JP2021516411A - 構造物の計装のためのデータ取得デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、データ取得デバイス（１０）に関し、データ取得デバイスは、空洞（２０）を規定するケーシング（１１）と、空洞（２０）内で積み重ねられるのに適した複数の電子モジュール（１２）とを備え、各電子モジュール（１２）が、第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを有し、第１の面上に延在する第１の導電性トラックのセットと、第２の面上に送られる第２の導電性トラックのセットとを備え、第１の導電性トラックのセットが、データ信号を送信するための少なくとも１つの導電性トラックを含み、第２の導電性トラックのセットが、データ信号を送信するための少なくとも１つの導電性トラックを含み、空洞（２０）内での電子モジュール（１２）の積み重ね順序にかかわらず、スタック全体を通じてデータ信号をあるモジュールから別のモジュールへと伝搬することを可能にする。

Description

本発明は、乗り物（陸上車、航空機、鉄道車両）または産業設備（発電設備）の計装向けに意図されたデータ取得デバイスに関する。

計装は、試験または品質管理中に測定を遂行するために、試験される乗り物または産業設備にセンサおよびオンボード（ｏｎ−ｂｏａｒｄ）取得デバイスを設置することから成る。データは、例えば、物理データ（衝撃、振動）または環境データ（温度、湿度、圧力）であり得る。データ取得デバイスは、種々のセンサから発生するデータを収集し、フォーマット化する。

図１は、知られている取得デバイスの第１の例を概略的に示す。取得デバイスは、シャーシと、引き出しのようにシャーシに挿入されることが可能な一連の電子モジュールとを備える。シャーシは、挿入開口部を画定する側壁と、底壁とを備える。側壁は、電子モジュールが挿入され得るスライドを設けられる。デバイスはまた、シャーシの内部で底壁に取り付けられる電子基板をも備える。電子基板は、一連のコネクタを備える。各電子モジュールは、スライドのうちの１つに挿入され、コネクタのうちの１つを介して電子基板に電気的に接続される。このデバイスは、必要に応じて、種々のセンサから発生する信号を取得し、処理することが可能な異なる電子モジュールのアセンブリを可能にする。

このデバイスの１つの欠点はかさばることであり、結果、一般的に、センサに近接して設置され得ない。したがって、種々のセンサを取得デバイスに接続するために、ケーブルが設置されなければならない。その上、シャーシは、アダプタプレートおよび取り付けねじを用いることによって、計装される構造物に取り付けられなければならない。結果として、デバイスはかさばり、その設置は、ケーブル通路を設け、取り付けねじの挿入のために計装される構造物内に穿孔することを必要とする。したがって、試験される乗り物または設備の計装は、乗り物または設備の性能を実質的に変更させる可能性がある。試験される乗り物または設備の性能に対する計装のこの影響は、一般的に、可能であるときに得られる測定値を修正するために、試験の前に評価されなければならない。その上、試験される乗り物または設備が計装されると、一般的に、例えばセンサを追加することが所望されるときに、センサ、取得デバイスまたは配線の構成を容易に変更することは可能でない。

図２は、取得デバイスの第２の例を概略的に示す。取得デバイスは、一連の電子モジュールを備える。各モジュールは、個々のケーシングを備える。モジュールケーシングは、ともにアセンブルされてスタックを形成し、電子モジュールは、コネクタを用いることによってともに接続される。

このタイプのデバイスは一般的に、図１に示されているデバイスよりもかさばらない。しかしながら、このデバイスも、アダプタプレートおよび取り付けねじを用いることによって、計装される構造物に取り付けられなければならないという欠点を有する。その上、種々のセンサを取得デバイスに接続するために、ケーブルも設置されなければならない。したがって、図１のデバイスと同様に、図２に示されているデバイスは、試験される乗り物または設備が計装されると、センサ、取得デバイスおよび配線の構成を容易に変更することを可能にしない。

本発明の１つの目標は、かさ、および、計装される構造物に対する影響が低減しており、過酷な環境条件下で使用され得るデータ取得デバイスを提案することである。

この目標は、本発明の範囲内で、データ取得デバイスであって：
− 空洞を画定する側壁を備えるケーシングと、
− 積み重ね方向において空洞内で積み重ねられることが可能な複数の電子モジュールと、
− １つ以上のコネクタブロックと、
− 電子モジュールに、積み重ね方向に平行な圧縮力を加えることが可能な加圧部材と
を備え、
各電子モジュールが、第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを有し、第１の面上に延在する第１の導電性トラックのセットと、第２の面上に延在する第２の導電性トラックのセットとを備え、第１の導電性トラックのセットが、データ信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラックを含み、第２の導電性トラックのセットが、データ信号の送信専用であり、第１の導電性トラックのセットのデータ信号の送信専用である導電性トラックに、電子モジュールの内部に延在する電気接続通路を介して電気的に接続される、少なくとも１つの導電性トラックを含み、
各コネクタブロックが、スタックの２つの隣接する電子モジュールの間に位置決めされて、電子モジュールのうちの１つの第１の導電性トラックのセットの各トラックと、電子モジュールのうちの他の電子モジュールの第２のトラックのセットの対応するトラックとの間の電気接続を確立し、
圧縮力は、各コネクタブロックがケーシングの側壁に対して支持されたままにするように、積み重ね方向に垂直な半径方向においてコネクタブロックの寸法を増大させることによって各コネクタブロックを変形させる傾向にある、
データ取得デバイスによって達成される。

このタイプのデバイスにおいて、種々の電子モジュール間のデータの送信は、各モジュールの面上に存在する専用導電性トラックのおかげで実行される。したがって、スタックの電子モジュールの電気接続は、電子基板または特定の配線に起因するのではなく、他のモジュールによって保証される。

コネクタブロックは側壁に対して支持されたままにされるため、コネクタブロックは電子モジュールをケーシング内で固定する。したがって、電子モジュールは、振動および衝撃に対して保護される。結果として、取得デバイスは、過酷な環境条件下でデータの取得に使用され得る。

本発明の１つの実施形態において、電子モジュールが空洞内に積み重ねられるとき、空洞内での電子モジュールの積み重ね順序にかかわらず、モジュールのうちの１つの第２の面上でのデータ信号の送信専用である導電性トラックが、スタック内の別の隣接するモジュールの第１の面のデータ信号の送信専用である導電性トラックに面して、スタック全体を通じてデータ信号をあるモジュールから別のモジュールへと伝搬するように、導電性トラックは構成される。

電子モジュールは、それらの機能が変更されることなく、ケーシング内で任意の順序で積み重ねられ得るため、デバイスを容易に再構成することが可能であり：必要に応じて１つ以上の電子モジュールを単純に追加し、および／または、引き出すことで十分である。

提案されているデバイスはまた、以下の特徴のうちの１つを有することもできる：
− 電子モジュールのうちの少なくとも１つが、データ信号を生成することが可能である、
− 第１の導電性トラックのセットが、同期信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラックを含み、第２の導電性トラックのセットが、同期信号の送信専用であり、第２の導電性トラックのセットの同期信号の送信専用である導電性トラックに、電子モジュールの内部に延在する電気接続通路を介して電気的に接続される、少なくとも１つの導電性トラックを含み、電子モジュールが空洞内に積み重ねられるとき、モジュールのうちの１つの第２の面上での同期信号の送信専用である導電性トラックが、モジュールのうちの別のモジュールの第１の面上での同期信号の送信専用である導電性トラックに面するように、トラックが構成されている、
− 第１の導電性トラックのセットが、電源信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラックを含み、第２の導電性トラックのセットが、電源信号の送信専用であり、第２のトラックのセットの電源信号の送信専用であるトラックに、電子モジュールの内部に延在する電気接続通路を介して電気的に接続される、少なくとも１つの導電性トラックを含み、電子モジュールが空洞内に積み重ねられるとき、モジュールのうちの１つの第２の面の電源信号の送信専用である導電性トラックが、モジュールのうちの別のモジュールの第１の面上での電源信号の送信専用である導電性トラックに面するように、トラックが構成されている、
− 第１の導電性トラックのセットが、データ信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラック、同期信号の送信専用である１つの導電性トラック、および、電源信号の送信専用である１つの導電性トラックを含み、第２の導電性トラックのセットは、第１の導電性トラックのセットの、データ信号の送信専用である導電性トラック、同期信号の送信専用である導電性トラック、および電源信号の送信専用である導電性トラックに、電子モジュールの内部で第１の面から第２の面へと延在する電気接続通路を介してそれぞれ電気的に接続される、データ信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラック、同期信号の送信専用である１つの導電性トラック、および、電源信号の送信専用である１つの導電性トラックを含む、
− 加圧部材が、例えば、圧縮ばねなどの弾性戻り部材を含む、
− 取得デバイスが、第１のエンドプレートを備え、加圧部材が、キャップの本体と第１のエンドプレートとの間に位置決めされ、結果、加圧部材が、第１のエンドプレートを介して電子モジュールに圧縮力を加える、
− 取得デバイスが、第２のエンドプレートを備え、電子モジュールが、第１のエンドプレートと第２のエンドプレートとの間に位置決めされる、
− ケーシングが開口部を有し、取得デバイスが：
ケーシングの開口部を閉塞させることが可能な本体を備えるキャップと、
キャップの本体を通じて延在するコネクタであって、コネクタが、通信ケーブルに接続されて、空洞の内部に位置決めされる電子モジュールのうちの１つ以上と、ケーシングの外部に構成される離れた設備との間でデータ信号を送信することが可能である、コネクタと
をも備える、
− 取得デバイスが、キャップとスタックとの間に位置決めされる第１のエンドプレートを備え、第１のエンドプレートが、第３の面を有し、第３の面上に延在する第３の導電性トラックのセットを備え、第３の導電性トラックのセットのトラックが、一方においては、コネクタに電気的に接続されており、他方においては、１つの電子モジュールの第１の導電性トラックのセットまたは第２の導電性トラックのセットのトラックに電気的に接続されることが可能である、
− 取得デバイスが、第３の導電性トラックのセットのトラックをコネクタに接続する可撓性電気コネクタケーブルを備える、
− 各コネクタブロックが、電子モジュールのうちの１つの第１の導電性トラックのセットの各トラックと、電子モジュールのうちの他の電子モジュールの第２のトラックのセットの対応するトラックとの間の電気接続を確立するように、電子モジュールの積み重ね方向に平行な第１の方向において高い導電率（すなわち、例えば数ミリオームなど、典型的には１オーム未満の低い電気抵抗）を有し、電子モジュールの積み重ね方向に垂直な方向において低い導電率（すなわち、例えば数ギガオーム程度など、典型的には１０^９オームよりも大きい高い電気抵抗）を有する異方性導電材料から形成される、
− 異方性導電材料が、非伝導性マトリックス、および、マトリックス内に分散された複数の導電性要素を含み、導電性要素が、第１の方向においてのみ電気信号を伝導することが可能である、
− マトリックスが、エラストマー材料から形成される、
− 各電子モジュールが、第１の導電性トラックのセットが延在する第１の面を有する第１の電子基板と、第２の導電性トラックのセットが延在する第２の面を有する第２の電子基板と、第１の電子基板と第２の電子基板との間に位置決めされ、第１の導電性トラックのセットのトラックのうちの１つおよび第２の導電性トラックのセットのトラックのうちの１つに接続される１つ以上の電子構成要素とを備える、
− 電子構成要素のうちの１つが、構成要素が接続される第１の導電性トラックのセットのトラックを介して、測定データを含む入力電気信号を受信して、測定データに処理を適用し、電子構成要素が接続される第２の導電性トラックのセットのトラックを介して処理された測定データを含む電気出力信号を生成することが可能である、
− 電子構成要素のうちの１つが、電子構成要素が接続される第１の導電性トラックのセットのトラックと、電子構成要素が接続される第２の導電性トラックのセットのトラックとの間に電圧を生成することが可能な電池である、
− 電子構成要素のうちの１つが、例えば、振動センサ、加速度センサ、音響センサ、温度センサまたは圧力センサなどの、測定データを含む電気測定信号を生成することが可能なセンサである、
− 各電子モジュールが、構成要素と電子基板との間の空間を充填する注封（ｐｏｔｔｉｎｇ）材料を備える、
− 各モジュールが、第１の電子基板および第２の電子基板によって、電子構成要素を収容する保護ハウジングを画定するように、第１の電子基板と第２の電子基板との間に延在する側壁を備える、
− 第１の導電性トラックのセットおよび第２の導電性トラックのセットのトラックが、円形であり、同心円状に位置決めされる、
− ケーシングが、空洞を囲む回転柱形状を有する側壁を備える。

本発明はまた、データ取得システムであって：
計装される構造物の異なる位置に取り付けられることが可能である、上記で規定されているような複数の取得デバイスと、
異なる取得デバイスから発生する測定データ信号を受信するために、通信ケーブルまたはワイヤレス接続を介して異なる取得デバイスに接続されることが可能であるデータ集線装置（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）とを備える、データ取得システムにも関する。

本発明の１つの実施形態において、取得システムはまた、計装される構造物に取り付けられることが可能である複数のセンサも備え、各センサは、取得デバイスのうちの１つに接続されて、測定データを取得デバイスに送信する。

純粋に例示であり、限定ではなく、添付の図面を参照して読む必要がある、以下の説明によって、他の特徴および利点が明らかにされる。

すでに論じられている、従来技術のデータ取得デバイスの第１の例を示す概略図である。 すでに論じられている、従来技術のデータ取得デバイスの第２の例を示す概略図である。 本発明の可能な実施形態によるデータ取得デバイスを示す概略図である。 取得デバイスのキャップを示す概略図である。 データ取得デバイスの一部を形成する電子モジュールを示す概略断面図である。 電子モジュールの第１の面を示す概略図である。 電子モジュールの第２の面を示す概略図である。 ２つの隣接する電子モジュールの間に位置決めされるコネクタブロックを示す概略図である。 ２つの隣接する電子モジュールの間に位置決めされる別のコネクタブロックを示す概略図である。 電子モジュールによって実施され得る機能を示す概略図である。 電子モジュールによって実施され得る機能を示す概略図である。 電子モジュールによって実施され得る機能を示す概略図である。 電子モジュールによって実施され得る機能を示す概略図である。 電子モジュールによって実施され得る機能を示す概略図である。 取得デバイスのキャップを含む端部アセンブリによって実施され得る機能を示す概略図である。 取得デバイスのキャップを含む端部アセンブリによって実施され得る機能を示す概略図である。 取得デバイスのキャップを含む端部アセンブリによって実施され得る機能を示す概略図である。 取得デバイスのキャップを含む端部アセンブリによって実施され得る機能を示す概略図である。 複数の取得デバイスを備えるデータ取得システムを示す概略図である。

図３において、データ取得デバイス１０は、ケーシング１１と、複数の電子モジュール１２と、複数のコネクタブロック１３とを備える。

ケーシング１１は、２つのエンドキャップ１４、１５と、本体１６とを備える。本体１６は、例えば、軸Ｘを有する回転柱など、一般に円筒形状を有する側壁１７を備える。側壁１７は、２つの端部開口部を画定する２つの自由縁（ｆｒｅｅ ｅｄｇｅ）１８、１９を有する。各キャップ１４、１５は、開口部のうちの１つに導入され、例えばねじ止めまたは任意の他の手段によって本体１６に取り付けられることが可能である。側壁１７は、電子モジュール１２およびコネクタブロック１３を受け入れることが可能な空洞２０を画定する。空洞２０は、ケーシング１１の２つの開口部の間に延在する。

電子モジュール１２およびコネクタブロック１３は、開口部のうちの１つを介してケーシングの空洞２０の内部に導入されることが可能である。その上、電子モジュール１２およびコネクタブロック１３は、ケーシング１１の軸Ｘに平行な積み重ね方向において空洞２０内に積み重ねられることが可能である。より正確には、電子モジュール１２およびコネクタブロック１３は、各電子モジュール１２がスタック内で２つのコネクタブロック１３の間に配置されるように、互いに交互に積み重ねられる。

各電子モジュール１２は、電子モジュールに特有の機能を提供することが可能である。例えば、電子モジュールは、１つ以上のセンサ（例えば加速度計または圧力センサなど）、データ処理構成要素、メモリおよび電池を含むことができる。

電子モジュール１２はまた、中間モジュール、すなわち、いかなる特定の機能も果たさないが、空洞２０が所定の容積を有し、必要な電子モジュール１２の数が、空洞２０の容積全体が充填されることを可能にしない場合に、スタックを完成させる役割を果たす電子モジュールを含むこともできる。

各キャップ１４、１５は、開口部のうちの１つおよびエンドプレート２３、２４を閉じるために本体１６に取り付けられることが可能である閉塞部分（ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｐａｒｔ）２１、２２を備える。

キャップ１４、１５が本体１６に取り付けられると、電気モジュール１２およびコネクタブロック１３から成るスタックは、２つのエンドプレート２３と２４との間に配置される。

図４に示されているように、キャップ１４は、閉塞部分２１および加圧部材２６を通じて延在するコネクタ２５を備える。

加圧部材２６は、キャップ１４の閉塞部分２１とエンドプレート２３との間に位置決めされる。加圧部材２６は、電子モジュール１２およびコネクタブロック１３を互いに対して圧縮されたままにするために、スタックに、積み重ね方向に平行な圧縮力Ｆを加えることが可能である。加圧部材２６は、エンドプレート２３を介して電子モジュール１２に圧縮力Ｆを加える。

図４に示されているように、加圧部材２６は、例えば、圧縮ばねなどの弾性戻り要素を含むことができる。

キャップ１４はまた、エンドプレート２３の導電性トラックをコネクタ２５に接続する可撓性電気コネクタケーブル２７をも備える。

コネクタ２５は、通信ケーブルに接続され、空洞２０の内部に位置決めされる１つ以上の電子機器１２と、ケーシング１１の外部に配置される離れた設備との間で信号を送信することが可能である。

図５−図７は、電子モジュール１２を概略的に示す。電子モジュール１２は、円筒チップの形状を有する。

図５に示されている例において、電子モジュール１２は、第１の平面２９を有する第１の電子基板２８と、第１の平面２９に対向する第２の平面３１を有する第２の電子基板３０とを備える。平面２９および３１は、積み重ね方向に垂直に延在する。電子モジュール１２はまた、第１の面２９上に延在する第１の導電性トラックのセット３２と、第２の面３１上に延在する第２の導電性トラックのセット３３とをも備える。

電子モジュール１２はまた、２つの電子基板２８と３０との間に位置決めされる複数の電気接続部４２をも備え、それぞれが、トラック３２および３３を２つずつ接続するように第１の面２９から第２の面３１まで延在する。電子モジュール１２はまた、２つの電子基板２８と３０との間に位置決めされ、特定の電気接続部４２に接続される複数の電子構成要素３４をも備える。電子モジュール１２はまた、第１の電子基板２８と第２の電子基板３０との間に位置決めされ、電子構成要素３４を支持する、１つ以上のインターリーブ基板３５をも備える。電子モジュール１２はまた、構成要素３４と電子基板２８、３０、３５との間の空間を充填する注封材料３６をも備える。このように、電気接続部４２および電子構成要素３４は、注封材料３６によって、機械的負荷（振動、衝撃、圧力変動）および周囲湿度から保護される。その上、注封材料３６は、電子モジュール１２を気密にするように選択され得る。

代替的に、各モジュール１２は、第１の電子基板および第２の電子基板によって、電気接続部４２および電子構成要素３４を収容する保護ハウジングを画定するように、第１の電子基板２８と第２の電子基板３０との間に延在する側壁を備えることができる。

図６に示されているように、第１の導電性トラックのセット３２は、第１のパターンにしたがって同心円状に構成される複数の円形導電性トラック３７を含む。

図７に示されているように、第２の導電性トラックのセット３３は、第２のパターンにしたがって同心円状に構成される複数の円形導電性トラック３８を含む。第２のパターンは、第１のパターンと同一である。

第１のトラックのセット３２は、電子モジュール１２間で同一である。同様に、第２のトラックのセット３３は、電子モジュール１２間で同一である。

加えて、図６および図７に示されている例において、第１のトラックのセット３２は第２のトラックのセット３３と対称である。より正確には、この例において、第１のトラックのセット３２は第２のトラックのセット３３と同一である。

第１のトラックのセット３２および第２のトラックのセット３３の各々は、３−１０個のトラックを含むことができる。

図７および図８に示されている例において、第１のトラックのセット３２および第２のトラックのセット３３は各々、１から９の番号を付されている９つの個別のトラックを含む。各トラックは、所定の信号の送信専用である。

図６および図７に示されている例において、トラック番号１および番号３は同期信号（「ＣＬＫ」および「ＦＳＹＮＣ」と呼ばれる）の送信専用であり、トラック番号２および番号９は電源信号（「ＶＣＣ」および「ＧＮＤ」と呼ばれる）の送信専用であり、トラック番号４から８はデータ信号（「ＳＣＬＫ」、「Ｄ＿ＡＯＵＴ」、「Ｄ＿ＡＩＮ」、「Ｉ２Ｃ＿ＳＣＬ」、「Ｉ２Ｃ＿ＳＤＡ」と呼ばれる）の送信専用である。

したがって、導電性トラック３７および３８は、電子モジュール１２が空洞２０内に積み重ねられると、電子モジュールの第２の面３１の導電性トラック番号１から９の各々が、スタック内の隣接する電子モジュールの第１の面２９の対応する導電性トラック番号１から９に面するように構成される。このように、信号は、空洞２０内の電子モジュール１２の積み重ね順序にかかわらず、スタックを通じて１つの電子モジュール１２から別の電子モジュールへと伝搬される。

その上、第１のエンドプレート２３は、スタックに向けて方向付けられた第１の支持面３９を有する。第１のエンドプレート２３は、第１の支持面３９上に延在する第３の導電性トラックのセットを備える。第３の導電性トラックのセットは、図７に示されている第２の導電性トラックのセット３３と同一である。可撓性電気コネクタケーブル２７が、第３の導電性トラックのセットのトラックをコネクタ２５に接続する。したがって、導電性トラックは、電子モジュール１２が空洞２０内に積み重ねられると、スタックの第１の端部に配置される電子モジュール１２の第１の面２９の導電性トラック番号１から９の各々が、第１のエンドプレート２３の第１の支持面３９の対応する導電性トラック番号１から９に面するように構成される。したがって、第３の導電性トラックのセットのトラックは、一方においては、コネクタ２５に電気的に接続され、他方においては、スタックの第１の端部に配置される電子モジュール１２の第１の導電性トラックのセット３２のトラック３７に接続される。

同様に、第２のエンドプレート２４は、スタックに向けて方向付けられた第２の支持面４０を有する。第２のエンドプレート２４は、第２の支持面４０上に延在する第４の導電性トラックのセットを備える。第４の導電性トラックのセットは、第１の導電性トラックのセット３２と同一である。したがって、導電性トラックは、電子モジュール１２が空洞２０内に積み重ねられると、スタックの第２の端部に配置される電子モジュール１２の第２の面３１の導電性トラック番号１から９の各々が、第２の支持面４０の対応する導電性トラック番号１から９に面するように構成される。したがって、第４の導電性トラックのセットのトラックは、スタックの第１の端部に対向する、スタックの第２の端部に配置される電子モジュール１２の第２の導電性トラックのセット３３のトラック３８に接続される。

図８に示されているように、各コネクタブロック１３は、ディスクの形状を有し、スタックの２つの隣接する電子モジュール１２の間に位置決めされることが可能である。より正確には、図８に示されているコネクタブロック１３は、第１の電子モジュール１２Ａの第２の面３１と、第２の面３１に面して位置決めされる第２の電子モジュール１２Ｂの第１の面２９との間に位置決めされる。コネクタブロックは、第１の電子モジュール１２Ａの第１の導電性トラックのセット３２の各トラック３７と、第２の電子モジュール１２Ｂの第２のトラックのセット３３の対応するトラック３８との間に電気接続を確立することが可能である。

各コネクタブロック１３は、異方性導電材料から形成され、異方性導電材料は、電子モジュール１２ｂの第１の導電性トラックのセット３２の各トラック３７と、電子モジュール１２Ａの第２のトラックのセット３３の対応するトラック３８との間の電気接続を確立するように、電子モジュール１２の積み重ね方向に平行な第１の方向において高い導電率（すなわち、１オーム程度の低い抵抗）を有し、電子モジュール１２の積み重ね方向に垂直な方向において低い導電率（すなわち、例えば、１０^１２オーム程度の高い抵抗）を有する。

異方性導電材料は、例えば、エラストマー材料から形成される非伝導性マトリックス、および、マトリックス内に分散された複数の導電性要素を含み、導電性要素は、積み重ね方向においてのみ信号を伝導することが可能である。

圧縮力を被ると、コネクタブロック１３は、変形する傾向にある。より正確には、積み重ね方向において測定されるコネクタブロック１３の厚さは減少する傾向にあり、一方、積み重ね方向に垂直な半径方向において測定されるコネクタブロック１３の半径は増大する傾向にある。したがって、コネクタブロック１３は、電子モジュール１３とエンドプレート２３および２４との間の空間を占め、ケーシング１１の側壁１７に対して支持される。このように、コネクタブロック１３は、ケーシング１１内の電子モジュール１２を固定し、電子モジュール１２を振動および衝撃に対して保護する。

各コネクタブロック１３は、環状外面を有する。図３に示されているように、各コネクタブロック１３は、圧縮力Ｆの影響下で、コネクタブロック１３が半径方向の膨張を受けるような寸法にされている。これには、コネクタブロック１３の環状外面が側壁１７の円筒内面に対して加圧されるという効果がある。コネクタブロック１３の材料は、側壁１７の内面に対して押し付けられる。このように、コネクタブロック１３は、電子モジュール１３を気密に分離する。したがって、電子モジュール１３は、空洞２０内部の湿気または汚染物質の侵入に対して保護される。

その上、コネクタブロック１３は、外部に放熱するために、電子モジュール１２によって生成され得る熱のケーシングの側壁への伝導を可能にする材料から形成され得る。熱の放散をさらに向上させるために、ケーシング１１は、側壁１７の外面に構成された微粒子を備えることができる。

図９は、２つの隣接する電子モジュール１２の間に位置決めされ得るコネクタブロック１３の別の例を概略的に示す。コネクタブロック１３は、環状形状を有する。取得デバイスはまた、コネクタブロック１３の中心に位置決めされたコネクタ４１をも備える。

電子モジュール１２の面上での導電性トラック３７および３８の性質に起因して、同期信号、電源信号およびデータ信号などの電気信号が、スタックを通じてあるモジュール１２から別のモジュールへと送信され、これはスタック内の電子モジュール１２の順序とは関係ない。

各電子モジュール１２は、データ信号、同期信号または電源信号を以下のように伝搬させることができる：
− 電子モジュール１２が、信号を使用または処理することなく、第１の導電性トラックのセット３２のトラック３７と、第２の導電性トラックのセット３３の対応するトラック３８との間で信号を送信し、
− 電子モジュール１２が、第１の導電性トラックのセット３２のトラック３７と、第２の導電性トラックのセット３３の対応するトラック３８との間で信号を送信し、同時に、信号を使用して、その電子構成要素を機能させる。

図１０から図１４は、電子モジュール１２によって実施され得る機能の種々の例を概略的に示す。

図１０において、電子モジュール１２はセンサモジュールである。

電子モジュールは、測定データを含むデータ信号を生成することが可能なセンサ（例えば、加速度計または圧力センサ）を備える。電子モジュールは、第１の導電性トラックのセットの１つのトラックと、第２の導電性トラックのセットのトラックとの間でデータ信号を送信する。電子モジュールは、同期信号を使用して、第１の導電性トラックのセットのトラックと、第２の導電性トラックのセットの対応するトラックとの間で依然として同期信号を送信しながら、同期を必要とするその電子構成要素（典型的にはアナログ／デジタル変換構成要素）を同期する。同様に、電子モジュールは、電力信号を使用して、第１の導電性トラックのセットのトラックと、第２の導電性トラックのセットの対応するトラックとの間で依然として電力信号を送信しながら、その電子構成要素に供給する。

図１１において、電子モジュール１２はデータ記録モジュールである。

電子モジュールは、データ信号からデータを記録するように構成されるメモリを備える。電子モジュールは、第１の導電性トラックのセットのトラックと、第２の導電性トラックのセットの対応するトラックとの間でデータ信号を送信する。電子モジュールは、電力信号を使用して、第１の導電性トラックのセットのトラックと、第２の導電性トラックのセットの対応するトラックとの間で依然として電力信号を送信しながら、その電子構成要素に供給する。その上、電子モジュールは、信号を使用または処理することなく、第１の導電性トラックアセンブリのトラックと、第２の導電性トラックのセットの対応するトラックとの間で同期信号を送信する。

図１２において、電子モジュール１２は処理モジュールである。

電子モジュールは、電子モジュールが受信するデータ信号を処理し、処理されたデータ信号を生成するように構成される。電子モジュールは、電力信号および同期信号を使用して、第１の導電性トラックのセットのトラックと、第２の導電性トラックのセットのトラックとの間で依然として電力信号および同期信号を送信しながら、その電子構成要素に供給する。

図１３において、電子モジュール１２は電源モジュールであり、その構成要素のうちの１つが電池である。

電子モジュールは、電源信号を生成するように構成される。電子モジュールは、信号を使用または処理することなく、第１の導電性トラックのセットのトラックと、第２の導電性トラックのセットの対応するトラックとの間でデータ信号を送信する。同様に、電子モジュールは、信号を使用または処理することなく、第１の導電性トラックのセットのトラックと、第２の導電性トラックのセットの対応するトラックとの間で同期信号を送信する。

図１４において、電子モジュール１２はインターリーブモジュールである。

この場合、電子モジュールは、スタックの合計サイズを所望の寸法に適合させることは別として、いかなる特定の機能も実施しない。電子モジュールは、信号を使用または処理することなく、第１の導電性トラックのセットのそれぞれのトラックと、第２の導電性トラックのセットの対応するそれぞれのトラックとの間でデータ信号、同期信号および電力信号を送信する。

図１５から図１８は、キャップ１４または１５のうちの１つによって実施され得る種々の機能を概略的に示す。

図１５において、キャップ１４は、受動的なキャップである、すなわち、キャップ１４はいかなる特定の機能も実施しない。

この場合、第３の導電性トラックのセットのトラックがコネクタに電気的に接続される。したがって、コネクタは、データ信号、同期信号および電源信号を受信する。これらの信号は、デバイスのケーシングの外部に配置される離れた設備に、通信ケーブルまたはワイヤレス接続を介して送信され得る。

図１６から図１８は、キャップが能動的である、すなわち、キャップがキャップに特有の機能を実施する、キャップの実施形態を示す。

図１６において、キャップ１４は、第１のフォーマットにおいてスタックの種々のモジュールを通じて伝搬するデータ信号を、第１のフォーマットとは異なる第２のフォーマットを有するデータ信号に変換することが可能な変換構成要素を含む。第２のフォーマットのデータ信号は、デバイスのケーシングの外部に配置される離れた設備に、通信ケーブル上でまたはワイヤレス接続を介してブロードキャストされることが可能である。変換構成要素はまた、逆変換を実行する、すなわち、第２のフォーマットのデータ信号を第１のフォーマットのデータ信号に変換することも可能である。

図１７において、キャップ１４は、第１のフォーマットにおいてスタックの種々のモジュールを通じて伝搬する同期信号を、第１のフォーマットとは異なる第２のフォーマットを有する同期信号に変換することが可能な変換構成要素を含む。第２のフォーマットの同期信号は、デバイスのケーシングの外部に配置される離れた設備に、通信ケーブル上でまたはワイヤレス接続を介してブロードキャストされることが可能である。変換構成要素はまた、逆変換を遂行する、すなわち、第２のフォーマットの同期信号を第１のフォーマットの同期信号に変換することも可能である。

図１８において、キャップ１４は、第１のフォーマット（例えば第１の電圧レベル）においてスタックの種々のモジュールを通じて伝搬する電源信号を、第１のフォーマットとは異なる第２のフォーマット（例えば第２の電圧レベル）を有する信号に変換することが可能な変換構成要素を含む。第２のフォーマットの電源信号は、デバイスのケーシングの外部に配置される離れた設備に、通信ケーブル上でブロードキャストされることが可能である。変換構成要素はまた、逆変換を遂行する、すなわち、第２のフォーマットの電源信号を第１のフォーマットの電源信号に変換することも可能である。

無論、図１６から図１８に示されている３つの機能のうちのいくつかを実施するキャップが考慮され得る。

図１９は、データ取得システムを概略的に示す。

データ取得システムは、複数のデータ取得デバイス１０と、データ集線装置５０とを備える。

データ取得システムは、計装される構造物に異なる位置において取り付けられる複数のセンサを備える。センサの中で、特定のセンサは、データ取得デバイス１０と違う別個のセンサ１１０であり得る。この場合、各センサ１１０は、計装される構造物に取り付けられ、関連付けられるデータ取得デバイス１０に接続される。センサ１１０は、センサ１１０によって生成される測定データを関連付けられるデータ取得デバイス１０に送信するように、通信ケーブルまたはワイヤレス接続を介して、関連付けられる取得デバイスに接続される。これらのセンサの中で、他のセンサは、データ取得デバイス１０に一体化され得る。この場合、センサは、データ取得デバイス１０の電子モジュールの一部である。

データ取得デバイス１０は、ねじまたは穿孔を用いずに、単純に、ホースクランプまたは自動ロック式ケーブルクランプ（一般的に「タイラップ（ｔｙｒａｐ）」と呼ばれるプラスチックまたは金属のホースクランプなど）を用いることによって、計装される構造物に（例えば、ケーブルより線またはチューブに）取り付けられ得る。各取得デバイス１０のアセンブリおよび分解は、工具を用いずに遂行され得、必要に応じて取得アセンブリを再構成することを可能にする。

各データ取得デバイス１０は、通信ケーブル６０またはワイヤレス接続７０（例えば無線周波数接続）を介して別のデータ取得デバイス１０またはデータ集線装置５０に接続される。

データ集線装置５０は、また、他のデータ取得デバイス８０にも接続され得る。

データ集線装置５０は、異なる取得デバイス１０および８０から発生するデータ信号を受信し、集約（ローカルに取得されるそれ自体のデータによる）、フィルタリング（すなわち、データ集線装置が受信するデータの間でのデータの選択による）、記録媒体９０におけるデータの記録、および／または、送信リンク１００を介した、例えば取得アセンブリが航空機に設置される場合の地上局などの、他の設備へのデータの送信を進めるように構成される。

Claims (18)

1. データ取得デバイス（１０）であって、
   空洞（２０）を画定する側壁（１７）を備えるケーシング（１１）と、
   積み重ね方向において空洞（２０）内で積み重ねられる複数の電子モジュール（１２）と、
   １つ以上のコネクタブロック（１３）と、
   電子モジュール（１２）に、積み重ね方向に平行な圧縮力（Ｆ）を加えることが可能な加圧部材（２６）と
   を備え、
   各電子モジュール（１２）は、第１の面（２９）と、第１の面に対向する第２の面（３１）とを有し、第１の面（２９）上に延在する第１の導電性トラックのセット（３２）と、第２の面（３１）上に延在する第２の導電性トラックのセット（３３）とを備え、第１の導電性トラックのセット（３２）が、データ信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラック（４−８）を含み、第２の導電性トラックのセット（３３）が、データ信号の送信専用であり、第１の導電性トラックのセット（３２）のデータ信号の送信専用である導電性トラック（４−８）に、電子モジュールの内部に延在する電気接続通路を介して電気的に接続される、少なくとも１つの導電性トラック（４−８）を含み、
   各コネクタブロック（１３）は、スタックの２つの隣接する電子モジュール（１２Ａ、１２Ｂ）の間に位置決めされて、電子モジュールのうちの１つ（１２Ｂ）の第１の導電性トラックのセット（３２）の各トラック（３７）と、電子モジュールのうちの他の電子モジュール（１２Ａ）の第２のトラックのセット（３３）の対応するトラック（３８）との間の電気接続を確立し、
   圧縮力は、各コネクタブロック（１３）がケーシング（１１）の側壁（１７）に対して支持されたままにするように、積み重ね方向に垂直な半径方向においてコネクタブロック（１３）の寸法を増大させることによって各コネクタブロック（１３）を変形させる傾向にある、
   デバイス。
2. 電子モジュール（１２）が空洞（２０）内に積み重ねられるとき、空洞（２０）内での電子モジュール（１２）の積み重ね順序にかかわらず、モジュールのうちの１つ（１２Ａ）の第２の面（３１）上でのデータ信号の送信専用である導電性トラック（４−８）が、スタック内の別の隣接するモジュール（１２Ｂ）の第１の面（２９）のデータ信号の送信専用である導電性トラック（４−８）に面して、スタック全体を通じてデータ信号をあるモジュールから別のモジュールへと伝搬するように、導電性トラック（４−８）が構成される、請求項１に記載のデバイス。
3. 電子モジュール（１２）のうちの少なくとも１つが、データ信号を生成することが可能である、請求項１または２に記載のデバイス。
4. 第１の導電性トラックのセット（３２）が、同期信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラック（１、３）を含み、第２の導電性トラックのセット（３３）が、同期信号の送信専用であり、第１の導電性トラックのセット（３２）の同期信号の送信専用である導電性トラック（１、３）に、電子モジュールの内部に延在する電気接続通路を介して電気的に接続される、少なくとも１つの導電性トラック（１、３）を含み、電子モジュール（１２）が空洞（２０）内に積み重ねられるとき、モジュールのうちの１つ（１２Ａ）の第２の面（３１）上での同期信号の送信専用である導電性トラック（１、３）が、モジュールのうちの別のモジュール（１２Ｂ）の第１の面（２９）上での同期信号の送信専用である導電性トラック（１、３）に面するように、トラック（１、３）が構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のデータ取得デバイス。
5. 第１の導電性トラックのセット（３２）が、電源信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラック（２、９）を含み、第２の導電性トラックのセット（３３）が、電源信号の送信専用であり、第１の導電性トラックのセット（３２）の電源信号の送信専用である導電性トラック（２、９）に、電子モジュールの内部に延在する電気接続通路を介して電気的に接続される、少なくとも１つの導電性トラック（２、９）を含み、電子モジュール（１２）が空洞（２０）内に積み重ねられるとき、モジュールのうちの１つ（１２Ａ）の第２の面（３１）上での電源信号の送信専用である導電性トラック（２、９）が、モジュールのうちの別のモジュール（１２Ｂ）の第１の面（２９）上での電源信号の送信専用である導電性トラック（２、９）に面するように、トラック（２、９）が構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のデータ取得デバイス。
6. 第１の導電性トラックのセット（３２）が、データ信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラック（４−８）、同期信号の送信専用である１つの導電性トラック（１、３）、および、電源信号の送信専用である１つの導電性トラック（２、９）を含み、第２の導電性トラックのセット（３３）は、第１の導電性トラックのセット（３２）の、データ信号の送信専用である導電性トラック（４−８）、同期信号の送信専用である導電性トラック（１、３）、および、電源信号の送信専用である導電性トラック（２、９）に、電子モジュールの内部で第１の面（２９）から第２の面（３１）まで延在する電気接続通路を介してそれぞれ電気的に接続される、データ信号の送信専用である少なくとも１つの導電性トラック（４−８）、同期信号の送信専用である１つの導電性トラック（１、３）、および、電源信号の送信専用である１つの導電性トラック（２、９）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の取得デバイス。
7. ケーシング（１１）が開口部を有し、取得デバイス（１０）が、
   ケーシング（１１）の開口部を閉塞させることが可能な本体（２１）を備えるキャップ（１４）と、
   キャップ（１４）の本体（２１）を通じて延在するコネクタ（２５）であって、コネクタ（２５）が、通信ケーブルに接続されて、空洞（２０）の内部に位置決めされる電子モジュール（１２）のうちの１つ以上と、ケーシング（１１）の外部に構成される離れた設備との間でデータ信号を送信することが可能である、コネクタ（２５）と
   をも備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のデータ取得デバイス。
8. キャップ（１４）とスタックとの間に位置決めされる第１のエンドプレート（２３）を備え、第１のエンドプレート（２３）が、第３の面（３９）を有し、第３の面（３９）上に延在する第３の導電性トラックのセットを備え、第３の導電性トラックのセットのトラックが、一方においては、コネクタ（２５）に電気的に接続されており、他方においては、電子モジュール（１２）のうちの１つの第１の導電性トラックのセット（３２）または第２の導電性トラックのセット（３３）のトラック（３７、３８）に電気的に接続されることが可能である、請求項７に記載のその取得デバイス。
9. 各接続要素（１３）が、電子モジュールのうちの１つの第１の導電性トラックのセットの各トラックと、電子モジュールのうちの他の電子モジュールの第２の導電性トラックのセットの対応するトラックとの間の電気接続を確立するように、圧縮力の方向に平行な第１の方向において高い導電率を有し、圧縮力に垂直な方向において低い導電率を有する異方性導電材料のブロックを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の取得デバイス。
10. 異方性導電材料が、非伝導性マトリックス、および、マトリックス内に分散された複数の導電性要素を含み、導電性要素が、第１の方向においてのみ電気信号を伝導することが可能である、請求項９に記載の取得デバイス。
11. マトリックスが、エラストマー材料から形成される、請求項１０に記載のデバイス。
12. 各電子モジュール（１２）が、第１の導電性トラックのセット（３２）が延在する第１の面（２９）を有する第１の電子基板（２８）と、第２の導電性トラックのセット（３３）が延在する第２の面（３１）を有する第２の電子基板（３０）と、第１の電子基板（２８）と第２の電子基板（３０）との間に位置決めされ、第１の導電性トラックのセット（３２）のトラックのうちの１つ（３７）および第２の導電性トラックのセット（３３）のトラックのうちの１つ（３８）に接続される１つ以上の電子構成要素（３４）とを備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の取得デバイス。
13. 電子構成要素（３４）のうちの１つが、構成要素（３４）が接続される第１の導電性トラックのセット（３２）のトラック（３７）を介して、測定データを含む入力電気信号を受信して、測定データに処理を適用し、電子構成要素（３４）が接続される第２の導電性トラックのセット（３３）のトラック（３８）を介して、処理された測定データを含む電気出力信号を生成することが可能である、請求項１１に記載の取得デバイス。
14. 電子構成要素（３４）のうちの１つが、電子構成要素（３４）が接続される第１の導電性トラックのセット（３２）のトラック（３７）と、電子構成要素（３４）が接続される第２の導電性トラックのセット（３３）のトラック（３８）との間に電圧を生成することが可能な電池である、請求項１２または１３に記載の取得デバイス。
15. 電子構成要素（３４）のうちの１つが、例えば、振動センサ、加速度センサ、音響センサ、温度センサまたは圧力センサなどの、測定データを含む電気測定信号を生成することが可能なセンサである、請求項１２または１３に記載の取得デバイス。
16. 各電子モジュール（１２）が、構成要素（３４）と電子基板（２８、３０）との間の空間を充填する注封材料（３６）を備える、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の取得デバイス。
17. 各電子モジュール（１２）が、第１の電子基板（２８）および第２の電子基板（３０）によって、電子構成要素（３４）を収容する保護ハウジングを画定するように、第１の電子基板（２８）と第２の電子基板（３０）との間に延在する側壁を備える、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の取得デバイス。
18. データ取得システムであって、
    計装される構造物の異なる位置に取り付けられることが可能である、請求項１から１７のいずれか一項に記載の複数の取得デバイス（１０）と、
    通信ケーブル（６０）またはワイヤレス接続（７０）を介して異なる取得デバイス（１０）に接続されて、異なる取得デバイス（１０）において発生する測定データ信号を受信することが可能であるデータ集線装置（５０）と
    を備える、データ取得システム。

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