CN112513775A - 用于结构的测量仪器的数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据采集装置(10)，该数据采集装置包括限定腔体(20)的壳体(11)和适于堆叠在腔体(20)中的多个电子模块(12)，每个电子模块(12)具有第一面和与第一面相对的第二面，并包括在第一面上延伸的第一组导电迹线和在第二面上行进的第二组导电迹线，第一组导电束包括至少一个用于传输数据信号的导电迹线，以及第二组导电迹线包括至少一个用于传输数据信号的导电迹线，使得无论电子模块(12)在腔体(20)中的堆叠顺序如何，都能够将数据信号从一个模块传播到整个堆叠中的另一个模块。

Description

用于结构的测量仪器的数据采集装置

技术领域

本发明涉及一种数据采集装置，该数据采集装置旨在用于车辆(陆地车辆、飞机、铁路车辆)或工业设备(电力生产设备)的测量仪器。

背景技术

测量仪器包括在待测试车辆或工业设备上安装的传感器和机载采集装置，以便在测试或质量控制过程中完成测量。数据例如可以是物理数据(冲击、振动)或环境数据(温度、湿度、压力)。数据采集装置收集并格式化源自不同传感器的数据。

图1示意性地示出了已知的采集装置的第一示例。采集装置包括机架和一系列能够以抽屉方式插入机架中的电子模块。机架包括界定插入开口的侧壁和底壁。侧壁设置有滑轨，电子模块可以被插入该滑轨中。该装置还包括电子板，该电子板在机架的内部被附接至底壁。该电子板包括一系列连接器。每个电子模块被插入一个滑轨中，并经由一个连接器被电连接至电子板上。该装置允许不同的电子模块的组装，从而能够根据需要采集和处理源自不同传感器的信号。

该装置的一个缺点是体积大，因此通常无法将该装置安装在传感器附近。因此，必须安装电缆以将不同的传感器连接至该采集装置。此外，机架必须通过转接板和附接螺钉被附接至待安装测量仪器的结构上。因此，该装置体积庞大，并且安装该装置需要在待安装测量仪器的结构中设置电缆通道和钻孔以用于插入附接螺钉。因此，待测试设备或车辆的测量仪器可以实质上改变车辆或设备的性能。通常必须在测试之前评估测量仪器对待测试设备或车辆的性能的影响，以便在可能的情况下校正获得的测量结果。此外，一旦已经在待测试设备或车辆上安装了测量仪器，通常就不可能轻易地修改传感器、采集装置或电缆的配置，例如当需要添加传感器时。

图2示意性地示出了采集装置的第二示例。采集装置包括一系列电子模块。每个模块包括单独的壳体。模块壳体组装在一起以形成堆叠，且电子模块通过连接器连接在一起。

这种类型的装置通常不如图1所示的装置那么笨重。然而，这种装置同样存在必须通过转接板和附接螺钉将该装置附接至待安装测量仪器的结构上的缺点。此外，还必须安装电缆以将不同的传感器连接至采集装置。因此，与图1的装置一样，一旦已经在待测试设备或车辆上安装了测量仪器，图2所示的装置就不允许轻易地修改传感器、采集装置和电缆的配置。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种数据采集装置，该数据采集装置具有减小的体积、对待安装测量仪器的结构的影响减小，且可以在恶劣的环境条件下使用。

该目的在本发明的范围内得以实现要归因于一种数据采集装置，该数据采集装置包括：

-壳体，壳体包括界定腔体的侧壁；

-多个电子模块，多个电子模块能够在腔体中沿堆叠方向堆叠，

每个电子模块具有第一面和与第一面相对的第二面，并包括在第一面上延伸的第一组导电迹线和在第二面上延伸的第二组导电迹线，第一组导电迹线包括至少一个专用于传输数据信号的导电迹线，第二组导电迹线包括至少一个专用于传输数据信号、并经由在电子模块内部延伸的电连接通道电连接至第一组导电迹线的专用于传输数据信号的导电迹线的导电迹线；

-一个或多个连接器块，每个连接器块位于堆叠的两个相邻电子模块之间，以在一个电子模块的第一组导电迹线的每个迹线与另一个电子模块的第二组迹线的对应迹线之间建立电连接；以及

-按压构件，按压构件能够对电子模块施加平行于堆叠方向的压缩力，该压缩力趋于通过增加连接器块在垂直于堆叠方向的径向方向上的尺寸来使每个连接器块变形，以使每个连接器块保持抵靠在壳体的侧壁上而被支撑。

在这种类型的装置中，借助于存在于每个模块的面上的专用导电迹线，在不同的电子模块之间可以进行数据传输。因此，堆叠的电子模块的电连接由其他模块来确保，而不是由电子板或特定的电缆来确保。

当连接器块保持抵靠在侧壁上而被支撑时，连接器块将电子模块固定在壳体中。因此保护电子模块免受振动和冲击。结果是，该采集装置可用于在恶劣的环境条件下采集数据。

在本发明的一个实施例中，导电迹线被布置为使得当电子模块被堆叠在腔体中时，无论电子模块在腔体中的堆叠顺序如何，在堆叠中，在一个模块的第二面上的专用于传输数据信号的导电迹线面对在另一个相邻模块的第一面上的专用于传输数据信号的导电迹线，以将数据信号从一个模块传播到整个堆叠中的另一个模块。

由于电子模块可以以任何顺序被堆叠在壳体中，而无需修改这些电子模块的功能，因此可以轻易地重新配置该装置：在必要时只要添加和/或抽出一个或多个电子模块就足够了。

所提出的装置还可以具有以下特征之一：

-至少一个电子模块能够生成数据信号；

-第一组导电迹线包括至少一个专用于传输同步信号的导电迹线，并且第二组导电迹线包括至少一个专用于传输同步信号、并经由在电子模块内部延伸的电连接通道电连接至第二组导电迹线的专用于传输同步信号的导电迹线的导电迹线，该迹线被布置为使得当电子模块被堆叠在腔体中时，在一个模块的第二面上的专用于传输同步信号的导电迹线面对在另一个模块的第一面上的专用于传输同步信号的导电迹线；

-第一组导电迹线包括至少一个专用于传输电源信号的导电迹线，并且第二组导电迹线包括至少一个专用于传输电源信号、并经由在电子模块内部延伸的电连接通道电连接至第二组迹线的专用于传输电源信号的导电迹线的导电迹线，这些迹线被布置为使得当电子模块被堆叠在腔体中时，在一个模块的第二面上的专用于传输电源信号的导电迹线面对在另一个模块的第一面上的专用于传输电源信号的导电迹线；

-第一组导电迹线包括至少一个专用于传输数据信号的导电迹线、一个专用于传输同步信号的导电迹线以及一个专用于传输电源信号的导电迹线，并且第二组导电迹线包括至少一个专用于传输数据信号的导电迹线、一个专用于传输同步信号的导电迹线以及一个专用于传输电源信号的导电迹线，第二组导电迹线的这些导电迹线经由在电子模块内部从第一面延伸至第二面的电连接通道分别电连接至第一组导电迹线的专用于传输数据信号的导电迹线、专用于传输同步信号的导电迹线以及专用于传输电源信号的导电迹线；

-按压构件包括弹性回位构件，例如压缩弹簧；

-采集装置包括第一端板，按压构件位于盖的主体与第一端板之间，使得按压构件经由第一端板向电子模块施加压缩力；

-采集装置包括第二端板，电子模块位于第一端板和第二端板之间；

-壳体具有开口，采集装置还包括：

盖，该盖包括能够遮挡壳体的开口的主体；以及

连接器，该连接器延伸穿过盖的主体，该连接器能够连接至通信电缆，以在位于腔体内部的一个或多个电子模块与位于壳体外部的远程设备之间传输数据信号；

-采集装置包括位于盖和堆叠之间的第一端板，并且第一端板具有第三面并包括在第三面上延伸的第三组导电迹线，第三组导电迹线的迹线一方面电连接至连接器，另一方面电连接至一个电子模块的第一组导电迹线或第二组导电迹线的迹线；

-采集装置包括将第三组导电迹线的迹线连接至连接器的柔性电连接器电缆；

-每个连接器块由各向异性导电材料形成，该各向异性导电材料在平行于电子模块的堆叠方向的第一方向上具有高导电率(即低电阻，通常小于1欧姆，例如几毫欧姆)，并在垂直于电子模块的堆叠方向的方向上具有低导电率(即高电阻，通常大于10⁹欧姆，例如大约几千兆欧姆)，以在一个电子模块的第一组导电迹线的每个迹线和另一个电子模块的第二组迹线的对应迹线之间建立电连接；

-各向异性导电材料包括非导电基质和分散在该基质中的多个导电元件，该导电元件仅能够在第一方向上传导电信号；

-基质由弹性材料构成；

-每个电子模块包括：第一电子板，该第一电子板具有第一面，第一组导电迹线在第一面上延伸；第二电子板，该第二电子板具有第二面，第二组导电迹线在第二面上延伸；以及一个或多个电子组件，该一个或多个电子组件位于第一电子板和第二电子板之间，并连接至第一组导电迹线中的一个迹线和第二组导电迹线中的一个迹线；

-电子组件中的一个电子组件能够经由第一组导电迹线中的与电子组件连接的迹线接收包含测量数据的输入电信号，以对测量数据进行处理，并经由第二组导电迹线中的与电子组件连接的迹线生成包含已处理的测量数据的输出电信号；

-电子组件中的一个电子组件是电池，该电池能够在第一组导电迹线中的与电子组件连接的迹线和第二组导电迹线中的与电子组件连接的迹线之间产生电压；

-电子组件中的一个电子组件是能够产生包含测量数据的电测量信号的传感器，例如振动传感器、加速度传感器、声学传感器、温度传感器或压力传感器；

-每个电子模块包括灌封材料，灌封材料用于填充组件和电子板之间的空间；

-每个模块包括在第一电子板和第二电子板之间延伸的侧壁，以与第一电子板和第二电子板一起界定包含电子组件的保护性外壳；

-第一组导电迹线的迹线和第二组导电迹线的迹线是圆形的，且同心设置；以及

-壳体包括具有围绕腔体的旋转圆柱形状的侧壁。

本发明还涉及一种数据采集系统，该数据采集系统包括：

如先前定义的多个采集装置，该多个采集装置能够被附接至待安装测量仪器的结构的不同位置；以及

数据集中器，该数据集中器能够经由通信电缆或经由无线连接而连接至不同的采集装置，以接收源自不同的采集装置的测量数据信号。

在本发明的一个实施例中，采集系统还包括多个传感器，该多个传感器能够被附接至待安装测量仪器的结构，每个传感器连接至一个采集装置，以将测量数据传输到采集装置。

附图说明

通过下面的描述将揭示其他特征和优点，该描述仅是说明性的而不是限制性的，并且必须参照附图来阅读，其中：

-已讨论过的图1示意性地示出了现有技术的数据采集装置的第一示例；

-已讨论过的图2示意性地示出了现有技术的数据采集装置的第二示例；

-图3示意性地示出了根据本发明的可能实施例的数据采集装置；

-图4示意性地示出了采集装置的盖；

-图5以截面图示意性地示出了形成数据采集装置的一部分的电子模块；

-图6示意性地示出了电子模块的第一面；

-图7示意性地示出了电子模块的第二面；

-图8示意性地示出了位于两个相邻电子模块之间的连接器块；

-图9示意性地示出了位于两个相邻电子模块之间的另一连接器块；

-图10至图14示意性地示出了可以由电子模块执行的不同功能；

-图15至图18示意性地示出了可以由包括采集装置的盖的端部组件执行的不同功能；以及

-图19示意性地示出了包括多个采集装置的数据采集系统。

具体实施例

在图3中，数据采集装置10包括壳体11，多个电子模块12和多个连接器块13。

壳体11包括两个端盖14、15和主体16。主体16包括具有大致圆柱形形状的侧壁17，例如具有轴线X的旋转圆柱。侧壁17具有界定两个端部开口的两个自由边缘18、19。盖14、15中的每一个盖能够例如通过旋拧或通过任何其他方式被引入一个开口中并被附接至主体16。侧壁17界定了能够容纳电子模块12和连接器块13的腔体20。腔体20在壳体11的两个开口之间延伸。

电子模块12和连接器块13能够经由一个开口被引入到壳体的腔体20的内部。此外，电子模块12和连接器块13能够在腔体20中沿平行于壳体11的轴线X的堆叠方向堆叠。更确切地，电子模块12和连接器块13被彼此交替地堆叠，从而使每个电子模块12位于堆叠中的两个连接器块13之间。

每个电子模块12能够提供特定于该电子模块的功能。例如，电子模块可以包括一个或多个传感器(例如，诸如加速度计或压力传感器)、数据处理组件、存储器和电池。

电子模块12还可以包括中间模块，即如下电子模块，该电子模块不执行任何特定功能，但是在腔体20具有预定体积并且必要数量的电子模块12无法填充腔体20的全部体积的情况下用于完成堆叠。

盖14、15中的每一个盖包括能够附接至主体16以关闭一个开口的遮挡部21、22和端板23、24。

一旦将盖14、15附接至主体16，则由电模块12和连接器块13组成的堆叠就位于两个端板23和24之间。

如图4所示，盖14包括延伸穿过遮挡部21的连接器25和按压构件26。

按压构件26位于盖14的遮挡部21与端板23之间。按压构件26能够对堆叠施加平行于堆叠方向的压缩力F，以保持电子模块12和连接器块13相互挤压对方。按压构件26经由端板23向电子模块12施加压缩力F。

如图4所示，按压构件26可包括弹性回位元件，例如压缩弹簧。

盖14还包括柔性电连接器电缆27，该柔性电连接器电缆27将端板23的导电迹线连接至连接器25。

连接器25能够连接至通信电缆，以在位于腔体20内部的一个或多个电子组件12与位于壳体11外部的远程设备之间传输信号。

图5至图7示意性地示出了电子模块12。电子模块12具有圆柱形芯片的形状。

在图5所示的示例中，电子模块12包括具有第一平面29的第一电子板28和具有与第一平面29相对的第二平面31的第二电子板30。平面29和31垂直于堆叠方向延伸。电子模块12还包括在第一面29上延伸的第一组导电迹线32和在第二面31上延伸的第二组导电迹线33。

电子模块12还包括位于两个电子板28和30之间的多个电连接件42，每个电连接件从第一面29延伸至第二面31，以将迹线32和33两两连接。电子模块12还包括位于两个电子板28和30之间并连接至某一电连接件42的多个电子组件34。电子模块12还可以包括位于第一电子板28和第二电子板30之间并支撑电子组件34的一个或多个交错板35。电子模块12还包括填充组件34与电子板28、30、35之间的空间的灌封材料36。以这种方式保护电连接件42和电子组件34免受灌封材料36的机械负载(振动、冲击、压力变化)和环境湿度的影响。此外，可以选择灌封材料36以使电子模块12是密封的。

可替代地，每个模块12可以包括在第一电子板28和第二电子板30之间延伸的侧壁，以便与第一电子板和第二电子板一起界定包含电连接件42和电子组件34的保护性外壳。

如图6所示，第一组导电迹线32包括根据第一图案同心布置的多个圆形导电迹线37。

如图7所示，第二组导电迹线33包括根据第二图案同心布置的多个圆形导电迹线38。第二图案与第一图案相同。

从一个电子模块12到另一个电子模块12，它们的第一组迹线32相同。同样，从一个电子模块12到另一个电子模块12，它们的第二组迹线33相同。

另外，在图6和图7所示的示例中，第一组迹线32与第二组迹线33对称。更确切地，在该示例中，第一组迹线32与第二组迹线33相同。

第一组迹线32和第二组迹线33中的每一组可以包括3至10个迹线。

在图7和图8所示的示例中，第一组迹线32和第二组迹线33分别包括编号为1至9的9个不同的迹线。每个迹线专用于传输预定信号。

在图6和图7所示的示例中，编号为1和3的迹线专用于传输同步信号(称为“CLK”和“FSYNC”)，编号为2和9的迹线专用于传输电源信号(称为“VCC”和“GND”)，编号为4至8的迹线专用于传输数据信号(称为“SCLK”、“D_AOUT”、“D_AIN”、“I2C_SCL”和“I2C_SDA”)。

因此，导电迹线37和38被布置为使得当电子模块12被堆叠在腔体20中时，在堆叠中，电子模块的第二面31的编号为1至9的导电迹线中的每一个导电迹线面对相邻电子模块的第一面29的编号为1至9的对应导电迹线。以这种方式，无论电子模块12在腔体20中的堆叠顺序如何，信号都从一个电子模块12传播到堆叠中的另一个电子模块12。

此外，第一端板23具有指向堆叠的第一支撑面39。第一端板23包括在第一支撑面39上延伸的第三组导电迹线。第三组导电迹线与图7所示的第二组导电迹线33相同。柔性电连接器电缆27将第三组导电迹线中的迹线连接至连接器25。因此，导电迹线被布置成当电子模块12被堆叠在腔体20中时，位于堆叠的第一端的电子模块12的第一面29的编号为1至9的导电迹线中的每一个导电迹线面对第一端板23的第一支撑面39的编号为1至9的对应导电迹线。因此，第三组导电迹线的迹线一方面电连接至连接器25，另一方面连接至位于堆叠的第一端的电子模块12的第一组导电迹线32的迹线37。

同样，第二端板24具有指向堆叠的第二支撑面40。第二端板24包括在第二支撑面40上延伸的第四组导电迹线。第四组导电迹线与第一组导电迹线32相同。因此，导电迹线被布置成当电子模块12被堆叠在腔体20中时，位于堆叠的第二端的电子模块12的第二面31的编号为1至9的导电迹线中的每一个导电迹线面对第二支撑面40的编号为1至9的对应导电迹线。因此，第四组导电迹线的迹线连接至位于堆叠的第二端的电子模块12的第二组导电迹线33的迹线38，其中该堆叠的第二端与堆叠的第一端相对。

如图8所示，每个连接器块13具有圆盘形状，并能够位于堆叠的两个相邻电子模块12之间。更确切地，图8中所示的连接器块13位于第一电子模块12A的第二面31和第二电子模块12B的面向第二面31定位的第一面29之间。连接器块能够建立第一电子模块12A的第一组导电迹线32的每个迹线37与第二电子模块12B的第二组迹线33的对应迹线38之间的电连接。

每个连接器块13由各向异性导电材料形成，该各向异性导电材料在平行于电子模块12的堆叠方向(即，平行于轴线X的方向)的第一方向上具有高导电率(即低电阻，大约1欧姆)，并在垂直于电子模块12的堆叠方向的方向上具有低导电率(即高电阻，例如大约10¹²欧姆)，以在电子模块12b的第一组导电迹线32的每个迹线37和电子模块12A的第二组迹线33的对应迹线38之间建立电连接。

各向异性导电材料可以包括例如由弹性材料形成的非导电基质，以及分散在该基质中的多个导电元件，该导电元件仅能够在堆叠方向上传导信号。

当连接器块13受到压缩力时，连接器块13具有变形的趋势。更确切地，沿堆叠方向测量的连接器块13的厚度趋于减小，而沿垂直于堆叠方向的径向方向测量的连接器块13的半径趋于增大。因此，连接器块13占据电子模块13与端板23和24之间的空间，并抵靠在壳体11的侧壁17上而被支撑。以这种方式，连接器块13将电子模块12固定在壳体11中，保护电子模块12免受振动和冲击。

每个连接器块13具有环形外表面。如图3所示，每个连接器块13的尺寸设置成使得在压缩力F的影响下，连接器块13经受径向膨胀。这具有将连接器块13的外环形表面压靠在侧壁17的内圆柱形表面上的作用。连接器块13的材料被压靠在侧壁17的内表面上。以这种方式，连接器块13以气密的方式将电子模块13分开。避免了湿气或污染物渗透到腔体20内，电子模块12因此受到保护。

此外，连接器块13可以由允许可由电子模块12产生的热量传导到壳体的侧壁的材料形成，以便将热量散发到外部。为了进一步改善散热，壳体11可包括布置在侧壁17的外表面上的翅片。

图9示意性地示出了可以位于两个相邻电子模块12之间的连接器块13的另一示例。连接器块13具有环形形状。采集装置还包括位于连接器块13的中心的连接器41。

由于导电迹线37和38在电子模块12的表面上的布置，使得无论电子模块12在堆叠时的顺序如何，诸如同步信号、电源信号和数据信号之类的电信号从一个模块12传输到堆叠中的另一个模块12。

每个电子模块12可以按以下方式传播数据信号、同步信号或电源信号。

-电子模块12在第一组导电迹线32的迹线37和第二组导电迹线33的对应迹线38之间传输信号，但不使用或处理该信号；

-电子模块12在第一组导电迹线32的迹线37和第二组导电迹线33的对应迹线38之间传输信号，同时使用该信号来使其电子组件起作用。

图10至图14示意性地示出了可以由电子模块12执行的功能的不同示例。

在图10中，电子模块12是传感器模块。

电子模块包括能够产生包括测量数据的数据信号的传感器(例如，加速度计或压力传感器)。电子模块在第一组导电迹线的一个迹线和第二组导电迹线的迹线之间传输数据信号。电子模块使用同步信号来同步需要该同步信号的电子组件(通常是模拟/数字转换组件)，同时仍在第一组导电迹线的迹线和第二组导电迹线的对应迹线之间传输同步信号。同样，电子模块使用电力信号来为其电子组件供电，同时在第一组导电迹线的迹线和第二组导电迹线的对应迹线之间传输电力信号。

在图11中，电子模块12是数据记录模块。

该电子模块包括被配置为记录来自数据信号的数据的存储器。电子模块在第一组导电迹线的迹线与第二组导电迹线的对应迹线之间传输数据信号。电子模块使用电力信号来为其电子组件供电，同时仍在第一组导电迹线的迹线和第二组导电迹线的对应迹线之间传输电力信号。此外，电子模块在第一组导电迹线的迹线与第二组导电迹线的对应迹线之间传输同步信号，但不使用或处理该信号。

在图12中，电子模块12是处理模块。

电子模块被配置为处理其接收的数据信号并生成经处理的数据信号。电子模块使用电力信号和同步信号来为其电子组件供电，同时仍在第一组导电迹线的迹线和第二组导电迹线的迹线之间传输电力信号和同步信号。

在图13中，电子模块12是电源模块，电源模块的组件之一是电池。

电子模块被配置为生成电源信号。电子模块在第一组导电迹线的迹线和第二组导电迹线的对应迹线之间传输数据信号，但不使用或处理该信号。同样，电子模块在第一组导电迹线的迹线和第二组导电迹线的对应迹线之间传输同步信号，但不使用或处理该信号。

在图14中，电子模块12是交错模块。

在这种情况下，除了使堆叠的总尺寸适应期望的尺寸之外，电子模块不执行任何特定功能。电子模块在第一组导电迹线的各个迹线与第二组导电迹线的对应各个迹线之间传输数据信号、同步信号和电力信号，但不使用或处理该信号。

图15至图18示意性地示出了可以由盖14或15之一执行的不同功能。

在图15中，盖14是无源盖，即，盖14不执行任何特定功能。

在这种情况下，第三组导电迹线的迹线电连接至连接器。因此，连接器接收数据信号、同步信号和电源信号。这些信号可以经由连接至位于装置的壳体外部的远程设备的无线网络或通信电缆进行传输。

图16至图18示出了盖的实施例，其中盖是有源的，即，盖执行其特有的功能。

在图16中，盖14包括转换组件，该转换组件能够将通过堆叠的不同模块以第一格式传播的数据信号转换为具有不同于第一格式的第二格式的数据信号。第二格式的数据信号能够在通信电缆上传播或通过连接至位于装置的壳体外部的远程设备的无线连接进行传播。转换组件还能够执行逆转换，即，将第二格式的数据信号转换为第一格式的数据信号。

在图17中，盖14包括转换组件，该转换组件能够将通过堆叠的不同模块以第一格式传播的同步信号转换为具有不同于第一格式的第二格式的同步信号。第二格式的同步信号能够在通信电缆上传播或通过连接至位于装置的壳体外部的远程设备的无线网络进行传播。转换组件还能够实现逆转换，即，将第二格式的同步信号转换为第一格式的同步信号。

在图18中，盖14包括转换组件，该转换组件能够将通过堆叠的不同模块以第一格式(例如第一电压电平)传播的电源信号转换为具有不同于第一格式的第二格式(例如第二电压电平)的信号。第二格式的电源信号能够在通信电缆上传播，到达位于装置的壳体外部的远程设备。转换组件还能够实现逆转换，即，将第二格式的电源信号转换为第一格式的电源信号。

当然，可以考虑执行图16至图18中所示的三种功能中的几种功能的盖。

图19示意性地示出了数据采集系统。

数据采集系统包括多个数据采集装置10和数据集中器50。

数据采集系统包括附接至待安装测量仪器的结构的不同位置的多个传感器。在这些传感器中，某些传感器可以是与数据采集装置10不同的单独的传感器110。在这种情况下，每个传感器110被附接至待安装测量仪器的结构，并连接至相关联的数据采集装置10。传感器110经由通信电缆或无线连接而连接至相关联的采集装置，以便将由传感器110生成的测量数据传输到相关联的数据采集装置10。在传感器之中，其他传感器可以被集成到数据采集装置10中。在这种情况下，传感器是数据采集装置10的电子模块的一部分。

数据采集装置10可以简单地通过软管夹或自锁电缆夹(例如通常称为“tyraps”的塑料或金属软管夹)被附接至待安装测量仪器的结构(例如，电缆束或管子)，而无需螺丝或钻孔。可以在没有工具的情况下完成每个采集装置10的组装和拆卸，因此可以根据需要重新布置采集组件。

每个数据采集装置10经由通信电缆60或通过无线连接70(例如，射频连接)连接至另一个数据采集装置10或数据集中器50。

数据集中器50也可以连接至其他数据采集装置80。

数据集中器50被配置为接收源自不同的采集装置10和80的数据信号，并进行聚合(与其本地采集的自身数据聚合)、滤波(即，在其接收的数据之中选择数据)、在记录介质90中记录数据和/或将数据传输到其他设备，例如当采集组件被安装到飞机上时，通过传输链路100将数据传输到地面站。

Claims (18)

1.一种数据采集装置(10)，包括：

-壳体(11)，所述壳体包括界定腔体(20)的侧壁(17)；

-多个电子模块(12)，所述多个电子模块(12)在所述腔体(20)中沿堆叠方向堆叠，

每个电子模块(12)具有第一面(29)和与所述第一面相对的第二面(31)，并包括在所述第一面(29)上延伸的第一组导电迹线(32)和在所述第二面(31)上延伸的第二组导电迹线(33)，所述第一组导电迹线(32)包括至少一个专用于传输数据信号的导电迹线(4-8)，所述第二组导电迹线(33)包括至少一个专用于传输所述数据信号、并经由在所述电子模块内部延伸的电连接通道电连接至所述第一组导电迹线(32)的专用于传输所述数据信号的所述导电迹线(4-8)的导电迹线(4-8)；

-一个或多个连接器块(13)，每个连接器块(13)位于所述堆叠的两个相邻电子模块(12A，12B)之间，以在一个所述电子模块(12B)的第一组导电迹线(32)的每个迹线(37)和另一个所述电子模块(12A)的第二组迹线(33)的对应迹线(38)之间建立电连接；以及

-按压构件(26)，所述按压构件能够对所述电子模块(12)施加平行于所述堆叠方向的压缩力(F)，所述压缩力趋于通过增加所述连接器块(13)在垂直于所述堆叠方向的径向方向上的尺寸来使每个连接器块(13)变形，以使每个连接器块(13)保持抵靠在所述壳体(11)的所述侧壁(17)上而被支撑。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述导电迹线(4，8)被布置为使得当所述电子模块(12)被堆叠在所述腔体(20)中时，无论所述电子模块(12)在所述腔体(20)中的堆叠顺序如何，在所述堆叠中，在一个所述模块(12A)的所述第二面(31)上的专用于传输所述数据信号的所述导电迹线(4-8)面对在另一个相邻模块(12B)的所述第一面(29)上的专用于传输所述数据信号的所述导电迹线(4-8)，以将所述数据信号从一个模块传播到整个所述堆叠中的另一个模块。

3.根据权利要求1和2中的一项所述的装置，其中，至少一个所述电子模块(12)能够生成所述数据信号。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的数据采集装置，其中，所述第一组导电迹线(32)包括至少一个专用于传输同步信号的导电迹线(1，3)，并且所述第二组导电迹线(33)包括至少一个专用于传输所述同步信号、并经由在所述电子模块内部延伸的电连接通道电连接至所述第一组导电迹线(32)的专用于传输所述同步信号的所述导电迹线(1，3)的导电迹线(1，3)，所述迹线(1，3)被布置为使得当所述电子模块(12)被堆叠在所述腔体(20)中时，在一个所述模块(12A)的所述第二面(31)上的专用于传输所述同步信号的所述导电迹线(1，3)面对在另一个所述模块(12B)的所述第一面(29)上的专用于传输所述同步信号的所述导电迹线(1，3)。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的采集装置，其中，所述第一组导电迹线(32)包括至少一个专用于传输电源信号的导电迹线(2，9)，并且所述第二组导电迹线(33)包括至少一个专用于传输所述电源信号、并经由在所述电子模块内部延伸的电连接通道电连接至所述第一组导电迹线(32)的专用于传输所述电源信号的所述导电迹线(2，9)的导电迹线(2，9)，所述迹线(2，9)被布置为使得当所述电子模块(12)被堆叠在所述腔体(20)中时，在一个所述模块(12A)的所述第二面(31)上的专用于传输所述电源信号的所述导电迹线(2，9)面对在另一个所述模块(12B)的所述第一面(29)上的专用于传输所述电源信号的所述导电迹线(2，9)。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的采集装置，其中，所述第一组导电迹线(32)包括至少一个专用于传输所述数据信号的导电迹线(4-8)、一个专用于传输所述同步信号的导电迹线(1，3)以及一个专用于传输所述电源信号的导电迹线(2，9)，并且所述第二组导电迹线(33)包括至少一个专用于传输所述数据信号的导电迹线(4-8)、一个专用于传输所述同步信号的导电迹线(1，3)以及一个专用于传输所述电源信号的导电迹线(2，9)，所述第二组导电迹线(33)的所述导电迹线经由在所述电子模块内部从所述第一面(29)延伸至所述第二面(31)的电连接通道分别电连接至所述第一组导电迹线(32)的专用于传输所述数据信号的所述导电迹线(4-8)、专用于传输所述同步信号的所述导电迹线(1,3)以及专用于传输所述电源信号的所述导电迹线(2，9)。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的数据采集装置，其中，所述壳体(11)具有开口，所述采集装置(10)还包括：

-盖(14)，所述盖(14)包括能够遮挡所述壳体(11)的所述开口的主体(21)；以及

-连接器(25)，所述连接器(25)延伸穿过所述盖(14)的所述主体(21)，所述连接器(25)能够连接至通信电缆，以在位于所述腔体(20)内部的一个或多个所述电子模块(12)与位于所述壳体(11)外部的远程设备之间传输所述数据信号。

8.根据权利要求7所述的采集装置，包括位于所述盖(14)和所述堆叠之间的第一端板(23)，并且其中，所述第一端板(23)具有第三面(39)并包括在所述第三面(39)上延伸的第三组导电迹线，所述第三组导电迹线的所述迹线一方面电连接至所述连接器(25)，另一方面能够电连接至一个所述电子模块(12)的所述第一组导电迹线(32)或所述第二组导电迹线(33)的所述迹线(37，38)。

9.根据权利要求1至8中的一项所述的采集装置，其中，每个连接元件(13)包括一块各向异性导电材料，所述各向异性导电材料在平行于所述压缩力的方向的第一方向上具有高导电率，并在垂直于所述压缩力的方向上具有低导电率，以在一个所述电子模块的所述第一组导电迹线的每个迹线和另一个所述电子模块的所述第二组导电迹线的对应迹线之间建立所述电连接。

10.根据权利要求9所述的采集装置，其中，所述各向异性导电材料包括非导电基质和分散在所述基质中的多个导电元件，所述导电元件仅能够在所述第一方向上传导电信号。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述基质由弹性材料形成。

12.根据权利要求1至11中的一项所述的采集装置，其中，每个电子模块(12)包括：第一电子板(28)，所述第一电子板(28)具有所述第一面(29)，所述第一组导电迹线(32)在所述第一面(29)上延伸；第二电子板(30)，所述第二电子板(30)具有所述第二面(31)，所述第二组导电迹线(33)在所述第二面(31)上延伸；以及一个或多个电子组件(34)，所述一个或多个电子组件(34)位于所述第一电子板(28)和所述第二电子板(30)之间，并连接至所述第一组导电迹线(32)中的一个所述迹线(37)和所述第二组导电迹线(33)中的一个所述迹线(38)。

13.根据权利要求11所述的采集装置，其中，所述电子组件(34)中的一个电子组件能够经由所述第一组导电迹线(32)中的与所述组件(34)连接的所述迹线(37)接收包含测量数据的输入电信号，以对所述测量数据进行处理，并经由所述第二组导电迹线(33)中的与所述电子组件(34)连接的所述迹线(38)生成包含已处理的测量数据的输出电信号。

14.根据权利要求12和13中的一项所述的采集装置，其中，所述电子组件(34)中的一个电子组件是电池，所述电池能够在所述第一组导电迹线(32)中的与所述电子组件(34)连接的所述迹线(37)和所述第二组导电迹线(33)中的与所述电子组件(34)连接的所述迹线(38)之间产生电压。

15.根据权利要求12至13中的一项所述的采集装置，其中，所述电子组件(34)中的一个电子组件是能够产生包含测量数据的电测量信号的传感器，例如振动传感器、加速度传感器、声学传感器、温度传感器或压力传感器。

16.根据权利要求12至15中的一项所述的采集装置，其中，每个电子模块(12)包括灌封材料(36)，所述灌封材料(36)用于填充所述组件(34)和所述电子板(28，30)之间的空间。

17.根据权利要求12至15中的一项所述的采集装置，其中，每个电子模块(12)包括在所述第一电子板(28)和所述第二电子板(30)之间延伸的侧壁，以与所述第一电子板(28)和所述第二电子板(30)一起界定包含所述电子组件(34)的保护性外壳。

18.一种数据采集系统，包括：

-符合权利要求1至17中的一项的多个采集装置(10)，所述多个采集装置(10)能够被附接至待安装测量仪器的结构的不同位置，以及

-数据集中器(50)，所述数据集中器(50)能够经由通信电缆(60)或经由无线连接(70)连接至不同的采集装置(10)，以接收源自不同的采集装置(10)的测量数据信号。

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