飞机轮胎压力回路链路.pdf

飞机轮胎压力回路链路由通过平行间隔开的金属轴连接的第一单个金属回路和第二单个金属回路形成，并且提供用于耦合在轮毂线圈与轮胎压力传感器线圈之间的磁场以提供在连接到所述轮毂线圈上的控制单元与连接到轮胎压力传感器线圈的轮胎压力传感器之间的电磁通信。在所述第一单个金属回路中感应出的电流行进从轮轴线圈的边缘到轮辋的外围的距离而到达所述第二单个金属回路，所述第二单个金属回路在必需给轮胎压力传感器供电的轮胎压力传感器接收器线圈中产生通量。

权利要求书
1.  一种用于以电磁方式耦合在轮轴的电磁收发器线圈与轮胎压力传感器接收器线 圈之间的磁场的飞机轮胎压力回路链路，所述轮胎压力传感器接收器线圈与所述轮轴 的所述电磁收发器线圈间隔开以用于给轮胎压力传感器供电，所述飞机轮胎压力回路 链路包括：
第一单个金属回路，所述第一单个金属回路经配置以安装在承载架上，所述承 载架经配置以围绕与所述轮轴的所述电磁收发器线圈相邻的轮轴；
第二单个金属回路，所述第二单个金属回路经配置以邻近轮胎压力传感器收发 器线圈安装；和
一对导电连接臂，所述对导电连接臂电连接在所述第一单个金属回路与所述第 二单个金属回路之间，所述对导电连接臂经配置以将在所述第一单个金属回路中产 生的电流从所述轮轴的所述电磁收发器线圈输送到所述第二单个金属回路，所述对 导电连接臂以较小间隙紧密间隔开以使所述对导电连接臂的回路面积最小化，由此 在所述第一单个金属回路中感应出的电流经由所述对间隔开的导电连接臂行进从所 述轮轴的所述电磁收发器线圈到所述第二单个金属回路的距离，以便在用于给所述 轮胎压力传感器供电的所述轮胎压力传感器接收器线圈中产生通量，其中没有导线 连接包含在所述飞机轮胎压力回路链路中以形成在所述轮轴的所述电磁收发器线圈 与所述轮胎压力传感器接收器线圈之间的电路，所述飞机轮胎压力回路链路是刚性 自撑式结构件。

2.  根据权利要求1所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述对间隔开的导电连接 臂可以是任何需要的长度而不会损耗耦合增强。

3.  根据权利要求1所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述飞机轮胎压力回路链 路提供在所述轮轴电磁收发器驱动线圈与所述轮胎压力传感器收发器线圈之间的低阻 抗电磁信号路径连接，由此在所述对间隔开的导电连接臂上不需要电绝缘。

4.  根据权利要求1所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述飞机轮胎压力回路链 路提供在所述轮轴电磁收发器驱动线圈与所述轮胎压力传感器收发器线圈之间的低压 电磁信号路径连接，由此所述飞机轮胎压力回路链路不是电场辐射的源并且对电场干 扰不敏感。

5.  根据权利要求1所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述飞机轮胎压力回路链 路包括刚性自撑式结构件。

6.  根据权利要求1所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述承载架包括模制的塑 料承载圈。

7.  一种用于以电磁方式耦合在轮轴的电磁收发器线圈与轮胎压力传感器接收器线 圈之间的磁场的飞机轮胎压力回路链路，所述轮胎压力传感器接收器线圈与所述轮轴 的所述电磁收发器线圈间隔开以用于给轮胎压力传感器供电，所述飞机轮胎压力回路 链路包括：
第一单个金属回路，所述第一单个金属回路经配置以安装在承载圈上，所述承 载圈经配置以围绕与所述轮轴的所述电磁收发器线圈相邻的轮轴；
第二单个金属回路，所述第二单个金属回路经配置以邻近轮胎压力传感器收发 器线圈安装；和
一对间隔开的导电连接臂，所述对间隔开的导电连接臂电连接在所述第一单个 金属回路与所述第二单个金属回路之间，所述对间隔开的导电连接臂经配置以将在 所述第一单个金属回路中产生的电流从所述轮轴的所述电磁收发器线圈输送到所述 第二单个金属回路，由此在所述第一单个金属回路中感应出的电流经由所述对间隔 开的导电连接臂行进从所述轮轴的所述电磁收发器线圈到所述第二单个金属回路的 距离，以便在用于给所述轮胎压力传感器供电的所述轮胎压力传感器接收器线圈中 产生通量。

8.  根据权利要求7所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述第一单个金属回路由 具有低磁导性的金属形成。

9.  根据权利要求7所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述承载架包括模制的塑 料承载圈。

10.  根据权利要求7所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述对间隔开的导电连 接臂包括连接在所述第一单个金属回路与所述第二单个金属回路之间的第一和第二平 行间隔开的金属轴。

11.  根据权利要求10所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述第一和第二平行间 隔开的金属轴包括铝。

12.  一种用于以电磁方式耦合在轮轴的电磁收发器线圈与轮胎压力传感器接收器线 圈之间的磁场的飞机轮胎压力回路链路，所述轮胎压力传感器接收器线圈与所述轮轴 的所述电磁收发器线圈间隔开以用于给轮胎压力传感器供电，所述飞机轮胎压力回路 链路包括：
所述轮轴的电磁收发器线圈；
初级单个金属回路，所述初级单个金属回路经配置以安装在承载圈上，所述承 载圈经配置以围绕与所述轮轴的所述电磁收发器线圈相邻的所述轮轴，所述初级单 个金属回路包含电连接并且附接到所述初级单个金属回路上的磁通量收集器插入构 件，用于收集来自所述轮轴的所述电磁收发器线圈中的入射磁通量；
次级单个金属回路，所述次级单个金属回路经配置以邻近轮胎压力传感器收发 器线圈安装；和
一对间隔开的导电连接臂，所述对间隔开的导电连接臂电连接在所述初级单个 金属回路与所述次级单个金属回路之间，所述对间隔开的导电连接臂经配置以将在 所述初级单个金属回路中产生的电流从所述轮轴的所述电磁收发器线圈输送到所述 次级单个金属回路，由此在所述初级单个金属回路中感应出的电流经由所述对间隔 开的导电连接臂行进从所述轮轴的所述电磁收发器线圈到所述次级单个金属回路的 距离，以便在用于给所述轮胎压力传感器供电的所述轮胎压力传感器接收器线圈中 产生通量。

13.  根据权利要求12所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述第一单个金属回路 由具有低磁导性的金属形成。

14.  根据权利要求12所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述承载圈包括模制的 塑料承载圈。

15.  根据权利要求12所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述对间隔开的导电连 接臂包括连接在所述初级单个金属回路与所述次级单个金属回路之间的第一和第二平 行间隔开的金属轴。

16.  根据权利要求15所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述第一和第二平行间 隔开的金属轴包括铝。

17.  根据权利要求12所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述对间隔开的导电连 接臂可以是任何需要的长度而不会损耗耦合增强。

18.  根据权利要求12所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述飞机轮胎压力回路 链路提供在所述轮轴电磁收发器驱动线圈与所述轮胎压力传感器收发器线圈之间的低 阻抗电磁信号路径连接，由此在所述对间隔开的导电连接臂上不需要电绝缘。

19.  根据权利要求12所述的飞机轮胎压力回路链路，其中所述飞机轮胎压力回路 链路提供在所述轮轴电磁收发器驱动线圈与所述轮胎压力传感器收发器线圈之间的低 压电磁信号路径连接，由此所述飞机轮胎压力回路链路不是电场辐射的源并且对电场 干扰不敏感。

说明书飞机轮胎压力回路链路
相关申请的交叉引用
本申请是2011年11月4日提交的第13/289,555号申请的部分继续申请，该第 13/289,555号申请是2009年3月23日提交的第12/409,432号申请(现专利号 8,059,014)的继续申请，该第12/409,432号申请主张2008年3月21日提交的第 61/038,556号临时申请的优先权并且基于所述临时申请，这些申请案中的每一者以引用 方式结合在此。
技术领域
本发明大体上涉及交通工具轮胎压力控制系统，且更确切地说，涉及一种用于从 与轮毂相关联的控制单元中将电力传输到飞机轮胎压力传感器并且在飞机轮胎压力传 感器与控制单元之间传输数据的系统。本发明更具体来说涉及一种(特别地用于飞机 的)在轮辋上的轮胎压力传感器与连接到轮毂上的电子控制设备之间的通信链路。
背景技术
测量每个轮胎的压力并且将此信息显示在驾驶舱中在飞机中是非常有用的。有必 要将此信息从轮辋传送到轮毂、从轮毂传送到位于轮轴上的电子设备，并且随后从电 子单元传送到驾驶舱。
一个已知的轮胎压力系统使用一对变压器线圈来在轮轴中的初级线圈与次级线圈 之间进行通信。这些变压器是同轴的且面向彼此。连接到变压器对的次级上的一定长 度的导线直接与位于轮辋的外围上的轮胎压力传感器相连接。用于增强RFID无线通信 系统中的磁耦合的另一已知装置包含通过闭合回路中的电连接器连接在一起并且形成 于柔性衬底上的第一天线线圈以及第二天线线圈，所述柔性衬底可以包围在磁通量阻 断器周围以避免来自磁通量阻断器的磁性干扰。然而，期望在不使用电连接的情况下 提供在飞机轮毂与位于机轮的距轮毂多达六英寸的边缘上的轮胎压力传感器之间的通 信，所述电连接可能是不可靠的并且在恶劣的飞机机轮环境中容易被破坏。因此期望 提供在飞机轮毂与位于机轮的边缘上的轮胎压力传感器之间的非接触通信方法，所述 非接触通信方法不需要电连接或一定长度的导线来在轮毂与轮胎压力传感器之间进行 通信。
以磁性方式耦合的天线范围扩展器也是已知的，所述天线范围扩展器经构造以距 RF天线或电子装置0.5到5厘米的距离插入在RF天线与电子装置之间，以用于扩展 RF天线与电子装置之间的通信的工作范围。天线范围扩展器包含无源串联调谐谐振电 路，所述电路必须经调谐以大体上在通过RF天线辐射的RF信号的频率处发生谐振。 无源串联调谐谐振电路可以由电导体的开环线圈形成，其中电容器串联连接并且完成 所述电路。然而，已发现，通过杂散磁通量可以在此回路中感应出电动势，所述杂散 磁通量可以产生可以干扰正被传导的所需信号的电流。
因此仍需要减少连接两个线圈的装置的成本并且降低该装置的复杂性，所述装置 以避免产生信号干扰、使用不可靠的电连接以及将导线用于电连接的方式来连接磁 场，所述导线在飞机机轮的恶劣环境中可能容易断裂。本发明满足此需要以及其它需 要。
发明内容
简单且一般来说，本发明提供一种用于以电磁方式耦合轮毂线圈与轮胎压力传感 器线圈之间的磁场的飞机轮胎压力回路链路，所述飞机轮胎压力回路链路不使用不可 靠的电连接并且不使用原本在飞机机轮的恶劣环境中易于断裂的导线。
因此，在第一实施例中，本发明提供一种飞机轮胎压力回路链路，所述飞机轮胎 压力回路链路可以形成为刚性的第一或初级单个金属回路，所述第一或初级单个金属 回路通过一对刚性的间隔开的导电连接臂与刚性的第二或次级单个金属回路连接，其 中所述第一或初级单个金属回路经配置以邻近轮轴电磁收发器驱动线圈安装，并且所 述第二单个金属回路经配置以邻近轮胎压力传感器收发器线圈安装。在第一单个金属 回路中感应出的电流行进从轮轴线圈的边缘到轮辋的外围的距离而到达第二单个金属 回路，所述第二单个金属回路在必需给轮胎压力传感器供电的轮胎压力传感器接收器 线圈中产生通量。
所述对间隔开的导电连接臂通常由第一和第二单个金属回路形成并且连接平行间 隔开的金属轴以在所需的距离上耦合通量，所述金属轴可以由例如铝或钛的金属制 成，所述金属不需要是可穿透金属。为了将来自轮轴电磁收发器线圈的入射磁通量收 集、集中并且引导到第一或初级单个金属回路中，所述第一或初级单个金属回路有利 地包含磁通量收集器插入构件，所述磁通量收集器插入构件电连接并且附接到第一单 个金属回路上，以便通过由第一单个金属回路包围的截面区的中心部分的区域收集、 集中并且引导入射磁通量。飞机轮胎压力回路链路可以通过冲压以及弯曲来制造，并 且可以容易地按比例缩放以在更小或更大的机轮直径中工作。在轮胎压力传感器与轮 毂线圈之间不需要电连接。因此，本发明使用更加可靠的方法来与轮胎压力传感器进 行通信。设计的简单性使得生产要容易得多。所述设计还降低了成本。所述设计还可 以通过使用更厚的金属片来变得坚固，因此它可以耐受在飞机机轮中的恶劣环境。所 述设计是非接触式的，因为耦合装置不接触轮毂线圈。
飞机轮胎压力回路链路通过耦合轮胎压力传感器以及轮轴线圈的磁场来允许发生 通信。飞机轮胎压力回路链路允许在较大距离上耦合通量而不需要使用桥接整个距离 的可穿透材料，并且允许发生信号耦合而不需要以任何方式与轮毂线圈接触。
通过以下详细描述以及附图，本发明的这些以及其它方面以及优点将变得显而易 见，所述附图通过举例图示本发明的特征。
附图说明
图1是高度可穿透多层以及层压的金属通量链路的透视图。
图2A示出了图示说明将图1的通量链路安装在飞机机轮中的部分视图，所述通量 链路以电磁方式将轮毂连接到轮胎压力传感器上。
图2B示出了图示说明将图1的通量链路安装在另一飞机机轮中的部分视图，所述 通量链路以电磁方式将轮毂连接到轮胎压力传感器上。
图3是根据本发明的飞机轮胎压力回路链路的第一实施例的透视图。
图4是图示说明将图3的飞机轮胎压力回路链路安装在飞机机轮中的透视图，所 述飞机轮胎压力回路链路以电磁方式将轮毂连接到轮胎压力传感器上。
图5是类似于图4的另一透视图，其图示说明将图3的飞机轮胎压力回路链路安 装在飞机机轮中，所述飞机轮胎压力回路链路以电磁方式将轮毂连接到轮胎压力传感 器上。
图6是类似于图4的另一透视图，其图示说明将图3的飞机轮胎压力回路链路安 装在飞机机轮中，所述飞机轮胎压力回路链路以电磁方式将轮毂连接到轮胎压力传感 器上。
图7是根据本发明的图3的飞机轮胎压力回路链路的正面透视图。
图8是安装在飞机机轮中的图3的飞机轮胎压力回路链路的功能性示意图，其图 示说明飞机轮胎压力回路链路的操作原理。
图9是根据本发明的安装在承载架上的飞机轮胎压力回路链路的第二实施例的透 视图。
图10是图9的飞机轮胎压力回路链路的底部透视图。
图11是类似于图9的飞机轮胎压力回路链路的透视图，其省略了承载架。
图12是图示说明将图9的飞机轮胎压力回路链路安装在飞机机轮中的透视图，所 述飞机轮胎压力回路链路以电磁方式将轮毂连接到轮胎压力传感器上。
图13是图9的飞机轮胎压力回路链路的第一变体的透视图。
图14是图13的飞机轮胎压力回路链路的变体的底部透视图。
图15是图9的飞机轮胎压力回路链路的第二变体的透视图，其具有替代形式的承 载架并且图示说明了电回路连接的竖直点焊。
图16是图15的飞机轮胎压力回路链路的变体的透视图，其图示说明了电回路连 接的水平点焊。
图17是安装在飞机机轮中的图9的飞机轮胎压力回路链路的功能性示意图，其另 外图示说明了轴装驱动器/读取器线圈的安装。
具体实施方式
尽管初级以及次级变压器线圈已经用于在轮胎传感器与轮轴之间进行通信以通过 轮轴传送轮胎压力信息，其中一定长度的导线直接连接次级线圈与轮胎压力传感器， 但已经证明，特别地由于可能不可靠的并且在恶劣的飞机机轮环境中容易被破坏的电 连接，这在飞机轮毂与位于机轮的距轮毂多达(如所需的)六英寸的边缘上的轮胎压 力传感器之间的通信上是不可靠的。
开发了一种轮胎压力监视系统，其中位于机轮的轮毂中的电子单元使用磁场来与 靠近机轮的边缘的轮胎压力传感器进行通信。居中于轮轴上并且位于机轮的轮毂上的 线圈产生磁场。此磁场可以使用一定长度的较薄且高度可穿透的多层以及层压的金属 结构耦合到轮胎压力传感器接收器线圈上，以便将通量从轮毂线圈的边缘向外耦合到 轮辋的外围上，所述轮胎压力传感器的接收器线圈位于所述轮辋的外围上。通过耦合 两个线圈的此磁场，可以将信息传递到轮胎压力传感器以及从轮胎压力传感器中传递 出信息。然而，金属通量链路的高穿透性将总通量的一部分向外耦合到一定长度的材 料上并且进入轮胎压力传感器线圈中。
增加磁场的强度的一个方法是将磁场耦合装置插入在轮毂线圈的边缘与轮胎压力 传感器线圈之间。用以增强耦合磁场的一个方法是利用高导磁性金属带收集通量。此 带可以被称为通量链路并且在图1中示出。安装在梅西埃-比加蒂(Messier-Bugatti)飞 机机轮中的通量链路的图式在图2A中示出，并且安装在古德里奇(Goodrich)飞机机 轮中的通量链路的图式在图2B中示出。导磁性金属带将沿通量链路约四英寸处的通量 耦合到轮胎压力传感器主体上。轮胎压力传感器的可穿透主体进一步将通量向上耦合 通过轮胎压力传感器接收器线圈。因为操作的频率太高(135KHz)，所以可穿透金属 物体必须是许多层非常薄(0.004英寸)的磁性材料以保持由涡流引起的损耗较低。设 计的一个实施方案需要10层绝缘的较薄且高导磁性材料。此种许多层此类较薄且高导 磁性材料的使用导致用以提供足够的磁场强度来允许通过此磁场耦合将信息传递到轮 胎压力传感器以及从轮胎压力传感器中传递出信息的高复杂性以及高成本。
因此，在第一实施例中，本发明提供一种用于耦合轮毂线圈与轮胎压力传感器线 圈之间的磁场的改进的方法和系统，所述改进的方法和系统减少了连接两个线圈的装 置的成本，并且降低了连接磁场的装置的复杂性，而不需要使用不可靠的电连接以及 在飞机机轮的恶劣环境中可能容易断裂的导线。本发明的飞机轮胎压力回路链路的实 例在图3到8中图示。
本发明的有利之处在于，本发明不使用一对导线来电连接轴轮线圈与轮胎压力传 感器接收器线圈。参考图式，其中相同的元件通过相同的参考数字来表示，本发明的 飞机轮胎压力回路链路10通常形成为刚性的第一或初级单个金属回路12；通常包含平 行间隔开的金属轴15、16的一对刚性的间隔开的导电连接臂14；以及刚性的第二或次 级单个金属回路18。平行间隔开的金属轴优选地以较小间隙紧密间隔开，以便使其回 路面积最小化。所述对间隔开的导电连接臂刚性地电连接在第一或初级单个金属回路 与第二或次级单个金属回路之间。如图3中所图示，所述对间隔开的导电连接臂的轴 15刚性地电连接在第一或初级单个金属回路12的第一部分21与第二或次级单个金属 回路18的第一部分23之间，并且轴16刚性地电连接在第一或初级单个金属回路12 的第二部分25与第二或次级单个金属回路18的第二部分27之间。第一或初级单个金 属回路经配置以邻近轮轴22的电磁收发器驱动线圈20(在图8中图示)安装，并且第 二单个金属回路经配置以邻近轮胎压力传感器收发器线圈24安装。如图3到6中所图 示，刚性的第一或初级单个金属回路12可以通过凸缘17附接到轮轴22上，所述凸缘 具有用于穿过其中的紧固件的孔19。在第一或初级单个金属回路中感应出的电流行进 从轮轴收发器驱动线圈的边缘26到轮辋30的外围28的距离而到达第二单个金属回 路，所述第二单个金属回路在必需给轮胎压力传感器32供电的轮胎压力传感器接收器 线圈中产生通量。
本发明的飞机轮胎压力回路链路可以由多种金属材料制成，例如可容易获得的低 磁导性金属，包含(例如)铝或钛，并且不必使用高磁导性金属来在所需的距离上耦 合通量。所述对间隔开的导电连接臂可以由任何所需长度制成，而不会造成在轮轴电 磁收发器驱动线圈与轮胎压力传感器收发器线圈之间的耦合增强的损耗。通量连接在 一匝金属回路中，并且在所述回路中感应出的电流行进从轮轴线圈的边缘到轮辋的外 围的距离，其中第二单个金属回路在轮胎压力传感器接收器线圈中产生通量。本发明 的飞机轮胎压力回路链路有利地提供了在轮轴电磁收发器驱动线圈与轮胎压力传感器 收发器线圈之间的低阻抗电磁信号路径连接，因此在回路链路的所述对连接臂上不需 要电绝缘。另外，本发明的飞机轮胎压力回路链路有利地提供了在轮轴电磁收发器驱 动线圈与轮胎压力传感器收发器线圈之间的低压电磁信号路径连接，因此回路链路不 是电场辐射的源并且对电场干扰不敏感。本发明的飞机轮胎压力回路链路还可以有利 地通常是本质上刚性的自撑式结构件，而不需要任何另外的支撑装置。
图7示出了本发明的回路链路的另一视图，其图示了高导磁性通量收集器插入构 件42例如通过铝铆钉40等的电连接以及附接。物件44是弯曲成形的铝金属片件。磁 通量收集器插入构件42提供了收集来自轮轴电磁收发器驱动线圈的入射磁通量，并且 随后通过由上部第一或初级单个金属回路12包围的截面区的中心部分的区域46集中 并且引导该磁通量的装置。如果第一或初级单个金属回路物理上大得多的话，所述装 置通过允许来自轮轴电磁收发器驱动线圈的通量的较大部分穿过第一或初级单个金属 回路而大大增强了本发明的回路链路的耦合效率。磁通量收集器插入构件42通常由高 导磁性金属形成，例如，在商标HYMU-80下出售的镍铁钼合金，或在商标 PERMALLOY下出售的镍铁磁性合金。
图8示出了本发明的回路链路的功能性示意图。电磁收发器驱动线圈20通常在具 有任何所需RFID频带的频率处以交流电IC来激励。电流IC示出为从纸中流出。产生 围绕电磁收发器驱动线圈20的磁场并且所述磁场通过通量线48示出。此磁场48中的 一些通过磁通量收集器插入构件42的高导磁性金属耦合并且示出为通量线50、52以 及54。通量耦合穿过上部第一或初级回路12的截面区46，如图7中所示。此正弦通 量在由第一和第二平行间隔开的金属轴(物件15、16)形成的所述对铝制的间隔开的 导电连接臂14中感应出电流(IL)。电流IL沿所述对间隔开的导电连接臂14流动至较 小下部第二或次级单个金属回路18，并且经由所述对间隔开的导电连接臂14返回到较 大上部第一或初级单个金属回路12。在较小下部第二或次级单个金属回路18中，正弦 电流产生示出为通量线56的磁场，所述磁场激励位于该场中的轮胎压力传感器24。
所涉及的物理学问题通过安培环路定理来确定。磁场强度绕任何闭合路径的环量 等于流动穿过由所述路径形成边界的表面的自由电流。闭合路径是由铝制的平行间隔 开的金属轴15、16形成的所述对间隔开的导电连接臂14。如果将磁场引导穿过由较大 上部第一或初级单个金属回路12包围的截面区，那么在所述较大上部第一或初级单个 金属回路12中感应出电流。通量通过沿着导磁性金属(物件42)的表面耦合而被引导 穿过回路区。磁场可以直接耦合到回路的截面区上而不需使用可穿透金属。然而，导 磁性金属增加了可以连接在上部回路截面区中的通量的量。经耦合通量在磁导性金属 的表面上行进并且存在于上部回路的底部处，所述经耦合通量示出为通量线58。
在上部回路中，安培环路定理应用到电流IL以及耦合穿过回路区(见图7，区域 46)的磁场上。磁场穿透区域46并且通过以下等式在包围区域46的上部第一或初级 单个金属回路12中感应出电流：


磁场H是垂直于图7和图8中示出的截面区46的场。此磁场的积分必须进行数值 上的计算，因为H场在围绕电流回路IL的闭合路径上不是恒定的。示出所述等式以给 出回路链路的操作的一般理论。此等式示出，在所述对铝制的间隔开的导电连接臂14 所包围的截面区中的磁场链路在所述对间隔开的导电连接臂14中产生电流IL。
在轮胎压力传感器与轮毂线圈之间不需要电连接。因此，这使用更加可靠的方法 来与轮胎压力传感器进行通信。设计的简单性使得生产要容易得多。所述设计还降低 了成本。所述设计还可以通过使用更厚的金属片来变得坚固，因此它可以耐受在飞机 机轮中的恶劣环境。所述设计是非接触式的，因为耦合装置不接触轮毂线圈。
回路链路成功地在克瑞(Crane)航空电子实验室中的787主要轮辋半部上得到证 实，所述787主要轮辋半部耦合在83-202-01轮胎压力传感器与在华盛顿洲林伍德市 (Lynnwood)处的轴远程数据集中器142-12922之间。
参考图9到17，在第二实施例中，提供一种本发明的用于耦合在轮毂线圈与轮胎 压力传感器线圈之间的磁场的方法和系统，而不使用不可靠的电连接以及在飞机机轮 的恶劣环境中可能容易断裂的导线。飞机轮胎压力回路链路110通常形成为较大刚性 的第一或初级单个金属回路112；通常包含平行间隔开的金属轴115、116的一对刚性 的间隔开的导电连接臂114；以及刚性的第二或次级单个金属回路118。平行间隔开的 金属轴优选地以较小间隙紧密间隔开，以便使其回路面积最小化。
第一或初级单个金属回路经配置以邻近轮轴122(在图12中示出)的电磁收发器 驱动线圈120(在图17中图示)安装，并且第二单个金属回路经配置以邻近轮胎压力 传感器收发器线圈124(在图12中示出)安装。如图9到图11中所图示，例如模制的 塑料承载圈113的承载圈经配置以安装在轮轴122(如图12中所示)周围并且围绕所 述轮轴，并且较大刚性的第一或初级单个金属回路112可以附接在包围轮轴的模制的 塑料承载圈113周围，并且可以通过凸缘或凸舌117另外附接到模制的塑料承载圈113 上，所述凸缘或凸舌通常具有用于穿过其中的紧固件的孔119。
如图9到11中所图示，所述对间隔开的导电连接臂刚性地连接到模制的塑料承载 圈113上，并且电连接在第一或初级单个金属回路与第二或次级单个金属回路之间。 所述对间隔开的导电连接臂的轴115以此方式在轴部分115a处刚性地电连接在第一或 初级单个金属回路的第一部分121与第二或次级单个金属回路118的第一部分123之 间，所述第一或初级单个金属回路的第一部分可以形成为用于连接到承载架上以及用 于经由另外的接触件160a电连接到轴部分115a上的凸缘或凸舌；并且轴116同样刚性 地电连接在第一或初级单个金属回路的第二部分125与第二或次级单个金属回路118 的第二部分127之间，所述第一或初级单个金属回路的第二部分125可以形成为用于 连接到承载架上以及用于经由另外的接触件160b电连接到轴部分116a上的凸缘或凸 舌。
参考图12，在第一或初级单个金属回路中感应出的电流行进从轮轴收发器驱动或 读取器线圈的边缘到轮辋的外围的距离而到达第二单个金属回路，所述第二单个金属 回路在必需给轮胎压力传感器132供电的轮胎压力传感器接收器线圈中产生通量。本 发明的飞机轮胎压力回路链路可以由多种金属材料制成，例如可容易获得的低磁导性 金属，包含(例如)铝或钛，并且不必使用高磁导性金属来在所需的距离上耦合通 量。所述对间隔开的导电连接臂可以由任何所需长度制成，而不会造成在轮轴电磁收 发器驱动线圈与轮胎压力传感器收发器线圈之间的耦合增强的损耗。通量连接在一匝 第一或初级金属回路中，并且在所述回路中感应出的电流行进从轮轴线圈的边缘到轮 辋的外围的距离，其中第二单个金属回路在轮胎压力传感器接收器线圈中产生通量。 本发明的飞机轮胎压力回路链路有利地提供了在轮轴电磁收发器驱动或读取器线圈与 轮胎压力传感器收发器线圈之间的低阻抗电磁信号路径连接，因此在回路链路的所述 对连接臂上不需要电绝缘。另外，本发明的飞机轮胎压力回路链路有利地提供了在轮 轴电磁收发器驱动或读取器线圈与轮胎压力传感器收发器线圈之间的低压电磁信号路 径连接，因此回路链路不是电场辐射的源并且对电场干扰不敏感。本发明的飞机轮胎 压力回路链路还可以有利地通常是本质上刚性的自撑式结构件，而不需要任何另外的 支撑装置。
图17示出了本发明的回路链路的一部分的示意性截面图。电磁收发器驱动或读取 器线圈120通常在具有任何所需RFID频带的频率处以交流电IC来激励。产生围绕电 磁收发器驱动或读取器线圈120的磁场，并且此磁场中的一些耦合到第一或初级回路 112上。此正弦通量在由第一和第二平行间隔开的金属轴形成的所述对铝制的间隔开的 导电连接臂中感应出电流(IL)。电流IL沿所述对间隔开的导电连接臂流动至较小下部 第二或次级单个金属回路，并且经由所述对间隔开的导电连接臂返回到较大上部第一 或初级单个金属回路。在较小下部第二或次级单个金属回路中，正弦电流产生对必需 给轮胎压力传感器供电的轮胎压力传感器接收器线圈进行激励的磁场。
在图13到图14中图示的第二实施例的第一变体中，飞机轮胎压力回路链路210 的所述对刚性的间隔开的导电连接臂214(包含平行间隔开的金属轴215、216)可以 替代地刚性地连接到替代形式的模制的塑料承载圈213上，所述模制的塑料承载圈具 有经配置以接收刚性的第一或初级单个金属回路212的外部凹槽262，以及在承载圈周 围均匀间隔的多个压缩限制器263，所述第一或初级单个金属回路可以以粘附方式粘合 在外部凹槽中。所述对刚性的间隔开的导电连接臂214电连接在第一或初级单个金属 回路212与第二或次级单个金属回路218之间。轴215包含形成为凸缘或凸舌的轴部 分215a，通常在将轴215点焊电连接到第一或初级单个金属回路212的第一部分上之 后，所述轴部分215a可以经弯曲用于连接到模制的塑料承载圈上；并且轴216同样地 包含形成为凸缘或凸舌的轴部分216a，通常在将轴216点焊电连接到第一或初级单个 金属回路212的第二部分上之后，所述轴部分216a可以经弯曲用于连接到模制的塑料 承载圈上。
在图15中图示的第二实施例的另一变体中，飞机轮胎压力回路链路310可以替代 地刚性地连接到替代形式的模制的塑料承载圈313上，所述模制的塑料承载圈配置用 于电回路连接的竖直点焊，并且具有经配置以接收刚性的第一或初级单个金属回路312 的外部凹槽362。
在图16中图示的第二实施例的另一变体中，飞机轮胎压力回路链路410可以替代 地刚性地连接到替代形式的模制的塑料承载圈413上，所述模制的塑料承载圈配置用 于电回路连接的水平点焊，并且所述模制的塑料承载圈413可以包含用于将第一或初 级单个金属回路412在内部定位在承载圈内的定位凹口464，并且所述对刚性的间隔开 的导电连接臂414可以通过包含铝制紧固件468的板466安装到承载圈上。
本文中揭示的本发明的第二实施例不使用可穿透金属来将通量耦合到位于轮毂读 取器线圈附近的导体回路中。此外，本发明的第二实施例不使用多匝线圈来将磁通量 连接到轮胎压力传感器中。通量替代地连接到较大的一匝(360度)金属回路中并且在 所述回路中感应出的电流行进从轮轴线圈的边缘到轮辋的外围的距离。第二单个金属 回路在轮胎压力传感器接收器线圈中产生通量。在轮胎压力传感器与轮毂线圈之间不 需要电连接。因此，这使用更加可靠的方法来与轮胎压力传感器进行通信。设计的简 单性使得生产要容易得多。刚性的初级回路以及刚性的次级回路使得装置结构上稳 固，这在恶劣的机轮环境中是一个优点。另外，不需要高度可穿透金属来将磁场耦合 到初级刚性回路中。所述设计还降低了成本。所述设计还可以通过使用更厚的金属片 来变得更坚固，因此它可以耐受在飞机机轮中的恶劣环境。用于单个内部回路的承载 架材料可以用模制的塑料来制造，例如玻璃填充的PEEK等。所述设计是非接触式 的，因为耦合装置不接触轮毂线圈。本发明的附加的益处是，非接触设计实现在初级 刚性回路与轴装RFID读取器线圈组合件之间的较大气隙，例如近似0.235"到0.237" 等。此特征防止外来物体损害内部组合件。
根据前文将显而易见的是，尽管已经图示说明并且描述了本发明的特定形式，但 是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。因此，不意图本发明受 到除了所附权利要求书以外的限制。