由動力工具執(zhí)行的以超聲波測量緊固件的伸長的方法以及動力工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種由與緊固件處于聲接觸的動力工具執(zhí)行的W超聲波測量緊固件 的伸長的方法。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)及一種動力工具，該動力工具包括用于與緊固件相接合的 工具頭、用于將超聲波信號傳輸?shù)皆摼o固件中并且接收來自該緊固件的經(jīng)反射的超聲波信 號的超聲波換能器單元。
【背景技術(shù)】
[0002] 動力工具可W用于各種組裝過程中，包括接頭的緊固等。在緊固接頭時，重要的是 運種接頭的緊固件被梓緊，從而達(dá)到所需的梓緊力水平。
[0003] 為了控制接頭的梓緊力，可W在緊固期間監(jiān)測緊固件的伸長。在先專利SE533385 披露了一種用于W超聲波測量緊固件的伸長的方法和工具。通過測量緊固件的伸長，可W 評估緊固件的梓緊力。
[0004] 然而，總是需要改進(jìn)運種W超聲波測量緊固件的方法，W便能夠提高對伸長的測 量的可靠性和穩(wěn)健性W及因此對梓緊力的測量的可靠性和穩(wěn)健性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 從而，本發(fā)明的一個目的是提供對使用動力工具W超聲波測量緊固件的伸長的改 進(jìn)。具體地，一個目的是提高對伸長的測量的穩(wěn)定性和穩(wěn)健性。
[0006] 因此，本發(fā)明設(shè)及一種由與緊固件處于聲接觸的動力工具執(zhí)行的W超聲波測量緊 固件的伸長的方法。該方法包括：
[0007] -將具有不同基本頻率的成組一次最小峰值旁瓣（MP巧編碼的超聲波信號傳輸?shù)?該緊固件中，
[0008] -接收來自該緊固件的成組相應(yīng)的經(jīng)反射的一次超聲波信號，
[0009] -將每個經(jīng)反射的一次超聲波信號與該相應(yīng)的經(jīng)傳輸?shù)囊淮纬暡ㄐ盘栠M(jìn)行互相 關(guān)，從而獲得成組一次互相關(guān)的信號，
[0010] -從該成組一次互相關(guān)的信號中確定每個經(jīng)傳輸?shù)囊淮涡盘柕钠焚|(zhì)屬性，
[0011] -基于該成組經(jīng)傳輸?shù)囊淮涡盘柕哪切┢焚|(zhì)屬性確定用于執(zhí)行對該緊固件的測量 的超聲波測量信號的至少一個參數(shù)，
[0012] -將該超聲波測量信號傳輸?shù)皆摼o固件中，并且
[0013] -接收來自該緊固件的一個經(jīng)反射的超聲波測量信號。
[0014] 通過將最小峰值旁瓣（MP巧編碼的超聲波信號傳輸?shù)骄o固件內(nèi)并且將經(jīng)反射的 超聲波信號與經(jīng)傳輸?shù)某暡ㄐ盘栠M(jìn)行互相關(guān)，相比于其他類型的信號（例如，常規(guī)的正 弦脈沖），可W實現(xiàn)更好的相關(guān)。經(jīng)反射的超聲波信號與經(jīng)傳輸?shù)某暡ㄐ盘栔g的關(guān)聯(lián)可 W用來跟蹤超聲波信號在伸長（例如，梓緊帶螺紋的緊固件）期間的相位變化。通過提高 關(guān)聯(lián)，可W使得對相位變化W及因此對伸長的測量更加可靠和穩(wěn)健。因此，使用最小峰值旁 瓣（MP巧編碼的超聲波信號可W引起對緊固件的伸長的更可靠和穩(wěn)健的測量。因此，可W改進(jìn)用動力工具測量緊固件的伸長。
[0015] 為獲得MPS編碼的超聲波信號，根據(jù)碼對超聲波信號的有待被碼所調(diào)制 的選定周期進(jìn)行移相。
[0016]MPS碼是具有低自相關(guān)旁瓣電平的二進(jìn)制序列，已經(jīng)W高達(dá)48 (M.N.Cohen(M. N.科恩）、M.R.Fox(M.R.福克斯Baden(J.M.己登），Minimumpeaksidelobespulse compressioncodes(最小峰值旁瓣脈沖壓縮碼），IE邸國際雷達(dá)會議學(xué)報，阿林頓，弗吉尼 亞州，1990年5月，PP. 633-638)W及最近的高達(dá)68 炬inarysequenceswithminimumpeak sidelobeleveluptolength68(長度高達(dá)68的具有最小峰值旁瓣電平的二進(jìn)制序列）， A.N.Le址hin、E.N.Potehin,http://arxiv.orR/ftp/arxiv/papers/1212/1212. 4930.pdf) 的序列長度（調(diào)制波形的周期）而對運些二進(jìn)制進(jìn)行了識別。
[0017] 通過將成組具有不同基本頻率的一次最小峰值旁瓣（MP巧編碼的超聲波信號傳 輸?shù)骄o固件內(nèi)、將每個經(jīng)反射的一次超聲波信號與相應(yīng)的經(jīng)傳輸?shù)囊淮纬暡ㄐ盘栠M(jìn)行互 相關(guān)、并且使用互相關(guān)的信號確定該成組經(jīng)傳輸?shù)囊淮涡盘柕拿總€信號的品質(zhì)屬性，可W 選擇超聲波測量信號的至少一個參數(shù)，從而可W使實際測量更加可靠和穩(wěn)健。該至少一個 參數(shù)可W包括超聲波測量信號的類型或超聲波測量信號的任何其他參數(shù)。
[0018] 編碼的超聲波信號可W是編碼的超聲波正弦信號。從而，由該碼所調(diào)制的 超聲波信號可W是正弦信號或正弦脈沖。從而，可W維持經(jīng)編碼的信號中的相位信息。
[0019] 該成組經(jīng)傳輸?shù)囊淮涡盘栔械拿總€信號的品質(zhì)屬性可W基于從由W下屬性或其 組合組成的組中所選擇的屬性：
[0020] -該互相關(guān)的信號的振幅。運設(shè)及信號的總振幅。從而，可W將信號的總振幅用作 品質(zhì)屬性來增強信噪比。
[0021] -互相關(guān)峰值高度。運設(shè)及互相關(guān)的信號中的最顯著峰（目P，主峰）的峰值高度。 從而，可W將最顯著關(guān)聯(lián)峰的絕對峰值高度用作品質(zhì)屬性來增強信噪比。
[0022] -互相關(guān)峰值唯一性。緊固件中的不同信號路徑可能引起信號的不同渡越時間W 及因此若干個相關(guān)峰值?；ハ嚓P(guān)峰值唯一性可設(shè)及主峰的峰值高度與次峰（例如，互相關(guān) 的信號中的第二最顯著峰）的峰值高度之比。從而，可W將最顯著峰關(guān)于其他關(guān)聯(lián)峰的唯 一性用作品質(zhì)屬性。
[0023]-互相關(guān)峰值對稱性。運可設(shè)及對互相關(guān)的信號的主峰的對稱性（例如，左側(cè)邊緣 與右側(cè)邊緣的對稱性）的任何測量。與緊固件中的不同信號路徑相對應(yīng)的重疊相關(guān)峰值可 能導(dǎo)致不對稱的相關(guān)峰值。通過考慮互相關(guān)峰值對稱性，可W降低識別重疊相關(guān)峰值等的 風(fēng)險。
[0024] -I/Q信號方差。從而，該方法可W包括對從所接收的信號中進(jìn)行的相位提取的品 質(zhì)進(jìn)行評估。如果I/Q信號的變化（方差）在給定區(qū)間內(nèi)為低，那么在此區(qū)間內(nèi)所提取的 相位的品質(zhì)較高，指示所接收的信號的品質(zhì)在該區(qū)間內(nèi)較高。
[0025]-經(jīng)反射的信號相位和相關(guān)峰值位置之間的差?？蒞看到相關(guān)峰值的位置指示在 信號的基本頻率的多個周期內(nèi)信號的渡越時間。與完整數(shù)量的周期（即，在一個周期的多 個部分內(nèi)）的任何偏離可W指示對信號的相移?？蒞將此相移與經(jīng)反射的信號相位進(jìn)行比 較，W便對信號的品質(zhì)進(jìn)行評估。
[00%] 品質(zhì)屬性可W基于該成組經(jīng)傳輸?shù)囊淮涡盘柕膹挠蒞下各項組成的組中所選擇 的多個屬性的加權(quán)和：該互相關(guān)的信號的振幅、互相關(guān)峰值高度、互相關(guān)峰值唯一性、互相 關(guān)峰值對稱性、I/Q信號方差、經(jīng)反射的信號相位與相關(guān)峰值位置之間的差。
[0027] 從而，對該多個屬性的組合評估可W用作選擇超聲波測量信號的至少一個參數(shù)的 基礎(chǔ)。
[0028] 如果該成組互相關(guān)的信號的至少一個信號的品質(zhì)屬性在預(yù)定值W上，則將該超聲 波測量信號設(shè)定為最小峰值旁瓣（MP巧編碼的超聲波信號。
[0029] 從而，當(dāng)期望運種類型的信號產(chǎn)生對伸長的可靠的并且穩(wěn)健的測量時，可W將超 聲波測量信號設(shè)定為最小峰值旁瓣（MP巧編碼的超聲波信號。
[0030] 該至少一個參數(shù)可W包括超聲波測量信號的測量基本頻率?？蒞將該超聲波測量 信號的該測量基本頻率設(shè)定為具有該成組經(jīng)傳輸?shù)囊淮涡盘柕淖罡咂焚|(zhì)屬性的經(jīng)傳輸?shù)?一次超聲波信號的基本頻率。
[0031] 從而，可W關(guān)于（或甚至對應(yīng)于）導(dǎo)致較高品質(zhì)屬性的一次最小峰值旁瓣（MP巧 編碼的超聲波信號的基本頻率來設(shè)定測量信號的基本頻率。
[0032] 該方法可W進(jìn)一步包括：
[0033] -將具有不同信號脈沖長度的成組二次最小峰值旁瓣（MP巧編碼的超聲波信號傳 輸?shù)皆摼o固件中，
[0034] -接收來自該緊固件的成組相應(yīng)的經(jīng)反射的二次超聲波信號，并且
[0035]-將每個經(jīng)反射的二次超聲波信號與該相應(yīng)的經(jīng)傳輸?shù)亩纬暡ㄐ盘栠M(jìn)行互相 關(guān)，從而獲得成組二次互相關(guān)的信號，
[0036] -確定該成組經(jīng)傳輸?shù)亩涡盘栔械拿總€信號的品質(zhì)屬性，
[0037]-基于該成組經(jīng)傳輸?shù)亩涡盘柕钠焚|(zhì)屬性確定該超聲波測量信號的脈沖長度。
[0038] 對于某個基本頻率，信號的脈沖長度可W確定作為基本頻率的多個周期。從而，可 W將用于對信號進(jìn)行編碼的碼的序列長度選擇為對應(yīng)于基本頻率的周期數(shù)量。
[0039] 如前所述，碼當(dāng)前可用于高達(dá)68的序列長度（調(diào)制波形的周期）中。已知己 克碼（一種類型的碼）具有高達(dá)13的序列長度。從而，可W對信號的最優(yōu)脈沖長度W 及相應(yīng)的碼進(jìn)行識別W便執(zhí)行測量。
[0040] 該成組經(jīng)傳輸?shù)亩涡盘栔械拿總€信號的品質(zhì)屬性可W基于運些經(jīng)傳輸?shù)亩?信號的互相關(guān)峰值唯一性（C)和/或互相關(guān)峰值對稱性值）。
[0041] 當(dāng)針對選擇脈沖長度而確定每個信號的品質(zhì)屬性時，互相關(guān)峰值唯一性（C)可設(shè) 及主峰的峰值高度與二次峰（例如，互相關(guān)的信號中的第二最顯著峰）的峰值高度之比。從 而，可W將最顯著峰關(guān)于其他相關(guān)峰的唯一性用作品質(zhì)屬性?；ハ嚓P(guān)峰值對稱性值）可設(shè) 及對主峰的對稱性（例如，左側(cè)邊緣與右側(cè)邊緣的對稱性）的任何測量。緊固件中的不同 信號路徑可能引起信號的不同渡越時間W及因此若干個相關(guān)峰值。重疊相關(guān)峰值可能會導(dǎo) 致不對稱的相關(guān)峰值。通過考慮互相關(guān)峰值對稱性，可W降低識別重疊的相關(guān)峰值等的風(fēng) 險。
[0042] 如果該成組經(jīng)傳輸?shù)囊淮涡盘栔械拿總€信號的品質(zhì)屬性在預(yù)定值W下，則可W將 超聲波測量信號設(shè)定為線性調(diào)頻信號。
[0043] 從而，如果基于對該成組經(jīng)傳輸?shù)囊淮涡盘柕钠焚|(zhì)屬性的評估，不期望信號 中的任何一個信號產(chǎn)生可靠的并且穩(wěn)健的測量，則可W將超聲波測量信號設(shè)定為線性 調(diào)頻信號。該線性調(diào)頻信號同樣是低自相關(guān)信號。
[0044] 可W通過W下步驟確定線性調(diào)頻的頻率范圍：
[0045] -將具有不同基本頻率的