无线传感技术解决汽车组装时侦察泄漏的难题

作者　Jeremy Corrreale 安森美半导体 Alan Hansford RFMicron

摘要：本文着眼于日益严重的泄漏问题及其影响，探讨了如何解决此问题、最大限度减少现场故障并保护汽车制造商的声誉。

1 漏水问题难以检测

　　与进水相关的质量问题很难检测，汽车制造商面临的缓燃问题通常不会立即引发明显的故障，但在装配线上，它可能会成为一个大问题，车辆会在这里例行通过最后的线路喷雾测试，以检测任何可能在车辆使用寿命中导致潜在问题的漏水情况。

　　目视检查方法可以发现明显的泄漏，但较小的泄漏(通常在难以进入的区域)很难发现，几乎无法找到。而现代车辆组装方法和当今汽车中日益增加的电子元件又加剧了进水的可能性及其对可靠性的影响。

　　安森美半导体和RFMicron尝试通过共同开发独特的免手动生产统包泄漏检测系统来解决这个日益重要的问题。该解决方案在装配过程中将小巧、低成本、无电池的无线水分传感器提前布置在车辆周围，然后在喷射测试后读取数据，这种有效的方法不仅可以检测进水问题，还能推动流程改进，从而彻底消除问题。

2 漏水导致高昂成本

　　如今，车辆漏水在很多方面对汽车制造商而言都是一个成本高昂的问题。现代车辆变得越来越复杂，采用新型材料(包括铝、复合材料和胶水)，具有数百个电子组件，这使它们比以前更容易遭受水损害。

　　大泄漏通常很容易找到并解决，虽然在车辆中加入了较厚的消音泡沫，但这很容易掩盖重大问题。小泄漏更难检测，而且随着时间的推移可能导致霉菌生长，这对车载电子设备以及车辆乘客的健康有潜在的负面影响。

　　进水总会给汽车制造商带来昂贵的保修索赔;消费者调查显示，每年约有15万辆汽车因为漏水问题被召回。每辆汽车的维修成本平均高达5000美元，这相当于每辆售出车辆的隐藏泄漏成本为100美元，还不包括品牌声誉受损的价值和潜在的未来销售损失。

3 喷射寻找

　　虽然车辆设计已经显著改善，泄漏问题远远低于以往水平，但据估计，高达2%的车辆在离开工厂时存在漏水隐患。为了在车辆销售之前识别这些问题，许多汽车制造商在装配线末端安排了2-5分钟的浸泡测试。

　　这些浸泡测试通常会从多个角度对车辆进行高压水喷射，以探测所有车辆缝隙，加速任何进水问题。测试期间的水侵入量从积聚在车辆低洼区域的大水坑，到较隐蔽区域的少数几滴不等。前者通过传统的目视检查方法可以较为轻松地发现。但后者却不尽然，尤其是视野之外的地方，例如在车辆的内外层之间或者浸入消音材料中。

　　目前，在喷射过程完成后，有几种检测进水的手动方法。一些汽车制造商使用差分探头以通过电力方法识别泄漏，或使用受潮变色的水接触指示胶带。这些方法虽然能提高检测到泄漏的可能性，但它们仍难以穿透现在车辆中较厚的泡沫和小型内部空间。最常见的方法仍然是由装配线工人进行实物检查。

　　这种人工检查方法很容易出错，尤其是因为工人同时进行大量其他(无关)检查。即使妥当执行，这种方法也只能验证工人可以看到或用手感觉到的水。这势必会错过难以进入的区域(内部装饰后方或地毯下面)中被挡住的水，未来可能会导致保修索赔。

　　目前的“喷射寻找”方法不仅不可靠，而且还耗时，因此为汽车制造商带来高昂的额外成本。

4 高性价比、准确和非侵入性泄漏检测

　　鉴于不可靠的测试和检查相关的成本以及修复消费者所购车辆每个泄漏问题的高昂费用，半导体制造商和汽车制造商一直在寻找替代解决方案也就不足为奇了。RFM5126进水检测系统是一种用于解决车辆进水问题的创新可靠方法。这个统包解决方案不仅能让汽车制造商确定车辆是否进水，还能显示出任何泄漏的确切时间和位置。此外，它还能通过存储和分析系统数据，为车辆模型和工厂提供统计数据和趋势信息，从而通过改进流程进行有效设计。

　　这款集成系统的核心是将多个小型无电池的无线漏水传感器放置在地毯下方、装饰板后面以及车内其他小型隐藏区域。

　　这些Smart Passive Sensing™和SPS™品牌的传感器采用粘连衬背，在装配的裸机阶段便可安装在车辆底盘上和易发生漏水的地方。传感器带有一个选配件，可在安装过程中装入吸水尾以粘附在传感器的顶部和裸机底盘上，从而扩大了特定车辆位置的泄漏检测范围。

　　在完成所有组装后，车辆进行高压喷射测试，系统标记任何泄漏，包括难以找到的微小泄漏。免下车道口接收来自传感器的数据，道口内的复杂传感器监控软件可以准确地报告泄漏位置，以确定并加快任何必要的返工。

5 结论

　　进水是汽车制造商面临的重大问题，它会使制造商在装配线上花费时间、造成重大保修索赔，最终导致品牌声誉受损。目前的测试方法并不可靠，因为很多泄露难以检测，而且装配线工人在检查时通常会同时执行其他任务。

　　新智能无源传感器构成了复杂的泄漏检测系统的核心，从而无需人工检测并提高检测精确度。 传感器收集的数据提供了推动流程改进工作所需的信息，帮助汽车制造商识别系统问题，最终实现彻底、永久消除问题的目的。

　　本文来源于《电子产品世界》2018年第3期第71页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。