专利名称：利用红外和热力方法的杆式绕组定子焊接接头的无损评价的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用辐射-红外热成像法评价电力装置的焊接部的方法和系统。
背景技术：
例如电动机和发电机这样的电力装置具有固定到电动机/发电机的外壳内的定子，这种电力装置是众所周知的。安装在转轴上的转子同轴地定位在定子中，且可绕转轴的纵向轴线相对定子转动，以传递电动机的力。电流流过定子绕组形成磁�。鹱雍妥嶙�。一些定子一般被配置为环形的环且由磁性钢的堆叠薄盘结构或叠片结构形成。通常，特定形式的铜绕组被配置在叠片结构的槽逢中，电流从中流过以磁化定子组件且产生引起转子转动的力。杆式绕组定子(bar wound stator)是包括具有多个成形磁导线的绕组的特殊形式的定子，该成形磁导线也称为预成型线(preformed wire)、型线(formed wire)、定型弯丝(wire form)、发式杆材(hair pin)、杆销(bar pin),成形杆材(formed bars)、杆线材(bar wires)。该杆材(bar)可以由粗铜导线制成，具有矩形横截面并通常配置为在一端具有弯曲部分并通常在相反的一端变为两个导线端部的成形形状。杆准确地成形为预定的形状，以预定的形式插进杆式绕组定子的定子矩形槽缝中。通常，杆的弯曲端从叠片结构的一端突出出来而杆的导线端从叠片结构的相反端突出出来。插入后，从叠片结构突出出来的导线的笔直部分被弯曲，以形成导线与导线的复杂交织结构(weave)，形成多个导线端对。临近的成对导线端通常连接起来形成电连接，其方式是通过将一个导线端焊接到它临近的或成对的导线端来形成焊接接头，其中例如用电弧焊将每一对导线分别地焊接起来，由此产生的交织形式(weave pattern)和多个焊接接头决定流过电动机的电流的流动。每一对导线端部之间的焊接接头的导电率和整体完整性是决定电动机质量和性能的重要因素。接头质量受导线的可焊接性、导线端部的几何形状、焊接前导线表面的清洁、引入焊接部的气孔和微裂隙、电弧焊过程中的飞溅、焊接部的横截面或表面面积和其他因素的影响。接头质量还受由于弯曲过程造成的临近导线端部定位情况的影响，其中导线端部互相的间隔和距离可促成焊接接头的变化。过程中的可变性和每个线端对的构造可导致每个线端对的电连接的变化。当电动机处于运行中，例如由于具有最小表面或横截面积或具有小热影响区域的焊接部，这会造成电动机运行的热力变化，焊接接头的局部过载导致绕组中电流不连续，即开路。电动机运行中的失效可导致消费者不满、停工期和/或生产力损失、和/或维修或保修成本。有损测试方法，例如金相学评价方法和/或机械测试，也可用于评价焊接部质量。焊接接头的视觉检验为焊接部质量检验提供了无损方法，然而在检验微小的表面或横截面面积的焊接部时不够有效，视觉检验也不能提供对热影响区的有效尺寸的评价。包括杆式绕组定子的电动机组件的功能性生产线末端测试(functional end of line test)供了电动机及其绕组的电气性能的一般性评价，然而不足以将定子内的具体焊接部鉴定为电气性能差的直接原因。进一步来说，在定子的生产线末端测试后定子焊接部的评价要求拆卸定子，以检查定子焊接部，引起定子和电动机的拆卸、测试、重做、重新组装和重置相关联的费用。
发明内容
本文提供了对包括多个焊接部的焊接接头阵列进行无损评价的方法和系统。该评价方法和系统一般地基于当电流通过焊接接头阵列传导时多个焊接接头中温度增加的准确映射，其中映射是利用热图像技术进行的。在非限制实施例中，焊接接头阵列可由定子组件的导线端部的经焊接导线端对限定。定子组件可被配置为包括多个杆销的杆式绕组定子，每个杆销包括一个或多个形成多个导线端对的导线端部。本系统可包括电流源、红外摄像机，和处理器，其中电流源被配置为选择性地连接多个焊接部并提供预定水平的电流，以激励或通电多个焊接部，红外摄像机被配置为捕捉被激励的多个焊接部的至少一个热力图像，处理器被配置为分析所述至少一个热力图像来确定多个焊接部中的至少一个的质量。红外摄像机可被配置为随时间捕捉多个被激励的焊接部的多个热力图像。处理器可进一步被配置为估计至少一个焊接部的尺寸，来决定至少一个焊接部的温度在预定的时间是否超过了预定的值，和/或利用多个热像图生成多个焊接部中至少一个焊接部的预定水平电流下的温度-时间曲线，并通过将至少一个焊接部的温度-时间图和至少一个参考温度-时间图对比，以确定至少一个焊接部的质量。在非限制实例中，可利用遮蔽装置来隔离多个焊接部，从而来自来源而不是来自多个焊接部的反射和发射的辐射能被充分地削弱了。遮蔽器装置可包括可选择地相对彼此定位的多个遮蔽元件。在另一个非限制实例中，可包括参照红外摄像机对定子进行定位的定位机构，从而定子上的所述至少一个焊接部的位置是可识别的。提供了杆式绕组定子的焊接接头阵列的无损评价方法，其中焊接接头阵列包括多个焊接部。在非限制实例中，该方法可包括参照红外摄像机对杆式绕组定子进行定位，从而在红外摄像机产生的热图像的分析中多个焊接部中的每个焊接部的位置是可识别的。本方法可包括利用提供给杆式绕组定子的电流激励焊接接头阵列，随时间记录被激励的阵列的多个热图像，分析多个热图像以形成多个焊接部中每一个焊接部的温度-时间曲线，并将多个焊接部中每一个焊接部的温度-时间曲线，确定多个焊接部中的每个焊接部的质量。确定多个焊接部中的每一个的质量可包括估计每个焊接部的大�。范扛龊附硬康奈露仍谠ざㄊ奔涫欠癯嗽ざㄖ担蚪扛龊附硬康奈露�-时间曲线和至少一个参考曲线对比。在非限制实例中，该方法进一步包括为多个焊接部中的每一个涂层以使得在被激励时多个焊接部中的每一个焊接部的发射率基本被标准化，和/或将焊接接头阵列遮蔽以充分削弱来自来源而不是来自多个焊接接头的辐射能的反射和发射中的至少一种，和/或提高该方法的敏感性以确定焊接质量。从下文中对实现本发明的最佳模式的有附图的详细描述可知，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势是很明显的。
图1A是已定位的用来评价的杆式绕组定子组件的焊接导线端部的示意性平面 图；图1B是图1A中杆式绕组定子组件的焊接导线端部的局部示意图；图2是图1A中的杆式绕组定子组件在激励状态下的焊接导线端部的温谱图；图3是图2的热像图上对应具有不同点焊熔核的焊接部的多个焊接接头的多个测 量位置的温度随时间的读数的图表。图4是图3重现的形成焊接接头的具有不同点焊熔核的焊接部的示意图。图5A是图2的热像图上对应具多个焊接接头的多个测量位置的温度随时间的读 数的图表。图5B是为了放大目的图5A的局部的放大。图6A是包括遮蔽装置的图1A的杆式绕组定子的焊接的导线端部的示意图。图6B是图6A的遮蔽装置的替代配置位于第一位置的局部示意图。图6C是图6B的遮蔽装置位于第二位置的局部示意图。图6D是图6B的遮蔽装置的遮蔽元件的替代配置的局部示意图。图7是评价图1A的杆式绕组定子的焊接接头方法的流程图。图8是评价图1A的杆式绕组定子的焊接接头的系统。
具体实施例方式参考附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中表示相同的部件，图1-8中所示 的元件并非是等比例的。因此，本文的图中提供的具体尺寸和应用情况并不应被认为是限 制性的。本文提供了定子焊接部无损评价的方法和系统。定子组件可被构造为为包括多个 杆销的杆式绕组定子，每个杆销包括相对另一导线端定位的一个或多个导线端，以形成多 个线端对。每个线端对通过焊接部相连，该焊接部形成了每个线端对的导线端之间的焊接 接头。可利用本文所述的无损评价方法和系统评价和确定多个焊接接头(其连接杆式绕组 定子的相应的线端对)中的一种或多种质量。对连接线端对的焊接部进行无损评价的方法和系统提供的优势有限定最优焊接 部尺寸，检测具有最小表面或横截面面积的焊接部、包含气孔或微裂隙的焊接部，包含杂质 (例如金属氧化物或灰尘)的焊接部，和/或具有小热影响区的焊接部，这种无损评价例如比 对完全组装的电动机的功能生产线末端测试和/或定子的可视评价具有更好的准确度和 可重复性。通过在生产中和组装到电动机之前检测和维修、重做或移除这些定子，可削减电 动机制造总成本和/或电动机维修成本。图1A和1B显示了杆式绕组定子组件10 (此处也称为定子)的导线端部12。定子 10—般可被配置为环形的环并包括叠片结构16，该叠片结构16可通过以特定形式堆叠的 叠片结构形成。每一个叠片可包括多个径向排布的槽缝，该槽缝在叠片结构16的组装过程 中确定方位，以限定多个多种矩形的槽缝13 (如图2所示)，槽缝径向分布并从叠片结构16
的一端延伸至另一端。图1A和1B所示的定子10被配置为杆式绕组定子，从而可由多个杆销14(也称之 为杆销导线)形成绕组。杆销14通常由具体矩形截面的大剖面、高传导率的铜线制成，每一 个杆销14 一般配置为具有弯曲部分(未示出)的发针形状且通常端接在两个导线端部20。杆销14准确地成型为预定的形状，以预定的交织形式(weave pattern)插入叠片结构16的槽缝13 (如图2所示)中。图1A和IB显示了从叠片结构16的一端突出出来的杆销14的导线端部20A-20B。本文中可将导线端部20A-20D共同称为导线端部20。插入后，从叠片结构16突出出来的导线端部被弯曲形成导线与导线的复杂的交织结构，其中多个弯曲的导线端部20 —般被称为定子10的导线端部12。杆销14的全部导线端部20在叠片结构16中布置在识别为22A-22D (如图1B所示)的四个层中，其中第一或最内层22A包括最靠近叠片结构16的内径的多个导线端部20A，第四或最外层22D包括最靠近叠片结构16的外径的多个导线端部20D。第二层22B (其临近第一层22A)由识别为导线端部22B的多个导线端部形成。第三层22C (其临近第四层或最外层22D)由多个识别为导线端部20C的导线端部形成。图1A和IB显示了将第一层22A的每一个导线端部20A折弯，从而该导线端部20A接近在第二层22B内的导线端部20B并与之配对，以形成导线端对24A。例如通过诸如钨极气体弧焊(GTAW)、等离子弧(PAW)这样的电弧焊，或其他适于焊接导线端部20A和20B的 焊接方法，将导线端部20A和20B焊接在一起形成焊接部26，从而形成了一般识别为WA的焊接接头。如在本文使用的，单个焊接部或多个焊接部26共同称为形成多个焊接接头WA、WB的焊接部，该焊接接头WA、WB可以如针对焊接部26A-26G所示地具有多种形状、横截面和/或尺寸。焊接接头WA共同形成由焊接部26和线端对24A形成的焊接接头WA的第一或内层28A。每一个焊接接头WA可通过在阵列形式(array)的内层28A中的各自位置分别识别，其中阵列通常标识为38。在非限制实例中且参考图1A，定子10可以通过可重复方式确定方位，从而当定子10位于已定向的位置时，在阵列38 (如纸面所示)的内层中在底部左侧或6点钟位置的焊接接头被指定为第一焊接接头WAl。位于第一焊接接头WAl的顺时针方向并临近第一焊接接头WAl的焊接接头可被识别为内层28A的第二个焊接部WA2，以此类推，以顺时针方向的方式继续，从而识别出内层28A的η个焊接接头每一个。如图1A和IB中所示，内层28Α的第η个焊接接头WAn正位于第一焊接接头WAl的逆时针方向，且在焊接接头WAl和WAn-1之间。类似地，使第三层22C中的每一个导线端部20C弯曲，从而该导线端部20C接近在第四层22D内的导线端部20D并与之配对，以形成线端对24Β。导线端部20C和20D被焊接在一起形成焊接部26，通过例如电弧焊或另一种前述的焊接方法，从而形成了一般识别为WB的焊接接头。焊接接头WB共同形成焊接接头WB的第二或外层288，其中焊接接头界3由焊接部26和导线端对24Β形成。每一个焊接接头WB可通过在阵列38的外层28Β中的其各自的位置分别识别。在非限制实例中且参考图1�。ㄗ�10可以通过可重复的方式确定方位，从而当定子10位于定向的位置时，在阵列38 (如纸面所示)的外层28Β上在底部左侧或6点钟位置的焊接接头被指定为第一焊接接头WBl。位于第一焊接部WBl的顺时针方向并临近第一焊接接头WBl的焊接接头可被识别为外层28Β中的第二个焊接接头WB2，以此类推，以顺时针方向继续，从而识别了外层28Β的η个焊接接头每一个。如图1A和IB中所示，外层28Β的第η个焊接接头WBn正位于第一焊接接头WBl的逆时针方向，且在焊接接头WBl和WBn-1之间。通过匹配定子10的特征和固定件32的特征，可通过在图1所示的固定件32上定位定子10,而可重复地为定子10确定方位，以用于无损评价。在非限制实例中，定子10可通过将定子10的末端(未示出)连接或插入到激励电源(activation source)的出口(例如端子连接件)来确定方位，其中该激励电源参考固定件32来确定方位，其例如可以是在无损评价中可选择地连接到定子10来为焊接部26通电的电流源36，如将在下文详述的。可以参考固定件32上定子10的方位来识别阵列38的每一个相应的层28A、28B中第一焊接接头WAUWBl的位置。在另一个非限制实施例中，可参考定子10的特征来识别每个相应层28A、28B中第一焊接接头WA1、WBl的位置，例如，参考叠片结构16的末端(未示出)或其他特征、导线端部12、或与温度记录器读数相关的其他识别标志或特征，如将进一步描述的。如本文所描述的遮蔽装置和/或方位确定机构(未示出)可被配置为包括加热或冷却指示器(未示出)，其相对于定子10的特征、叠片结构16、导线端部12、或阵列38确定方位，以提供识别标志或指示，其可用于将阵列38的温度记录器读数关联到阵列38所包括的多个焊接部26。参考图1B，额外详细地示出了连接多个导线端对24A、24B以形成多个焊接接头WX的多个焊接部26。如此本文使用的，WX代表包括以样式(pattern)或阵列38所示地分布的多个焊接接头WA和多个焊接接头WB的多个焊接接头。每个单独的焊接接头可用WXx表示，WXx可以是焊接接头WAl. . .WAn或WBl. . . WBn中的一个。通过杆销14和多个焊接接头WX建立的交织样式可引导电流穿过定子绕组。电流穿过每个焊接部26的熔融区域，该熔融区域可以有多种尺寸，如图1B和4中的非限制实例的焊接部26A，26B, 26C, 26D, 26E, 26F, 26G, 26H所示。每一个焊接部26的尺寸由于以下因素而不同焊接过程的多变性、形成导线端对24的导线端部20的配置和/或形状的变化、每个导线端部20在交织样式中的位置的变化、或其他引起导线参数变化的原因(例如氩气流率，电极磨损或损坏等)。焊接部26的尺寸和横截面积和诸如气孔、微裂隙和杂质这样的焊接缺陷会影响焊接部26形成的焊接接头的最大允许电流。焊接缺陷会导致焊接部自身电阻增加，因为电流流经更高电阻区域会产生热量。公式V=I · R表达了电流(I)和电阻(R)之间的关系，引起跨过电阻增加的区域(焊接接头)的压降(V)。该压降在输入到公式P=1-V时显示了电功率(P)作为增加的压降(V)乘以流过焊接部的电流(I)的函数而产生。对于固定的电流，随电阻增加，如可观察到不合格或有缺陷的焊接接头具有更小的允许电流通过的焊接截面，电压增加及能量或功率增加，在焊接接头产生更高的温度。功率以热量的形式出现，这可以通过在测试中产生的焊接部的热图像而被检测到。缺少焊接部或尺寸太小的焊接部(例如26A)会导致“开路”，举例来说，由于过热会导致定子绕组内的开路电路。较小尺寸或成形较差的焊接部(例如26B，26C)在电流加载过程中易受过载影响，引起热点、焊接失效和/或在定子绕组内造成电路开路。因此，利用本文所描述的可重复并且准确的无损评价方法有利于检测以这种条件为特点的焊接部，从而包括不可接受的焊接部26的定子10会需要对较差焊接部的维修或重做或报废，以上任何一种情形都防止将带有不合格焊接部的定子10组装到电动机组件中。进一步地，通过在评价过程中包括识别每一个焊接部(WAI, WA2. · · WAn，WBl, WB2. · · WBn)的方法，通过朝向测试固定件32确定定子10的方位，对有问题或较差焊接部(例如图1B和4所示的焊接部26A、26B、26C)重做或维修可被有效地执行。在非限制实例中，对一些期望在定子10中有更高电流载荷应用来说，会想要确保最小水平的焊接部尺寸，以通过确认焊接部是否小于预定尺寸(例如，小于焊接部26E的焊接部，参考图1B和4)来进一步降低定子绕组内焊接部的电流过载的潜在可能，其中该最小焊接部可能刚好能用于在高电流载荷下作长期操作。在另一非限制实施例中，对一些期望有冲击载荷的应用来说，通电电流可在测试周期中被增加到较高安培，例如，该电流可以是大约 500A。图2显示了热图像40的非限制实例，在本文也可称为包括由多个焊接部26所形成的多个焊接接头WX的被激励阵列38的辐射热图像、热图像或温谱图。温谱图40 (通常理解为彩色图像)在图2中被重现为灰度图(或黑白图)。彩色图像用于将焊接部对电流的热响应向人做出解读。对于计算机解读来说，通常是用0-255像素值来捕捉灰度数据，代表辐射热成像测量的温度。图2还以灰度(即黑和白)显示了温度范围或参考值42。应理解温度范围42应被理解为通常是对应温谱图40的彩色图像，并作为参考来解释有色的温谱图40上显示的不同温度的区域。利用例如红外(IR)或温度记录摄像机(其可以是例如图8所示的IR摄像机160)，可捕捉和产生温谱图40的。应理解IR摄像机160产生的温谱图40和相应的温度范围42的彩色图像会显示图像的最高温度区域(例如，阵列38中接近温度T2的部分)，其通常颜色为白色(一般对应于像素值255);中间温度(即介于T1和T2之间)的图像区域，通常颜色为红色至黄色，其中红色的区域比黄色的区域温度高；图像中温度最低的区域(例如，阵列38中接近T1的部分)，通常颜色为蓝色。图2示了对定子10的被包括在阵列38内的一个或多个焊接部26进行无损评价的方法，其可包括激励(例如通电)阵列38 (例如通过利用选择性地连接到定子10的电流源36 (如图1和8所示)为包括焊接部26的定子10的电路引入电流)，从时间t=0开始随着电流引入定子10而以不同的时间间隔产生一系列辐射热图像40，并继续经过预设的时间间隔(其例如可以是测试时间间隔ttest。从时间t=0至ttest，包括在阵列38里的焊接接头WX中的被激励的焊接部26每一个都会有温度增加，从而每一个激励的焊接部26的温度随时间的变化可由从t=0开始在各时间间隔处采集并记录的一系列热图像40来确定。在非限制实例中，时间ttost是10秒至60秒之间的预定时间。在另一非限制实例中，时间ttest大约为30秒。IR摄像机160可记录并传送一系列热图像40给处理器，例如图8中的处理器165，来做进一步分析，包括无损评价阵列38所含的一个或多个焊接部26。IR摄像机160可以是红外摄像机、辐射IR摄像机、热成像摄像机或类似的摄像机。在非限制实例中，IR摄像机160优选地被配置为高分辨率IR摄像机。高分辨率IR摄像机采用尺寸为640*480像素的焦平面检测器。区别地，最小分辨率的IR摄像机可限定为具有尺寸为340*240像素的有源焦平面阵列IR辐射检测器。在非限制实例中，图8的处理器165可被配置为包括存储器、中央处理器(CPU)和一个或多个算法，该算法可由CPU执行来分析IR摄像机160产生的温谱图40。举例来说，存储器可包括，只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、电可擦除只读存储器(EEPROM)等等，其尺寸和速度足以接收、分析和存储温谱图40，用于利用一个或多个算法估计焊接部26的构造或焊接尺寸，以产生和/或存储与本文所述的无损焊接评价方法相关的或需要的其他数据或报告。处理器165可被配置为显示检验结果、生成报告并接收到其他设备的其他输入或输出数据。IR摄像机160和处理器165利用有线或无线方式可操作地连接，例如，IR摄像机160和处理器165可设为通过接触或不接触方式彼此通信，包括通过任何合适的无线连接(例如RFID、Bluetooth 或其他接近领域的连接方式，或通过USB端口或其他合适的接触连接技术。在非限制实施例中，处理器165可与图1中的电流源36和/或固定件32通信或可操作地连接，以接收或传送数据和/或信息，从而在对已测量电流水平通电的阵列38产生的温谱图40进行分析时，处理器165可利用从电流源36获得的通电电流的实际测量值作为数据输入。在非限制实例中，可利用选择性地连接至定子的电流源36提供的范围在100安培(100A)到500安培(500A)的电流给电路(例如定子10的包括阵列38的绕组)通电而激励如图2所示的包括多个焊接部26的阵列38，从而在通电的持续时间内焊接接头WX和焊接部26的温度升高。在非限制实例中，电流源36可产生定子10的3相高安培、短持续时间通电载荷。例如，可通过牵引功率逆变器�？�(TPIM)或通过利用相位开关AC高安培功率源提供电力的三相Λ或Y电路来作为电流源36。电载荷的持续时间例如可以是时间ttest，尽管没有限制性地规定，且可以使用检验其他持续时间的定子电载荷或通电。例如，电载荷持续时间可以为ttest加上额外的时间，以确保对应时间ttest产生辐射温谱图40时焊接阵 列38处于通电状态。在一个实施例中，利用150A的最小电流给定子10通电。在另一实施例中，利用200A到300A之间的电流给定子10通电。可替换地，可利用大约280A的电流给定子10通电。在后一情况中，280A的电流流过定子10所提供的高安培载荷可增加利用本文描述的IR检查方法做出的焊接评价的灵敏性和/可重复性，增加对正被评价的焊接部尺寸和/或质量进行估计的准确性。例如，在另一非限制实施例中，利用接近500A的电流给定子通电，来模仿对定子的电流冲击或更坏情况的操作情形。测试的灵敏性随着通电电流的增加而增加，然而更高的电流可能对定子10有破坏性，例如，恶化焊接部26周围的绝缘环境。因此，有益的做法是增大通电电流来提高焊接评价的灵敏性，同时保持通电电流低于会对定子10造成损坏或破坏的水平，和/或限制焊接阵列进行测试的时间，例如给焊接阵列通电的时间长度，来避免在测试中对定子10造成破坏或损伤。例如，可限制通电电流和/或测试时间，使焊接部26的温度不超过定子10的绝缘材料的最高额定温度，来避免绝缘材料的恶化和烧损。定子10可位于在图1A和图2的固定件32和图8所示的评价系统150上，以在测试周期中相对于IR摄像机160定位导线端部12和阵列38，测试周期至少包括给阵列38和定子10通电并以不同时间间隔记录一系列辐射温谱图40。图8的固定件32可包括支撑板或表面34,其被配置为在固定件32上定位定子10时提供有效的止挡,或在确定定子10的方位和/或使阵列38与IR摄像机160对齐时提供基础面。固定件32可包括其他特征，来确定定子10的方位，以协助识别阵列38中的焊接接头WX中的每一个。固定件32可包含选择性地连接定子10至电流源36的器件。以非限制例子来说，固定件32可包括插座(未示出)，其可以是电连接器，其被配置为接收定子绕组的接线端，从而在提供将定子10电连接至电源或电流源36的手段的同时，插座的位置和/方位可用于相对于IR摄像机160在固定件32上确定定子10的方位。固定件32可包含未示出的其他特征。例如，固定件32可包括标记或标签机构，来为定子做记号或标签，以识别一个或更多定子10和/或阵列38相对于固定件32和IR摄像机160的方位，和/或在测试过程中和测试之后协助识别阵列38中焊接接头WXx的各个焊接部26。参考图2如前所述的，阵列38的一系列辐射温谱图40可以以自时间t=0开始直到至少时刻ttest的时间间隔来获�。⒋椭链砥�165，用来分析和评价阵列38中包括的一个或多个焊接部26。温谱图40的分析可包括通过图8的处理器165使用一个或多个算法。每个温谱图40可作为数字图像捕捉，其可再细分为子图像，每个子图像代表温谱图40的一部分。每个温谱图40可以是包含多个像素的数字图像，例如，温谱图40可配置为通常包含640X480像素的图像，其可细分为子图像，每个子图像可包括一个或多个像素，例如，子图像通�？梢允�3X3或更大像素的图像。定子10和焊接接头WX的阵列38可参考IR摄像机160确定方位，从而包括焊接部26的每个焊接接头WXx的位置可映射至温谱图40中相应的子图像。利用处理器165可分析阵列38中每个焊接部26分别对应的子图像，来评价每个焊接部26和由其形成的焊接接头WXx。再次参考图2，显示 了包括信号点 SAl, SA2. · · SAn-1, SAn, SBl, SB2. · · SBn-1, SBn的多个信号点，其可共同称为多个信号点SX。如图所示多个信号点布置成一种样式或阵列，其对应于多个焊接接头WX的位置。各个信号点可识别为SXx，其可以是信号点SAl. . . SAn或SBl. . . SBn中的一个。每个个别信号点SXx可理解为对应于各个焊接接头WXx的位置和预设尺寸的子图像。例如，如图2所示的温谱图40中被识别为SAl的信号点可对应于图1A和IB中所示的焊接接头WAl的位置，如图2所示的温谱图40中被识别为SBl的信号点可对应于图1A和IB中所示的焊接接头WBl的位置，依此类推。接下来可以分析对应于各个信号点SXx或针对其记录的子图像，来评价对应的焊接接头WXx，和形成焊接接头WXx的焊接部26。如前面所述，例如，通过利用处理器160而对包括子图像的温谱图40进行分析，可分析对应各个信号点SXx的子图像。对应各个信号点SXx的一系列子图像由以时间间隔记录的一系列温谱图40决定和针对该一系列温谱图进行分析，来评价对应的焊接接头WXx。可分析一系列子图像，以生成用于信号点SXx的温度-时间曲线(如图3，5A，5B所示)，该曲线也可以用来评价对应的焊接接头WXx。图3显示了包括多个温度-时间曲线48A-H的温度-时间曲线图46。每个温度一时间曲线对应于一个信号点SXx和一个包括焊接部26A-H的焊接接头WXx，且代表信号点在通电周期中在不同时刻测得的信号点SXx的温度，所述通电周期开始于t=0直到测试或通电周期的终点，该终点例如可以是时刻ttest或ttest之后的预设时刻。温度-时间曲线48可用来评价信号点SXx在通电或测试周期中的任何时间点的实际温度，还可用来评价在通电或测试周期中由温度-时间曲线48的斜率所代表的温度增加速率。以非限制实例的方式，图3的曲线图46显示的每条温度-时间曲线48A-H代表从图4中所示的对应焊接部26A-H测量到的热输出，例如，温度-时间曲线48A对应焊接部26A，曲线48B对应焊接部26B，以此类推。如前所述，定子10可在固定件32中(或通过其他方式)确定方位，以参考IR摄像机160确定阵列38的方位，使阵列38中的每个焊接接头WXx的位置与通过IR摄像机160和/或处理器165记录和产生的温谱图40中对应的信号点SXx对准。当定子10在固定件32上确定了方位时，每个信号点SXx可被定位为例如对应于显示在IR摄像机165的相应导线端对24的表面区域。如前所述，由信号点SXx所限定的测温区域可以具有任何适当的尺寸，对应于温谱图40的子图像，该子图像例如可以是3X3像素或更大尺寸。可建立导线端对24的焊接表面上的信号点SXx的尺寸和位置，以优化可接受或合格的焊接部与不可接受或不合格的焊接部之间的区分。通过分析不同尺寸焊接部26的各种子图像，信号点SXx的经优化尺寸和位置例如可以经验性地确定，其中该子图像从一系列导线端对24的焊接表面的不同位置采集而来，其中导线端对24具有已知尺寸和/或配置的焊接部26，例如图4所示的26A到26H系列焊接部。在非限制实例中，例如，当定子10在固定件32上被确定方位时，例如图4指示26A的位置，信号点SXx可定位为与显示在IR摄像机160上的相应导线端对24表面的大约中心相对应。例如，导线端对24的该中心点可代表用于放置焊接部26A的理想或优化位置，以在焊接过程中确�：附硬�26穿透形成导线端对24的两个导线端部20的临近表面，以建立两个导线端部20之间的穿过焊接部26的均匀且尺寸足够的导电路径。较小、偏心、错位、有缺陷、畸形、有夹杂物(included)、或其他不合格的焊接部不能提供两个导线端部20之间充足的导电路径，这会因在由多个杆销14和焊接接头WX形成的定子电路中形成开路电路(也称为开路)、热点或其他缺陷条件，而导致定子10失效或对定子10的性能造成不利影响。通过将信号点SXx置于导线端对表面的中点处，可提高可能对形成了合格的焊接部26有不利影响的焊接过程的多变性进行检测的能力。应理解信号点SXx的温度增加速率可与焊接部26的导电面积的尺寸和完整性有·关，该焊接部26形成了对应于信号点SXx的焊接接头WXx。焊接部26的导电面积的尺寸与焊接部26的尺寸和横截面积成比例，所述焊接部也可称之为焊缝，从而随着焊接部26的尺寸和/或横截面积增大，允许电流从形成焊接接头WXx的一个导线端部20传导至另一个的导电面积增加。在通电周期中测得的温度和温度增加速率与导电面积成反比例，如图3和4中的例子所示，因此在通电周期中较小的焊接部26 (例如焊接部26B)与大的焊接部26 (例如对应曲线48G的焊接部26G)相比显出更高的温度和更高的温度增加速率，如曲线48B所
/Jn ο焊接部26的完整性会影响焊接部在通电周期中的温度和/或温度变化速率。例如，间断区域(如孔洞)、焊接部内的不导电污染物或内含物会有损焊接部的完整性，例如，可降低焊接部完整性，有效地削减导电面积，增加焊接材料的电阻，和/或降低焊接部26的电导性。因此，在通电周期中，焊接完整性与温度和温度增加的速率成反比关系，其中在通电周期中，低完整性的焊接部26比更均匀、完整性更高的焊接部26具有更高的温度和温度增加速率。在非限制实例中，可以将图1B和4所示的焊接部26Α···26Η中的每一个识别为图1B中所示的对应焊接接头WXx和图2中所示的对应信号点SXx。参考图1-4，焊接接头WAl(其位于固定件32中方位确定的位置)由焊接部26E形成，其尺寸和形式可在图4中详细观察到。可给定子10通电，随时间记录包括焊接接头WAl的阵列38的一系列温谱图40，可分析图2所示的且对应焊接接头WAl的信号点SAl，以产生焊接部26E特有的温度-时间曲线48E。其他具有已知尺寸的焊接接头WXx (例如图4中焊接部尺寸参考图50中所示的焊接接头26Α···26Η)可被分析，以产生每个焊接部尺寸特有的温度-时间曲线，如图3的参考曲线图46所示。在焊接部26的评价过程中，这些温度-时间曲线48Α···48Η可单独地或组合地用作参考曲线。通过与参考曲线48Α...48Η对比，可评价焊接接头WXx的信号点SXx，确定最匹配的参考曲线并估计形成焊接接头WXx的焊接部26的焊接尺寸。确定最匹配的参考曲线的标准例如可由提供给图8中的处理器165的算法来限定。通过确定最匹配的参考曲线，可估计形成焊接接头WXx的焊接部26的焊接尺寸。将估计的焊接尺寸与定子10的最小的可接受焊接尺寸对比，来确定焊接部26的质量合格与否，例如，针对定子应用提供最小可接受焊接尺寸。可利用一系列已知焊接部(例如焊接部26A...26H)的参考曲线48A...48H或其他实验数据经验性地确定在预设温度ttost下满足要求的焊接部的最高温度。如前所述，对于具有更小的导电面积的焊接部26 (例如具有更小尺寸和/或更低完整性的焊接部26)来说，温度和温度增加速率相对较高。因此，不合格或不可接受的焊接部26 (例如过小、错位、畸形、含气孔的、含杂质的等等，其导致具有更小的导线面积)在通电周期中在任何给定时刻t以更高温度为特征，且在t=0到ttest的时间间隔内以更高的温度增加速率为特征，从而可以确定最高温度(当在时间ttest之前通电的焊接部26超出了该温度时)可确定对此应用来说焊接部26的质量是不可接受或不合格的。一系列已知焊接部的参考曲线48Α···48Η连同温度极限(例如Tmax)、温度增加速率、或其他与焊接部的可接受性相关的因素、和/或其他信息(例如激励电流的幅度、测试 时间、IR摄像机的设置，等等)一起可被分析，以形成一算法，其用于关联取自阵列38的热像图40的相关数据，以评价和/或确定阵列38中的焊接部26的质量。可针对一系列已知焊接部26中的每一个生成多条参考曲线48，取自多条曲线的信息可用于在算法中模拟统计学变化。在算法中可测量、输入和模拟其他参数的多变性，包括激励电流、测试时间、位置或固定结构的多变性等等。利用来自热图像40的输入和算法限定的其他输入，算法可用于评价阵列38中的焊接部，以确定焊接部的可接受性，评价焊接部尺寸，等等。算法可表达为利用多个标准来评价焊接部。例如，可利用在两个不同时刻t的温度或温度增加速率来确认焊接部的可接受性或估计焊接部尺寸和质量。在非限制实例中，参考图3和4，在定子10的焊接接头WXx的当前例子中，基于经验数据(例如具有这些尺寸和/或构造的焊接部的耐久性或功能测试、具有这些尺寸和/或构造的焊接部的有损评价等)，焊接部26A，26B和26C可被确认为对于该应用来说是不合格或不可接受的。基于经验数据(例如具有这些尺寸和/或构造的焊接部的耐久性或功能测试、具有这些尺寸和/或构造的焊接部的有损评价等)，焊接部26D. . . 26H可被确认为对于该应用来说是满足要求或可接受的，其中焊接部26D被确认为是满足要求或可接受的尺寸最小的焊接部26。如图4的参考曲线图所示，最小尺寸的可接受焊接部26D的温度(其由温度-时间曲线48D所确定)在时间ttest达到图3中64所示的温度，其可建立为Tmax。为焊接部26评价目的，Tfflax可作为预设的温度，从而以具有在时刻ttest之前温度超过Tmax的信号点为特征的任何焊接部可按质量确定为不可接受的焊接部26。如由各自温度-时间曲线48A··· 48C确定的，每一个不合格的焊接部26A··· 26C在时刻ttest之前超过温度Tmax。在杆销定子10的非限制实例中，以超出温度180°C的温度Tmax为特征的信号点SXx为特征的焊接部26可按质量被确定为是不合格或不可接受的。利用一个或多个温度-时间曲线来评价焊接接头WXx的焊接部26的其他方法也是可行的。例如，如图5A所示的曲线图(其一部分在图5B中放大显示)可包括共同称为曲线48的多条温度-时间曲线，其来源于从一时间序列的温谱图40针对多个信号点SX捕捉到的数据，其中多个温度-时间曲线48的每一个对应一个信号点SXx和一个由焊接部26形成的焊接接头WXx。在非限制实例中，多条温度-时间曲线48 (包括曲线48x，48y，48z)可利用公知技术以统计学方式分析，以确定多条曲线的描述统计学特征，例如包括多条曲线在任何时刻t时的温度的平均值、中值、标准差。用于评价多条曲线每一个的标准可基于统计学特征形成，例如，用于多条曲线的描述统计学特征。在非限制实例中，多条曲线可取自一个或多个控制单元或主单元，例如，在受控条件下由焊接接头WX制造的一个或多个阵列38，以产生代表所需的或可接受的焊接部尺寸和特征分布的多个焊接部26。在另一非限制实例中，多条曲线可取自多个阵列38，其代表形成多个阵列38所呈现的多个焊接部26的焊接过程差异的可接受水平。以非限制实例的方式，包括被确定为在预定的极限值或一组极限以外的温度的曲线48可被确认为对应于不可接受的焊接部26。可以统计学的方式确定所述极限，例如按照与任何时刻t的平均温度有±3 σ的偏差而获得的极限。现在参考图5B，应用例子标准，可确定，对应曲线48z的焊接部26是可接受的，因为曲线48z被确认为在±3σ的偏差的极限内，例如在所示的多条曲线48的曲线48正态分布中。利用相同标准，曲线48χ可被确认·为在±3 σ的极限以外，例如，超出在所示的多条曲线48的曲线48正态分布，可确认对应的焊接部26是不可接受的。可结合不止一个标准来评价由温度-时间曲线48所代表的焊接部26。在非限制实例中，将前面讨论的标准(例如，利用在ttost之前的经验得出的极限温度Tmax)与统计学地获得的3 σ极限结合，该标准可被如此结合使得曲线48的评价取决于其在两种标准下的否决。在这个例子中，曲线48x将在这两种标准下被否决(如在62所示，在时刻ttest之前已经超出Tmax，且已经被认为是在±3σ极限以外，如前面所述)，且因此对应于曲线48χ的焊接部26被认为是不可接受的。继续本例，可确认另一个曲线48y在±3σ极限之外，但未发现在时间ttest之前超出Tmax,而是在ttest之后，用66表示，因此根据一个标准而不是全部两个标准可以确认对应的焊接部26为可接受的。可以建立其他评价标准。再次参考图5B，基于在点64表示的Tmax在时间ttest处的交叉点，可建立温度-时间曲线的四个象限I，II，III，IV，且通过象限评价每条曲线48。以非限制实例的方式，与任何穿过象限I的曲线48 (例如曲线48x)对应的焊接部26可被认定为不可接受。继续地，与任何穿过象限II的曲线48 (例如曲线48y)对应的焊接部26可被认定为视情况而定，例如可经历额外的测试或重新测试。在本例中，曲线48(例如曲线48z，其完全位于象限III和IV内)可认定为是可接受的。在非限制实例中，图6A显示了相对于阵列38定位的遮蔽装置70。遮蔽装置70被配置为隔离被评价的一个或多个区域，从而遮蔽和充分削减了从背景源而不是从正被评价的区域的热辐射而来的反射和/或发射。在当前实例中，正被评价的区域可以是阵列38，或具体地，可以是阵列38内的多个焊接接头WX，其中每个焊接接头WX的焊接表面代表正被评价的多个区域中的一个(或更具体地，可以是多个信号点SX中的一个，其中与信号点SXx对应的每一个焊接部26的表面区域代表正被评价的多个区域的其中一个)。通过将正被评价的区域与其他反射和/或发射的背景源隔离开，图8的IR摄像机160所记录的热能可以与来自正被评价的区域的热能充分隔离开，从而可提高温谱图40的灵敏性，这可提高从温谱图40获得的温度读数的准确性，其中该温度读数用于产生被通电的阵列38的信号点SX的温度-时间曲线48。可遮蔽的发射或反射的来源可包括来自背景目标、区域和/或表面的反射或反射，其中背景目标、区域和/或表面包括不是正被评价的区域或目标、且在温谱图40捕捉的图像中会被IR摄像机观察的背景目标、区域和/或表面。背景目标、区域和/或表面产生的反射或反射在本文可被称为背景反射和背景反射，产生这些的来源在本文可被称为背景源。背景源可以(但不必须)特征在于发射率，其与评价中的区域完全不同，其中发射率表达为目标表面辐射出IR辐射的效率的无单位度量值。例如，固定件32的支撑板34的发射率大约为O. 5，与评价中的被通电焊接部26的发射率完全不同。基尔霍夫定律阐述了当透射率(T)等于O. O时，发射率(E)加上反射率(R) =1. O。应用基尔霍夫定律，本例中支撑板34具有O. 5 (50%)反射率，可以提供进入辐射IR摄像机160的背景热反射。需要遮蔽的具有热能(背景发射和/或背景反射)的背景源可包括靠近评价中的表面或区域的背景源。在当前例子中，靠近阵列38的叠片结构16的表面可认为是背景源。叠片结构16的表面的特征可以在于与阵列38或焊接部26具有不同的发射率，且也可以是反射源。当前例子中的另一背景源可包括经焊接的导线端对(如图1B中所示)的表面之间的杆销14的表面，其可通过IR摄像机观察到并可以通过温谱图40捕捉到。在当前实例中，其他不靠近评价中的阵列38的背景源可包括固定件32的端面板或背板34、固定件32的其他构件、定子10的其他构件(例如沟槽13，如图2中的温谱图所示)、叠片结构16的表面(其分开沟槽13)、和/或周向间隙(分开第一和第二层28A、28B，如图1A、1B、6A_6D所示，包括插入在层28A、28B之间的分隔元件30。遮蔽装置70的许多构造是可行的。遮蔽装置70可由一个或多个特征所限定，该特征被配置为与评价中的区域相符，从而背景源被遮蔽装置70充分地遮挡，评价中的区域与背景源和来自背景源的发射和/或热能反射充分隔离开。遮蔽装置70可由任何合适材料制成，优选地具有一致的发射率和/或一致的反射率的特征。在非限制实例中，遮蔽装置70可由纸、塑料或其他聚合材料、或它们的组合制成,例如相纸(phase paper)。选择用来制造遮蔽装置70的一种或多种材料优选地具有足够的耐久性，以容许遮蔽装置70或其构件的重复使用，从而遮蔽装置70可在测试之前安装在定子10上并在测试之后移除，从而在另一定子10的测试中移除的遮蔽装置70处于可再利用的状态。在非限制实例中，遮蔽装置70的至少一部分、或其构件可经过涂层或其他处理或改良，以提高遮蔽装置的耐久性或可再利用性，以提高对形成焊接部26的焊接操作或阵列38的通电周期而来的热量的热阻，和/或修改遮蔽装置的发射率或反射率来优化热分析状态，等。遮蔽装置70可包括一个或多个特征，所述特征用来将遮蔽装置70定位和/或安装到所评价的对象(在当前实例中，所述对象为定子10的阵列38的焊接部26)，或所述特征用于相对于定子10或其构件识别遮蔽装置。例如，遮蔽装置70可包括方位和/或识别特征(未示出)，以识别阵列38中的焊接接头WA1，WA2，提供数据(从该数据可识别剩余的焊接接头WA2...WAn和WB2...WBn)，或识别阵列38或定子10的另一方位特征。遮蔽装置70的方位和/或识别特征可被配置为在温谱图40中是可辨别或可识别的。在第一非限制实例中，如图6A所示，遮蔽装置70遮挡定子10，将阵列38的导线端对24A、24B与背景源中分隔开。遮蔽装置70可包括第一遮蔽元件72和第二遮蔽元件82。遮蔽装置70可选择地包括分隔件30，在本文还称之为分隔器，可由相纸制成。如图6A所示，当遮蔽装置70相对于定子10和阵列38处于安装的位置时，遮蔽装置70被配置为使遮蔽装置70的元件和导线端对24A、24B之间的间隙或间距80最�。渲兴龅枷叨硕�24A、24B在所示例子中处于评价中。通过利用遮蔽装置70使间隙80最小化，导线端对24A、24B基本与来自背景热源的几乎所有发射和反射充分分隔开，以提高由遮蔽的定子10的温谱图40决定的、与连接每个导线端对24A、24B的焊接部26对应的信号点SX的温度测量准确性。分隔件30可被配置为大致环状构件，其可以成形为环(如图1A和1B)，所述环可插入分别在由导线端对24A、24B组成的第一和第二层28A、28B之间的周向靠近空间或间隙中。在非限制实例中，分隔件30可被配置为与遮蔽装置70 —起使用，来遮蔽来自层28A、28B之间的周向间隙的反射。分隔件30可进一步配置为用作其他目的，例如，分隔件30可提供导线端对20B和20C之间和/或焊接部WA和WB之间的相-相(phase-to-phase)电绝缘。在图6A所示的第一非限制实例中，第一遮蔽元件72可被配置为通过大致圆形形状限定的大致平的板件，其包括从大致圆形主体部76径向向外延伸的多个延伸部或突出部(tab) 74，以共同限定第一遮蔽元件72的周界92 (如图6D所示)。主体部76和突出部74可被配置为使遮蔽元件72的周界92与分隔件30的最内表面(由分隔件30的内径限定)和导线端对24A的不临近分隔件30的三个侧面(包括图6D所示的侧面98)相符合，从而到导线端对24A和遮蔽元件72、30之间每一个的间隙或间隔80被最小化。在如图6A所示的非限制实例中，第二遮蔽元件82可被配置为基本平的板件，包括限定了基本环状开口的主体部86，该开口包括径向向内延伸的多个延伸部或突出部84，以选择性地限定了第二遮蔽元件82的周界92(如图6D)。主体部86和突出部84可被配置为使得遮蔽元件82的周界92与分隔器30的最外表面(由分隔器30的外径限定)和导线端对24B的不临近分隔器30的三个侧面(包括图6D所示的侧面98)大致符合，从而每个导线端对24B和遮蔽元件82、30之间的间隙或间距80被最小化。主体部86在图6A中示出，具有大致环形形状，尽管其构造并不是限制性的。例如，第二遮蔽元件82的最外周界可被延伸，以增加由主体部86遮挡的背景源区域。例如，第二遮蔽元件82可被配置为大致矩形板件，主体部86的内周界限定了大致圆形开口，如前所述，矩形板件的主体部的最外周界宽度和长度具有足够的尺寸，以遮蔽能够由IR摄像机160观察到的整个背景区域，以产生温谱图40。在第二非限制实例中，基本如第一例子所描述的那样构造遮蔽装置70，包括第一和第二遮蔽元件72，82，但没有可选的分隔器30。在本例中，可增加突出部74、84的径向长度从而当第一和第二遮蔽元件72、84处在安装位置时突出部74、84覆盖彼此，以遮蔽在第一例子中由分隔器30所遮蔽的背景的至少一部分，同时将遮蔽元件的数量从三个减少至两个。在第三非限制实例中，现在参考图6B和6C，基本如第一例子所描述的那样构造遮蔽装置70，进一步包括第三遮蔽元件78和第四遮蔽元件88。第一和第三遮蔽元件72、78可大致如第一例子中所述的第一遮蔽元件72那样构造，从而第一和第三遮蔽元件72、78可以是但不要求是完全相同的。在第三例子中，每个突出部74的宽度(例如，沿经过每个突出部74的周向测量到的宽度)小于周向临近的导线端对24A之间的间距，从而在安装的位置，当第一和第三遮蔽元件72、78中的一个位于安装位置时，每个突出部74的侧面94和没两个临近导线端对24A中的至少一个的侧面98之间存在具有足够宽度或间隔的间隙80，从而穿过间隙80可感知背景。
可感知的间隙80 (如本文所使用的)具有足够的间隙，从而当定子10定位在固定件32上时，没有被遮蔽元件72、78遮蔽到的背景区域可在在摄像机视图中被感知。如此，可以理解穿过可感知间隙80而可被摄像机观察的背景区域的反射和/或发射也可以记录在温谱图40上，该温谱图40从摄像机可观察的阵列38和定位为使得可感知间隙80可被观察的遮蔽元件72、78产生。与第一或第二个例子相比，第三例子中突出部74的减小的宽度提高了在临近的导线端对28A之间插入、移除、和/或放置突出部74的方便性，并可减小对突出部74的扭曲和安装损坏，以利于遮蔽元件72、78的再利用。图6B显示了位于第一位置的第一和第三遮蔽元件72、78，其中第一位置也可称之为不旋转位置，第一和第三遮蔽元件72、78中的一个与第一和第三遮蔽元件72、78中的另一个是分层关系，从而间隙80是可感知的并存在于第一和第三遮蔽元件72、78的至少一个的突出部74的至少一个侧面和临近的导线端对24A之一的至少一个侧面98之间。图6C显示了位于也可称为旋转位置的第二位置中的第一和第三遮蔽元件72、78，其中第一和第三遮蔽元件72、78中的一个与第一和第三遮蔽元件72、78中的另一个为分层的关系，并已周向地旋转，如箭头68所示，从而第一和第三遮蔽元件72、78中的一个的突出部74的侧面94接近或近距接触导线端对24A的侧面98 (如图6D)，第一和第三遮蔽元件72、78中的另一个的突出部74的侧面94接近或近似接触临近的导线端对24A的侧面98，从而在第一位置可感知的间隙80被基本关闭或减小了。在图6B所示的第二或旋转位置，第一和第三遮蔽元件72、78的经旋转的突出部74基本挡住了临近的导线端对24A之间的背景区域。第二和第四遮蔽元件82、88可大致如在第一例子中所述的第二遮蔽元件82那样构造，从而第二和第四遮蔽元件82、88可以是但不要求是完全相同的。在第三例子中，每个突出部84的宽度(例如沿着经过每个突出部84的周边测量的宽度小于周向地相邻的导线端对24B之间的间隔，从而在安装的位置，当第二和第四遮蔽装置82、88位于安装位置时，在每一个突出部84的侧面94和两个临近导线端对24B中至少一个的侧面98之间存在另一个具有具有足够宽度或间隔的间隙80，从而穿过间隙80可感知背景。另一间隙80具有足够的间隙从而当定子10定位在固定件32上时，没有被遮蔽元件82、88遮挡到的背景区域可在在摄像机视图中感知。如此，可以理解从背景区域(穿过缝隙80可被摄像机过程)而来的反射和/或发射也可以记录在从摄像机可视的阵列38产生的温谱图40上。在第三例子中，与第一或第二个例子相比，突出部84的减小宽度提高了在临近的导线端对28B之间插入、移除、和/或放置突出部84的方便性，并可减小对突出部74的扭曲和安装损坏，以利于遮蔽元件82、88的再利用。图6B显示了位于第一位置的第二和第四遮蔽元件82、88，其中第一位置也可称为不旋转位置，第二和第四遮蔽元件82、88中的一个与第二和第四遮蔽元件82、88中的另一个是分层关系，从而另一间隙80存在于第二和第四遮蔽元件82、88中至少一个的突出部84的至少一个侧面和临近的导线端对24B之一的至少一个侧面98之间。图6C显示了位于也可称为旋转位置的第二位置中的第二和第四遮蔽元件82、88，其中第二和第四遮蔽元件82,88中的一个与第二和第四遮蔽元件82、88中的另一个为分层的关系，并已周向地旋转，如箭头68所示，从而第二和第四遮蔽元件82、88中的一个的突出部84的侧面94接近或近距接触邻近导线端对24B的侧面98，第二和第四遮蔽元件82、88中的另一个的突出部84的侧面94接近或近距接触临近的导线端对24B的侧面98，从而在第一位置可感知的间隙80被充分关闭或减小了。在图6B所示的第二或旋转位置，第二和第四遮蔽元件82、88的经旋转的突出部74充分挡住了临近的导线端对24B之间的背景区域。在图6D所示的第四非限制实例中，第一和第三遮蔽元件72、78的突出部74的侧面94相对于平分突出部74的径向线而向外呈锥形，如90所示，其中锥度由角α限定，从而当第一和第三遮蔽元件72、78位于第二或旋转位置时，第一和第三遮蔽元件72、78中每一个的突出部74的锥形边缘90符合或相符地接触临近导线端对24Α的侧面98，以基本消除它们之间的间隙80。角度α与多个导线端对24Α的径向分布相关地建立，以产生锥形边缘90和导线端对侧面98之间的相符合的关系。类似地，如图6D所示，第二和第四遮蔽元件82、88的突出部84的侧面94相对于平分突出部84的径向线向内呈锥形，如90所示，其中锥度由角β限定，从而当第二和第四遮蔽元件82、88位于第二或旋转位置，第二和第四遮蔽元件82、88中每一个的突出部84的锥形边缘90符合或一相符地接触临近导线端对24Β的侧面98，以基本消除它们之间的间隙 80。角度β与多个导线端对24Β的径向分布相关地建立，以产生锥形边缘90和导线端对边98之间的相符合的关系。例如，可修改评价中的阵列38，以优化或提高焊接部评价的灵敏性、准确性、再现性和/或可靠性。修改可被配置为使得焊接部26和焊接接头WX不在功能上受影响，例如，定子10的操作基本不受修改的影响。例如，可修改评价中的区域的表面，其在当前例子中可包括焊接部26或焊接接头WX的焊接表面，以修改评价中的区域的发射率和/或反射率。在非限制实例中，可通过施加涂层(未示出)来修改表面，所述涂层可以是有色的涂层，例如油漆，以修改表面的发射率，和/或提高温谱图40中处于评价中的区域的发射率均匀性。在另一个非限制实例中，涂层可以是环氧涂层、清漆、绝缘敷层中的一种或其组合，其可被修改为包括如颜料这样的添加物，以控制和/或标准化多个焊接部26的发射率，包括使得在通电或激励时评价中的区域的发射率基本标准化。涂层可以是导热的和对焊接温度高度敏感的，并具有相应的高发射率，从而涂层发出的IR辐射可以与焊接温度很好地相关，并因此与基于测量焊接温度估计的焊接部大小很好地相关。涂层可以是电绝缘的，从而涂层可以将多个焊接接头WX中的每一个与多个焊接接头WX中的另一个电绝缘以及与周围的元件中电绝缘，其中周围的元件可包括污染物或在定子10的制造或运行中可能与多个焊接接头接触的其他物质。涂层的特征可以在于性能的组合，从而涂层可以是电绝缘的并还可以配置为从焊接接头阵列传导热能并以相对高的发射率辐射热能。涂层可以在焊接接头上施加为一致(例如连续的)的层，以使焊接接头每一个电绝缘。涂层可以足够厚从而红外辐射不能穿透。举例来说，可以优选O. 38mm的最小涂层厚度，从而涂层不会透过红外辐射，而是传导，以呈现相对的高发射率。如本文所应用的，特征在于相对高发射率的涂层可呈现的发射率高于未经涂层的焊接部的发射率，可呈现足够高从而来自涂层的IR辐射很好地与经涂层的焊接部温度相关，和/或可呈现的发射率足够高以与背景源和/或遮蔽元件的发射性和反射性区别开来。以非限制实例来说，在给定未经涂层的焊接部的发射率为O. 2-0. 7、背景源包括具有减小发射性和反射性的遮蔽元件的情况下，具有大于O. 7的发射率的涂层可认为是特征在于具有相对高的发射率的涂层。在优选实施例中，涂层具有大于O. 9的发射率,在更加优选的实施例中，涂层具有大于O. 95的发射率。
图7显示了阐述实例方法的流程图100，其可用于焊接部阵列38 (如图1A和IB所示)的无损评价，在非限制实例中，利用系统150来评价定子10的焊接部26，如图8所示。在流程图100所示的方法之前可进行额外测试，以在热像评价之前首先确定定子的质量。这种测试可包括但不限于高电势和电流冲击测试。流程图100、系统150和定子10目的不是限制性，可理解本文所述的方法和系统可用于目标不是定子的焊接部的阵列的无损评价。仍参考图8，从步骤105开始，包括由多个焊接部26限定的阵列38且包括至少一个待评价焊接部26的目标被相对于温度记录摄像机确定方位。在当前例子中，包括阵列38的目标可以是图8中所示的定子10，其如前所述可包括形成待评价的焊接接头WX的至少一个焊接部26，摄像机可以是IR摄像机160。在步骤110 (可以是可选步骤)，可修改阵列38来建立产生温谱图40 (见图2)的一系列条件，其中以非限制实例的方式，修改可包括以下的一个或多个安装可包括分隔件30的一个或多个遮蔽装置70、通过遮挡或其他方法修改待评价的区域来修改其发射率和/或反射率、识别，其可包括标记一个或多个待评价的焊接部26的位置和/或方向。在步骤115，例如利用激励或电流源36使阵列38通电或激励，且产生至少一个温谱图40，该温谱图40可被分析以确定至少一个信号点SX的温度和/或温度-时间曲线48，如前所述。在步骤120，在非限制实例中，利用处理器165，分析一个或多个温谱图40和/或从其得到的数据，以评价至少一个焊接部26。在步骤125，利用来自步骤120的分析结果和/或数据，对应至少一个信号点SX的所评价的焊接部26按质量被确定为合格(可接受或不合格(不可接受)的。如果至少一个焊接部26按质量被确定为合格或可接受，包括阵列38的目标(在当前实例中即定子10)进行一个或多个步骤135、140，例如，以完成额外的处理。在非限制实例中，定子10可在步骤135中组装进电动机组件(未示出)，可在步骤140中测试包括定子10的电动机组件，例如，通过功能测试器或其他形式的生产线末端测试或评价方法。如果至少一个焊接部26按质量被确定为不合格或不可接受，包括阵列38的目标(在当前实例中即定子10)前进步骤130，以重做或维修不合格的焊接部26，或定子10的适当内含物。重做或维修不合格的焊接部26之后，在如前所述的步骤115中重新测试定子10，其可选地包括修改维修过的阵列38，以在步骤110进行如前所述的重新测试。应理解流程图100不是限制性的，可修改步骤的次序和/或结合。例如，可在步骤105之前完成步骤110，步骤120和125可结合起来。本文描述的方法和系统的至少一部分可以是自动化的，其中通过使方法和系统的至少一部分自动化，可实现成本和生产量的效率和/或使用的测试方法再现性和可靠性的提高。以非限制实例的方式，分析温谱图40、评价所产生的温度-时间曲线48以及确定焊接部26中的至少一个的质量可以是自动化的。测试周期的其他步骤可以是自动化的，例如，其可包括使相对固定件32操作定子10的过程自动化，其中操作包括装载、定位、确定方位、和/或卸载定子10和/或将阵列38与电流源36连接或断开、对焊接部阵列38应用涂层、安装和/或定位遮蔽装置70和/或分隔件30至焊接部阵列38、标记或其他的方法识别一个或多个焊接部26以关联测试结果、和/或识别需要重做或维修的不合格的焊接部26。在另一个非限制实例中，系统150可包括被配置为维修或重做不合格的焊接部的焊接装置，其中维修或重做过程可自动完成，和/或可当定子10维持在测试固定件上的方位时完成维修或重做工作，从而不需额外的操作或耽搁就可以对经维修的焊接部重新评价和/重新确定质量。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
权利要求
1.一种用于对焊接接头阵列进行无损评价的方法，焊接接头阵列包括多个焊接部，该方法包括 利用提供给焊接接头阵列的电流来激励多个焊接部，以提供被激励的阵列； 随时间记录被激励的阵列的多个热图像； 分析多个热图像，以形成多个焊接部中至少一个焊接部的温度-时间曲线图；和 评价温度-时间曲线图，以确定至少一个焊接部的质量。
2.如权利要求1所述的方法，其中评价温度-时间曲线图包括估计至少一个焊接部的尺寸。
3.如权利要求1所述的方法，其中评价温度-时间曲线图包括将至少一个焊接部的温度-时间曲线图与至少一个参考温度-时间曲线图做对比。
4.如权利要求1所述的方法，其中评价温度-时间曲线图包括确定测量到的至少一个焊接部的温度是否超出了预定温度。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括 遮蔽焊接接头的阵列，从而来自热源而非多个焊接部的反射和发射中的至少一种被充分削减。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括 用电绝缘的涂层为焊接接头阵列施加涂层，其中涂层被配置为传导来自焊接接头阵列的热能并以相对高的发射率辐射出热能。
7.如权利要求1所述的方法，其中焊接接头阵列由杆式绕组定子的经焊接端部限定。
8.一种对多个焊接部进行无损评价的系统，该系统包括 电流源，能电连接至多个焊接部，以可选择地激励多个焊接部； 红外摄像机，被配置为捕捉被激励的多个焊接部的至少一个热图像；和 处理器，被配置为分析所述至少一个热图像，以确定多个焊接部中的至少一个的质量。
9.如权利要求8所述的系统，其中 红外摄像机被配置为随时间捕捉被激励的多个焊接部的多个热图像； 处理器被配置为利用多个热图像形成多个焊接部中的所述至少一个焊接部的温度-时间曲线;和 处理器被配置为，通过将至少一个焊接部的温度-时间曲线图与至少一个参考温度-时间曲线图做对比，确定该至少一个焊接部的质量。
10.如权利要求8所述的系统，进一步包括 遮蔽装置，其被配置为隔离多个焊接部，从而来自热源而非多个焊接部的反射和发射中的至少一种被充分削减。
全文摘要
一种无损评价定子的一个或多个焊接部的方法和系统，其包括利用电源激励定子焊接部；随时间记录焊接部的辐射热图像；评价焊接部的尺寸、确认激励的焊接部温度在预定的时间是否超出预定的温度、或将焊接部的温度-时间曲线与参考值对比，通过以上其一或多个方式，分析焊接部的温度-时间曲线来鉴定焊接部。定子被配置为杆式绕组定子。可在定子上应用遮蔽装置来削减来自非焊接部的热源的反射或辐射。
文档编号G01N25/72GK103018277SQ201210359299
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月24日 优先权日2011年9月22日
发明者U.J.德索扎, E.帕诺佐, D.L.西蒙, J.S.阿加皮奥, X.金 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
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