用于管道装配件的安装装置和验证恰当安装的方法与流程

用于管道装配件的安装装置和验证恰当安装的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求享有2020年4月3日提交的序列号为63/004,576的美国临时申请的权益，所述美国临时申请的内容通过引用并入。
技术领域
3.本公开内容总体上涉及用于管道装配件(pipe fitting)的安装装置，并且更具体地，涉及使用所述安装装置验证管道装配件的恰当安装的方法。


背景技术：

4.一般而言，用于流体导管(conduit)——诸如管(tube)或管道——的一种类型的装配件包括：连接器体(connector body)，其装配在流体导管之上；以及型锻环(swing ring)，其压缩连接器体和/或使连接器体物理地变形抵靠流体导管的外表面，以在流体导管周围提供建立牢固的并且防泄漏的机械连接的一个或多个密封。
5.现有技术的用于将这样的装配件组装到流体导管的工具常常包括固定的夹爪或框架、可移动的爪或框架，以及用于使可移动的框架朝向固定的框架移动的一个或多个液压缸。框架可以被配置为夹持型锻环和连接器体，使得在致动后，框架使型锻环在连接器体之上强制地移动，从而导致连接器体压缩或径向移动到流体导管中以提供密封和机械连接。当型锻完成时，一个或多个液压缸中的液压压力被降低，以允许从装配件中移除工具。


技术实现要素：

6.以下呈现了本发明的示例实施方案的简化概述。此概述并非意在识别关键元件或界定本发明的范围。
7.根据第一方面，一种用于将流体装配件连接到流体元件的安装装置包括：工具机构(tool mechanism)，所述工具机构可操作以将所述流体装配件连接到所述流体元件，所述工具机构包括第一邻接表面和第二邻接表面，所述第二邻接表面面向所述第一邻接表面并且相对于所述第一邻接表面可移动；第一传感器，所述第一传感器被配置为检测所述安装装置或流体装配件的第一属性并且提供对应于所述第一属性的第一输出；第二传感器，所述第二传感器被配置为检测所述安装装置或流体装配件的第二属性并且提供对应于所述第二属性的第二输出；以及处理单元，所述处理单元被配置为基于所述第一输出和第二输出生成第一结果数据集，并且将所述结果数据集与第一预定数据集进行比较以确定所述第一结果数据集是否符合所述第一预定数据集。
8.在第一方面的一个实施例中，所述处理单元被配置为：在离散时间处获取来自所述第一传感器的所述第一输出，以生成随时间的、对应于所述第一属性的第一数据集，以及在相同的离散时间处获取来自所述第二传感器的所述第二输出，以生成随时间的、对应于所述第二属性的第二数据集。
9.在第一方面的另一个实施例中，所述处理单元被配置为使所述第一数据集和所述
第二数据集关于所述离散时间相关以生成所述结果数据集，使得所述第一结果数据集对应于所述第一属性对(versus)所述第二属性。在一个实施例中，所述第一预定数据集包括最大数据集和最小数据集，所述最大数据集对应于每第二属性的最大第一属性，所述最小数据集对应于每第二属性的最小第一属性。在一个实施例中，所述处理单元被配置为通过确定所述第一结果数据集是否在所述最大数据集和最小数据集之间或等于所述最大数据集和最小数据集来确定所述第一结果数据集是否符合所述第一预定数据集。
10.在第一方面的又另一个实施例中，所述处理单元被配置为基于所述第一结果数据集是否符合所述第一预定数据集提供输出。
11.在第一方面的仍又另一个实施例中，所述第一属性对应于力属性，并且所述第二属性对应于空间属性。
12.在第一方面的另一个实施例中，所述第一属性对应于应变属性，并且所述第二属性对应于空间属性。
13.在第一方面的又另一个实施例中，所述安装装置还包括第三传感器，所述第三传感器被配置为检测所述安装装置或流体装配件的第三属性并且提供对应于所述第三属性的第三输出，其中所述处理单元被配置为基于所述第二输出和第三输出生成第二结果数据集，并且将所述第二结果数据集与第二预定数据集进行比较以确定所述第二结果数据集是否符合所述第二预定数据集。在一个实施例中，所述处理单元被配置为基于所述第一结果数据集和第二结果数据集是否都相应地符合所述第一预定数据集和第二预定数据集提供输出。
14.根据第二方面，提供了一种使用安装装置将流体装配件连接到流体元件的方法，所述安装装置包括工具机构、第一传感器、第二传感器和具有输出设备的处理单元。所述方法包括：操作所述工具机构以将所述流体装配件连接到所述流体元件；在操作所述工具机构的步骤期间操作所述第一传感器，其中所述第一传感器检测所述安装装置或流体装配件的第一属性并且提供对应于所述第一属性的所述第一输出；在操作所述工具机构的步骤期间操作所述第二传感器，其中所述第二传感器检测所述安装装置或流体装配件的第二属性并且提供对应于所述第二属性的所述第二输出；以及操作所述处理单元。所述处理单元：基于所述第一输出和第二输出生成所述第一结果数据集，将所述第一结果数据集与所述第一预定数据集进行比较以确定所述第一结果数据集是否符合所述第一预定数据集，以及基于所述第一结果数据集是否符合所述第一预定数据集电操作所述输出设备以提供输出。
15.在第二方面的一个实施例中，所述处理单元：在离散时间处获取来自所述第一传感器的所述第一输出，以生成随时间的、对应于所述第一属性的第一数据集，以及在相同的离散时间处获取来自所述第二传感器的所述第二输出，以生成随时间的、对应于所述第二属性的第二数据集。在一个实施例中，所述处理单元使所述第一数据集和所述第二数据集关于所述离散时间相关以生成所述结果数据集，使得所述第一结果数据集对应于所述第一属性对所述第二属性。在一个实施例中，所述第一预定数据集包括最大数据集和最小数据集，所述最大数据集对应于每第二属性的最大第一属性，所述最小数据集对应于每第二属性的最小第一属性。在一个实施例中，所述处理单元通过确定所述第一结果数据集是否在所述最大数据集和最小数据集之间或等于所述最大数据集和最小数据集来确定所述第一结果数据集是否符合所述第一预定数据集。
16.在第二方面的另一个实施例中，所述输出设备包括指示灯。
17.在第二方面的又另一个实施例中，所述第一属性对应于力属性，并且所述第二属性对应于空间属性。
18.在第二方面的仍又另一个实施例中，所述第一属性对应于应变属性，并且所述第二属性对应于空间属性。
19.在第二方面的另一个实施例中，所述安装装置还包括第三传感器，所述第三传感器检测所述安装装置或流体装配件的第三属性并且提供对应于所述第三属性的第三输出。此外，所述处理单元基于所述第二输出和第三输出生成第二结果数据集，并且将所述第二结果数据集与第二预定数据集进行比较以确定所述第二结果数据集是否符合所述第二预定数据集。
20.在第二方面的又另一个实施例中，所述流体装配件包括：联接体(coupling body)，所述联接体限定在所述联接体的一端处的用于在其内接收所述流体元件的孔；以及环，所述环被配置为装配在所述联接体的所述端之上以用于将所述联接体机械地附接到所述流体元件，所述联接体包括用于接合所述流体元件的密封部分。此外，所述方法包括：提供处于预安装配置的所述流体装配件，其中驱动环被布置在所述联接体的所述端之上，将所述流体元件布置在所述联接体的所述孔内，以及在所述流体装配件处于所述预安装配置时相对于所述工具机构布置所述流体装配件，使得所述第一邻接表面面向所述联接体的表面并且所述第二邻接表面面向所述驱动环的表面。操作所述工具机构的步骤沿纵向轴线轴向地用力推所述驱动环，使得所述驱动环弹性变形到扩展状态，并且向所述密封部分施加足以导致所述联接体的永久性变形的压缩力，使得所述密封部分的齿咬进所述流体元件，从而以非泄漏方式将所述流体元件附接到所述联接体。
附图说明
21.当参考附图阅读本技术的以下详细描述时，将更好地理解本技术的以上和其他特征、方面和优点，在附图中：
22.图1是示例流体装配件的横截面视图；
23.图2是处于预安装配置的装配件的详细横截面视图；
24.图3是处于安装配置的装配件的另一个详细横截面视图；
25.图4是用于安装流体装配件的示例安装装置的示意性透视图；
26.图5是安装装置的工具机构的俯视图；
27.图6是安装装置的处理单元的示意性视图；
28.图7是示例第一数据集的图形描绘；
29.图8是示例第二数据集的图形描绘；
30.图9是基于图7&图8中的第一数据集和第二数据集生成的结果数据集的图形描绘；
31.图10是用于与图9中所示出的结果数据集进行比较的另一个结果数据集的图形描绘；
32.图11是示例第三数据集的图形描绘；以及
33.图12是基于图8&图11中所示出的第二数据集和第三数据集生成的另一个结果数据集的图形描绘。
具体实施方式
34.以下是对本技术的例示性实施方案的详细描述。由于参考上述附图描述了本技术的这些实施方案，因此对所描述的方法和或特定结构的各种修改或适配对于本领域技术人员可以变得明显。所有这样的修改、适配或变化——它们依赖于本技术的教导并且通过它们这些教导使本领域进步——被认为在本技术的精神和范围内。因此，这些描述和附图不应被认为具有限制性意义，因为应理解，本技术决不限于所例示的实施方案。此外，本文使用某些术语仅是为了方便，而不应被认为限制。更进一步，在附图中，采用相同的参考数字用于指定相同的元件。
35.转向图1-图3，例示了可以连接到两个或更多个流体元件的示例装配件10。出于本公开内容的目的，“流体元件”是指管道、管、装配件或被配置为传送、递送和/或接收流体的任何其他元件)。此外，“装配件”是指可以连接到两个或更多个流体元件以将所述两个或更多个流体元件流体联接在一起的任何元件。
36.图1-图3示出了沿平行于纵向轴线l1并且包含该纵向轴线的平面截取的装配件10的横截面视图。如图1-图3中布置的装配件10的部件关于纵向轴线l1大致对称，使得它们以对称的方式完全围绕纵向轴线l1延伸。图1示出了沿纵向轴线l1大致对齐的装配件10的部件。同时，图2&图3分别示出了处于预安装配置和安装配置的装配件10的一侧(即，如在图1中所查看的右侧)。应理解，装配件10的相对侧(即，如在图1中所查看的左侧)可以包括沿纵向轴线l1成镜像的类似的预安装配置和安装配置。
37.本实施例中的装配件10包括联接体12和两个驱动环14(有时被称为“型锻环”)，所述驱动环可以在联接体12之上滑动，以将一对管道体16连接到装配件10，如下文进一步讨论的。管道16可以是薄壁或厚壁管道，诸如尺寸范围从1/4“nps到4”nps的那些。然而，其他管道尺寸也可以从示例装配件10受益。此外，装配件10可以类似地连接到其他类型的流体元件，诸如凸缘、t型管(tee，三通)和其他装配件。
38.如图2&图3中所示出的，联接体12限定了孔18，该孔延伸穿过联接体12，以用于在每个端处在其内接收管道16。联接体12关于孔18的中心轴线x1对称地延伸，并且包括套筒部分20、凸缘部分22和密封部分24。凸缘部分22从套筒部分20径向向外延伸并且限定环形邻接表面26，该环形邻接表面径向于中心轴线x1并且与该中心轴线同中心延伸。此外，密封部分24包括主密封件30、内侧密封件32和外侧密封件34，其中每个密封件30、32、34包括从套筒部分20径向向内延伸的一个或多个齿。设想的是，密封部分24可以包括其他数目和/或布置的密封件。联接体12具有面向孔18并且限定联接体12的内部轮廓的内表面36，以及背离孔18并且限定联接体12的外部轮廓的外表面38。
39.驱动环14类似地是中心开放(open-center)体，该中心开放体限定延伸穿过驱动环14以用于在其内接收联接体12的孔46。驱动环14关于孔46的中心轴线x2对称地延伸，并且包括面向孔46的内表面48、背离孔46的外表面50和径向于中心轴线x2延伸的环形邻接表面52。
40.联接体12和驱动环14可以初始组装成图2中所示出的预安装配置。具体地，驱动环14可以被布置在联接体12的端之上，使得联接体12和驱动环14的中心轴线x1、x2与纵向轴线l1共线，并且联接体12被布置在驱动环14的孔46内。在此配置中，联接体12和驱动环14的邻接表面26、52将彼此背离、径向于纵向轴线l1并且与该纵向轴线同中心。此外，驱动环14的
斜向上部段54将与联接体12的台阶(land)部段56相邻，但相对于该台阶部段略微间隔。通过过盈配合，驱动环14可以被维持在联接体12上处于预安装配置并且被运送到客户，这便于最终的最终用户的容易使用和安装。
41.为了将装配件10安装到管道16上，管道16可以被定位在联接体12的孔18内，同时装配件10处于其预安装配置(图2)。然后可以沿纵向轴线l1朝向联接体12的凸缘部分22轴向地用力推驱动环14，直到装配件10呈现其安装配置(图3)。驱动环14和联接体12具有预定的过盈比，使得驱动环14向安装配置的轴向移动导致联接体12、驱动环14和管道16变形，从而创建这些元件的、在管道16和联接体12之间具有金属对金属密封的机械连接。
42.更具体地，当朝向凸缘部分22轴向地用力推驱动环14时，它向联接体12施加压缩力，该压缩力导致体12的径向变形，从而迫使其密封件30、32、34的一个或多个齿咬进管道16。联接体12依次——首先弹性地(即非永久性地)并且然后塑性地(即永久性地)压缩管道16。此压缩足够高以使管道16在密封台阶(sealing land)下面塑性地屈曲，从而在管道16和联接体12之间形成360
°
周向的(circumferential)、永久性的、金属对金属密封。与体12和管道16的径向压缩同时，驱动环14径向向外扩展。驱动环14的此径向扩展是弹性的，并且导致驱动环14的直径的小幅增加。
43.当完全迫使密封件的一个或多个齿与管道16变形接触时(例如，当管道16的与密封件30、32、34直接相对的外表面58由于被驱动环14的一特定部段向内用力推而不具有另外的径向移动时)，该密封件的设置被认为是完成的(即，充分设置的)。替代地，密封件的充分设置可以被定义为：当驱动环14已经迫使密封件的一个或多个齿最远地进入管道16时，或在驱动环14移动经过密封件时当驱动环14的致动锥度趋于平整(level out)到直径恒定的圆柱形部段时。
44.在密封件30、32、34咬进管道17时，管道16在所述密封件附近变得局部地应变。具体地，在密封件30、32、34继续咬进表面并且管道16开始塑性地变形或径向向内移动时，管道16通常变得应变超过其弹性极限，从而导致永久性变形。密封件30、32、34的齿咬进管道16的外表面58并且使该外表面变形，并且它们本身可能有点变形。这起作用以填充在管道16的外部发现的任何粗糙的或不规则的表面缺陷。
45.一旦被安装，驱动环14将邻接或接合凸缘部分22(尽管在其他实施例中它可以与凸缘部分22间隔)。此外，由于驱动环14在安装期间弹性变形使得其径向向外扩展，驱动环14将对联接体12和管道16施加持续的弹性力，该弹性力在安装后在装配件10的整个寿命期间被维持，从而防止管道16和联接体12之间的金属对金属密封的松脱。联接体12从而可以以符合工业标准的永久性的、不泄漏的方式附接到管道16。
46.应理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，装配件10可以包括用于机械附接到流体元件的其他配置。例如，上文所描述的联接体12和驱动环14关于它们相应的中心轴线x1、x2对称地延伸，使得它们的特征围绕其相关联的中心轴线并且与其相关联的中心轴线同心地周向地延伸。然而，这些特征中的一个或多个(例如，邻接表面26、52)可以仅部分地围绕其相关联的中心轴线和/或与其相关联的中心轴线不对称地延伸。实际上，在一些实施例中，联接体12和/或驱动环14可以是关于中心轴线具有最小对称性或不具有对称性的不规则体。例如，联接体12可以是具有不关于公共轴线对称地延伸的多个分支(leg)的t形或y形体。联接体12和驱动环14可以是如下任何体：该体限定一贯穿其的孔，使得联接体12可以
接收流体元件并且可以在联接体12之上用力推驱动环14以将联接体12机械地附接到该流体元件。在共同拥有的第10,663,093号；第8,870,237号；第7,575,257号；第6,692,040号；第6,131,964号；第5,709,418号；第5,305,510号；和第5,110,163号美国专利中描述了具有联接体和驱动环的各种其他示例装配件，所述美国专利全部通过引用明确地整体并入本文。
47.上文在描述联接体12、驱动环14和管道16的各个特征中已经使用术语“轴向的”、“径向的”以及其变化。应理解，除非另有明确说明，否则上文(以及下文进一步)使用的那些术语是相对于被描述的元件的中心轴线。例如，除非另有明确说明，否则术语“轴向的”、“径向的”以及其变化：当描述联接体12的特征时，是相对于联接体的中心轴线x1；当描述驱动环14的特征时，是相对于驱动环的中心轴线x2；以及当描述管道16的特征时，是相对于管道的中心轴线。此外，应理解，在其中联接体12、驱动环14和管道16的中心轴线互相共线并且具有共同轴线(参见例如图1-图3)的配置中，当描述联接体12、驱动环14和管道16的特征时，术语“轴向的”、“径向的”以及其变化将类似地相对于联接体12、驱动环14和管道16的公共轴线和所有中心轴线。
48.转向图4，安装装置100被例示为具有工具机构102，该工具机构可以被操作以如上文描述的那样连接装配件10和管道16，尽管应理解，工具机构102对于连接其他装配件和流体元件可以是有用的。更具体地，工具机构102可以被操作以在管道16在联接体12内时使驱动环14在装配件10的联接体12之上轴向地移动或前进，以使联接体12径向地抵靠管道16的外表面58压缩或塑性地变形并且提供联接体12和管道16之间的密封机械连接。
49.图5更详细地示出了工具机构102的俯视图，该工具机构包括相对于彼此可移动的第一体130和第二体132。具体地，第一体130是具有基部134的静止体，该基部可滑动地支撑第二体132，使得第二体132沿工具机构102的纵向轴线l2以线性方式可移动。工具机构102还可以包括联接到第一体130和/或第二体132的一个或多个适配器。例如，在本实施方案中的工具机构102包括联接到第一体130的第一适配器140和联接到第二体132的第二适配器142，使得第二适配器142与第二体132一起相对于第一体130和第一适配器140可移动。
50.工具机构102还包括面向彼此并且分开一距离d的第一邻接表面146和第二邻接表面148。在本实施方案中，第一邻接表面146由第一适配器140限定并且包括径向于纵向轴线l2延伸的半环形表面，而第二邻接表面148由第二适配器142限定并且类似地包括径向于纵向轴线l2延伸的半环形表面。此外，第一邻接表面146和第二邻接表面148都与纵向轴线l2同中心。然而，第一邻接表面146和第二邻接表面148可以分别由诸如第一体130和第二体132的其他部分限定。此外，第一邻接表面146和第二邻接表面148可以包括其他形状或定向，并且在一些实施例中可以不与纵向轴线l2同中心。
51.第一邻接表面146和第二邻接表面148相对于彼此可移动，因为它们分别由第一体130和第二体132承载。换言之，第二体132沿纵向轴线l2的移动将导致第二邻接表面146相对于第一邻接表面148类似地沿纵向轴线l2移动。因此，第一邻接表面146和第二邻接表面148之间的距离d可以通过使第一体130和第二体132沿纵向轴线l2相对于彼此移动来调整。
52.工具机构102限定通道152，该通道可以接收处于其预安装配置的上文所描述的流体装配件10。具体地，流体装配件10可以被嵌套在通道152内，使得装配件10的纵向轴线l1和工具机构102的纵向轴线l2共线。此外，联接体12的邻接表面26和驱动环14的邻接表面52
可以被定位在工具机构102的第一邻接表面146和第二邻接表面148之间，使得联接体12的邻接表面26和驱动环14的邻接表面52分别面向工具机构102的第一邻接表面146和第二邻接表面148。
53.工具机构102然后可以被操作以使第二体132沿纵向轴线l2朝向第一体130移动，进而导致第二邻接表面148朝向第一邻接表面146移动。最终，两个邻接表面146、148将分别邻接联接体12的邻接表面26和驱动环14的邻接表面52。此外，第二邻接表面148朝向第一邻接表面146的进一步移动将沿纵向轴线l1、l2朝向联接体12的凸缘部分22轴向地用力推驱动环14，最终呈现图3中所示出的安装配置。
54.因此，如上文所描述的，工具机构102可以被操作以将装配件10连接到管道16，从而创建这些元件的、在管道16和联接体12之间具有金属对金属密封的机械连接。换言之，第二邻接表面148朝向第一邻接表面146的移动将沿纵向轴线l1朝向联接体12的凸缘部分22轴向地用力推驱动环14。由于朝向凸缘部分22轴向地用力推驱动环14，它将向联接体12施加导致体12的径向变形压缩力，从而迫使其密封件30、32、34的一个或多个齿咬进管道16。联接体12将依次——首先弹性地(即，非永久性地)并且然后塑性地(即，永久性地)压缩压缩管道16，最终在管道16和联接体12之间形成360
°
周向的、永久性的、金属对金属密封。与体12和管道16的径向压缩同时，驱动环14将径向向外弹性扩展。因此，一旦被安装，驱动环14将对联接体12和管道16施加持续的弹性力，该弹性力在装配件10的整个寿命期间被维持，从而防止管道16和联接体12之间的金属对金属密封的松脱。
55.应理解，工具机构102可以被配置为安装除上文所描述的装配件10之外的附加的或替代的装配件。例如，在一些实施例中，可以从工具机构102移除第一适配器140和/或第二适配器142，使得它可以容纳具有更大的联接体和/或驱动环的装配件。在这样的情况下，第一体130和/或第二体132本身可以限定用于与联接体和/或驱动环接合的邻接表面。在其他实施例中，第一适配器140和/或第二适配器142可以被移除并且被替换为不同的适配器以容纳不同的装配件。广义地说，工具机构102可以是具有相对于彼此可移动的两个邻接表面使得该机构可以被操作以将流体装配件连接到管道的任何机构。在第4,189,817号；第5,305,510号；第5,694,670号；第6,434,808号；和第9,278,441号美国专利中描述了各种示例工具机构，所述美国专利全部通过引用明确地整体并入本文。
56.转回到图4，安装装置100可以包括驱动组件160，该驱动组件可操作以将驱动力施加到工具机构102以使第一体130和第二体132相对于彼此移动，如上文所描述的。在本实施例中，驱动组件160包括远离工具机构102定位的液压源164以及将液压源164流体地连接到工具机构102的软管组件166。
57.液压源164是被配置为供应加压液压流体的液压泵。液压源164可以由手动致动器、燃气发动机或电动马达驱动。此外，软管组件166包括多个软管168a、168b和连接器170a-d，它们串联流体地联接以形成将加压液压流体从液压源164传送到工具机构102的流体通道。具体地，连接器170a直接连接到液压源164的出口，而连接器170d直接连接到工具机构102的输入端口174。此外，常规的公/母快速断开器被设置为连接器170a-d，以用于实现与它们的配对部件的可容易断开的流体连接。
58.在操作中，驱动组件160将液压流体递送到工具机构102的液压缸(未示出)，该液压缸进而将对第二体132施加对应的线性力f。该力f将使第二体132沿纵向轴线l2朝向第一
体130移动——如上文描述的，只要它大于在轴向方向上对第二体132施加的任何总反作用力(例如，由驱动环14、摩擦或其他元件生成的反作用力)。
59.然而，驱动组件160可以包括用于向工具机构102提供驱动力的各种其他结构。例如，工具机构102可能需要液压流体的不止一个输入。在这样的情况下，软管组件166可以将液压流体递送到一歧管，该歧管将液压流体分配到工具机构102上的多个输入端口。在其他实施例中，液压源164可以直接连接到工具机构102，而无需任何中间软管组件。更进一步地，驱动组件160可以使用向工具机构102施加力的机电装置而不使用任何液压流体。广义地说，驱动组件160可以包括可操作以向对象(object)(例如，第二体132)施加力以使其线性移动的任何常规装置。
60.如下文所描述的，安装装置100还可以包括诊断系统，该诊断系统被配置为在安装期间检测安装装置100或流体装配件10的一个或多个属性并且基于检测到的一个或多个属性确定流体装配件10和管道16之间的附接的质量。
61.更具体地，该诊断系统可以包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器各自被配置为检测安装装置100或流体装配件10的相关联属性并且提供对应于检测到的输出的输出。例如，该诊断系统可以包括第一传感器182(示意性地示出在图4中)，该第一传感器被配置为检测安装装置100或流体装配件10的力属性并且提供对应于该力属性的输出(出于本公开内容的目的，对象的“力属性”是指由对象施加的或施加到对象的力，在绝对意义上或按每单位面积)。本实施方案中的传感器182是压力传感器，该压力传感器与软管组件166的软管168a、168b成直线(in line with)连接(经由连接器170c、170d)使得该传感器可以检测递送到工具机构102的液压流体的压力并且提供对应于检测到的压力的电输出(例如，电压或射频输出)。应理解，由传感器182检测到的压力(以及其输出)将对应于最终施加在工具机构102的第二体132上的线性力f，因为知道液压压力如何以线性力的形式被传递到第二体132以及这些值中的任一者，可以推断出该力f。然而，传感器182可以包括用于检测安装装置100的力属性的其他装置。例如，传感器182可以是被配置为直接测量线性力f的测力传感器(load cell，称重传感器)。
62.该诊断系统还可以包括第二传感器184(示意性地示出在图4&图5中)，该第二传感器被配置为检测安装装置100或流体装配件10的空间属性并且提供对应于该空间属性的输出(出于本公开内容的目的，对象的“空间属性”是指对象的特定位置或对象行进的距离)。在本实施方案中的传感器184是呈线性换能器形式的电操作的传感器，该传感器被配置为检测第二体132(以及与其联接的第二邻接表面148)从初始位置移动的距离d，并且提供对应于检测到的距离d的电输出(例如，电压或射频输出)。应理解，由传感器184检测到的距离d(以及其输出)将对应于第一邻接表面146和第二邻接表面148之间的距离d，因为知道第二体132相对于第一体130的初始位置以及这些值中的任一者，可以推断出距离d。
63.然而，第二传感器184可以包括用于检测安装装置100或流体装配件10的空间属性的其他装置。例如，传感器184可以是检测第二体132的一部分(例如，第二邻接表面148)何时到达特定位置的接近度传感器。作为另一个实施例，传感器184可以是直接检测第一邻接表面146和第二邻接表面148之间的距离d的设备。作为又另一个实施例，传感器184可以是直接检测流体装配件10的驱动环14移动的距离的设备。
64.可选地，该诊断系统还可以包括第三传感器186(示意性地示出在图1-图3中)，该
第三传感器被配置为检测安装装置100或流体装配件10的应变属性并且提供对应于该应变属性的输出。例如，在本实施方案中的传感器186是电操作的应变仪，该应变仪被配置为检测装配件10的一部分中的应变并且产生对应于检测到的应变的电输出(例如，电压或射频输出)。具体地，传感器186固定到驱动环14的外表面50并且被配置为检测驱动环14中存在的应变。如上文所讨论的，驱动环14将在安装期间径向地扩展，从而在驱动环14中生成可以由传感器186测量的应变。此可检测的应变与体12和/或管道16的变形直接相关。取决于所使用的应变仪以及其应变感测元件的定向，检测到的驱动环14的物理应变可以是周向应变或环向应变、轴向应变或径向应变中的任何一种。还设想可以检测它们的组合。
65.第三传感器186可以被应用在沿流体装配件10(即，体12、驱动环14)的纵向轴线l
l
的各个位置处。优选的是，使传感器186定位在处于安装配置或在潜在故障点处经历相对高的应变的区域处。在许多情况下，可以发现这样的位置靠近主密封件30、内侧密封件32和/或外侧密封件34之一或与所述密封件之一对齐。例如，驱动环14的材料中的物理应变——由于其在安装期间的弹性扩展——在主密封件30的位置之上的位置中是相对高的，因为这是联接体12和管道16的高度变形的位置。因此，传感器186可以被定位为相对于装配件10的纵向轴线x1大致径向对齐于密封件30、32、34中的至少一个，诸如主密封件30。然而，设想的是，第三传感器186可以固定到装配件10的各种其他部分，内部或外部，包括体12或管道16。此外，传感器186可以对应于在第10,663,093号美国专利中描述的示例传感器中的任何一个。
66.上文的传感器182、184、186可以被配置为检测除上文所描述的那些之外的其他类型的属性，诸如加速度、振动、温度等。此外，检测到的属性可以是装配件10或安装装置100的属性。例如，在一个实施例中，第三传感器186可以被配置为检测安装工具102的应变属性而不是检测装配件10的应变属性，并且可以被定位在安装工具102的一部分上，例如，在第一体130或第二体132中的任一者或两者上。
67.此外，该诊断系统可以包括被配置为检测附加的和/或替代的属性的附加的和/或替代的传感器。例如，上文所描述的传感器182、184、186中的任何一个或全部可以被单独使用或以互相和/或与其他传感器的各种组合的方式使用。广义地说，该诊断系统可以包括一个或多个传感器的任何配置，其中每个传感器被配置为检测安装装置100或流体装配件10的属性并且提供对应的输出。
68.转向图6，该诊断系统还可以包括处理单元192，该处理单元可以获取传感器182、184、186的输出并且生成一个或多个结果数据集以用于与一个或多个预定数据集进行比较以确定流体装配件10和管道16之间的附接的质量。
69.更具体地，在本实施方案中的处理单元192是具有用户接口194和显示器196的手持单元。每个传感器182、184、186可以经由电线或缆线(例如，usb缆线)与处理单元192电通信。替代地，处理单元192和一个或多个传感器182、184、186之间的通信可以被无线地建立。例如，一个或多个传感器182、184、186可以包括rfid标签，该rfid标签被配置为发射对应于其检测到的属性的rf信号。rfid标签通常包括发射与该rfid标签内存储的标识和/或信息相关的rf信号的天线。处理单元192可以全部地或部分地向rfid标签提供电力，由此rfid标签的无线通信收发器由来自处理单元192的电磁场被动地供电。处理单元192可以被配置为探测或查询rfid标签，并且可以包括用于与rfid标签无线地交换rfid信息的发射器和接收
器。可选地，处理单元192可以经由其他无线数据通信协议与一个或多个传感器182、184、186进行无线通信，所述其他无线数据通信协议是诸如wifi、蓝牙、nfc、蜂窝(模拟的或数字的，包括所有过去的或现在的迭代)等中的任何一个。
70.当如上文描述的那样安装装配件10与工具机构102时，处理单元192可以被配置为在离散时间处获取来自第一传感器182的输出，以生成随时间的、对应于传感器的检测到的属性的第一数据集202(参见图7)。图7中的x轴表示在工具机构102的操作期间的一指定的时间间隔，并且y轴表示在该时间间隔期间施加到第二体132的线性力f(应理解，线性力f对应于由传感器182检测到的压力——如上文所讨论的，或由传感器182的替代变化获得的最终施加在第二体132上的其他线性力数据)。
71.第一数据集202包括各种波峰和波谷，这些波峰和波谷与驱动环14在联接体12之上横贯并且与联接体12相互作用时的特定时刻相关。具体地，波峰“a”是由于联接体12的外侧密封件34接合并且咬进管道16而出现的，因为这是因驱动环的操作而被压缩的第一密封件。在由工具机构102的第二邻接表面148在联接体12之上用力推驱动环14时，外侧密封件34将接合并且按压抵靠管道16，从而需要增加线性力f以继续在联接体12移动驱动器环14。因此线性力f将增加，直到管道16屈曲于外侧密封件34的压缩，在此时驱动环14进一步移动所需的线性力f将减小。此线性力f波动对应于波峰“a”。
72.线性力f将继续减小，直到下一个密封件被压缩——该下一个密封件在此实施例中是联接体12的接合并且按压抵靠管道16的主密封件30，从而需要线性力f的另一个增加以继续使驱动环14在联接体12之上移动。此线性力f波动对应于波谷“b”。线性力f将继续增加，直到管道16屈曲于主密封件30的压缩，在此时驱动环14进一步移动所需的线性力f将减小。此线性力f波动对应于波峰“c”。
73.再次，线性力f将继续减小，直到下一个密封件被压缩——该下一个密封件在此实施例中是联接体12的接合并且按压抵靠管道16的内侧密封件32，从而需要线性力f的另一个增加以继续使驱动环14在联接体12之上移动。此线性力f波动对应于波谷“d”。线性力f将继续增加，直到管道16屈曲于内侧密封件32的压缩，在此时驱动环14进一步移动所需的线性力f将减小。此线性力f波动对应于波峰“e”。
74.在安装期间，处理单元192可以进一步被配置为在获取来自第一传感器182的输出相同的离散时间处获取来自第二传感器184的输出(对应于工具机构102的空间属性)。处理单元192然后将生成第二数据集204(参见图8)，该第二数据集对应于在那些相同的离散时间内第二传感器184的检测到的属性。图8中的x轴表示在工具机构102的操作期间的一指定的时间间隔，并且y轴表示在该时间间隔期间第二体132(以及与其联接的第二邻接表面148)移动到的距离d。
75.在处理单元192创建第一数据集202和第二数据集204之后，处理单元192可以进一步被配置为使第一数据集202和第二数据集204关于它们的离散时间相关以生成结果数据集208(参见图9)，该结果数据集对应于由第一传感器182检测到的第一属性对由传感器184检测到的第二属性。图9中的x轴表示在该时间间隔期间第二体132(以及与其联接的第二邻接表面148)移动到的距离d，并且y轴表示在移动期间施加到第二体132的线性力f(应理解，线性力f对应于由第一传感器182检测到的压力，如上文所描述的)。
76.在一些实施例中，处理单元192可以存储一预定数据集，该预定数据集然后可以与
结果数据集208进行比较以确定结果数据集208是否是符合的。更具体地，如图9中所示出的，该预定数据集可以包括分别对应于安装装置100的每第二属性(例如，距离d)的最大第一属性(例如，线性力f)和每第二属性的最小第一属性。换句话说，最大数据集210和最小数据集212表示将产生装配件10的恰当安装的结果数据集208的上极限和下极限。可以基于装配件10和管道16的已知属性(例如，材料、尺寸等)和/或实验数据来预先确定所述极限。
77.因此，处理单元192可以通过确定结果数据集208是否在最大数据集210和最小数据集212之间或等于最大数据集210和最小数据集212来确定装配件10是否已经被恰当安装。如在图9中可以看到的，结果数据集208在最大数据集210和最小数据集212之间——指示装配件10已经被恰当安装。相比之下，图10示出了比较的结果数据集214，其具有落在可接受的极限外部的节段s1、s2——指示安装过程中的可能故障。此外，结果数据集214落在可接受的极限的外部的特定位置可以提供特定类型的故障的另外的指示。
78.在一些实施例中，处理单元192可以被配置为使第二数据集204(对应于随时间的工具机构102的空间属性)与装配件10或工具机构102的其他属性相关，作为确定装配件10是否已经被正确安装的替代或冗余装置。例如，在一些实施例中，处理单元192可以被配置为在获取来自第二传感器184的输出的相同的离散时间处获取来自第三传感器186的输出(对应于装配件10的应变属性)。处理单元192然后将生成对应于在那些相同的离散时间内的应变属性的第三数据集216(参见图11)。图11中的x轴表示一指定的时间间隔，并且y轴表示在该时间间隔期间由传感器186检测到的应变。
79.图11中的第三数据集216类似地包括斜率的各种改变，这些改变与驱动环14在联接体12之上横贯并且与联接体12相互作用时的特定力矩相关。具体地，由于联接体12的外侧密封件34接合并且咬进管道16而出现波峰“f”。在由工具机构102的第二邻接表面148在联接体12之上用力推驱动环14时，外侧密封件34将接合并且按压抵靠管道16，从而增加装配件10中的应变。该应变将增加，直到管道16屈曲于外侧密封件34的压缩，在此时该应变将减小。此应变波动对应于波峰“f”。
80.在驱动环14在联接体12之上移动时，装配件10中的应变将继续减小，直到联接体12的主密封件30接合并且按压抵靠管道16，从而再次导致装配件10中的应变增加。此应变波动对应于波谷“g”。该应变将继续增加，直到管道16屈曲于主密封件30的压缩，在此时该应变将减小。此应变波动对应于波峰“h”。
81.再次，在驱动环14在联接体12之上移动时装配件10中的应变将继续减小，直到联接体12的内侧密封件32接合并且按压抵靠管道16，从而导致装配件10中的应变增加。此应变波动对应于波谷“i”。该应变将继续增加，直到管道16屈曲于内侧密封件32的压缩，在此时该应变将减小。此应变波动对应于波峰“j”。
82.在处理单元192创建第二数据集204和第三数据集216之后，处理单元192可以被配置为使第二数据集204和第三数据集216关于它们的离散时间相关以生成结果数据集218(参见图12)，该结果数据集对应于由第二传感器184检测到的第二属性对由第三传感器186检测到的第三属性。图12中的x轴表示在时间间隔期间第二体132(以及与其联接的第二邻接表面148)移动到的距离d，并且y轴表示装配件10在移动期间经历的应变。
83.处理单元192可以类似地存储一预定数据集，该预定数据集然后可以与结果数据集218进行比较以确定结果数据集218是否是符合的。更具体地，如图12中所示出的，该预定
数据集可以包括分别对应于每第二属性(例如，距离d)的最大第三属性(例如，应变)和每第二属性的最小第三属性。换句话说，最大数据集226和最小数据集228表示将产生装配件10的恰当安装的结果数据集218的上极限和下极限。可以基于装配件10和管道16的已知属性(例如，材料、尺寸等)和/或实验数据预先确定所述限制。
84.因此，处理单元192可以通过确定结果数据集218是否在最大数据集226和最小数据集228之间或等于最大数据集226和最小数据集228来确定装配件10是否已经被恰当安装。如在图12中可以看到的，结果数据集218在最大数据集226和最小数据集228之间——指示装配件10已经被恰当安装。尽管在图12中未示出，但是如果结果数据集218具有落在可接受的极限(即，数据集210、212)的外部的任何节段，处理单元192同样可以确定安装过程的故障。
85.尽管已经在图7-图12中以图形形式例示了上文所描述的数据集202、204、208、210、212、214、216、218、226、228，但是应理解，可以以其他形式——诸如，例如表格——表示所述数据集。
86.在一些实施例中，处理单元192可以包括一个或多个输出设备(例如，扬声器、灯、显示器196等)，所述一个或多个输出设备可以被电操作以基于结果数据集208、218中的一个或两者与它们相应的最大数据集和最小数据集的符合性提供输出(例如，声音输出、指示灯、视频图像、电信号、振动等)，从而指示装配件10是否已经被恰当安装。
87.例如，处理单元192(参见图6)可以包括第一指示灯230和第二指示灯232。处理单元192可以被配置为：如果结果数据集208符合最大数据集210和最小数据集212，点亮第一指示灯230(例如，绿色)，从而指示装配件10被正确安装。此外，处理单元192可以被配置为：如果结果数据集208不是符合的，点亮第二指示灯232(例如，红色)，从而指示装配件10未被正确安装。应理解，指示灯230在不发光时可以由此指示结果数据集208不是符合的，而指示灯232在不发光时可以由此指示结果数据集208是符合的。还设想的是，还可以在其他输出设备(例如，扬声器、灯、显示器196等)上呈现符合或不符合通知。
88.在另一个实施例中，处理单元192可以被配置为：如果结果数据集218符合最大数据集226和最小数据集228，点亮指示灯230，或如果结果数据集218不是符合的，点亮指示灯232。应理解，指示灯230在未点亮时可以由此指示结果数据集218不是符合的，而指示灯232在未点亮时可以由此指示结果数据集218是符合的。
89.作为又一个实施例，处理单元192可以被配置为：如果结果数据集208、218都符合它们相应的最大数据集和最小数据集，点亮指示灯230，或如果结果数据集208、218中的至少一个不符合其相应的最大数据集和最小数据集，点亮指示灯232。应理解，指示灯230在未发光时可以由此指示结果数据集208、218中的至少一个不是符合的，而指示灯232在未发光时可以由此指示结果数据集208、218都是符合的。
90.处理单元192可以包括任何数目和配置的输出设备，所述输出设备可以被电操作以基于结果数据集208、218中的一个或两者与其相应的最大数据集和最小数据集的符合性提供一个或多个输出。
91.在某些实施方案中，处理单元192可以与计算机系统集成。处理单元192优选地具有板载非暂时性计算机存储器以存储上文所描述的数据集202、204、208、210、212、214、216、218、226、228以用于稍后检索、分析或传输。此外，处理单元192优选地能够在局域网
(lan)或广域网(wan)上进行通信，包括互联网和万维网。优选地，处理单元192本身能够进行无线数据通信，诸如经由wifi、蓝牙、nfc、蜂窝(模拟的或数字的，包括所有过去的或现在的迭代)、或其他类似的技术。此外，处理单元192优选地具有可以包括各种特征和能力的可编程微处理器。例如，该微处理器包括能够执行上文所描述的处理步骤——包括如上文描述的生成、存储和比较数据集202、204、208、210、212、214、216、218、226、228——中的任何一个或全部的可编程计算核心。该可编程计算核心可能能够执行处理命令、进行计算、跟踪/读取数据、存储数据、分析数据、调整/操纵数据、接收新的命令或指令等中的任何一个或全部。
92.在一些实施例中，诊断系统可以包括呈远程数据库300(参见图6)的形式的附加的或替代的处理单元，该处理单元可以从处理单元192和/或传感器182、184、186接收数据以用于存储和/或执行上文所描述的诊断程序(例如，生成数据集、比较数据集和/或提供指示数据集的符合性的输出)中的一个或多个。远程数据库300可以是现场安装的场所或控制公司本地的、装配件的制造商本地的和/或“基于云的”(因为它在远程的、互联网连接的服务器处被维护)远程中央计算机服务器数据库(例如，网络连接的或互联网连接的计算机，有时被称为“在云中”)。这样的“基于云的”互联网连接的服务器可以提供数据存储和检索能力，和/或还可以提供计算能力以变换、分析和/或报告编入目录的(cataloged)数据。不管位置，此数据库300可以由装配件10的制造商、由检查装配件10的服务公司和/或由装配件10的最终用户维护以供相关联的质量保证人员使用。从处理单元192和/或传感器182、184、186获得的数据可以随时间被编入目录，以帮助制造商和最终客户跟踪装配件10和安装工具102的性能，以用于安装帮助、维护、替换、保修索赔等。
93.在一个实施例中，来自上文所描述的第三传感器186的数据可以在装配件10被安装在管道16上时(紧接在之前、期间和/或之后)被捕获。此读数可以为驱动环14在其将被安装的周围环境处的状态提供基线参考(尽管也可以在制造商或其他位置处执行安装)。将安装传感器读数存储到远程数据库300以供将来使用可能尤其有用。
94.以此方式，制造商和最终用户都可以跟踪和以其他方式理解装配件10在现场的性能，使得涉及的所有各方都具有装配件10将按照其规范执行的高置信度。替代地，如果感测的读数指示装配件安装趋向于超出规范(即，仍然可接受但移动朝向不可接受)或超出规范(即，不可接受)，可以将状态通知给有权访问中央计算机数据库300的所有各方。这可以使得制造商能够联系最终用户，或使得最终用户能够联系制造商，以安排装配件10的维护或替换。通过观察信息，可以进一步理解和识别数据趋势，诸如特定装配件、客户、安装技术、环境因素等对装配件10在现场的安装、性能和长期功能具有什么影响。例如，指示应变开裂、微应变或其他故障前或故障模式的数据可以被编入条目和关联，并且然后被用作与现场的其他流体装配件的比较，以确定预测故障并且识别潜在的补救动作。远程数据库300可以存储、分析、变换和报告各种类型的数据，包括以下中的一些或全部：历史安装传感器读数、安装传感器读数的比较(当前的与历史的)、最小值/最大值、数据偏移、计算等。关于报告，设想的是，远程数据库300可以是被动的，因为数据和/或报告可以被编译但是用户最终基于数据采取行动，或可以是部分地或全部地主动的，其中远程数据库300可以基于对输入的数据的分析采取另外的步骤，诸如先发制人地向制造商、最终用户、服务公司等报告潜在的问题。这样的主动操作可以是部分地或全部地自动的。
95.在另一个实施例中，可能的是，指示流体装配件10被正确安装以用于其预期目的的最大数据集和最小数据集可能随时间而改变。这可能由于各种原因而发生，所述原因包括进一步研究和开发、更好地理解流体装配件10在不同环境中的寿命性能、制造的变化等。通过使用云计算环境，最大数据集和最小数据集可以在远程数据库300中被容易地改变并且被自动地应用于过去的、现在的(实时的)或未来的传感器读数的数据。例如，基于经验，可以确定数据集太低或太高；因此，通过改变单个远程数据库300中的数据集，它可以被快速应用于所有过去的、现在的(实时的)或未来的传感器读数。类似地，基于行业或客户需求，唯一的或不同的最大数据集和最小数据集可以被应用于仅一个产品子集(即，仅特定客户或行业的某些产品)，该子集可以不时地改变。
96.应理解，处理单元192和远程数据库300可以被共同描述为执行上文所描述的诊断程序(例如，获取输出、生成数据集、比较数据集和/或提供指示数据集的符合性的输出)的处理单元。实际上，诊断程序可以被分裂在处理单元192和远程数据库300之间，使得一些程序由处理单元192执行，而其他程序由远程数据库300执行。此外，在一些实施例中，诊断系统可以排除处理单元192，而远程数据库300被配置为执行处理单元192的诊断功能。
97.如上文所描述的诊断系统因此可以通过以下方式来确定装配件10是否已经被恰当安装：监测装配件10和安装工具102的至少两个参数(例如，施加到工具机构102的线性力f和第二体132从初始位置移动的距离d)，以生成两个数据集，使这两个数据集相关以生成结果数据集，以及为了符合性而将此结果数据集与预定数据集进行比较。然而，应理解，监测和相关的两个属性可以根据实施方案而变化。此外，为了冗余的目的，诊断系统可以监测不止两个参数并且将多个结果数据集与相应的预定数据集进行比较。广义地说，诊断系统可以是监测装配件10和安装工具102的至少两个参数并且使这些参数相关以用于与一个或多个预定数据集进行比较以确定装配件10是否已经被恰当安装的任何系统。
98.已经参考上文所描述的示例实施方案描述了本发明。其他人在阅读和理解本说明书后将想到修改和更改。引入本发明的一个或多个方面的示例实施方案意在包括所有这样的修改和更改，只要它们落入所附权利要求的范围内。