美国公路交通安全局(NHTSA)要求,从2007年9月1日起(
http://designnews.com.cn/0707-201.aspx ),所有小汽车和轻型卡车必须安装轮胎气压监控系统(TPMS)。为了符合2000年交通工具召回加强责任确定和文件记录法案(TREAD)(
http://designnews.com.cn/0707-202.aspx)的要求,车辆行驶中如果任何一个轮胎的气压低于所需压力等级的25%,安全系统必须亮起故障指示灯(MIL)。虽然该项法规只适用于总重量低于10,000磅的交通工具,但准确的轮胎气压监控对重型卡车也大有益处。虽然这项法规没有对行驶中轮胎的监控进行电池方面的要求,但是有一种替代的方法可以让轮胎的监控不再需要电池。
利用表面声波(SAW)技术,霍尼韦尔传感与控制公司(Honeywell Sensing & Control)与米其林北美公司(Michelin North America Inc.)(
http://designnews.com.cn/0707-203.aspx)合作开发了一种不需要电池的气压与温度传感器。SAW传感器利用了
一个压电陶瓷基片,上面有3个铝制焊条分别提供压力测量值、温度测量值和标准参考值。双向叉指式换能器(interdigital transducer,IDT)把外加电压转换成机械功率输出,或者把外加机械信号转换成电压输出。为了给传感器提供动力,传感器天线利用通过条纹间隔和温度测定的频率把射频信号转换为电压。为了得到机械信号,传感器外壳同时充当隔膜功用,并施加一个力使共振基片弯曲,这样就能把SAW频率按比例转换成外加压力。
这种传感器大约3克重,并且与射频(RFID)标签和天线一起安装在一个重11克的橡胶片中。这一装置被命名为eTire II(
http://designnews.com.cn/0707-204.aspx),整个装置消耗的电力大约是1mW。
传感器资料通过射频传送到手持读数器或移动读数器上,司机或检查员可以轻松得到测定值,准确测定轮胎是否漏气。无线技术可以允许我们测定轮胎内部的气压和温度,帮助车队管理者准确监控轮胎胎压,从而提高燃油效率,延长轮胎寿命。


