(shí)現(xiàn)徹底、永久消除問題的目的。

　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第3期第71頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。