相關申請

本申請是2015年1月5日提交的并且題為“identifyingcomponentsinamaterialprocessingsystem”的美國序列號14/589,270的部分繼續(xù)，是2013年12月20日提交的并且題為“identifyingliquidjetcuttingsystemcomponents”的美國序列號14/135,714的部分繼續(xù)，是2013年3月15日提交的并且題為“systems,methods,anddevicesfortransmittinginformationtothermalprocessingsystems”的美國序列號13/838,919的部分繼續(xù)，是2012年7月27日提交的并且題為“optimizationandcontrolofmaterialprocessingusingathermalprocessingtorch”的美國序列號13/560,059的部分繼續(xù)，并且是2012年4月4日提交的并且題為“optimizationandcontrolofmaterialprocessingusingathermalprocessingtorch”的美國序列號13/439,259的部分繼續(xù)。所有這些申請的內(nèi)容由此通過引用以其全部被并入本文中。本申請還對2014年7月23日提交的、申請?zhí)枮?2/028,065的美國臨時專利申請要求優(yōu)先權的權益，所述美國臨時專利申請的內(nèi)容由此以其全部被并入本文中。

本技術一般涉及熱處理系統(tǒng)（例如等離子體弧炬系統(tǒng)），并且更具體地涉及在熱處理系統(tǒng)中配置信號設備以及有關系統(tǒng)和方法。

背景技術：

熱處理炬、諸如等離子體弧炬在對材料進行加熱、切割、鑿挖和制作中被廣泛使用。等離子體弧炬一般包括電極、具有被裝配在炬主體內(nèi)的中央出口孔的噴嘴、電連接、用于冷卻的通道以及用于弧控制流體（例如等離子體氣體）的通道?？蛇x地，渦旋環(huán)被采用來在電極和噴嘴之間形成的等離子體腔室中控制流體流型（flowpattern）。在一些炬中，保持帽可以用于將噴嘴和/或渦旋環(huán)維持在等離子體弧炬中。在操作中，炬產(chǎn)生等離子體弧，所述等離子體弧是具有高溫以及足夠的動量以有助于移除熔化的金屬的離子化氣體的壓縮噴射。

通常，等離子體弧炬包括多個消耗品（consumable）。每個消耗品可以被選擇以實現(xiàn)最優(yōu)的性能（例如最優(yōu)的電流水平、最大的壽命等等），這鑒于特定的處理約束，諸如被切割的材料的類型和/或所期望的切割形狀。將不恰當?shù)南钠钒惭b到炬中可能導致拙劣的切割質(zhì)量以及降低的切割速度。另外，不恰當?shù)南钠房赡芸s減消耗品壽命并且導致過早的消耗品失效。甚至在恰當?shù)南钠繁话惭b在炬中的時候，對于操作者而言可能難以手動地配置和優(yōu)化與所選的消耗品集合對應的炬操作參數(shù)。此外，對于炬組件制造商而言可能難以在售后市場消耗品被用于炬系統(tǒng)中的情況下確保性能。

技術實現(xiàn)要素：

因而，需要用以檢測被安裝在等離子體弧炬中的消耗品的系統(tǒng)和方法（例如檢測被安裝在等離子體弧炬中的不兼容的消耗品）。另外，需要用以自動調(diào)節(jié)炬操作參數(shù)以增強切割質(zhì)量并且延長消耗品壽命的系統(tǒng)和方法。特別地，需要用以在炬系統(tǒng)的各種組件之中高效傳達信息以促進操作控制和優(yōu)化的系統(tǒng)和方法。

除了被布置在消耗品上以標識被安裝在等離子體弧炬中的消耗品的信號設備（例如數(shù)據(jù)存儲設備）之外，如以下所討論的被布置在消耗品中或其上的信號設備還可以用于通過與被布置在炬中的接收器（例如數(shù)據(jù)讀取設備（例如rfid讀取設備））通信而將信息（例如，涉及炬系統(tǒng)操作的信息（例如操作數(shù)據(jù)/參數(shù)））傳遞到炬系統(tǒng)。

在一些方面中，一種用于材料處理頭以用于在材料處理頭內(nèi)一致地定向和定位環(huán)狀數(shù)據(jù)標簽的消耗品，所述消耗品包括：關于中心縱軸基本上軸對稱的主體；以及附連到主體的環(huán)狀數(shù)據(jù)標簽，所述數(shù)據(jù)標簽具有與主體的中心縱軸基本上同軸的中心軸，所述數(shù)據(jù)標簽包括繞數(shù)據(jù)標簽的中心軸形成的導體線圈。

在一些方面中，一種用于材料處理頭以用于在材料處理頭內(nèi)一致地定向和定位環(huán)狀rfid標簽的可更換消耗品組件可以包括：主體，所述主體限定縱軸并且包括傳輸區(qū)，所述傳輸區(qū)傳送以下中的至少一個：電流、液體、冷卻劑、氣體、光束或通過主體的切割介質(zhì)；以及環(huán)狀rfid標簽，其限定中央開口，所述標簽相對于主體的縱軸被同軸地布置使得以下各項中的至少一個通過rfid標簽的中央開口：通過傳輸而傳送的電流、液體、冷卻劑、氣體、光束或切割介質(zhì)。

導體線圈（例如，繞消耗品的中心軸）的形狀對于改善與對應數(shù)據(jù)標簽讀取器的通信而言可以是有用的，并且在一些情況中，對于限制通信系統(tǒng)對材料處理頭的功能性的不利影響而言可以是有用的。例如，繞消耗品中心軸形成的環(huán)狀導體線圈可以幫助更好地對準由線圈中的電流所生成的結果得到的磁通量與行進通過消耗品的操作電流。這樣的對準可以降低通信干擾或操作電流問題的可能性。

實施例可以包括以下特征中的一個或多個。

導體線圈和/或環(huán)狀數(shù)據(jù)標簽關于中心縱軸可以是對稱的。

消耗品可以包括芯片，所述芯片包含數(shù)據(jù)。所述芯片可以具有至少256位的數(shù)據(jù)存儲空間。

導體線圈可以包括繞中心縱軸的兩個或多個導體匝。導體線圈可以包括導體材料。例如，導體線圈可以包括印刷電路。導體線圈可以繞中心軸基本上對稱地形成。導體線圈可以環(huán)繞中心軸。

消耗品可以包括消耗品盒，所述消耗品盒包括兩個或多個組件主體。例如，所述兩個或多個組件主體可以至少包括噴嘴和電極。

rfid標簽可以垂直于消耗品的中心軸而被布置。rfid標簽可以包括在中央開口周圍形成的導體線圈。所述導體線圈可以具有單匝導體材料。所述導體線圈可以包括多匝導體材料。所述導體線圈可以是印刷電路。所述導體線圈可以垂直于傳輸區(qū)而被布置。所述導體線圈可以被形成為繞中心軸基本上對稱。在一些情況中，rfid標簽的外殼可以旋轉(zhuǎn)非對稱地被成形。

rfid標簽可以包括具有存儲器的芯片。所述芯片可以包括數(shù)據(jù)。例如，所述芯片可以具有至少256位的存儲空間。

在一些方面中，一種方法用于減少在具有被布置在其中的消耗品組件的材料處理炬中的rfid通信系統(tǒng)的通信干擾，其通過提供在炬內(nèi)一致地定向和定位環(huán)狀rfid標簽，所述炬沿著其中心軸而傳導操作電流，所述方法可以包括：提供環(huán)狀rfid標簽，所述環(huán)狀rfid標簽相對于消耗品組件被同軸地布置，所述標簽限定開放的中央部分并且具有基本上被布置在開放中央部分周圍的導體線圈；將消耗品組件定位在炬內(nèi)使得消耗品組件的中心軸與rfid標簽的開放中央部分同軸；沿著延伸通過環(huán)狀rfid標簽的炬的中心軸的一部分而傳遞電流；并且通過炬內(nèi)的讀取器天線線圈而生成通過導體線圈的標簽電流，所述標簽電流環(huán)繞炬的中心軸的一部分。

實施例可以包括以下特征中的一個或多個。

方法還可以包括在炬中提供天線以用于在rfid標簽中感生電流。方法還可以包括與rfid標簽通信。方法還可以包括在炬內(nèi)插入具有第二導體線圈的第二rfid標簽，其中所述第二導體線圈基本上平行于第一標簽的導體線圈。

生成標簽電流可以包括沿著基本上圓形的路徑生成電流。所述基本上圓形的路徑可以關于中心軸基本上對稱地形成。與rfid標簽通信可以包括對rfid標簽讀取和寫入信息。炬內(nèi)的讀取器天線可以包括與炬的中心軸同軸地對準的線圈。

在一些方面中，一種用于在材料處理頭內(nèi)一致地定向和定位環(huán)狀rfid標簽的消耗品可以包括：主體；以及耦合到主體的環(huán)狀rfid標簽，所述rfid標簽限定中心軸并且包括：環(huán)繞rfid標簽的中心軸以用于從rfid標簽傳輸數(shù)據(jù)的線圈天線，以及與線圈通信的芯片，所述芯片具有至少60位數(shù)據(jù)的存儲容量。

實施例可以包括以下特征中的一個或多個。

芯片的存儲容量可以在大約256位和大約900位之間。

存儲在芯片上的數(shù)據(jù)可以被劃分成兩個或多個分段。數(shù)據(jù)的第一分段可以被鎖定并且數(shù)據(jù)的第二分段可以被解鎖。兩個或多個分段可以與彼此獨立地被鎖定。兩個或多個分段可以在不同的時間被鎖定。數(shù)據(jù)的第一分段可以包括消耗品標識數(shù)據(jù)并且數(shù)據(jù)的第二分段可以包括關于消耗品操作的數(shù)據(jù)。

在一些方面中，一種用于減少在數(shù)據(jù)標簽和天線之間的通信干擾的材料處理頭可以包括：主體；被布置在主體內(nèi)的天線；第一標簽，其相關聯(lián)于第一消耗品組件，以距天線的第一距離被布置在主體的通量通信區(qū)內(nèi)，所述第一標簽具有第一諧振頻率；以及第二標簽，其相關聯(lián)于第二消耗品組件，以距天線的第二距離被布置在主體的通量通信區(qū)內(nèi)，所述第二標簽具有與第一諧振頻率不同的第二諧振頻率，其中所述第一和第二諧振頻率基于以下中的至少一個而被調(diào)諧：i)在第一距離和第二距離之間的差異；或ii)其中布置了第一標簽和/或第二標簽的通量通信區(qū)的特性（例如形狀）。

實施例可以包括以下特征中的一個或多個。

第二距離可以大于第一距離。第二標簽與第一標簽相比可以從天線吸收更多可用能量。第二諧振頻率與廣播頻率相比可以在頻率上更靠近廣播頻率。第一標簽可以包括具有第一匝數(shù)的第一線圈并且第二標簽可以包括具有第二匝數(shù)的第二線圈，所述第二匝數(shù)大于第一匝數(shù)。第一距離和第二距離可以各自在1mm和6mm之間。第一標簽或第二標簽中的至少一個可以被配置成在大約13mhz處諧振。第一消耗品組件或第二消耗品組件中的至少一個可以可移除地耦合到材料處理頭。

在一些方面中，一種在材料處理系統(tǒng)的材料處理頭的rfid標簽讀取器與相關聯(lián)于材料處理頭內(nèi)所布置的消耗品組件的兩個或多個rfid標簽之間促進通信并且減少通信干擾的方法可以包括：以距rfid標簽讀取器的第一距離來定位第一rfid標簽，所述第一rfid標簽附連到材料處理頭內(nèi)的第一消耗品組件，所述第一rfid標簽具有第一諧振頻率；以距rfid標簽讀取器的大于第一距離的第二距離來定位第二rfid標簽，所述第二rfid標簽附連到材料處理頭內(nèi)的第二消耗品組件，所述第二rfid標簽具有第二諧振頻率；從rfid標簽讀取器向第一和第二rfid標簽廣播讀取器頻率，所述讀取器頻率與距第一諧振頻率相比更靠近于第二諧振頻率。

實施例可以包括以下特征中的一個或多個。

方法還可以包括調(diào)諧以下各項中的至少一個：第一諧振頻率或第二諧振頻率。調(diào)諧第一諧振頻率或第二諧振頻率中的至少一個可以包括i)選擇第一rfid標簽或第二rfid標簽內(nèi)的導體天線線圈的匝數(shù)；ii)選擇與第二rfid標簽的線圈的直徑不同的第一rfid標簽的線圈的直徑；或iii)選擇用于第一rfid標簽的ic電容器，其具有與第二rfid標簽的電容器不同的電容。

第二rfid標簽可以從天線吸收對它可用的更多能量。與第二諧振頻率相比，第一諧振頻率可以從廣播頻率偏離得更多。第一rfid標簽可以包括具有第一匝數(shù)的第一線圈并且第二rfid標簽可以包括具有第二匝數(shù)的第二線圈，所述第二匝數(shù)大于第一匝數(shù)。第一消耗品組件或第二消耗品組件中的至少一個可以可移除地耦合到材料處理頭。

在一些方面中，一種材料處理頭，其具有消耗品組件，所述消耗品組件帶有環(huán)狀rfid標簽，用于減少在環(huán)狀rfid標簽與天線之間的通信干擾，可以包括：處理頭主體；位于主體上或其內(nèi)的天線；可移除地安裝在處理頭主體中的消耗品；以及環(huán)狀rfid標簽，其與消耗品相關聯(lián)并且位于與基本上金屬的組件相鄰處，其中所述標簽：a)從處理頭主體可移除，b)包括能夠通過天線被供能的導體線圈，以及c)位于由以下各項中的至少一個所限定的通量通信區(qū)內(nèi)：（a）在天線和標簽之間的不受磁場抑制材料阻礙的區(qū)，或（b）磁場放大器的存在。

實施例可以包括以下特征中的一個或多個。

通量通信區(qū)可以是環(huán)形形狀的。通量通信區(qū)可以包括在rfid標簽和天線之間的不受阻礙的通量路徑。

材料處理頭還包括在通量通信區(qū)內(nèi)的第二標簽和消耗品。

rfid標簽和天線之間的距離可以在1mm和6mm之間。rfid標簽可以在大約13mhz處諧振。不受磁場抑制材料阻礙的區(qū)可以包括不存在磁場抑制材料的區(qū)。磁場放大器可以包括鐵氧體材料。鐵氧體材料可以包括通量帶材料或鐵氧體涂層。

在一些方面中，一種用于在材料處理系統(tǒng)的消耗品組件的數(shù)據(jù)標簽與材料處理系統(tǒng)的材料處理頭的數(shù)據(jù)標簽讀取器之間改善rfid通信并且減少通信干擾的方法可以包括在與用于數(shù)據(jù)標簽讀取器的天線線圈的位置相鄰的材料處理頭的區(qū)中建立通量通信區(qū)，這通過以下各項中的至少一個：減少在與用于天線線圈的位置相鄰的區(qū)中的磁場抑制材料的體積；或沿著在圍繞用于天線線圈的位置的區(qū)中的磁場抑制材料的一個或多個表面而布置磁場放大材料，所述通量通信區(qū)將由所述位置中布置的天線線圈所產(chǎn)生的磁場重定向成關于天線線圈基本上是環(huán)形的。

實施例可以包括以下特征中的一個或多個。

方法還可以包括將消耗品組件布置到材料處理頭中以將數(shù)據(jù)標簽的導體線圈定位在通量通信區(qū)的經(jīng)重定向的磁場內(nèi)。通量通信可以限定在數(shù)據(jù)標簽的導體線圈和數(shù)據(jù)標簽讀取器的天線線圈之間的通量路徑。方法還可以包括將具有第二數(shù)據(jù)標簽的第二消耗品組件布置到材料處理頭中以將第二數(shù)據(jù)標簽的第二導體線圈定位在通量通信區(qū)的經(jīng)重定向的磁場內(nèi)。減小在與用于天線線圈的位置相鄰的區(qū)中的磁場抑制材料的體積可以包括從與用于天線線圈的位置相鄰的材料處理頭中移除金屬。減小在與用于天線線圈的位置相鄰的區(qū)中的磁場抑制材料的體積可以包括用非導體材料取代在與用于天線線圈的位置相鄰的區(qū)中的磁場抑制材料的一部分。磁場放大器可以包括鐵氧體材料。鐵氧體材料可以包括通量帶材料。

除非在本文中明確描述或與權利要求不一致，否則上述系統(tǒng)和方法的示例性實施例一般可以單獨地被實現(xiàn)和實踐，以及與彼此組合地實現(xiàn)和實踐。例如，在一些實施例中，本文中所述的方法可以可選地利用本文中所述的系統(tǒng)或設備中的一個或多個來被實施。類似地，在一些實施例中，本文中所述的各種設備可以包括本文中所述的其它設備的特征或方面中的一個或多個。

在一些方面中，一種用于執(zhí)行切割或焊接操作的可更換消耗品組件可以包括：主體；以及耦合到所述主體或者集成在所述主體內(nèi)的可讀數(shù)據(jù)存儲設備，其中所述數(shù)據(jù)存儲設備包含用于切割或焊接設備的操作指令。

在一些方面中，耦合到熱處理系統(tǒng)的控制器的用于切割或焊接過程的炬可以包括：可更換消耗品組件；位于所述可更換消耗品組件中或其上的可讀數(shù)據(jù)存儲設備；在炬中或炬上的用于讀所述數(shù)據(jù)存儲設備的數(shù)據(jù)讀取設備；以及使能在數(shù)據(jù)讀取設備和控制器之間的通信的數(shù)據(jù)傳遞機制，其中所述數(shù)據(jù)存儲設備包含用于熱處理系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)。

在一些方面中，耦合到控制器的用于切割或焊接過程的炬可以包括：炬內(nèi)的插座，所述炬被配置成接收更換消耗品組件；在炬中或炬上的數(shù)據(jù)讀取設備；以及提供在炬和控制器之間的通信能力的數(shù)據(jù)傳遞機制。

在一些方面中，一種用于至少部分地控制切割或焊接系統(tǒng)的過程的方法可以包括：提供消耗品，所述消耗品具有包含操作參數(shù)（例如，其可以包括切割程序）的數(shù)據(jù)標簽；將消耗品組裝到切割或焊接系統(tǒng)的工具中；將操作參數(shù)傳送到工具的控制設備；以及根據(jù)操作參數(shù)來控制切割或焊接過程。

實施例可以包括以下特征中的一個或多個。

在一些實施例中，操作指令包括切割程序。例如，切割程序可以包括電流或氣體斜坡化分布圖（rampingprofile）、炬系統(tǒng)設置值、工件切割應用。

在一些實施例中，操作指令包括固件更新。

在一些實施例中，可更換消耗品組件包括熱處理炬的組件。例如，消耗品組件可以包括噴嘴、屏蔽或電極。

在一些實施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設備包括rfid標簽。在一些實施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設備還是可重寫的。在一些情況中，數(shù)據(jù)傳遞機制包括無線連接。在一些情況中，可讀數(shù)據(jù)存儲設備是可重寫的。

在一些實施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設備當在服務中時和/或當被布置在炬內(nèi)時是可寫的。

在一些實施例中，數(shù)據(jù)包括切割程序。在一些實施例中，數(shù)據(jù)被配置成產(chǎn)生熱處理系統(tǒng)的經(jīng)變更的性能特性。例如，經(jīng)變更的性能特性可以包括相對于通過使用基本上類似的不傳遞數(shù)據(jù)的可更換消耗品組件將會可能的原始切割能力的更好的切割質(zhì)量能力。數(shù)據(jù)還可以包括用于熱處理系統(tǒng)的固件更新。

在一些實施例中，數(shù)據(jù)讀取設備可以包括rfid讀取設備。在一些情況中，數(shù)據(jù)讀取設備被配置成與被布置在炬中的消耗品組件中或其上的數(shù)據(jù)存儲設備通信。在一些情況中，數(shù)據(jù)讀取設備還是被配置成向數(shù)據(jù)存儲設備寫入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寫入設備。

在一些方面中，一種用于通過使用包括可讀數(shù)據(jù)存儲設備的可更換消耗品組件來向切割或焊接系統(tǒng)提供操作數(shù)據(jù)的方法可以包括：促進在可讀數(shù)據(jù)存儲設備與切割或焊接系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取設備之間的通信；以及從可讀數(shù)據(jù)存儲設備向數(shù)據(jù)讀取設備傳遞操作數(shù)據(jù)，所述操作數(shù)據(jù)至少部分地限定操作參數(shù)，所述操作數(shù)據(jù)被配置成影響切割或焊接系統(tǒng)的操作。

在一些實施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設備包括第一可更換消耗品組件的第一可讀數(shù)據(jù)存儲設備并且數(shù)據(jù)讀取設備包括切割或焊接系統(tǒng)的至少一個數(shù)據(jù)讀取設備；并且操作數(shù)據(jù)包括來自第一可讀數(shù)據(jù)存儲設備的操作數(shù)據(jù)的第一集合，還包括：促進在第二可更換消耗品組件的第二可讀數(shù)據(jù)存儲設備與切割或焊接系統(tǒng)的所述至少一個數(shù)據(jù)讀取設備之一之間的通信；以及從第二可讀數(shù)據(jù)存儲設備向所述至少一個數(shù)據(jù)讀取設備中之一傳遞操作數(shù)據(jù)的第二集合，所述操作數(shù)據(jù)的第二集合被配置成調(diào)節(jié)切割或焊接系統(tǒng)的操作。在一些情況中，第一可更換消耗品組件包括電極組件并且第二可更換消耗品組件包括噴嘴組件。在一些情況中，需要操作數(shù)據(jù)的第一集合與操作數(shù)據(jù)的第二集合的組合來全面操作切割或焊接系統(tǒng)。

在一些實施例中，可更換消耗品組件是第一消耗品組件并且切割或焊接系統(tǒng)還被配置成基于第二消耗品組件的物理特征而標識第二消耗品組件。例如，基于第二消耗品組件的物理特征而標識第二消耗品組件可以包括測量通過第二消耗品組件的氣體流。在一些情況中，測量氣體流可以包括：引導氣體流通過與被布置在切割或焊接系統(tǒng)內(nèi)的第二消耗品組件相關聯(lián)的流約束元件；確定在相對于流約束元件上游的位置處的氣體流的第一壓力；確定在自所述流約束元件下游的位置處的氣體流的第二壓力；確定通過流約束元件的氣體流的流率；并且使用第一壓力、第二壓力和流率來標識第二消耗品組件。例如，在一些情況中，確定第一壓力可以包括將氣體流設置成已知壓力；并且確定流率可以包括測量流率。

在一些實施例中，操作數(shù)據(jù)包括用于切割或焊接系統(tǒng)的固件更新。在一些情況中，所述方法還包括確定正由切割或焊接系統(tǒng)所使用的固件版本；以及比較正使用的固件版本與固件更新的固件版本。在一些情況中，固件更新可以包括用于確定固件更新是否應當被傳遞到切割或焊接系統(tǒng)的日期代碼。在一些情況中，影響包括完全替換控制軟件。

在一些方面中，一種用于當可更換消耗品組件處于操作配置中時將信息存儲在熱處理機器中所使用的可更換消耗品組件上的方法可以包括：配置可更換消耗品組件的可重寫數(shù)據(jù)存儲設備以用于與熱處理機器的數(shù)據(jù)寫入設備通信；以及通過數(shù)據(jù)寫入設備將信息寫入到可重寫數(shù)據(jù)存儲設備。

在一些實施例中，信息可以相關聯(lián)于可更換消耗品組件的先前的使用（例如切割或焊接操作）。例如，信息可以包括涉及可更換消耗品組件的先前使用的持續(xù)時間的信息。信息可以包括涉及炬、可更換消耗品組件或熱處理機器的故障或誤差的信息?？梢栽谙钠繁徊僮餍缘匕惭b在熱處理機器內(nèi)的時候重寫信息。信息可以在處于操作中的時候被重復地重寫。信息可以包括涉及熱處理機器的使用頻率的信息。信息可以包括涉及可更換消耗品組件已經(jīng)被用于的切割循環(huán)的數(shù)目的信息。信息可以包括涉及在可更換消耗品組件的先前使用期間的熱處理機器的操作參數(shù)的信息。

在一些實施例中，操作配置可以包括正在使用中的熱處理機器。

操作指令/程序可以包括：（例如切割程序、電流或氣體斜坡化分布圖、固件更新、系統(tǒng)的設置值、切割循環(huán)或壽命數(shù)據(jù)、氣體流率、氣體類型、穿入延遲時間、定時參數(shù)、設定點、誤差條件、閾值、多個參數(shù)的協(xié)調(diào)）。

在一些實施例中，作為從可讀存儲設備向數(shù)據(jù)讀取設備傳遞信息（例如操作數(shù)據(jù)、指令或程序）的結果，不需要熱處理機器的操作者手動輸入如在操作數(shù)據(jù)沒有被傳遞的情況下將會需要的那么多操作參數(shù)。

可更換消耗品可以包括熱處理炬的組件（例如噴嘴、屏蔽或電極）。數(shù)據(jù)讀取設備可以是rfid讀取設備。操作數(shù)據(jù)可以包括工件切割應用（例如killer（殺手）app）。

操作數(shù)據(jù)可以被配置成產(chǎn)生熱處理機器的經(jīng)變更的性能特性。經(jīng)變更的性能特性可以包括相對于通過使用基本上類似的不傳遞操作數(shù)據(jù)的可更換消耗品組件將會可能的原始切割能力的更快的切割能力。

信號設備（例如標簽）可以是可重寫的（當在服務中時和當在炬中時可寫）。

在一個方面中，一種方法被提供用于配置第一熱處理系統(tǒng)和第二熱處理系統(tǒng)。所述方法包括提供第一消耗品用于使用在第一熱處理炬中以及第二消耗品用于使用在第二熱處理炬中。第一消耗品和第二消耗品具有基本上等同的物理特性。第一消耗品相關聯(lián)于被編碼有第一數(shù)據(jù)的第一信號設備并且第二消耗品相關聯(lián)于被編碼有第二數(shù)據(jù)的第二信號設備。所述方法包括將具有第一消耗品的第一炬裝配在第一熱處理系統(tǒng)中并且將具有第二消耗品的第二炬裝配在第二熱處理系統(tǒng)中。所述方法還包括通過第一熱處理系統(tǒng)感測第一信號設備中所存儲的第一數(shù)據(jù)并且通過第二熱處理系統(tǒng)感測第二信號設備中所存儲的第二數(shù)據(jù)。所述方法還包括通過第一熱處理系統(tǒng)配置第一熱處理系統(tǒng)的參數(shù)，以用于通過將第一值指派給參數(shù)來基于所感測的第一數(shù)據(jù)而操作第一炬。另外，所述方法包括通過第二熱處理系統(tǒng)來配置第二熱處理系統(tǒng)的參數(shù)，以用于通過將第二值指派給參數(shù)而基于所感測的第二數(shù)據(jù)而操作第二炬。所述第二值可以不同于所述第一值。

在另一方面中，一種方法被提供用于組裝第一熱處理炬和第二熱處理炬。所述方法包括提供第一消耗品和提供第二消耗品，所述第一消耗品具有位于所述第一消耗品的主體上或其內(nèi)的第一信號設備，所述第二消耗品具有位于所述第二消耗品的主體上或其內(nèi)的第二信號設備。所述方法包括將第一信號設備編碼有與第一消耗品相關聯(lián)的第一數(shù)據(jù)。所述第一數(shù)據(jù)與第一熱處理系統(tǒng)的參數(shù)的第一值相互關聯(lián)以用于操作第一炬。所述方法還包括將第二信號設備編碼有與第二消耗品相關聯(lián)的第二數(shù)據(jù)。所述第二數(shù)據(jù)與第二熱處理系統(tǒng)的參數(shù)的第二值相互關聯(lián)以用于操作第二炬。所述第二值可以不同于所述第一值。

在其它示例中，以上方面中的任一個可以包括以下特征中的一個或多個。在一些實施例中，第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個獨立于對應第一或第二消耗品的可檢測的物理特性。第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個可以標識對應第一或第二消耗品的類型。對應消耗品的類型可以包括噴嘴、屏蔽、電極、內(nèi)部保持帽、外部保持帽、渦旋環(huán)或焊接端頭（tip）。另外，第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個可以標識對于對應的第一或第二消耗品而言唯一的序列號。第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個可以被傳輸?shù)綄牡谝换虻诙崽幚硐到y(tǒng)，如氣動信號、無線電信號、光信號、磁信號或液壓信號。

在一些實施例中，第一信號設備或第二信號設備中的至少一個包括射頻標識（rfid）標簽。第一信號設備或第二信號設備中的至少一個可以位于對應的第一或第二消耗品的主體上或其內(nèi)。在一些實施例中，第一或第二信號設備位于對應的第一或第二消耗品的主體的表面處以最小化炬操作期間的熱暴露。所述表面可以鄰近于冷卻機制、遠離等離子體弧、或處于對應第一或第二消耗品的o-環(huán)通道中、或其組合。

在一些實施例中，參數(shù)包括在工件以上的炬高度、等離子體氣體的流率、屏蔽氣體的流率、等離子體氣體或電流的定時、或用于切割工件的處理程序。在一些實施例中，參數(shù)被包括在參數(shù)集中，所述參數(shù)集通過第一或第二熱處理系統(tǒng)中的至少一個可配置以操作第一炬或第二炬中的至少一個。在這樣的情況中，第一和第二熱處理系統(tǒng)可以將值指派給參數(shù)集中的每一個以用于操作相應的第一和第二炬。

在一些實施例中，所述方法還包括提供第一工件和第二工件以用于分別通過第一炬和第二炬處理。第一和第二工件至少基本上是相同的。

在一些實施例中，感測被存儲在第一信號設備中的第一數(shù)據(jù)還包括使用第一熱處理系統(tǒng)的信號檢測器來感測第一數(shù)據(jù)。所述信號檢測器可以是rfid讀取器。所述信號檢測器可以位于第一炬的外部。

在一些實施例中，第一和第二熱處理系統(tǒng)是相同的熱處理系統(tǒng)。

在另一方面中，一種方法被提供用于配置熱處理系統(tǒng)。所述方法包括提供用于使用在熱處理炬中的消耗品。所述消耗品具有便于安裝到炬中的一個或多個物理特性。所述方法包括將消耗品裝配在炬中、將炬連接到熱處理系統(tǒng)并且通過熱處理系統(tǒng)感測與消耗品相關聯(lián)的數(shù)據(jù)。所述方法還包括通過熱處理系統(tǒng)配置熱處理系統(tǒng)的一個或多個參數(shù)以用于基于所感測的數(shù)據(jù)是否滿足準則來操作炬。

在一些實施例中，配置熱處理系統(tǒng)的一個或多個參數(shù)包括防止熱處理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)不滿足準則的情況下操作炬。數(shù)據(jù)可以標識不匹配經(jīng)準許的制造商的消耗品制造商。

在一些實施例中，數(shù)據(jù)被編碼在耦合到消耗品的信號設備中?？梢酝ㄟ^熱處理系統(tǒng)的rfid讀取器來執(zhí)行感測。

在一些實施例中，所述方法還包括防止在熱處理系統(tǒng)所感測的任何數(shù)據(jù)不存在的情況下的熱處理系統(tǒng)的一個或多個參數(shù)的配置。

在一些方面中，一些實施例可以具有以下優(yōu)點中的一個或多個。使用本文中所述的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法包括使用熱處理系統(tǒng)消耗品組件（例如等離子體炬噴嘴、屏蔽、保持帽或其它消耗品），所述熱處理系統(tǒng)消耗品組件具有被布置在消耗品組件中或其上的數(shù)據(jù)存儲設備（例如可讀或可重寫的數(shù)據(jù)存儲設備），可以導致更容易設置、使用和/或故障查找的熱處理系統(tǒng)（例如切割或焊接系統(tǒng)）。例如，如在本文中所討論的，被布置在消耗品組件中或其上的數(shù)據(jù)存儲設備可以用于將信息（例如操作參數(shù)）提供到其上使用消耗品組件的熱處理系統(tǒng)。在一些情況中，信息可以在將消耗品組件組裝到系統(tǒng)的設備（例如炬）中時至少半自動地（例如自動地）被傳輸?shù)綗崽幚硐到y(tǒng)。作為信息被傳輸?shù)较到y(tǒng)的結果，被需要以便操作機器的操作參數(shù)或指令中的一些或全部不需要由操作者使用熱處理系統(tǒng)來輸入（例如編程）到系統(tǒng)中。需要來自操作者的較少輸入可以導致操作起來更容易并且不太昂貴的處理系統(tǒng)。

在一些實施例中，使用本文中所述的系統(tǒng)和方法可以使得熱處理系統(tǒng)能夠半自動地（或自動地）再查看和更新系統(tǒng)軟件（例如固件），這通過在消耗品被安裝在處理系統(tǒng)的設備（例如炬）中時從數(shù)據(jù)存儲設備向處理系統(tǒng)傳輸軟件。作為半自動化軟件更新能力的結果，本文中所述的系統(tǒng)和方法通常需要較少的維護（例如操作者發(fā)起的維護）以及停機時間，所述維護和停機時間否則可能被需要用以測試熱處理系統(tǒng)以及更新軟件。

另外，使用本文中所述的系統(tǒng)和方法來傳輸熱處理系統(tǒng)設置信息或操作參數(shù)可以使得定制的切割或焊接性質(zhì)能夠用于特定的消耗品組件。例如，如以下所討論的，兩個不同的結構上類似的消耗品組件可以各自具有數(shù)據(jù)存儲設備，其中數(shù)據(jù)存儲設備之一包括更好地適于快速、粗略切割過程的操作參數(shù)，并且另一個數(shù)據(jù)存儲設備包括更好地適于產(chǎn)生較高質(zhì)量切割的緩慢切割過程的操作參數(shù)。也就是說，消耗品組件可以“預加載”有使得消耗品優(yōu)選用于任何的各種類型的切割性能特性的信息（例如操作參數(shù)）。作為使數(shù)據(jù)存儲設備特制用于相應消耗品的特定使用的結果，消費者（例如機器操作者）可以僅僅根據(jù)將執(zhí)行的切割或焊接的期望類型來選擇消耗品并且將所述消耗品安裝到處理系統(tǒng)中（例如到炬中）。因此，處理系統(tǒng)不需要由操作者完全設置和編程，相反，處理系統(tǒng)可以在將消耗品安裝到炬中時（例如，當信息從數(shù)據(jù)存儲設備被傳輸?shù)骄鏁r）被自動設置。

還應當理解到，本發(fā)明的各種方面和實施例可以以各種方式被組合?；诒菊f明書的教導，本領域普通技術人員可以容易地確定如何組合這些各種實施例。例如，在一些實施例中，以上方面中的任一個可以包括以上特征中的一個或多個。本發(fā)明的一個實施例可以提供以上特征和優(yōu)點的全部。

附圖說明

圖1是示例性等離子體弧炬的橫截面視圖。

圖2是示例性通信網(wǎng)絡的示意圖。

圖3是圖示了等離子體弧炬的各種消耗品組件的經(jīng)變更的幾何結構的示例性等離子體弧炬的橫截面視圖。

圖4是使用圖2的通信網(wǎng)絡來控制熱處理炬的操作的示例性熱處理系統(tǒng)的示意圖。

圖5是使用圖2的通信網(wǎng)絡來控制熱處理炬的操作的另一示例性熱處理系統(tǒng)的圖解。

圖6a和6b是圖示了圖2的通信網(wǎng)絡的示例性操作的流程圖。

圖7是包括流檢測設備用于標識被安裝在示例性炬系統(tǒng)的炬內(nèi)的消耗品組件的示例性炬氣體遞送系統(tǒng)的示意圖。

圖8是圖示了等離子體弧炬內(nèi)的可以用于標識被安裝在炬內(nèi)的消耗品組件的幾何特征的示例性等離子體弧炬的橫截面視圖。

圖9是圖示了用于使用被布置在熱處理系統(tǒng)所使用的消耗品組件中或其上的數(shù)據(jù)存儲設備來至少部分地控制熱處理系統(tǒng)的過程的示例性方法的流程圖。

圖10是圖示了用于使用被布置在熱處理系統(tǒng)所使用的消耗品組件中或其上的數(shù)據(jù)存儲設備來將信息提供到熱處理系統(tǒng)的另一示例性方法的流程圖。

圖11是圖示了用于將來自熱處理系統(tǒng)的信息存儲到被布置在熱處理系統(tǒng)所使用的消耗品組件中或其上的數(shù)據(jù)存儲設備的示例性方法的流程圖。

圖12是圖示了被附到各種炬組件的各種信號設備的示例性熱處理炬的橫截面視圖。

圖13是用于具有環(huán)狀數(shù)據(jù)標簽的材料處理頭的示例性消耗品的透視圖。

圖14是圖示了在消耗品周圍的導體線圈的消耗品上的示例性環(huán)狀數(shù)據(jù)標簽的透視剖面視圖。

圖15是圖示了通過環(huán)狀導體線圈的電流以及從中生成的結果所得的磁通量的示意圖。

圖16是用于具有環(huán)狀數(shù)據(jù)標簽的材料處理頭的消耗品的另一示例。

圖17是圖示了具有多匝的導體線圈的示意圖。

圖18是具有與數(shù)據(jù)標簽讀取設備通信的多個數(shù)據(jù)標簽的示例性材料處理頭的橫截面視圖。

圖19是從數(shù)據(jù)標簽讀取設備所生成的示例性偏移磁通量場的橫截面視圖。

圖20是從在靠近不存在磁場抑制材料的通量通信區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)標簽讀取設備所生成的示例性磁通量場的橫截面視圖。

圖21是從靠近磁場放大器的通量通信區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)標簽讀取設備所生成的示例性磁通量場的橫截面視圖。

具體實施方式

在一些方面中，材料處理系統(tǒng)（例如等離子體切割系統(tǒng)或水噴射切割系統(tǒng)）可以包括具有數(shù)據(jù)標簽的消耗品組件，所述數(shù)據(jù)標簽具有繞其中心軸形成的導體線圈，這可以改善通信性能并且有助于提供各種通信系統(tǒng)增強。

圖1是熱處理系統(tǒng)（例如切割或焊接系統(tǒng)）的示例性等離子體弧炬100的橫截面視圖。炬100通常包括炬主體102和炬端頭（torchtip）104。炬端頭104包括一個或多個消耗品（例如可更換消耗品組件（例如電極105、噴嘴110、保持帽115、渦旋環(huán)120和屏蔽125）），所述消耗品被布置在插座（例如消耗品插座）內(nèi)，所述插座被配置成接收更換消耗品。各種消耗品中的每一個包括限定各種特征的主體，所述各種特征如在本文中所討論的可以在炬100的操作期間引導流體（例如氣體或液體）。炬主體102，其一般具有圓柱形狀，支撐電極105和噴嘴110。噴嘴110從電極105間隔開并且具有被裝配在炬主體102內(nèi)的中央出口孔。渦旋環(huán)120被裝配到炬主體102并且具有一組徑向偏移或弄斜的氣體分布孔洞127，其將切向速度分量給予等離子體氣體流，使得等離子體氣體流渦旋。還包括出口孔的屏蔽125連接（例如螺紋化）到保持帽115。如所示的保持帽115是穩(wěn)固連接（例如螺紋化）到噴嘴110的內(nèi)部保持帽。在一些實施例中，外部保持帽（未示出）相對于屏蔽125是穩(wěn)固的。炬100另外可以包括電連接、用于冷卻的通道、用于弧控制流體（例如等離子體氣體）的通道以及功率供給。在一些實施例中，消耗品包括焊接端頭，所述焊接端頭是用于使點火的焊接氣體通過的噴嘴。

在操作中，等離子體氣體流過氣體入口管（未示出）以及渦旋環(huán)120中的氣體分布孔洞127。從那里，等離子體氣體流到等離子體腔室128中并且通過噴嘴110和屏蔽125的出口孔而從炬100流出。導弧首先在電極105和噴嘴110之間被生成。導弧使通過噴嘴出口孔和屏蔽出口孔的氣體離子化?；∪缓髲膰娮?10傳遞到工件（未示出）以用于熱處理（例如切割或焊接）工件。注意到，炬100的圖示的細節(jié)，包括組件的布置、氣體和冷卻流體流的方向以及電連接可以采取各種形式。

不同的操作過程通常需要不同的屏蔽和/或等離子體氣體流率，其需要不同的消耗品集合。這導致各種消耗品在現(xiàn)場被使用。使用恰當?shù)南钠凡⑶疫m當?shù)仄ヅ渌鼈儗τ趯崿F(xiàn)最優(yōu)切割性能而言是必要的。消耗品失配（例如，將被制作用于以65安培操作的消耗品使用在正以105安培操作的炬中）可能導致拙劣消耗品壽命和/或等離子體弧炬的拙劣性能。

圖2示出了本發(fā)明的示例性通信網(wǎng)絡200。通信網(wǎng)絡200包括一個或多個信號設備（例如可讀數(shù)據(jù)存儲設備）202，每一個都被指派到熱處理炬（諸如圖1的等離子體弧炬100）的消耗品。在一些實施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設備202位于主體上（例如耦合到主體）或位于主體內(nèi)（例如集成在主體內(nèi)）。示例性的消耗品包括電極105、噴嘴110、保持帽115、渦旋環(huán)120、和屏蔽125。在一些實施例中，信號設備202是被配置成以一個或多個信號的形式傳輸與消耗品相關的信息的電可寫設備。例如，信號設備202可以是射頻標識（rfid）標簽或卡、條形碼標注或標簽、集成電路（ic）板等等。在一些實施例中，可讀數(shù)據(jù)存儲設備202是可重寫的。也就是說，可重寫數(shù)據(jù)存儲設備202通常能夠在數(shù)據(jù)的初始寫入之后添加新數(shù)據(jù)（例如，在刪除或蓋寫或者沒有刪除或蓋寫數(shù)據(jù)存儲設備上存在的其它數(shù)據(jù)的情況下）。特別地，可重寫數(shù)據(jù)存儲設備202通常能夠當被布置在炬100內(nèi)的時候使新數(shù)據(jù)被寫入。在一些實施例中，可讀存儲設備202當在炬外（例如在炬或消耗品的服務期間）或被布置在炬內(nèi)（例如在炬的使用期間）時是可重寫的。在一些實施例中，信號設備202是檢測器（例如傳感器），其用于檢測消耗品的物理特性并且以一個或多個信號的形式傳輸所檢測的信息。

通信網(wǎng)絡200還包括至少一個接收器（例如被布置在炬中或其上的數(shù)據(jù)讀取設備）204，所述接收器用于（i）接收由信號設備202所傳輸?shù)男盘枺ɡ纾x數(shù)據(jù)存儲設備202），（ii）提取通過信號傳達的數(shù)據(jù)，以及（iii）將所提取的數(shù)據(jù)提供到處理器206以用于分析以及進一步的動作。在一些實施例中，數(shù)據(jù)讀取設備204也是數(shù)據(jù)寫入設備，其被配置成將數(shù)據(jù)寫入到被定位在炬內(nèi)的可重寫存儲設備。處理器（例如控制器）206可以是數(shù)字信號處理器（dsp）、微處理器、微控制器、計算機、計算機數(shù)字控制器（cnc）機器工具、可編程邏輯控制器（plc）、專用集成電路（asic）等等。在一些實施例中，炬100還包括數(shù)據(jù)傳遞機制，所述數(shù)據(jù)傳遞機制使能在數(shù)據(jù)讀取設備204和控制器206之間的通信。例如，數(shù)據(jù)傳遞機制可以包括被配置成將從信號設備202接收的數(shù)據(jù)或信號傳輸?shù)娇刂破?06的有線連接或無線連接?？商鎿Q地或附加地，數(shù)據(jù)傳遞機制可以被配置成經(jīng)由數(shù)據(jù)讀取設備204將來自控制器206的數(shù)據(jù)往回傳輸?shù)奖徊贾迷谙钠飞系目芍貙憯?shù)據(jù)存儲設備202。

在一些實施例中，每個信號設備202被編碼有與信號設備202被指派到的消耗品相關的信息。所編碼的信息可以是一般或固定的信息，諸如消耗品的名稱、商標、制造商、序列號和/或類型。所編碼的信息例如可以包括型號以一般地指示消耗品是噴嘴。在一些實施例中，所編碼的信息對于消耗品而言是獨有的，諸如消耗品的金屬組成、消耗品的重量、消耗品制造的日期、時間和/或位置、負責消耗品的人員等等。作為示例，所編碼的信息可以提供序列號，所述序列號對于每個制造的炬組件而言是獨有的，以區(qū)分例如噴嘴類型a、序列#1與噴嘴類型a、序列#2。

在一些實施例中，在對應消耗品制造的時候?qū)⑿畔⒕幋a到信號設備202。信息還可以在消耗品的壽命期間被編碼到信號設備202，諸如在每次消耗品使用之后。這樣的信息可以包括消耗品使用的日期、時間和位置、在使用期間檢測的任何異常、和/或在使用之后的消耗品狀況，使得可以創(chuàng)建日志以預測與消耗品相關聯(lián)的故障事件或壽命終結事件。

在一些實施例中，被編碼到信號設備202的信息還可以指定操作參數(shù)（例如操作指令或操作數(shù)據(jù)）。例如，對于與屏蔽125相關聯(lián)的信號設備202，被編碼到信號設備202的數(shù)據(jù)可以指示用于屏蔽125的屏蔽氣體類型和/或適當?shù)臍怏w流率。在一些實施例中，信號設備202的編碼的數(shù)據(jù)提供與其它有關的炬組件相關的信息。例如，所編碼的數(shù)據(jù)可以標識與所指派的消耗品兼容、有助于炬中整個消耗品集合的安裝以實現(xiàn)某些性能度量的其它炬組件。在一些實施例中，操作參數(shù)包括由熱處理系統(tǒng)100在使用期間可以利用的各種類型的信息或數(shù)據(jù)中的一個或多個。操作參數(shù)的示例包括切割程序、電流（例如點火或切割電流）或氣體（例如等離子體或屏蔽氣體）斜坡化分布圖、用于熱處理系統(tǒng)的設置值、消耗品的炬的切割循環(huán)或壽命數(shù)據(jù)、氣體流率（例如點火或切割氣體流率）、氣體類型（例如氣體選擇指令）、穿入延遲時間、定時參數(shù)、設定點、誤差條件、閾值或多個參數(shù)的協(xié)調(diào)。在一些情況中，操作數(shù)據(jù)包括工件切割應用，諸如“killer（殺手）app”。例如，“killer（殺手）app”可以被配置成提供期望的操作性能特性、特征或切割應用。

在一些實施例中，從消耗品組件發(fā)送的信息可以包括用于熱處理系統(tǒng)的軟件信息。例如，在一些實施例中，消耗品可以包含用于熱處理系統(tǒng)的固件更新。在一些情況中，控制器可以確定正由熱處理系統(tǒng)使用的固件版本并且將其與在可讀數(shù)據(jù)存儲設備上所包含的固件更新的版本進行比較以便確定駐留在可讀數(shù)據(jù)存儲設備上的固件更新是否比正使用的更新。通過比較兩個固件版本，控制器可以確定是否應當將固件更新從可讀數(shù)據(jù)存儲設備傳輸?shù)綌?shù)據(jù)讀取設備并且隨后安裝到熱處理系統(tǒng)上。例如，駐留在可讀數(shù)據(jù)存儲設備上的固件更新可以包括數(shù)據(jù)讀取設備可以讀取和考慮的標識碼（例如日期碼、修訂標識（例如修訂號）、或任何的各種其它合適的標識碼）。在一些情況中，信息包括可以被發(fā)送到數(shù)據(jù)讀取設備并且通過控制器安裝的完整控制軟件。

在一些實施例中，被發(fā)送到炬的操作參數(shù)被配置成產(chǎn)生熱處理系統(tǒng)的經(jīng)變更的性能特性。例如，在一些實施例中，經(jīng)變更的性能特性包括相對于通過使用基本上類似的不傳遞操作參數(shù)的可更換消耗品組件將會可能的原始切割能力更快的切割能力。也就是說，例如，兩個不同的基本上類似的（例如，結構上類似的）噴嘴可以各自包括具有不同切割參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲設備，使得噴嘴之一提供很好地適于快速切割（即沿著工件的等離子體弧的快速移動）的切割參數(shù)并且另一噴嘴提供很好地適于緩慢切割和/或較高質(zhì)量切割邊緣的切割參數(shù)。也就是說，消耗品組件可以“預加載”有使得消耗品優(yōu)選用于任何的各種類型的切割性能特性的信息（例如操作參數(shù)）。作為使數(shù)據(jù)存儲設備特制用于相應消耗品的特定使用的結果，消費者（例如機器操作者）可以僅僅根據(jù)將執(zhí)行的切割或焊接的期望類型而選擇消耗品并且將消耗品安裝到處理系統(tǒng)中（例如炬中）。優(yōu)選切割特性的示例包括快速切割、緩慢切割、高質(zhì)量切割邊緣、縮減的切口、縮減的工件飛濺、直線切割、曲線切割、圓形切割、順時針或逆時針切割、或各種其它切割特性。

因此，在一些方面中，處理系統(tǒng)不需要由操作者完全設置和編程，相反，處理系統(tǒng)可以在將消耗品安裝到炬中時（例如，當信息從數(shù)據(jù)存儲設備被傳輸?shù)骄鏁r）被自動設置。例如，在一些實施例中，操作者可以將消耗品組件（例如噴嘴）安裝到炬中并且噴嘴中或其上的信號設備（例如可讀存儲設備（例如rfid標簽））202可以與炬的接收器（例如數(shù)據(jù)讀取設備）204通信，使得機器設置信息（例如操作參數(shù)）可以通過處理器（例如控制器）206被自動編程到熱處理系統(tǒng)中以供使用。在一些情況中，作為從可讀存儲設備向數(shù)據(jù)讀取設備傳遞信息（例如操作參數(shù)、指令或程序）的結果，不需要熱處理機器的操作者手動輸入如在操作數(shù)據(jù)沒有被傳遞的情況下將會需要的那么多操作參數(shù)。

如以上所討論的，在一些實施例中，熱處理系統(tǒng)（例如數(shù)據(jù)讀取/寫入設備）被配置成將信息（例如數(shù)據(jù)）傳輸?shù)娇芍貙憯?shù)據(jù)存儲設備。在一些情況中，熱處理系統(tǒng)被配置成當消耗品被布置（例如操作性地安裝）在炬內(nèi)（例如在炬的使用期間）時周期性地（例如重復地或連續(xù)地）將數(shù)據(jù)寫入到可重寫存儲設備。被傳輸?shù)娇芍貙懘鎯υO備的信息可以相關聯(lián)于熱處理系統(tǒng)、其中安裝了消耗品的炬、或其中或其上安裝了可重寫存儲設備的可更換消耗品組件的先前的使用（例如切割或焊接操作）。例如，信息可以包括涉及使用頻率（例如，在給定時間上可更換消耗品組件已經(jīng)被使用用于多少切割或焊接操作）、涉及可更換消耗品組件已經(jīng)被使用用于的切割循環(huán)的數(shù)目（例如總數(shù)目）、或涉及可更換消耗品組件的先前使用的持續(xù)時間（即在先前的使用期間有多長時間炬處于操作中）的信息。

在一些實施例中，信息可以涉及在可更換消耗品組件的先前使用期間熱處理機器的操作參數(shù)。在一些情況中，信息涉及在先前使用期間炬、消耗品或熱處理系統(tǒng)的故障或誤差。

在一些實施例中，信號設備202和/或接收器204被加密以便限制（例如防止）第三方干預（例如欺詐性干預）或變更被存儲在信號設備202上的數(shù)據(jù)。例如，加密可以有助于限制第三方欺詐性地將不正確的使用數(shù)據(jù)或設置信息（例如操作參數(shù)）存儲到消耗品上，其可能使得熱處理系統(tǒng)將使用過的（例如使用到終結壽命的）消耗品誤解或曲解為可用消耗品?？商鎿Q地或附加地，可以使用加密以便對消耗品進行編碼以供僅一種類型（例如制造商或oem品牌）或熱處理系統(tǒng)使用。

在一些實施例中，信號設備202包括關于對應消耗品的、獨立于消耗品的可檢測的物理特性的信息。消耗品的可檢測的物理特性的示例包括磁性性質(zhì)、表面反射率、密度、聲學性質(zhì)以及通過炬中安裝的檢測器所測量的消耗品的其它觸覺特征。因此，獨立于消耗品的可檢測的物理特性的消耗品數(shù)據(jù)的示例可以包括消耗品名稱、類型、制造商、制造日期、制造位置、序列號、或消耗品的其它非觸覺特征。在一些實施例中，信號設備202在它被安裝到炬中之前存儲消耗品的預收集的信息，包括物理特性，但是信號設備202不被配置成主動測量或檢測物理特性。然而，信號設備202可以存儲通過另一設備、諸如通過傳感器所檢測或測量的關于消耗品的物理特性。

在一些實施例中，信號設備202位于炬100內(nèi)或其上。例如，信號設備202可以被附連到消耗品的表面，所述消耗品最終被安裝在炬端頭104的內(nèi)部。信號設備202還可以附連到除了所指派的消耗品之外的炬100內(nèi)部的組件。例如，雖然信號設備202被指派成存儲關于電極105的數(shù)據(jù)，但是信號設備202可以附到保持帽115的表面。在一些實施例中，信號設備202耦合到不與炬100物理相關聯(lián)的外部源。例如，信號設備202可以附連到用于存儲消耗品的封裝并且一旦它被安裝在炬100中就遠離消耗品。如果信號設備202位于炬100內(nèi)部，則信號設備202被附連到的表面可以被選擇以減少或以其它方式最小化在炬100的操作期間的熱暴露。例如，信號設備202可以定位成靠近冷卻機制、遠離等離子體弧和/或處于炬100的o-環(huán)通道中以減少或最小化熱暴露。另外，信號設備202可以涂覆有熱保護性材料以降低在炬操作期間設備將過熱的可能性。一般地，信號設備202可以處于諸如被另一炬組件屏蔽，以最小化對熱能量、輻射、有害氣體（例如臭氧）和/或高頻能量的暴露。

在一些實施例中，信號設備202被設計成是耐久的，即在一個或多個炬點火期間和之后是功能性的。在一些實施例中，信號設備202在每次炬使用之后或在若干使用之后是用完可丟棄的。在一些實施例中，信號設備202可寫一次，例如用以在最初制造消耗品時編碼關于消耗品的信息。在一些實施例中，信號設備202可寫多次，諸如貫穿對應消耗品的壽命。

在通信網(wǎng)絡200中，信號設備202可以以一個或多個信號的形式將其存儲的信息無線傳輸?shù)浇邮掌?04。接收器204被適配成處理這些信號以提取關于消耗品的相關數(shù)據(jù)并且將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到處理器206以供分析。在一些實施例中，接收器204位于等離子體弧炬100中或其上。例如，接收器204可以位于炬主體102中。在一些實施例中，接收器204處于炬100外部的位置，諸如附連到功率供給模塊、氣體控制臺、處理器206等等。

在一些實施例中，信號設備202中的至少一個是rfid標簽并且接收器204是用于詢問rfid標簽的讀取器。在這樣的實施例中，rfid標簽包括用于存儲信息的微芯片以及用于接收和傳送rf信號的天線。讀取器可以包括（1）用于將rf信號傳送到rfid標簽以詢問標簽的天線以及（2）用于在將rfid標簽所傳送的響應轉(zhuǎn)發(fā)到處理器206之前對所述響應進行解碼的組件。rfid標簽可以是有源或無源的。有源rfid標簽包括電池用以產(chǎn)生到讀取器的更強的電磁返回信號，從而增加在rfid標簽和讀取器之間的可能的傳輸距離。在rfid標簽和讀取器之間的距離可以從小于1英寸到100英尺或更多，這取決于功率輸出、所使用的射頻以及rf信號需要行進通過的材料的類型。在一個示例中，在rfid標簽和對應讀取器的天線之間的距離可以是大約2-4cm。讀取器天線和其余的讀取器組件不需要處于相同的封裝中。例如，讀取器天線可以位于炬主體102上或其內(nèi)部，而其余的讀取器組件在炬100外部。使用rfid標簽是有利的，因為它不需要直接接觸（例如經(jīng)由導線）或與讀取器的直接視線（例如經(jīng)由光學信號）并且很好地適于使用在嚴苛環(huán)境中。

在一些實施例中，信號設備202是檢測器（例如傳感器）以用于檢測消耗品的至少一個物理標記，用于唯一地通過其類型或單獨地標識消耗品。物理標記可以例如是消耗品的物理變更。如圖3中所示，通過以下來實現(xiàn)消耗品的標識：變更消耗品的幾何結構，使得當它被安裝在炬100中時，它影響相鄰冷卻劑通路402的壁，這進而變更流過其中的冷卻劑的速率。特別地，冷卻劑通路402的經(jīng)變更的區(qū)段可以限制冷卻劑流的速率。信號設備202可以用于根據(jù)冷卻劑流率而測量壓力改變。因此，所測量的冷卻劑壓力改變充當消耗品的標識。在如圖3中所示的另一示例中，輔助通風線路404連接到閥并且流量計附連到噴嘴110以標識噴嘴110。閥在等離子體弧點火之前是打開的并且通過信號設備202根據(jù)在凈化循環(huán)期間的等離子體壓力而測量輔助通風線路流率。因此，所測量的流率充當噴嘴110的標識。在另一示例中，一個或多個唯一地定大小的計量孔洞（未示出）可以被鉆到外部保持帽中以一旦帽被安裝在炬100中就標識所述帽。每個計量孔洞的大小被配置成唯一地影響離閥壓力和/或屏蔽氣體的流率。因此，在導弧點火之前的預流例程中由信號設備202所進行的這些測量用于標識外部保持帽。

在又一示例中，屏蔽125可以通過測量消耗品相對于參考炬數(shù)據(jù)的長度來被標識。在示例性的測量過程中，炬高度控制器用于確定已知炬點火并且開始切割工件所按的高度。該高度可以用作參考炬數(shù)據(jù)。然后，在將未經(jīng)標識的消耗品安裝到炬中之后，確定相對于參考數(shù)據(jù)的高度。因此，涉及兩個高度的簡單計算可以用于確定未經(jīng)標識的消耗品的相對長度。進而，相對消耗品長度可以用于標識消耗品，這例如通過參考查找表，所述查找表將相對消耗品長度與消耗品部件相互關聯(lián)。

在一些實施例中，信號設備202是條形碼，其提供關于對應消耗品的數(shù)據(jù)的光學機器表示。條形碼可以通過以條形碼讀取器的形式的接收器204來被讀取。一般地，信號設備202可以傳送關于消耗品的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)以任何機器可讀信號的形式，包括無線電信號、光學或其它基于光的信號（例如紅外信號或紫外信號）、磁信號、氣動信號或液壓信號。

在一些實施例中，單個信號設備202被指派到炬的每個消耗品以傳輸關于對應消耗品的相關信息。在一些實施例中，兩個或多個信號設備202被指派到相同的消耗品以傳輸關于該消耗品的不同信息。例如，一個信號設備202可以傳輸對于消耗品類型而言獨有的信息，諸如對于消耗品類型的型號和操作參數(shù)，而另一信號設備202可以傳輸對于消耗品本身而言獨有的信息，諸如消耗品的重量和使用歷史。在一些實施例中，通信網(wǎng)絡200中的信號設備202采用不同的數(shù)據(jù)傳輸模式。例如，雖然一個信號設備202將數(shù)據(jù)傳輸作為rf信號，但是另一信號設備202將數(shù)據(jù)傳輸作為光學信號。在一些實施例中，網(wǎng)絡200包括多個接收器204。每個接收器204被配置（例如調(diào)諧）以從一個或多個信號設備202讀取信號并且向處理器206傳輸所提取的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，單個接收器204用于從通信網(wǎng)絡200中的所有信號設備202讀取信號。處理器206因而可以同時處理與多個消耗品相關聯(lián)的數(shù)據(jù)。

圖4是示例性的熱處理系統(tǒng)300，其使用圖2的通信網(wǎng)絡來控制熱處理炬、諸如圖1的等離子體弧炬100的操作。等離子體弧炬100可以包括一個或多個消耗品，所述消耗品包括噴嘴110、電極105、屏蔽125、內(nèi)部保持帽115以及外部保持帽302。至少一個信號設備202被指派到消耗品中的至少一個以用于經(jīng)由接收器204將關于對應消耗品的信息傳輸?shù)教幚砥?06。系統(tǒng)300還包括功率供給304以用于提供對于在炬100中生成等離子體弧而言所必要的電流。從信號設備202收集的關于相應消耗品的數(shù)據(jù)可以由處理器206用于控制和優(yōu)化以下各項中至少一個的操作：等離子體功率供給304、電動機和驅(qū)動器306、氣體控制臺308、高度控制器310以及嵌套軟件312。

處理器206可以位于等離子體弧炬100的內(nèi)部或外部。在一些實施例中，處理器206被收容在功率供給304中。在一些實施例中，等離子體功率供給304、電動機和驅(qū)動器306、氣體控制臺308、高度控制器310以及嵌套軟件312中的每一個收容至少一個處理器以用于處理來自信號設備202的數(shù)據(jù)從而控制相應模塊304、306、308或310的功能。

基于從信號設備202所收集的信息，處理器206可以同時地或幾近同時地以及實時地或幾近實時地調(diào)控許多等離子體系統(tǒng)功能。這些系統(tǒng)功能包括但不限于起始序列、cnc接口功能、氣體和操作參數(shù)、以及關斷序列。在一些實施例中，處理器206使用消耗品信息來自動設置系統(tǒng)300的各種參數(shù)。在一些實施例中，處理器206使用消耗品信息來驗證系統(tǒng)300的某些預設參數(shù)是否與炬100內(nèi)部的消耗品兼容。作為示例，基于所收集的關于炬100的多個消耗品的數(shù)據(jù)，處理器206可以控制并且驗證以下系統(tǒng)組件中的一個或多個：（i）設置功率供給304以用于調(diào)控到炬100的功率，（ii）設置嵌套軟件312以用于處理工件，（iii）設置氣體控制臺308以用于控制屏蔽和/或被供給到炬100的等離子體氣體，（iv）設置高度控制器310以用于調(diào)節(jié)在炬100和工件之間的高度，以及（v）設置各種電動機和驅(qū)動器306。

在一些實施例中，基于從一個或多個信號設備202所收集的數(shù)據(jù)，處理器206與嵌套軟件312交互以自動選擇切割程序，所述切割程序設置用于處理工件的參數(shù)，諸如切割速度、方向、路徑、嵌套序列等等。切割程序還可以鑒于所收集的消耗品數(shù)據(jù)而限定用于炬的氣體類型、氣體壓力和/或流設置以及高度控制設置。傳統(tǒng)上，當消耗品集合被組裝到炬中時，操作者需要手動配置嵌套軟件312以創(chuàng)建用于炬的切割程序，這通過將信息供給到軟件，包括正處理的工件材料的類型和厚度、正使用的氣體的類型、以及消耗品集合的額定電流。特別地，操作者需要手動將消耗品集合的額定電流輸入到處理器206中。在本發(fā)明中，由于針對每個消耗品的額定電流信息被存儲在至少一個信號設備202中，所以處理器206可以電子地從所述一個或多個信號設備202收集這樣的信息并且在沒有用戶輸入的情況下自動確定適當?shù)碾娏髟O置。

在一些實施例中，基于所收集的消耗品數(shù)據(jù)，處理器206從嵌套軟件312中選擇合適的切割程序，這通過考慮來自信號設備202的消耗品數(shù)據(jù)以及用戶輸入的操作參數(shù)，包括正切割的工件的特性以及期望的切割形狀。例如，操作者可以首先將通用程序文件發(fā)送到嵌套軟件312。通用程序文件為每個工件厚度指定可變的切割速度、氣體流、切口補償、炬高度等等，其隨不同的消耗品部件而改變。因而，在使用信號設備202標識了消耗品之后，處理器206與通用程序文件交互以配置用于炬的切割程序。在一些實施例中，在創(chuàng)建了切割程序之后，處理器206使用從信號設備202所收集的消耗品數(shù)據(jù)來驗證是否將恰當?shù)南钠钒惭b到炬中，適用于所述程序。另外，處理器206可以指示嵌套軟件312自動設置或校正程序的參數(shù)以增強與加載到炬中的消耗品的兼容性。例如，需要400a電流的消耗品與需要130a電流的消耗品相比具有較大的切口以及引入。因此，嵌套軟件312可以選擇較少的部件來裝在程序嵌套上，如果400a消耗品被加載到炬中的話。

在一些實施例中，基于從一個或多個信號設備202所收集的數(shù)據(jù)，處理器206可以操縱氣體控制臺308來控制到炬100的等離子體和屏蔽氣體的流，這通過驗證并且調(diào)節(jié)氣體控制臺設置。氣體控制臺308收容螺線管閥、流量計、壓力計量器、以及開關，其用于等離子體和屏蔽氣體流控制。例如，流量計用于設置等離子體和屏蔽氣體的預流率和切割流率。氣體控制臺308還可以具有多入口氣體供給區(qū)域，其中連接了等離子體和屏蔽氣體。撥動開關可以用于選擇期望的氣體。等離子體和屏蔽氣體通過氣體壓力傳感器來監(jiān)控。在一個示例中，與等離子體弧炬100的屏蔽125相關聯(lián)的信號設備202可以存儲與適合用于供屏蔽125使用的一個或多個屏蔽氣體的類型和組成相關的信息，連同屏蔽氣體的最優(yōu)流率設置?；谠摂?shù)據(jù)，處理器206可以與氣體控制臺308交互以向等離子體弧炬100提供以最優(yōu)流率的適當屏蔽氣體。

在一些實施例中，基于從一個或多個信號設備202所收集的數(shù)據(jù)，處理器206操縱炬高度控制器310，所述炬高度控制器310設置相對于工件的炬100的高度。炬高度控制器310可以包括控制模塊以控制切割期間的弧電壓，這通過調(diào)節(jié)隔開（standoff）（即在炬100和工件之間的距離）來維持預定的弧電壓值。炬高度控制器310還可以包括外部控制模塊來控制隔開。炬高度控制器310還可以包括升降器，所述升降器由控制模塊通過電動機或驅(qū)動器306來控制，用以在相對于工件的豎直方向上滑動炬100，從而維持在切割期間的期望電壓。在一個示例中，基于從炬的消耗品所收集的數(shù)據(jù)，炬高度控制器310可以自動確定高度以相對于工件的頂部來定位炬。因此，炬高度控制器310不需要在開始弧電壓控制之前執(zhí)行高度感測以便設置適當?shù)拇┤敫叨群颓懈罡叨?。在一些實施例中，基于從一個或多個信號設備202所收集的數(shù)據(jù)，處理器206操縱電動機和驅(qū)動器306以相對于工件的表面而橫向移動炬100。處理器206還可以操縱高度控制器310以相對于工件的表面而豎直地移動炬100。

在一些實施例中，處理器206被配置成阻止熱處理系統(tǒng)300開始對工件的操作，如果它確定了炬100中所安裝的消耗品與彼此失配、與熱處理系統(tǒng)300不兼容或者與操作者輸入的其它預選的操作參數(shù)不一致的話。如果做出了這樣的確定，則處理器206可以觸發(fā)音頻或可視警報，其向操作者指示：所連接的消耗品中的一個或多個不被支持并且消耗品應當被更換或者應當修訂操作者輸入。另外，處理器206可以阻止發(fā)起操作，如果觸發(fā)了警報的話。例如，處理器206可以停止炬操作，如果由被指派到屏蔽125的信號設備202傳送到處理器206的屏蔽125的電流設置不同于由對應于噴嘴110的不同或相同的信號設備202傳送到處理器206的噴嘴110的電流設置的話。

在一些實施例中，處理器206被配置成阻止熱處理系統(tǒng)300操作，如果它確定了炬100中所安裝的消耗品中的至少一個沒有被所接受的制造商制造或以其它方式支持的話。例如，處理器206可以停止炬操作，如果它沒有識別由消耗品的信號設備所傳送的制造商標識、序列號和/或部件號的話。因此，熱處理系統(tǒng)300可以用于檢測和防止使用低劣或偽造的消耗品。

在一些實施例中，處理器206向操作者推薦一個或多個補救動作以解決警報情形。例如，處理器206可以建議將安裝在炬100中的一個或多個消耗品，從而避免與熱處理系統(tǒng)300的其它組件的潛在失配。處理器206可以基于所安裝的消耗品集合的等級來建議用于處理的工件的合適類型。處理器206可以推薦對所安裝的消耗品的設置與操作者所提供的設置進行調(diào)解的切割序列。

一般地，信號設備202可以存儲與除了消耗品之外的炬組件相關的信息。例如，信號設備202可以存儲關于炬主體102或關于一個或多個引線的信息。因此，如本領域人員將充分領會到的，圖2的示例性通信網(wǎng)絡200和圖3的配置可以容易地被適配成存儲關于任何炬組件的信息。

圖5是另一示例性熱處理系統(tǒng)500，其使用圖2的通信網(wǎng)絡200來影響、控制或以其它方式作用于熱處理炬、諸如圖1的等離子體弧炬100的操作。熱處理系統(tǒng)500包括計算機化的數(shù)字控制器（cnc）502、功率供給504、自動過程控制器508、炬高度控制器512以及驅(qū)動器系統(tǒng)516，其分別類似于操作系統(tǒng)400的處理器206、功率供給304、氣體控制臺308、高度控制器310以及電動機和驅(qū)動器306。另外，熱處理系統(tǒng)500包括切割臺520。

為了操作熱處理系統(tǒng)500，操作者將工件置于切割臺520上并且將炬100裝配到炬高度控制器512中，所述炬高度控制器512附連到臺架522。驅(qū)動器系統(tǒng)516和高度控制器512提供在炬100的端頭和工件之間的相對運動，而炬100沿著工件上的處理路徑來引導等離子體弧。在一些實施例中，至少一個接收器204被附連到熱處理系統(tǒng)500的組件以接收由與炬100的一個或多個消耗品相關聯(lián)的至少一個信號設備202所發(fā)射的信號。例如，接收器204可以耦合到臺架522以在炬100被安裝到系統(tǒng)500中之后從炬100讀取信號。接收器204還可以附連到其它系統(tǒng)組件，包括例如cnc502、高度控制器512、驅(qū)動器系統(tǒng)516或切割臺520。在一些實施例中，接收器204被裝配在炬100的內(nèi)部或炬100的表面上。在一些實施例中，多個接收器204遍及炬100外部的系統(tǒng)500而分布，每個接收器204被調(diào)諧以讀取涉及炬100的一個或多個特定消耗品的數(shù)據(jù)。例如，雖然一個接收器204用于從被指派到噴嘴的信號設備202接收數(shù)據(jù)，但是另一接收器204用于從被指派到屏蔽的信號設備202讀取數(shù)據(jù)。在從信號設備202獲得了信息之后，接收器204可以將信息傳輸?shù)絚nc502，所述cnc502使用所述信息來配置熱處理系統(tǒng)500以供處理。

在一些實施例中，與兩組物理上等同（或至少基本上等同）的消耗品相關聯(lián)的信號設備202被編碼有不同的消耗品信息并且被安裝到兩個不同的炬中。例如，用于一個炬的噴嘴的信號設備可以被編碼有序列號a，而用于第二炬的噴嘴的另一信號設備可以被編碼有序列號b，盡管兩個噴嘴對著等同的設計規(guī)范而被制造。噴嘴被安裝到相應的炬中。所述兩個炬被安裝到其相應的熱處理系統(tǒng)中，并且每個熱處理系統(tǒng)的接收器204可以從每個炬的信號設備202接收消耗品數(shù)據(jù)。在一些實施例中，基于不同的消耗品數(shù)據(jù)，熱處理系統(tǒng)被適配成適當?shù)卣{(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個或多個操作參數(shù)以便不同地操作炬，甚至在兩個炬的消耗品彼此物理上等同并且所有外部因素相同（例如，由兩個炬處理的工件的材料類型和厚度相同）的時候。例如，基于不同的消耗品數(shù)據(jù)，消耗品數(shù)據(jù)可以使得熱處理系統(tǒng)與相應的嵌套軟件312交互以使能用于兩個炬的不同切割程序和/或與相應的高度控制器512交互以設置用于兩個炬的不同高度。一般地，基于不同的消耗品數(shù)據(jù)，對應于一個炬的一個熱處理系統(tǒng)可以被配置成包括特征a、b或c，而對應于另一炬的第二熱處理系統(tǒng)可以被配置成包括特征x、y或z。在一些實施例中，相同的熱處理系統(tǒng)可以以不同的方式被配置，這取決于在兩個炬中編碼的消耗品數(shù)據(jù)。通過熱處理系統(tǒng)可定制的示例性特征包括：等離子體氣體流和定時、屏蔽氣體流和定時、切割電流和定時、導弧發(fā)起和定時、在工件表面以上的炬高度和/或與工件的表面平行的炬橫向運動。

在一些實施例中，熱處理系統(tǒng)被適配成激活專有過程以用于僅僅在確定了關于炬中一個或多個消耗品的信息滿足某個準則、諸如被特定制造商制造之后操作炬。該信息被存儲在耦合到消耗品的一個或多個信號設備202上，并且可以被熱處理系統(tǒng)訪問。因此如果消耗品被不同的制造商生產(chǎn)并且沒有被編碼在其信號設備202中的正確（或任何）信息，則熱處理系統(tǒng)不發(fā)起專有過程，即使“不正確”的消耗品在物理上等同于由期望的制造商所生產(chǎn)的消耗品。在一些實施例中，當熱處理系統(tǒng)沒有感測到來自炬消耗品的任何數(shù)據(jù)時，所述系統(tǒng)不發(fā)起專有過程。這可以發(fā)生在例如消耗品不相關聯(lián)于信號設備202或信號設備有缺陷的情況下。因此，由熱處理系統(tǒng)執(zhí)行的配置過程可以簡單地涉及系統(tǒng)檢測消耗品是否相關聯(lián)于正確的數(shù)據(jù)和/或如果從消耗品檢測到不正確的信息或沒有檢測到任何信息則警告操作者。示例性的警告包括警報、可視指示符或其組合。另外，系統(tǒng)可以響應于從消耗品檢測到不正確的信息或沒有檢測到任何信息而阻止炬的操作。

本文中所述的各種類型的信號設備和接收器可以被布置并且封裝在等離子體炬組件（例如消耗品組件或炬主體）內(nèi)，其以能夠提供足夠的結構性和熱流體保護以及使能在信號設備和接收器之間的必要通信的任何各種配置。例如，參考圖12，在一些實施例中，熱處理炬1200可以包括多個接收器（例如rifd讀取設備，例如，如以上所討論的），所述多個接收器被布置在沿著炬主體1021的不同位置處。每個接收器被配置成與一個或多個信號設備（例如可讀或可重寫rfid設備，例如，如以上所討論的）通信（例如讀取數(shù)據(jù)）。

如所圖示的，在一些實施例中，第一接收器（例如炬主體rfid讀取器）1024a被布置在炬主體1021內(nèi)并且被配置成與附到不同炬組件（例如消耗品組件）的各種信號設備通信。特別地，接收器1024a可以與以下各項中的一個或多個通信（例如標識或?qū)懭氲剑翰贾迷诰嬷黧w1021上的炬主體信號設備1202a、布置在電極1205上的電極信號設備1202b、布置在等離子體氣體渦旋1220上的渦旋環(huán)信號設備1202c、和/或布置在噴嘴1210上的噴嘴信號設備1202d。

另外，第二接收器（例如保持帽rfid讀取器）1204b沿著炬的保持帽1215的結構元件被布置以便與以下各項中的一個或多個通信（例如標識）：布置在外部保持帽（例如屏蔽保持帽）1215上的外部保持帽信號設備1202e、布置在內(nèi)部保持帽（例如噴嘴保持帽）1217上的內(nèi)部保持帽信號設備1202f、和/或沿著屏蔽1225布置的屏蔽信號設備1202g。

如圖12中所圖示的，信號設備一般被布置在相應的組件內(nèi)以便幫助有助于在信號設備和接收器之間的通信。例如，每個信號設備通常被定位成相對靠近于它意圖與之通信的接收器。雖然在接收器和信號設備之間所準許的間隔可以基于正使用的設備的類型以及圍繞設備或以其它方式在設備附近的材料的類型和量而變化，但是本文中所述的信號設備通常按大約0mm到大約10mm（例如大約3mm到大約6mm）的間隔而與接收器分離。另外，如關于炬主體rfid讀取器1204a所圖示的，在接收器和接收器與之通信的各種信號設備之間的間隔通常不受其它組件阻礙（即很少或沒有材料（例如沒有金屬材料）被布置在間隔中）以使能或改善在炬主體rfid讀取器1204a與它與之通信的信號設備之間的通信能力。也就是說，在接收器和信號設備中間的阻礙（例如金屬件）可能抑制（例如阻止）設備之間的有效通信，因此這樣的阻礙通常被避免。為了有助于使能在信號設備和接收器之間的有效通信，被布置在信號設備和接收器之間的組件（例如屏蔽保持帽1215的隔板）可以由非金屬材料、諸如各種塑料材料中的一種或多種形成。

信號設備1202a-g可以以適合于與接收器1204a、1204b通信的各種形式和配置。例如，在一些實施例中，信號設備由圓形、環(huán)狀的組件形成，所述圓形、環(huán)狀的組件包含或圍封了一個或多個rfid標簽，所述rfid標簽存儲了涉及它們被安裝在其上的各種炬組件的信息。環(huán)狀信號設備可以通過任何的各種連接技術、包括螺紋化連接、黏合或焊接連接、或者按壓或摩擦配合而附到相應的炬組件?？商鎿Q地或附加地，在一些實施例中，環(huán)狀信號設備可以集成地形成為炬消耗品的特征。然而，其它布置和配置是可能的。

如本文中所討論的，各種信號設備可以向炬（例如炬上的接收器）提供與它們被安裝在其上的消耗品相關聯(lián)的信息，其可以用于炬系統(tǒng)設置和使用。例如，在一些實施例中，通過使用信號設備，炬系統(tǒng)可以標識被附連到炬的消耗品的特定組合以便自動編程炬操作參數(shù)以供使用。信號設備還可以用于向炬系統(tǒng)提供各種的其它類型的信息。

上述信號設備可以用于執(zhí)行一個或多個過程以向和自熱處理系統(tǒng)傳遞信息。

例如，在一些方面中，具有與被布置在炬內(nèi)所布置的消耗品組件中或其上的信號設備（例如數(shù)據(jù)存儲設備或數(shù)據(jù)標簽）202（或信號設備1202a-g）通信的接收器（例如數(shù)據(jù)讀取和/或數(shù)據(jù)寫入設備）204（或接收器1204a、1204b）的熱處理系統(tǒng)（例如熱處理系統(tǒng)炬100）可以用于在被安裝在炬內(nèi)的消耗品和系統(tǒng)的控制器（例如處理器）206之間傳輸信息（例如關于炬使用的操作指令或信息）。

例如，參考圖9，在一些方面中，用于至少部分地控制切割或焊接系統(tǒng)的過程的示例性方法（900）包括提供消耗品組件（例如電極105、噴嘴110、渦旋環(huán)120、屏蔽125、或其它消耗品組件），所述消耗品組件具有包含信息（例如操作參數(shù)）的可讀數(shù)據(jù)標簽（902）。例如，數(shù)據(jù)標簽可以包括信號設備202（或信號設備1202a-g）以及如以上所討論的可以以具有可視特性以傳達關于消耗品組件的信息的rfid標簽或光學標簽的形式。在一些情況中，數(shù)據(jù)標簽是可重寫的，例如當數(shù)據(jù)標簽被布置在炬中的時候。

消耗品組件然后被組裝到處理系統(tǒng)中（904）。例如，消耗品組件可以被安裝到切割或焊接系統(tǒng)的工具（例如炬）中。在一些情況中，消耗品組件被插入到炬內(nèi)指定的凹處中并且經(jīng)由任何的各種保持機制、諸如螺紋化連接（例如螺紋化保持帽）被保持在適當?shù)奈恢谩?/p>

在消耗品組件在炬內(nèi)處于適當位置的情況下，操作參數(shù)可以被傳送（例如發(fā)送）到處理系統(tǒng)的控制設備（906）。例如，在一些實施例中，信號設備（例如可讀數(shù)據(jù)標簽）被置于與炬內(nèi)所布置的接收器（例如數(shù)據(jù)讀取設備）通信（例如有線或無線通信）。在一些示例中，數(shù)據(jù)標簽是rfid標簽并且被置于無線通信（例如近場通信），通過所述無線通信，數(shù)據(jù)讀取設備可以從數(shù)據(jù)標簽讀取操作參數(shù)并且向熱處理系統(tǒng)傳輸信息（例如操作參數(shù)）。

一旦數(shù)據(jù)讀取設備已經(jīng)讀取了操作參數(shù)并且將操作參數(shù)傳輸?shù)綗崽幚硐到y(tǒng)，熱處理系統(tǒng)就可以根據(jù)從數(shù)據(jù)標簽所傳送的操作參數(shù)而控制過程（例如切割或焊接過程）（908）。如本文中所討論的，被包含在消耗品組件的數(shù)據(jù)標簽上的操作參數(shù)可以包括任何的各種參數(shù)，包括切割程序、切割應用、電流（例如點火或切割電流）或氣體（例如等離子體或屏蔽氣體）斜坡化分布圖、用于熱處理系統(tǒng)的設置值、消耗品的炬的切割循環(huán)或壽命數(shù)據(jù)、氣體流率（例如點火或切割氣體流率）、氣體類型（例如氣體選擇指令）、穿入延遲時間、定時參數(shù)、設定點、誤差條件、閾值、或多個參數(shù)的協(xié)調(diào)。

在一些情況中，作為從可讀存儲設備向數(shù)據(jù)讀取設備傳遞信息（例如操作參數(shù)、指令或程序）的結果，不需要熱處理機器的操作者手動輸入如在操作數(shù)據(jù)沒有被傳遞的情況下將會需要的那么多操作參數(shù)。也就是說，在一些方面中，通過使用方法900，其使用具有可讀數(shù)據(jù)標簽的消耗品組件，可以準許熱處理機器的自動化或半自動化的設置和操作。

在一些實施例中，從消耗品的信號設備向處理系統(tǒng)傳遞信息的方法可以結合用于基于消耗品的物理特征而標識消耗品的方法來被執(zhí)行。例如，在一些情況中，被安裝到炬中的一個消耗品可以包括信號設備，所述信號設備被配置成向炬系統(tǒng)傳遞信息，并且被安裝到炬中的另一消耗品可以通過使用消耗品的物理特征而被標識。例如，如參考圖7-8所討論的，在各種消耗品中或周圍的流體流中的改變可以被監(jiān)控和使用以便標識炬中所安裝的消耗品。

在一些方面中，參考圖10，用于通過使用具有可讀數(shù)據(jù)存儲設備（例如信號設備202或信號設備1202a-g）的可更換消耗品組件來向熱處理系統(tǒng)（例如切割或焊接系統(tǒng)）提供信息（例如操作參數(shù)）的示例性方法（1000）包括首先促進在可讀數(shù)據(jù)存儲設備和切割或焊接系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取設備（例如接收器204或接收器1204a-b）之間的通信（例如有線或無線通信）（1002）。例如，如本文中所討論的，可讀數(shù)據(jù)存儲設備可以以rfid標簽的形式并且可以被置于與可讀數(shù)據(jù)存儲設備的無線通信（例如近場通信）。

一旦在可讀數(shù)據(jù)存儲設備和數(shù)據(jù)讀取設備之間建立了通信，信息（例如至少部分地限定操作參數(shù)的操作數(shù)據(jù)）就從可讀數(shù)據(jù)存儲設備傳遞到數(shù)據(jù)讀取設備（1004）。例如，操作數(shù)據(jù)通常被配置成影響切割或焊接系統(tǒng)的操作。如本文中所討論的，被包含在消耗品組件的數(shù)據(jù)標簽上的操作數(shù)據(jù)可以被配置成影響任何的各種操作特性，包括切割程序、切割應用、電流（例如點火或切割電流）或氣體（例如屏蔽或等離子體氣體）斜坡化分布圖、用于熱處理系統(tǒng)的設置值、消耗品的炬的切割循環(huán)或壽命數(shù)據(jù)、氣體流率（例如點火或切割氣體流率）、氣體類型（例如氣體選擇指令）、穿入延遲時間、定時參數(shù)、設定點、誤差條件、閾值或多個參數(shù)的協(xié)調(diào)。在一些情況中，如以上所討論的，從存儲設備發(fā)送的信息可以包括用于熱處理系統(tǒng)的軟件信息。例如，在一些示例中，消耗品可以包含用于熱處理系統(tǒng)的固件更新。在一些情況中，控制器可以確定正被熱處理系統(tǒng)所使用的固件版本并且比較它與可讀數(shù)據(jù)存儲設備上所包含的固件更新的版本以便確定駐留在可讀數(shù)據(jù)存儲設備上的固件更新是否比正使用的更新。

在一些情況中，操作參數(shù)可以被劃分并且分布到可以被安裝到炬中的兩個或多個可更換消耗品組件（例如噴嘴和電極、噴嘴和屏蔽、或消耗品的任何其它組合）上所布置的兩個或多個數(shù)據(jù)存儲設備上。例如，在一些實施例中，所述方法（1000）還包括促進在第二可讀數(shù)據(jù)存儲設備和切割或焊接系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取設備（例如接收器204或接收器1204a-b）之間的通信（例如有線或無線通信）（1006）。例如，如本文中所討論的，可讀數(shù)據(jù)存儲設備可以以rfid標簽的形式并且可以被置于與可讀數(shù)據(jù)存儲設備的無線通信（例如近場通信）。第二可讀數(shù)據(jù)存儲設備可以被置于與第一可讀數(shù)據(jù)存儲設備與之通信的相同數(shù)據(jù)讀取設備或被布置在炬內(nèi)的不同數(shù)據(jù)讀取設備（同與第一讀取設備公共的控制器通信）通信。一旦在可讀數(shù)據(jù)存儲設備和數(shù)據(jù)讀取設備之間建立了通信，至少部分地限定操作參數(shù)的操作數(shù)據(jù)就從可讀數(shù)據(jù)存儲設備被傳遞到數(shù)據(jù)讀取設備（1004）。

通過將數(shù)據(jù)劃分或分布到不同的消耗品組件上，通常要求較少的數(shù)據(jù)被存儲在單個信號設備上，這可以導致更易于配置、編程和管理信號設備。另外，預期將數(shù)據(jù)劃分到不同的消耗品組件上創(chuàng)建更通用且可定制的熱處理系統(tǒng)，這作為不同的消耗品組件能夠以各種不同的配置被混合和匹配而同時恰當?shù)叵蚓嫦到y(tǒng)提供適當?shù)牟僮鲄?shù)的結果。

在一些方面中，信息可以從熱處理系統(tǒng)被傳輸并且存儲到消耗品組件中或其上所布置的數(shù)據(jù)存儲設備上，而同時可更換消耗品組件處于操作配置中。例如，參考圖11，用于將信息存儲在熱處理機器中所使用的可更換消耗品組件上的示例性方法（1100）包括配置數(shù)據(jù)存儲設備（例如信號設備202或信號設備1202a-g）用于與數(shù)據(jù)寫入設備（例如接收器204或接收器1204a-b）通信（1102）。例如，在一些實施例中，數(shù)據(jù)存儲設備是可重寫數(shù)據(jù)存儲設備（例如可重寫rfid標簽）。也就是說，可重寫數(shù)據(jù)存儲設備通常能夠在數(shù)據(jù)的初始寫入之后添加新數(shù)據(jù)（例如在有或沒有刪除或蓋寫數(shù)據(jù)存儲設備上存在的其它數(shù)據(jù)的情況下）。特別地，可重寫數(shù)據(jù)存儲設備通常能夠當被布置在炬內(nèi)時使新數(shù)據(jù)被寫入。在一些實施例中，操作配置包括消耗品組件被安裝在準備供使用的熱處理系統(tǒng)的炬內(nèi)。在一些情況中，操作配置包括熱處理系統(tǒng)被開啟以供操作（例如被使用）。例如，操作配置可以包括炬正在使用中（例如正在現(xiàn)場經(jīng)歷處理（例如切割）操作）。

一旦被配置，信息就可以被寫入到數(shù)據(jù)存儲設備（1104）。例如，在一些實施例中，數(shù)據(jù)寫入設備將信息傳輸（寫入）到數(shù)據(jù)存儲設備。被傳輸?shù)娇芍貙懘鎯υO備的信息可以相關聯(lián)于熱處理系統(tǒng)、其中安裝了消耗品的炬、或者其中或其上安裝了可重寫存儲設備的可更換消耗品組件的先前的使用（例如切割或焊接操作）。例如，如以上所討論的，信息可以包括涉及使用頻率（例如，在給定時間上可更換消耗品組件已經(jīng)被使用用于多少切割或焊接操作）、涉及可更換消耗品組件已經(jīng)被使用用于的切割循環(huán)的數(shù)目（例如總數(shù)目）、或涉及可更換消耗品組件的先前使用的持續(xù)時間（即在先前使用期間有多長時間炬處于操作中）的信息。

在一些實施例中，信息可以涉及在可更換消耗品組件的先前的使用期間的熱處理機器的操作參數(shù)。在一些情況中，信息涉及在先前的使用期間炬、消耗品或熱處理系統(tǒng)的故障或誤差。在一些情況中，熱處理系統(tǒng)被配置成周期性地（例如重復地或連續(xù)地）將數(shù)據(jù)寫入到可重寫存儲設備，當消耗品被布置（例如操作性地安裝在）炬內(nèi)的時候（例如在炬的使用期間）。這樣的被寫入到數(shù)據(jù)存儲設備的信息可以潛在地用于各種目的。例如，信息可以用于追蹤使用以便對機器進行故障查找、以便再查看并且處置保單問題（例如，通過能夠在調(diào)查關于保單之前觀察操作者先前如何使用消耗品和熱處理系統(tǒng)），或以便預測消耗品的壽命終結。

在一些實施例中，作為在消耗品被使用時將使用數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)存儲設備的結果，在隨后安裝到炬中期間從數(shù)據(jù)存儲設備傳遞到炬控制器的操作參數(shù)可以基于消耗品的先前使用而被變更或更新。也就是說，隨著特定的消耗品被使用了較長的時間段，優(yōu)選的操作參數(shù)可以改變，使得被傳遞到炬以設置特定消耗品使用的操作參數(shù)可以相應地被改變。例如，隨著電極更接近其壽命終結以及電極的發(fā)射器磨損，優(yōu)選的炬高度設置（例如在使用期間離開工件的高度）可能需要被調(diào)節(jié)以補償與在未經(jīng)使用的電極的情況下發(fā)生的相比從電極中距電極面更深的點發(fā)射的弧。

信號設備（例如數(shù)據(jù)標簽（例如rfid數(shù)據(jù)標簽））可以被設計和布置在材料處理頭（例如等離子體炬）內(nèi)，其以有助于提供更好的rfid通信并且在一些情況中的更好的炬性能的某些配置。在一些方面中，信號設備可以包括一般繞消耗品（例如繞消耗品的中心軸）所形成的天線線圈。例如，參考圖13，消耗品1300可以包括消耗品主體（例如單一主體）1302以及環(huán)狀（例如圓形、球狀、環(huán)形、圓環(huán)狀、環(huán)繞）的信號設備1304。如本文中所討論的，信號設備可以是被配置成與材料處理頭的讀取設備通信的數(shù)據(jù)標簽（例如rfid數(shù)據(jù)標簽）。如所圖示的，數(shù)據(jù)標簽1304可以具有中心軸1305（圖14中所示），所述中心軸1305與主體1302的中心縱軸1301基本上同軸。在一些示例中，數(shù)據(jù)標簽可以被布置成基本上垂直于主體的中心縱軸1301。

主體1302可以限定傳輸區(qū)1303，所述傳輸區(qū)1303通過主體傳送（例如遞送、傳輸）物質(zhì)或能量，例如以用于材料處理（例如切割或焊接）。例如，傳輸區(qū)1303可以傳送電流（例如當消耗品是電極時）、液體（例如，用于水噴射切割的水）、冷卻劑、氣體（例如通過噴嘴或屏蔽）、光（例如激光切割中的光束）、或通過主體的切割介質(zhì)材料（例如在水噴射切割中）。

消耗品（例如主體）可以被成形以及配置用于使用在任何的各種材料處理系統(tǒng)中。例如，如本文中所討論的，消耗品可以是一個或多個等離子體炬組件、諸如電極、噴嘴、保持帽、渦旋環(huán)以及屏蔽。

在一些實施例中，消耗品可以包括盒式消耗品設備，所述盒式消耗品設備被配置成取代一個或多個其它的消耗品組件。盒式消耗品設備是這樣一種組件：其通常包括外殼、用于將盒耦合到等離子體弧炬的連接機制、以及多個部件，包括至少弧壓縮器（例如噴嘴）和弧發(fā)射器（例如電極）、以及可選地包括渦旋環(huán)或渦旋特征、屏蔽和/或保持帽。

在一些實施例中，盒可以包括一個或多個消耗品組件，諸如具有一個或多個區(qū)段的框架或主體；弧發(fā)射器（例如電極）；弧壓縮器或弧壓縮構件（例如噴嘴）；向等離子體炬內(nèi)的氣體給予渦旋的特征（例如構建到噴嘴中的渦旋特征、渦旋環(huán)、或另一渦旋特征）；屏蔽（例如通過使用鋁、陽極化的鋁和/或塑料材料而電絕緣的噴嘴屏蔽）；發(fā)射元件（例如鉿發(fā)射器）；和/或端帽。在一些實施例中，盒可以包括基本上銅的部分（例如由80%以上、優(yōu)選地90%以上、純銅或基本上純銅或銅合金制成的內(nèi)部核心）以及基本上非銅部分（例如在內(nèi)部核心外部的非銅部分）。在一些實施例中，盒可以使用在手持式等離子體切割系統(tǒng)和/或機械化的等離子體切割系統(tǒng)上。

在一些實施例中，盒可以具有增強的冷卻和絕緣能力、降低的制造和材料成本和/或改善的可再循環(huán)性、耐久性和性能。在一些實施例中，盒提供在一個集成件中的消耗品組件。在一些實施例中，盒提供顯著減少的組裝時間（例如5-10分之一）。在一些實施例中，盒可以提供更好配對和/或互補的部件使得部件可以被恰當?shù)剡x擇用于給定的切割任務，這通過減少用戶在現(xiàn)場選擇和組裝部件的需要，其可以提供針對給定切割任務的適當消耗品組件的更容易的識別并且減少操作者誤差。在一些實施例中，盒增強消耗品對準和/或間隔，因為盒部件在制造環(huán)境中被組裝，從而實現(xiàn)在現(xiàn)場可能的更緊的容差。在一些實施例中，盒改善熱耗散和/或傳導能力。在一些實施例中，熱被移動得基本上遠離炬，但是不是這么遠使得不能加熱或熔化塑料組件。

示例性的盒組件在申請人于2013年11月13日提交的并且題為“automatedcartridgedetectionforaplasmaarccuttingsystem”的共同待決的、公布號為us2014/0069895的美國專利中以及在申請人的共同待決的申請序列號為14/708,972的美國專利中被描述，這二者的內(nèi)容通過引用以其全部被并入本文中。在其中消耗品包括盒的實施例中，數(shù)據(jù)標簽可以被布置在盒（例如盒主體）周圍（例如環(huán)繞），使得如本文中所討論的，數(shù)據(jù)標簽的導體線圈可以與盒同軸地被布置。

參考圖14，數(shù)據(jù)標簽1304可以包括外殼1306、導體天線線圈1308和電子芯片1310。外殼1306可以是被配置成收容并且保護數(shù)據(jù)標簽的其它組件、諸如導體線圈1308和芯片1310的圍封。如所圖示的，外殼1306可以一般是環(huán)狀的以限定中央開口1312，所述中央開口1312可以限定傳輸區(qū)，通過所述傳輸區(qū)可以傳遞任何數(shù)量的材料處理物質(zhì)（例如其可以類似于主體的傳輸區(qū)）。雖然數(shù)據(jù)標簽一般地限定了中央開口，但是外殼1306關于其中心軸1305可以是基本上非對稱的。例如，外殼可以具有非圓形、諸如多邊形（例如三角形、方形、六邊形）或其它非圓形形狀的外部形狀。外殼1306可以由任何結構上合適的（并且在一些情況中化學上耐抗的）材料、諸如各種塑料形成。

導體線圈1308通常繞數(shù)據(jù)標簽1304的中心軸1305形成。例如，導體線圈1308可以環(huán)繞（例如對稱地圍繞）中心軸1305。導體線圈1308可以包括基本上單匝（例如以形成環(huán)）或可以包括多匝并且可以沿著基本上螺旋形的路徑形成。例如，圖17圖示了示例性的螺旋形線圈，其具有半徑r、高度h和匝數(shù)n（例如線圈的繞轉(zhuǎn)的數(shù)目）。如以下所討論的，線圈的匝數(shù)n可以被調(diào)節(jié)以改善通信，例如以調(diào)諧數(shù)據(jù)標簽的諧振頻率。

導體線圈1308可以由任何的各種材料形成。例如，導體線圈1308可以由金屬材料形成（例如螺旋形線圈）。在一些示例中，導體線圈1308可以包括導線繞組（例如裸露的金屬導線（例如銅導線））。在一些情況中，導體線圈可以是印刷電路。例如，印刷電路可以包括導體材料（例如導體墨材料）的印刷線圈。

在使用期間，導體線圈可以通過材料處理頭內(nèi)的數(shù)據(jù)標簽讀取設備的廣播天線供能。例如，發(fā)源于廣播天線（例如在讀取設備內(nèi)）的磁場可以與數(shù)據(jù)標簽導體線圈耦合。如果耦合的場具有足夠的強度，則數(shù)據(jù)標簽從耦合的場接收能量，所述耦合的場為數(shù)據(jù)標簽的內(nèi)部ic芯片供能并且等待來自讀取設備的指令以用于處理和應答。

導體線圈的形狀（例如繞消耗品的中心軸）對于改善與對應的數(shù)據(jù)標簽讀取器的通信而言可以是有用的，并且在一些情況中限制通信系統(tǒng)對材料處理頭的功能性的不利影響。例如，圖15描繪了線圈電流1502的示例性路徑（例如電流行進通過環(huán)狀導體線圈（例如線圈1308））。如以上所討論的，線圈1308可以關于消耗品的中心軸1301基本上對稱地被布置，所述中心軸1301可以與數(shù)據(jù)標簽的中心軸1305同軸。由于線圈電流1502遵循關于中心軸1301、1305的一般圓形的路徑，所以由線圈所產(chǎn)生的結果得到的磁通量1504繞圓形線圈（例如以環(huán)形形狀）通過，并且在主體的中央部分中，與中心軸1301、1305同軸（與安培右手定則一致）。也就是說，通過將導體線圈1308定位成使得消耗品主體1302基本上通過線圈1308，結果得到的磁通量1504可以基本上在中心通過其中。

在一些情況中，通過消耗品主體1302中心地對準磁通量1504可以有助于限制對材料處理頭操作或?qū)?shù)據(jù)標簽通信的不利影響。例如，在其中操作電流行進通過主體1302的等離子體弧炬中，對準操作電流與磁通量1502可以減小通量將會不利地影響操作電流的可能性。附加地或可替換地，這樣的對準可以減小操作電流可能使磁通量1504畸變或以其它方式影響磁通量1504（這可能影響標簽電流以及標簽恰當運轉(zhuǎn)的能力）的可能性。

芯片1310包括集成電路，所述集成電路用于存儲和處理信息。例如，芯片1310調(diào)制和解調(diào)射頻（rf）信號、從來自入射讀取器（例如材料處理頭中的數(shù)據(jù)標簽讀取設備）的信號收集dc功率以及執(zhí)行各種其它功能。芯片1310可以包括存儲器以存儲數(shù)據(jù)用于本文中討論的任何的各種使用。例如，芯片1310可以具有至少60位數(shù)據(jù)（例如在大約256位和大約1.9020千位（例如大約256位和大約900位）之間）的存儲容量。

數(shù)據(jù)標簽可以被配置成以任何的各種頻率諧振，所述任何的各種頻率可以與通過材料處理頭的讀取設備廣播的頻率重合。例如，讀取設備可以以大約12mhz到大約14mhz（例如大約13mhz）的頻率廣播信號。因此，數(shù)據(jù)標簽可以被設計和配置成具有以或大約12mhz到大約14mhz（例如大約13mhz（例如大約13.56mhz））的諧振頻率。

在一些實施例中，存儲器可以具有可讀和可寫（rw）配置，使得數(shù)據(jù)標簽可以被讀取和寫入以重復。在一些示例中，存儲器可以被寫入許多次（例如多次）并且然后被鎖定（例如永久鎖定）以限制（例如阻止）進一步的寫操作。在一些情況中，存儲器不需要被全部一次鎖定，而是相反可以在不同的時間被鎖定并且包括總鎖定數(shù)據(jù)空間的不同百分比。

也就是說，在一些實施例中，芯片上存儲的數(shù)據(jù)被劃分成兩個或多個分段。例如，數(shù)據(jù)的第一分段可以被鎖定并且數(shù)據(jù)的第二分段可以被解鎖。在一些情況中，第一分段和第二分段可以二者都被鎖定，例如與彼此獨立地被鎖定。作為結果，第一分段和第二分段通常可以在不同的時間并且出于不同的目的被鎖定和解鎖，諸如在系統(tǒng)使用期間或在消耗品設置期間。

在一些情況中，數(shù)據(jù)的第一分段可以包括消耗品標識數(shù)據(jù)（例如序列號、制造商信息、消耗品類型等等）并且數(shù)據(jù)的第二分段可以包括關于消耗品操作的數(shù)據(jù)（例如操作中使用的小時數(shù)、操作期間使用的操作條件、所估計的直到故障為止的時間、期望的將與消耗品一起使用的操作指令等等）。

潛在的數(shù)據(jù)鎖定配置的其它示例可以包括：i）在數(shù)據(jù)標簽被制造的時候鎖定唯一的標識號（例如序列號）；ii）當數(shù)據(jù)標簽在被制造的時候在不同的時間和步驟（例如轉(zhuǎn)折點）鎖定一些數(shù)據(jù)；iii）當數(shù)據(jù)標簽被分發(fā)（例如通過其分發(fā)渠道）的時候在不同的時間鎖定一些數(shù)據(jù)；iv）在數(shù)據(jù)標簽的使用或服務壽命期間在不同的時間鎖定一些數(shù)據(jù)；和/或v）從不鎖定數(shù)據(jù)空間的某些部分。

存儲器還可以通過在數(shù)據(jù)標簽或消耗品制造和分發(fā)中涉及的某些商業(yè)合作伙伴部分化（例如分區(qū)、劃分等等）并且潛在地被鎖定，所述商業(yè)合作伙伴諸如制造商、批發(fā)分發(fā)者、零售商、設備服務者或其它涉及方。潛在數(shù)據(jù)部分化配置的示例可以包括：i）存儲器的一部分可以被數(shù)據(jù)標簽制造商控制，包括數(shù)據(jù)內(nèi)容和鎖定；ii）存儲器的一部分可以被預留用于渠道合作伙伴以確定存儲器內(nèi)容（例如要存儲的數(shù)據(jù)）和鎖定過程；和/或iii）存儲器的一部分可以被預留用于標簽的終端用戶以確定存儲器內(nèi)容（例如要存儲的數(shù)據(jù)）和鎖定過程。存儲器部分化技術可以附加于以上所述的數(shù)據(jù)鎖定配置中的一個或多個或者與其組合地被實現(xiàn)。

存儲器部分化和數(shù)據(jù)存儲的其它使用或?qū)崿F(xiàn)方式是可能的。

使用具有環(huán)狀數(shù)據(jù)通信信號設備的消耗品可以有助于配置材料處理系統(tǒng)（例如等離子體弧系統(tǒng)）以在與消耗品相關聯(lián)的信號設備與材料處理系統(tǒng)的讀取設備之間具有更好的通信。在一些示例中，環(huán)狀數(shù)據(jù)標簽（例如環(huán)狀導體線圈）可以有助于限制在通信系統(tǒng)（例如數(shù)據(jù)標簽和讀取設備）與材料處理系統(tǒng)的其它部分、諸如用于操作材料處理系統(tǒng)的電系統(tǒng)之間的不期望的干擾。

例如，用于減少具有被布置在其中的消耗品組件的等離子體弧或焊接炬中的rfid通信系統(tǒng)的通信干擾的方法可以包括提供相對于消耗品組件（例如消耗品主體1302）同軸布置的環(huán)狀rfid標簽（例如數(shù)據(jù)標簽1304）。如本文中所討論的，數(shù)據(jù)標簽可以限定開放的中央部分（例如中央開口1312）并且具有基本上繞開放的中央部分布置的導體線圈（例如線圈1308）。例如，如以上所討論的，導體線圈可以包括以圓形形狀纏繞以繞開放中央部分而布置的磁性材料（例如導線）。

消耗品組件可以定位在炬中使得消耗品組件的中心軸沿著與rfid標簽的開放中央部分基本上類似或公共的軸（例如與其同軸）而布置。例如，數(shù)據(jù)標簽可以繞消耗品主體而耦合或耦合在主體的端部使得數(shù)據(jù)標簽的導體線圈基本上以主體的中心軸為中心。

電流可以沿著延伸通過環(huán)狀rfid標簽的炬的中心軸的一部分（例如沿著消耗品的部分）而傳遞。也就是說，炬電流可以通過炬（例如沿著消耗品）以生成切割介質(zhì)、諸如等離子體切割電流。在一些情況中，切割電流可以通過消耗品的中央?yún)^(qū)。

可以通過導體線圈而生成標簽電流。標簽電流可以繞（例如環(huán)繞）炬的中心軸的至少一部分而流動。標簽電流可以通過炬內(nèi)的數(shù)據(jù)標簽讀取器天線（例如導體線圈）生成。例如，數(shù)據(jù)標簽讀取器天線可以被激勵（例如供能）以廣播頻率（例如廣播頻率）。在一些示例中，生成標簽電流可以包括沿著螺旋形路徑生成電流。在一些示例中，螺旋形路徑關于中心軸基本上對稱地形成。例如，標簽的導體線圈中的電流通過如由法拉第感應定律以及更一般地由麥克斯韋-法拉第方程所描述的電磁感應而生成。通過讀取器天線產(chǎn)生的時變磁通量在標簽的導體線圈中感生電動勢（emf），其驅(qū)動標簽的導體線圈中的電流流動。

至少部分地作為標簽電流沿其流動的基本上圓形的路徑的結果，從導體線圈給出的磁通量可以形成繞線圈的一般環(huán)形路徑，如以上討論的以及在圖15中描繪的。如本文中所討論的，至少部分地作為繞消耗品主體所形成的環(huán)狀導體線圈的定向的結果，由導體線圈給出的通量路徑與流過消耗品的切割電流更好地對準。至少部分地作為更好地對準的電流和磁通量的結果，在rfid通信系統(tǒng)和炬操作之間的干擾的可能性可以降低，這可以產(chǎn)生如本文中所討論的更好的炬性能。

雖然圖13圖示了某種類型的消耗品（例如等離子體炬電極），但是本文中所述的數(shù)據(jù)標簽組件和方法可以實現(xiàn)在任何的各種其它類型的消耗品組件上。例如，圖16圖示了包括被成形為接收電極的主體1602的等離子體炬消耗品（例如噴嘴）1600。噴嘴1600還包括被附連到主體的端部的數(shù)據(jù)標簽1304。如在本文中所圖示和描述的，數(shù)據(jù)標簽1304可以與主體1602的中心縱軸1601基本上同軸地被布置。本文中所述的數(shù)據(jù)標簽還可以與任何的各種其它消耗品組件、諸如炬組件（例如屏蔽或保持帽）、水噴射組件（例如水管或孔）、或激光切割頭消耗品（例如透鏡）相關聯(lián)地被使用。

如以上所討論的，材料處理頭可以包括多個數(shù)據(jù)標簽，其可以各自相關聯(lián)于被布置在材料處理頭中的一個或多個消耗品組件。使用多個數(shù)據(jù)標簽可以幫助材料處理頭出于本文中所討論的任何的各種原因或使用而標識單獨的組件。如以下所討論的，多個數(shù)據(jù)標簽可以以有助于促進在多個數(shù)據(jù)標簽和數(shù)據(jù)標簽讀取器之間的更好的通信的方式被構造并且布置在材料處理頭內(nèi)。

被傳遞到數(shù)據(jù)標簽的能量的水平通常隨著數(shù)據(jù)標簽更靠近讀取設備而增加。作為到數(shù)據(jù)標簽的能量傳遞的結果，根據(jù)能量傳遞而在標簽中感生電流，如本文中討論的那樣。數(shù)據(jù)標簽（例如在芯片內(nèi)）的集成電路（ic）通常需要某個量的能量以恰當運轉(zhuǎn)。超過這種運轉(zhuǎn)所需能量水平的所接收能量可以被芯片轉(zhuǎn)化成熱，如芯片將它運轉(zhuǎn)所不需要的電流的一些或全部分流。因此，當數(shù)據(jù)標簽非常靠近于讀取設備（例如讀取設備的天線線圈）的時候，它接收非常強的磁場強度并且通常接收比它所需要的更多的能量并且比它所需要的更大的電流在其中被感生。作為高電流的結果，不需要的電流可以簡單地被分流走。

然而，在數(shù)據(jù)標簽內(nèi)所感生的電流生成其自己的磁場，所述磁場可以抵消或減少來自讀取設備天線線圈的場。可能影響數(shù)據(jù)標簽的電流水平的另一因素是數(shù)據(jù)標簽的質(zhì)量因子（電路的“q”），其有關于電路的諧振頻率。因此，改變數(shù)據(jù)標簽的（例如數(shù)據(jù)標簽的導體線圈的）諧振頻率以更大地偏離于讀取設備的頻率可能具有降低數(shù)據(jù)標簽的q的效應，其將降低針對給定磁場強度所感生的電流。較低的感生電流將生成較低的相反磁場，其導致抵達其它、另外的數(shù)據(jù)標簽的更高磁場。

參考圖18，材料處理頭1800可以包括材料處理頭主體1802和可移除地附連到材料處理頭1800的多個消耗品組件1804。例如，消耗品組件可以包括噴嘴、噴嘴保持帽、屏蔽、屏蔽保持帽或電極。消耗品組件1804可以包括一個或多個數(shù)據(jù)標簽，所述數(shù)據(jù)標簽被配置成與數(shù)據(jù)標簽讀取設備（例如具有天線的rfid讀取設備）1806通信。

例如，材料處理頭1800可以包括相關聯(lián)于（例如耦合到）第一消耗品組件（例如屏蔽保持帽）的第一數(shù)據(jù)標簽1808、相關聯(lián)于（例如耦合到）第二消耗品組件（例如噴嘴保持帽）的第二數(shù)據(jù)標簽1810、以及相關聯(lián)于（例如耦合到）第三消耗品組件（例如屏蔽）的第三數(shù)據(jù)標簽1812。如所圖示的，數(shù)據(jù)標簽1808、1810、1812可以被布置在離開讀取設備1806的不同長度處，這取決于任何數(shù)目的因素，包括炬配置和消耗品設計。在一些實施例中，數(shù)據(jù)標簽離開讀取設備可以為大約1mm到大約6mm?；谄湎鄬τ谧x取設備的相應定位，數(shù)據(jù)標簽可以特別地被設計和配置成與讀取設備更好地通信，這通過調(diào)諧（例如操縱諧振頻率）每個數(shù)據(jù)標簽以用于與讀取設備通信。被定位得更遠離讀取設備的數(shù)據(jù)標簽可以被設計成與更靠近于讀取設備的數(shù)據(jù)標簽相比與讀取設備更好地通信，使得讀取設備可以恰當?shù)嘏c近標簽和遠標簽二者通信。

例如，通過第二間隔1811與讀取設備1806分離的第二數(shù)據(jù)標簽1810與通過第一間隔1809與讀取設備分離的第一數(shù)據(jù)標簽1808相比更遠離讀取設備1806。如果第一數(shù)據(jù)標簽1808和第二數(shù)據(jù)標簽1810將具有相同的諧振頻率，則將可能的是由讀取設備給出的能量的大多數(shù)（例如顯著大多數(shù)）將會被更靠近的第一數(shù)據(jù)標簽1808吸收或捕獲，從而導致主導性地被第一數(shù)據(jù)標簽1808丟棄的大感生電流并且導致來自在第一數(shù)據(jù)標簽1808中主導性被丟棄的感生電流的大的相反磁通量，其降低抵達第二數(shù)據(jù)標簽1810的凈磁通量并且最終導致在讀取設備和第二數(shù)據(jù)標簽1810之間的拙劣通信。為了幫助抵消在更遠數(shù)據(jù)標簽情況下的通信問題，更遠的標簽可以被配置成與更近的標簽相比與讀取設備更好地通信。也就是說，更近的數(shù)據(jù)標簽（例如在圖18的示例中的數(shù)據(jù)標簽1808）可以被解調(diào)諧以具有與讀取設備的降低的通信能力。在一些示例中，更近的數(shù)據(jù)標簽可以被調(diào)節(jié)成具有與被定位在距讀取設備的更大距離處的數(shù)據(jù)標簽相比更遠離（例如與其偏離更多）讀取設備的諧振頻率（例如讀取器廣播頻率）的諧振頻率。有意調(diào)節(jié)標簽的諧振頻率遠離讀取器廣播頻率可以稱作使標簽“解調(diào)諧”。作為結果，更近的數(shù)據(jù)標簽與在它沒有被解調(diào)諧的情況下將會具有的相比將會具有通過它的更小感生電流。更小的感生電流產(chǎn)生更小的相反磁通量，這導致在第二數(shù)據(jù)標簽與讀取設備之間的、與在沒有解調(diào)諧第一數(shù)據(jù)標簽的情況下將會存在的相比的更大信號強度。

作為示例，在一些實施例中，在第一數(shù)據(jù)標簽和讀取設備之間的通信信號作為解調(diào)諧的結果與在沒有解調(diào)諧的情況下將會是的相比可以為大約一半強。例如，在第一數(shù)據(jù)標簽（例如更近的數(shù)據(jù)標簽）和讀取設備之間的接收信號強度指示符（rssi）（在對于一些實現(xiàn)方式范圍可以在0-7之間的尺度上，其中0是最低強度并且7是最高強度）可以被解調(diào)諧成中程，諸如在大約2和大約4之間（例如大約3），并且在第二數(shù)據(jù)標簽和讀取設備之間的信號強度可以在大約6和大約7之間。

距讀取設備線圈的數(shù)據(jù)標簽位置和距離通常在炬內(nèi)是固定的（例如當其上附連了數(shù)據(jù)標簽的消耗品被安裝在炬中的時候）并且可以被利用以解調(diào)諧更近的數(shù)據(jù)標簽（例如降低與讀取設備的更近數(shù)據(jù)標簽耦合）。例如，數(shù)據(jù)標簽的導體線圈將與數(shù)據(jù)標簽的集成電路內(nèi)的電容器諧振。與沒有諧振的情況相比，諧振將允許更高的電流在線圈內(nèi)流動。由于諧振所致的在電流中增加的量由諧振電路的質(zhì)量因子（q）限定。在一些情況中，如在本文中所討論的，通過數(shù)據(jù)標簽的導體線圈的高電流流動可能干擾其它數(shù)據(jù)標簽的通信。諧振標簽電流中的降低預期減少干擾。數(shù)據(jù)標簽的期望的諧振電流可以通過改變數(shù)據(jù)標簽的諧振頻率（例如稍微）（其可能具有改變電路的操作q的效應）而實現(xiàn)。

例如，在其中讀取設備的天線線圈的諧振頻率可以是大約13.5mhz到大約13.6mhz的實施例中，第一數(shù)據(jù)標簽的諧振頻率可以是大約17mhz到大約20mhz并且第二數(shù)據(jù)標簽的諧振頻率可以是大約13mhz到大約14mhz。應當理解的是，標簽諧振頻率可以偏離讀取設備的廣播頻率，這通過大于或小于廣播頻率，例如第一數(shù)據(jù)標簽的諧振頻率可以可替換地是大約7mhz到大約10mhz。在一些情況中，第一間隔1809可以是大約1mm到大約3mm并且第二間隔1811可以是大約4mm到大約6mm。

數(shù)據(jù)標簽的諧振頻率可以通過各種因子來調(diào)節(jié)。例如，數(shù)據(jù)標簽的導體線圈和集成電路（在芯片內(nèi)）內(nèi)部的電容器形成串聯(lián)諧振電路。當電路的電容性電抗和電感性電抗大小相等（并且抵消）的時候?qū)崿F(xiàn)電路的諧振頻率，如以下在等式1中所示的。當1/jωc=jωl時發(fā)生諧振，該式可以被求解以找到諧振頻率如：

等式1：

其中ωo是以弧度/秒的諧振頻率（并且ωo=2πfo），c是電容，并且l是電感。

由于基于芯片的集成電路，電容可以是固定的，所以用于被調(diào)節(jié)以修改諧振頻率的因子是導體線圈的電感。例如，電感（例如并且因此的諧振頻率）可以通過導體線圈材料的匝數(shù)來確定。變化匝數(shù)可以包括變化沿著單層線圈或多層線圈的匝數(shù)。在一些示例中，第一標簽包括具有第一匝數(shù)的導體線圈并且第二標簽包括具有第二匝數(shù)的第二導體線圈，其中第二匝數(shù)大于第一匝數(shù)。例如，定位在距讀取設備大約2mm的第一標簽可以具有10匝的線圈并且定位在距讀取設備大約5mm的第二標簽可以具有15匝的線圈。

附加地或可替換地，導體線圈的電感（例如并且因此的諧振頻率）可以通過導體線圈材料的直徑來確定。用于簡單螺線管的等式在以下示出：

等式2：

其中μ是包含磁通量的區(qū)的磁導率，n是線圈的匝數(shù)，d是線圈的直徑，并且l是線圈的長度。從等式中可以看到增大線圈的直徑將增大電感并且減小直徑將降低電感。從以上的等式1中，可以看到增大電感將降低諧振頻率并且減小電感將增大諧振頻率。

附加地或可替換地，諧振頻率可以通過選擇數(shù)據(jù)標簽的集成電路（ic）電容器以具有不同的電容來確定。例如，為了具有更高的諧振頻率，ic電容器可以具有更低的值，如等式1中所看到的。在一些實施例中，第一數(shù)據(jù)標簽可以包括具有大約為20皮法（pf）到大約25pf的電容的電容器并且第二數(shù)據(jù)標簽可以包括具有大約為85pf到大約105pf的電容的電容器。

磁場抑制材料（例如金屬材料）以及靠近讀取設備天線線圈的標簽的近群組也已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)干擾（例如抑制）讀取器設備與數(shù)據(jù)標簽之間的通信。也就是說，從讀取設備天線線圈延伸的磁場通常在它遇到的、例如相鄰于讀取設備天線線圈的導體材料（例如金屬材料）中感生電流。感生的電流產(chǎn)生其自己的場，所述場基本上與入射場異相，從而產(chǎn)生場中的凈縮減。例如，參考圖19，定位成靠近（例如相鄰于）磁場抑制材料（例如金屬材料）1905的區(qū)域的讀取設備1904可以生成并且廣播偏斜的（例如偏心或以其它方式畸變的）通量場1903，這是由于存在金屬材料。即，金屬材料的體積可以用于有效地“推”通量場。偏斜的通量場1903已經(jīng)出于解釋起來簡單的目的被描繪為經(jīng)推過的偏心場。如所描繪的，偏斜的通量路徑可能未能與繞讀取設備1904定位的一個或多個數(shù)據(jù)標簽1902對準。作為結果，在數(shù)據(jù)標簽1902和讀取設備1904之間的通信可能被抑制。因此，除了調(diào)諧用于改善的通信之外，數(shù)據(jù)標簽可以選擇性地被定位在材料處理頭的傳導的區(qū)中以提供通路使得磁通量行進以生成其中可以使天線線圈被激勵和供能的磁場（例如通量通信區(qū)）。

通量通信區(qū)在形狀上可以是環(huán)形的。例如，通量通信區(qū)可以具有（例如，或限定）繞廣播天線在所有方向上的開放空間。如果在天線以下（例如朝向炬端頭）的通量通信區(qū)被磁場抑制材料（例如金屬）阻斷，則預期它干擾在天線所有側(cè)上的通量通信區(qū)（例如實際上使本文中所述的通量路徑畸變）。因此，在一些示例中，如果數(shù)據(jù)標簽被定位在相對于讀取設備的+y方向（例如近端定位的軸方向（例如朝向炬端頭））上、距讀取設備距離a，那么將會預期通量通信區(qū)處于在-y方向（例如遠端定位的軸方向（例如遠離炬端頭））、+x方向（例如遠離中心軸的徑向方向）以及-x方向（例如朝向中心軸的徑向方向）上至少距離a處以用于期望的通信。

可以在材料處理頭中創(chuàng)建通量通信區(qū)以幫助改善在數(shù)據(jù)標簽和讀取設備之間的通信，這通過變更其中讀取設備和/或數(shù)據(jù)標簽被布置的環(huán)境。也就是說，數(shù)據(jù)標簽可以被“揭開”，這通過將金屬移動（例如移除）以遠離它們從而允許通量線與它們耦合。例如，參考圖20，繞或相鄰于數(shù)據(jù)標簽1902和讀取設備1904的磁場抑制材料1907的部分可以被移除（例如通過機器加工過程）或可以被不太可能抑制讀取設備所給出的通量場的另一材料、諸如塑料材料取代?？商鎿Q地或附加地，數(shù)據(jù)標簽還可以被移動或以其它方式被定位在偏斜的通量路徑內(nèi)。例如，數(shù)據(jù)標簽可以被移動得更靠近讀取設備天線線圈使得它們不被金屬材料的存在所阻礙并且被定位在偏斜的通量場內(nèi)。

如所圖示的，磁場抑制材料中的減少可以允許通量路徑1908更以讀取設備1904的天線線圈為中心（例如環(huán)形），使得通量1908可以被數(shù)據(jù)標簽1902以更一致的方式接收。通過數(shù)據(jù)標簽的更好的接收可以幫助改善在讀取設備和數(shù)據(jù)標簽之間的通信。

附加地或可替換地，通量通信區(qū)可以在材料處理頭中被創(chuàng)建，這通過使用一個或多個磁場放大器以幫助操縱由讀取設備生成的通量，使得通量與數(shù)據(jù)標簽更好地對準。例如，參考圖21，材料處理頭可以包括在被施加到（例如涂覆或沿其布置）靠近或相鄰于讀取設備的金屬組件1905的一個或多個磁場放大材料1909所形成的通量通信區(qū)中的數(shù)據(jù)標簽。在一些實施例中，磁場放大材料1905可以包括鐵氧體材料、諸如通量帶材料。例如，放大材料可以包括emi吸收體、墊圈或接地墊。預期合適的商業(yè)上可得到的產(chǎn)品可以包括ab7000或ab5000系列產(chǎn)品，諸如ab5010s，來自st.paul,minnesota的3m^tm，以及fam1-100-100-0.2-1a，來自thiefriverfalls,minnesota的t-globaltechnology^tm。

圖6a和6b是圖示了圖2的通信網(wǎng)絡200的示例性操作的流程圖。圖6a圖示了用于組裝熱處理炬以包括一個或多個消耗品和信號設備（例如信號設備202、1202、1304）的示例性過程。具體地，在步驟602處，提供兩個消耗品，其中這兩個消耗品基于相同或基本上相同的物理規(guī)范而被制造。作為結果，所述兩個消耗品具有等同的或基本上等同的物理特性。信號設備202、諸如rfid標簽可以耦合到所述兩個消耗品中的每一個。每個信號設備202可以位于對應消耗品的主體上或其內(nèi)。在步驟604a和604b處，用于每個消耗品的信號設備202被編碼有可以用于確定用于操作對應炬的系統(tǒng)配置設置的數(shù)據(jù)。例如，一個消耗品可以被編碼有數(shù)據(jù)a而另一個消耗品可以被編碼有數(shù)據(jù)b，其中數(shù)據(jù)a和數(shù)據(jù)b可以用于設置相應熱處理系統(tǒng)的一個或多個操作參數(shù)以用于操作相應的炬。在一些實施例中，數(shù)據(jù)a和數(shù)據(jù)b包括被指派給相應消耗品的不同序列號，其相互關聯(lián)于不同值以用于設置熱處理系統(tǒng)的操作參數(shù)。與熱處理系統(tǒng)相關聯(lián)的示例性操作參數(shù)包括在工件以上的炬的高度、通過炬的等離子體氣體的流率以及用于通過使用炬而處理工件的切割程序。在步驟608a和608b處，在步驟602處制造的每個消耗品，連同其相應的信號設備202，被組裝到炬中。

圖6b圖示了用于配置兩個熱處理系統(tǒng)、諸如圖4的熱處理系統(tǒng)400或圖5的熱處理系統(tǒng)500以準備用于操作圖6a的兩個炬的示例性過程。在步驟612a和612b處，炬被裝配到其相應的熱處理系統(tǒng)中。參考熱處理系統(tǒng)500，每個炬可以被裝配到切割臺520以上的臺架522上。在步驟614a和614b處，相應熱處理系統(tǒng)的接收器204用于讀取在對應消耗品的信號設備202中所編碼的消耗品數(shù)據(jù)。例如，在步驟614a處，接收器204可以從與第一炬的消耗品相關聯(lián)的信號設備202中讀取數(shù)據(jù)a。在步驟614b處，另一接收器204可以從第二炬的消耗品的信號設備202中讀取數(shù)據(jù)b。在步驟618a和618b處，熱處理系統(tǒng)的接收器204將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到熱處理系統(tǒng)的相應cnc，其基于所接收的數(shù)據(jù)來設置和/或調(diào)節(jié)對應熱處理系統(tǒng)的某些參數(shù)，從而操作對應的炬。在一些實施例中，在用于兩個消耗品的編碼數(shù)據(jù)中的差異轉(zhuǎn)化成用于設置熱處理系統(tǒng)的操作參數(shù)的不同值，盡管消耗品在物理上等同于彼此。在一些實施例中，熱處理系統(tǒng)將相同的值指派到操作參數(shù)，而無論編碼數(shù)據(jù)中的不相似。

在一些實施例中，參考圖6b所述的方法通過單個熱處理系統(tǒng)來實現(xiàn)，所述單個熱處理系統(tǒng)被適配成設置系統(tǒng)的操作參數(shù)以用于同時或順序地（即一次一個炬）操作兩個炬。

另外，如本領域人員將充分領會的，本文中所述的本發(fā)明不僅僅可適用于等離子體切割設備，而且還可適用于焊接類型的系統(tǒng)和其它熱處理系統(tǒng)。在一些實施例中，本文中所述的本發(fā)明被配置成利用各種切割技術而操作，包括但不限于等離子體弧、激光、含氧燃料和/或水噴射技術。例如，信號設備202可以耦合到一個或多個消耗品，所述消耗品被配置成利用一種或多種切割技術而操作。處理器206，通過使用信號設備202所傳輸?shù)男畔?，可以確定炬中所安裝的消耗品是否與特定切割技術兼容。在一些實施例中，基于所選的切割技術和消耗品信息，處理器206可以相應地設置或調(diào)節(jié)操作參數(shù)，諸如在工件以上的切割頭的高度，其可以取決于切割技術和消耗品而變化。

作為示例，已知使用水噴射系統(tǒng)，其產(chǎn)生高壓、高速的水噴射以用于切割各種材料。這些系統(tǒng)通常通過將水或另一合適的流體加壓到高壓（例如高達90,000磅每平方英寸或更多）并且迫使流體以高速通過小的噴嘴孔從而在小區(qū)域上集中大量能量來運轉(zhuǎn)。研磨噴射是一種類型的水噴射，其可以包括在流體噴射內(nèi)的研磨材料以用于切割較硬的材料。在一些實施例中，信號設備202附連到水噴射系統(tǒng)的消耗品，諸如附連到水噴射噴嘴、研磨噴射噴嘴、用于混合研磨顆粒與流體的混合管和/或一個或多個閥和過濾器。與研磨噴射噴嘴相關聯(lián)的信號設備202可以標識例如適合供噴嘴使用的磨料的類型、在可以被饋送到噴嘴的加壓流體中的壓力的量，并且還可以指示適合供特定噴嘴使用的其它消耗品。用于給定水噴射系統(tǒng)的特定消耗品集合組合的標識也可以被執(zhí)行，以驗證與給定系統(tǒng)的兼容性或限制操作條件和參數(shù)，諸如最大壓力或流設置、或者磨料類型或量。

除了使用信號設備之外，在一些方面中，熱切割系統(tǒng)（例如等離子體弧切割炬）還可以包括這樣的設備和特征：所述設備和特征使得能夠檢測（例如標識）炬內(nèi)所安裝的消耗品組件，這通過引導氣體流通過炬（例如通過消耗品組件的特征）并且檢測氣體流在它流過炬以及消耗品組件時被變更的方式。例如，在一些實施例中，引導氣體流通過被布置在消耗品（例如噴嘴）上的特征（例如流約束元件，包括通風孔洞或氣體出口孔）?；谠诹骷s束元件上游和下游的一個或多個流體流特性（例如氣體壓力或流率）中所觀測的改變，流約束元件以及因此消耗品本身的大小可以被估計（例如標識）。

為了監(jiān)控通過炬系統(tǒng)的氣體流，等離子體弧炬系統(tǒng)可以包括各種氣體流檢測設備，諸如閥、壓力檢測器、壓力調(diào)節(jié)器、氣體流量計、以及其它設備，其可以全部通過氣體配管（例如半剛性配管或柔性軟管）而流體地連接到彼此。參考圖7，在一些實施例中，用于將氣體遞送到炬（例如炬頭）701的氣體遞送系統(tǒng)700可以包括氣體供給（例如壓縮的空氣罐或空氣壓縮機）702、供給關斷閥704、供給壓力傳感器706、供給氣體流檢測器708、供給氣體壓力調(diào)節(jié)器710、關斷閥壓力傳感器712、炬等離子體集氣室壓力傳感器714、通風關斷閥716、炬通風氣體流檢測器718以及炬通風氣體出口720。這些組件中的一些或全部可以與控制單元（例如炬系統(tǒng)控制單元內(nèi)的處理器）通信（例如無線或有線通信）以用于監(jiān)視和控制氣體遞送系統(tǒng)。基于這些各種組件的配置，氣體流可以從一個或多個不同的區(qū)域離開炬。例如，當氣體流進入炬頭701時，氣體流g1通常從炬頭（例如經(jīng)由噴嘴孔）排出。氣體流g1通常包括通常將會用于生成等離子體流以及處理材料的氣體。另外，對于具有通風系統(tǒng)的炬系統(tǒng)，第二氣體流g2可以從炬、經(jīng)由通風系統(tǒng)而發(fā)出，這基于通風系統(tǒng)的某些組件（例如通風關斷閥716）是否被打開或關閉。特別地，在一些實施例中，氣體流g2在通風關斷閥716打開的時候從炬頭發(fā)出?？梢酝ㄟ^在炬頭內(nèi)的各種流通道和孔內(nèi)流動的氣體（例如出自消耗品（例如噴嘴）中的通風孔洞）而引起氣體流g2。也就是說，如示意性地圖示的，氣體流可以經(jīng)由關斷閥軟管而進入炬并且在炬頭內(nèi)被劃分成氣體流g1和氣體流g2，而同時氣體流過炬內(nèi)所布置的消耗品組件。為了簡單，在沒有示出消耗品組件的情況下示意性地圖示了將炬內(nèi)氣體劃分成氣體流g1和氣體流g2。

各種氣體遞送組件可以相對于彼此、作為炬系統(tǒng)的部分而以任何數(shù)目的各種不同配置來被布置。例如，在一些實施例中，氣體供給702流體地連接到（例如經(jīng)由剛性氣體線路）炬系統(tǒng)控制單元。供給關斷閥704、供給壓力傳感器706以及供給氣體流檢測器708可以全部被收容在炬系統(tǒng)控制單元內(nèi)。供給氣體壓力調(diào)節(jié)器710以及關斷閥壓力傳感器712可以與控制單元分離地被定位，例如被布置在炬氣體供給引導線路上或其內(nèi)，所述炬氣體供給引導線路被連接到控制單元以用于向炬提供氣體和電。在一些實施例中，關斷閥壓力傳感器712可以被布置成更靠近炬。在一些實施例中，供給氣體壓力調(diào)節(jié)器710和關斷閥壓力傳感器712被布置成靠近炬（例如在炬的10英尺內(nèi)（例如6英尺內(nèi)）），所述炬在與控制單元相對的端部被連接到引導線路。通過將這些組件布置得更靠近炬，在引導線路內(nèi)通過供給氣體壓力調(diào)節(jié)器710和關斷閥壓力傳感器712所控制和監(jiān)視的氣體壓力可以更接近地表示被遞送到炬的實際壓力。

如所圖示的，這些各種組件可以通過任何的各種結構上和化學上合適的管或軟管而連接到彼此。合適軟管的示例包括柔性軟管（例如柔性塑料或橡膠軟管）、剛性配管（例如剛性金屬、塑料或復合配管）或由柔性和剛性層的組合所制成的配管、諸如具有編織外部組件（例如編織護套）的柔性軟管。為了測量和控制在炬頭的各種氣體通路內(nèi)的氣體壓力，氣體通路可以流體地連接到氣體流測量設備（例如氣體壓力或流傳感器）?？商鎿Q地，在一些情況中，氣體流測量設備可以被布置在炬頭內(nèi)。

參考圖8，在一些實施例中，炬800包括位于具有一個或多個流約束元件（例如噴嘴出口孔805或噴嘴通風孔洞807）的消耗品（例如噴嘴）803的端部處的等離子體腔室802。等離子體腔室802可以流體地連接到壓力傳感器（例如炬等離子體集氣室壓力傳感器714）使得在等離子體腔室802和/或等離子體集氣室806內(nèi)的氣體壓力可以被監(jiān)視和測量。在一些情況中，等離子體腔室802經(jīng)由流體地連接到通風線路809的等離子體集氣室806而流體地連接到壓力傳感器。在使用期間，氣體（例如等離子體切割氣體）可以從氣體遞送系統(tǒng)700遞送到氣體供給區(qū)804，然后被引導到等離子體集氣室806（朝向通風孔洞807和通風系統(tǒng)）和/或被引導通過孔805而從炬中排出。在一些情況中，炬內(nèi)所安裝的消耗品可以通過引導和監(jiān)視通過這些流約束元件（例如通風孔洞807和/或孔805）的氣體流而被標識。

在一些實施例中，可以通過首先關閉炬通風閥（例如通風關斷閥716）以限制氣體流出炬通風系統(tǒng)（例如通過等離子體集氣室806、噴嘴通風孔洞807和通風線路809）而檢測（例如標識）消耗品。在通風關閉的情況下，被供給到炬的壓力可以被調(diào)節(jié)（例如經(jīng)由氣體調(diào)節(jié)器710）以實現(xiàn)等離子體集氣室內(nèi)的預定壓力（例如4psig）。在一些情況中，一旦實現(xiàn)了預定壓力，就可以標識消耗品。例如，在一些情況中，被提供到炬的（例如，如通過供給氣體流檢測器708所測量的）氣體流可以被測量并且與針對不同炬消耗品的預期值相比較以指示炬中所安裝的消耗品的類型。例如，所測量的值可以與用于各種特定消耗品的先前測量的值的查找表相比較。可替換地或附加地，在一些情況中，對于實現(xiàn)等離子體集氣室中的預定壓力所需要的、在炬上游的氣體流的壓力（例如，如通過關斷閥壓力傳感器712所測量的）可以被測量并且用于標識炬中所安裝的消耗品。例如，所測量的氣體壓力可以與針對不同消耗品的預期壓力值相比較。

可替換地或附加地，在一些實施例中，一旦實現(xiàn)了預定的氣體壓力，通風就可以被打開（例如通過打開通風關斷閥716）并且可以觀察流特性以標識消耗品。當通風關斷閥被打開時，一些氣體將從等離子體集氣室流動通過噴嘴通風孔洞并且從通風出去（即氣體流g2）。當通風然后被打開到大氣壓力的時候，預期等離子體集氣室壓力將不顯著下降（例如將不顯著下降到預定壓力以下），使得將存在通風孔洞上游的某個壓力（例如在等離子體集氣室中，諸如預定壓力）、在通風孔洞下游的不同（例如大氣）壓力以及通過其中的氣體流。在一些情況中，通過通風孔洞的氣體流可以通過通風氣體流檢測器718或通過供給氣體流檢測器708而被測量。以此方式，在流約束元件（例如噴嘴通風孔洞）上游和下游的壓力以及通過其中的氣體流可以被測量并且用于標識消耗品。例如，所測量的值可以與示例性的與不同消耗品相關聯(lián)的預期值（例如經(jīng)驗數(shù)據(jù)的查找表）相比較以標識消耗品。

雖然已經(jīng)描述了使用流特性來標識消耗品的某些實施例，但其它實施例是可能的。

還應當理解到，本發(fā)明的各種方面和實施例可以以各種方式被組合。基于本說明書的教導，本領域普通技術人員可以容易地確定如何組合這些各種實施例。另外，在閱讀說明書時，本領域那些技術人員可以想到修改。本申請包括這樣的修改并且僅僅通過權利要求的范圍來被限制。