JP6968073B2 - センサを備えた管継手 - Google Patents

Description

関連出願の参照
本願は、２０１５年１１月６日付提出の米国仮出願第６２／２５１８５３号（U.S. Provisional Application No.62/251,853）および２０１５年９月２４日付提出の米国仮出願第６２／２３２０１７号（U.S. Provisional Application No.62/232,017）の優先権を主張するものであり、これらの出願の全開示内容は引用により本願に含まれるものとする。

発明の分野
本発明は、全般的には、管に機械的に取り付けられてこれを封止する流体継手に関し、より具体的には、流体継手に取り付けられるワイヤレスセンサおよびその使用方法に関する。

発明の背景
一般に、流体配管、例えばチューブまたは管のための継手の１つのタイプとして、流体配管に緩くはめ込まれるコネクタボディと、このコネクタボディを圧縮しかつ／または流体配管の外面に対して物理的に変形させ、これにより１つもしくは複数のシール部および強固な機械的結合部を形成するドライブリングと、が挙げられる。

従来、管への流体継手の適正な組付けを確認するため、種々の物理的検査が開発されてきた。例えば、継手が管に適正に整列されかつ位置決めされていることを保証するために、種々の視覚的検査が使用されている。他の侵襲性または非侵襲性検査、例えば超音波検査、Ｘ線検査またはこれに類似のものも実行可能である。しかし、これらのタイプの検査は、典型的には組付けの実際時点でしか有意でなく、継手が管に適正に組み付けられたことの間接的な証明しか提供できない。

さらに、これらの検査は、特に、継手の有効な耐用期間にわたる状態に関する連続情報を提供しない。当該流体継手は、腐食性のプロセスフルードまたはプロセスガス、例えば硫化水素の存在する過酷な酸性の環境で用いられることが多い。例えば、水の存在するもとでのＨ_２Ｓは、炭素鋼のパイプラインに腐食、割れまたはふくれの形態のダメージを与えることがある。鋼へのＨ_２Ｓの作用により、硫化物応力割れ（ＳＳＣ）、水素応力割れ（ＨＩＣ）および腐食が生じることもある。酸性環境に二酸化炭素が存在すると、鋼の腐食率が高まりやすい。またＳＳＣおよびＨＩＣの双方に対する鋼の敏感度も高まりうる。こうした作用は、流体継手および管を危険に曝しかねない。

よって、管への流体継手の組付け時点の状態に関する情報と、継手の有効な耐用期間にわたる連続情報とを提供可能なセンサおよびその使用方法が提供されれば有益なはずである。

発明の概要
本発明の例示的実施形態の簡単な概要を提示する。当該概要は、本発明の重要要素を区別するものまたは本発明の観点を限定するものではない。

一特徴にしたがって、管に機械的に取り付けられる流体継手を提供する。流体継手は、少なくとも一方の端部側の内部に管を受容する孔を定める内面を有する継手ボディを含む。継手ボディを管に機械的に取り付けるために、リングが、継手ボディの少なくとも一方の端部の上方に位置決めされてはめ込まれ、管に係合するよう、継手ボディの内面に主シール部が形成される。前記リングが力によって継手ボディの少なくとも一方の端部に組み付けられる際に、リングおよび継手ボディにより、リングの弾性変形と継手ボディおよび管の持続的変形とを生じさせ、これにより管を継手ボディに漏れのないように取り付けるのに充分な圧縮力が主シール部に適用される。前記リングが前記継手ボディに組み付けられると、電気的に動作するセンサ装置が継手ボディまたはリングのいずれか一方の表面に固定され、このセンサ装置が固定された前記継手ボディまたは前記リングの物理運動に応じた電気パラメータが形成される。

別の特徴にしたがって、管に流体継手を機械的に取り付ける方法を提供する。方法は、管を流体継手の一方の端部内に挿入し、流体継手の内側に形成された主シール部を、管の外面に隣接するように位置決めするステップを含む。方法はさらに、流体継手の物理運動に応じた電気パラメータを形成する歪みゲージ（ストレインゲージ）を含む、ワイヤレスで電気的に動作するセンサ装置を流体継手の表面に取り付けるステップを含む。方法はさらに、管の外面に対して主シール部の持続的変形を生じさせ、これにより流体継手を管に漏れのないように持続的に取り付けるのに充分な圧縮力を流体継手に適用するステップを含む。方法はさらに、ＲＦ通信機を用いて、ワイヤレスで電気的に動作するセンサ装置に問い合わせを行うステップと、前記問い合わせに応答して、電気的に動作するセンサ装置から、流体継手が管に持続的に取り付けられた後にこの流体継手の物理運動に応じて形成される電気パラメータを送信するステップとを含む。

上述した一般的な記載および以下の詳細な記載の双方とも例示および説明のための実施形態であることを理解されたい。添付図は、記載した実施形態のさらなる理解を提供するために設けたものであり、本明細書に組み込まれてその一部をなすものである。各図は本発明の種々の例示的実施形態を示す。

本発明の上述した特徴および他の特徴は、添付図を参照して行う以下の説明を読むことによって本発明の関連技術の当業者に明らかとなる。

流体継手の例の概略的な断面図である。 ボディ端部に部分的に組み付けられたリングおよびボディ内に位置決めされた管を示す、図１の流体継手の例の一方端部側の概略的な断面図である。 ボディ端部の完全組付け位置にあるリングと、これに関連するスリーブおよび管の変形とを示す、図６に類似の断面図である。 リングの例およびこれに取り付けられたセンサを示す概略的な部分斜視図である。 流体継手の例およびこれに取り付けられたセンサの種々の例を示す立面図である。

例示的実施形態の説明
例示的実施形態を図に示し、説明する。ここに示している各例は、本発明を限定するものでない。例えば、１つもしくは複数の特徴は、他の実施形態および他のタイプの装置においても利用可能である。さらに、特定の用語は簡便性のためにのみ用いており、限定と取られるべきものではない。さらに、各図中、同じ要素の指示には同じ参照番号を用いている。

図１に示されている例を見ると、例示の継手１０は、例えば寸法１／４”ＮＰＳから４”ＮＰＳまでの範囲の薄壁または厚壁の管の結合に利用することができるが、他の管寸法であっても例示の継手１０の利点は導出されうる。例示の継手１０は、ドライブリング１４（「スエージリング」と称することもある）およびボディ１２および管１６間に、円筒状の接触領域の長さに沿って、予め定められた締め代比を有する。例示の継手１０は、管１６に組み付けることができる。継手ボディ１２およびドライブリング１４をともに利用して、管ボディ１６を継手１０に結合することができる。各部品は、中心軸線または長手軸線Ｌを中心としてほぼ対称である。図示の例では、継手１０は、向き合った２つの端部を有し、各端部は内部に管ボディ１６を受容するように構成されている。相応に、図示の例では２つのドライブリング１４が設けられているが、継手は、一方の端部によって唯一の管のみを受容するように構成されていてもよいことが理解される。継手の種々の例は、共同出願である米国特許第８８７０２３７号明細書；同第７５７５２５７号明細書；同第６６９２０４０号明細書；同第６１３１９６４号明細書；同第５７０９４１８号明細書；同第５３０５５１０号明細書；同第５１１０１６３号明細書（U.S. Patent No. 8,870,237; 7,575,257; 6,692,040; 6,131,964; 5,709,418; 5,305,510; 5,110,163）に示されており、これらの出願は全て、引用によりその全体が本願に組み込まれるものとする。

図２を見ると、ドライブリング１４は、組付け前の位置において、継手ボディ１２のスリーブ１２ｂに部分的に組み付けられているかまたはプリアセンブルされている。当該位置では、ドライブリングの傾斜区間は、主シール部のランド区間の近隣にあるが、これに対して僅かに離間している。ドライブリング１４は、締まり嵌めにより保持され、最終エンドユーザによる使用および組付けを容易にするために、継手ボディ１２に組み付けられる前の位置で顧客へ輸送可能である。

広く言えば、管またはチューブへの継手１０の組付けは、結合される管／チューブに持続的かつ不可逆の変形を生じさせ、管／チューブと継手のボディとの間に金属‐金属シール部を形成する。継手は、１つもしくは複数のシール部、例えば主シール部３０、内側シール部３２、外側シール部３４などを含むことができる。ドライブリング１４から、内部に管区間１６を受容した相応のスリーブ１２ａ，１２ｂに軸線方向で力がかかると、スリーブ１２ａ，１２ｂはチューブもしくは管の区間に機械的に結合されて封止される。スエージリングまたはドライブリング１４は、シール部３０，３２，３４に力を印加して管１６内へ係合させ、ボディ１２と管１６とを封止しかつ機械的に結合するために、スリーブ１２ａの上方に環状に受容されて、このスリーブ１２ａに沿って軸線方向で力を印加できる寸法に構成されている。

シール部のセッティングとは、シール部の１つもしくは複数の歯がスエージされるかまたは力によって変形して管１６に接触することを意味する。継手ボディ１２上でのドライブリングの軸線方向運動により、締まり嵌め部を介して、ボディを管またはチューブの表面に押しつける圧縮力が適用され、管／チューブの壁が、最初は弾性的に（つまり持続的にではなく）、ついで可塑的に（つまり持続的に）、圧縮される。これらの接触応力は、封止ランドの下方の管／チューブの表面を可塑的に降伏させるのに充分な程度に高く、３６０°の周にわたって管／チューブと継手ボディ１２との間に持続的に金属‐金属シール部が形成される。

シール部のセッティングは、シール部の１つもしくは複数の歯に完全に力がかかり変形して管１６に接触したときに（例えば、シール部３０，３２，３４に直接に相対する管１６の外面１７が、ドライブリング１４の特定区間によって内側への力がかかった後、さらなる半径方向の運動を生じない場合に）完了する（つまり完全にセットされた）と考えられる。これに代えて、封止の完全なセッティングを、ドライブリング１４がシール部の１つもしくは複数の歯に管１６の内奥へ向かう力をかけたとき、または、ドライブリング１４がシール部を通過する際、ドライブリング１４の作動テーパ部が直径一定の円筒状区間に対して水平となるときと定めることもできる。管１６は、典型的には、弾性限界を超える応力を受けるが、これは、シール部３０，３２，３４が表面に係合しつづけ、管１６が可塑変形するからである。シール部３０，３２，３４の歯は、管１６の外面１７に係合してこれを変形させ、自身も幾らか変形しうる。これにより、管１６の外側に見られる粗面または不規則面の欠陥が充填される。

図３を参照すると、継手１０を管１６に機械的に接続しかつ封止する目的で、ドライブリング１４を内部に管１６を挿入したスリーブ１２ｂに完全に組み付けるために、（図示されていない）組付けツールを用いて、ツールに係合したフランジ２０に向かい、スリーブ１２ｂ上のドライブリング１４にさらに力をかけることができる。内部に管１６を挿入した継手ボディ１２上のドライブリング１４の軸線方向運動により、ボディ１２、特にボディ１２のシール部の、管１６へ向かう半径方向運動または管１６内への半径方向運動が生じ、管との封止および機械的結合が形成される。付加的に、管１６が変形し、継手ボディ１２が変形する。図２と図３とを比較して理解されるように、ボディ１２とリング１４との重なり領域では、何らかのタイプの変形または係合が必要である。当該重なり領域においてリングがボディを通過するには、管１６内へのシール部の歯の係合、管１６の変形、かつ／またはリング１４および／またはボディ１２の変形が生じなければならない。

ドライブリング１４には、ボディスリーブ１２ａ上で軸線方向に、最終組込み位置へ向かう力がかけられる。この位置で、ドライブリング１４は、ボディフランジ２０に当接するかまたは係合する。これに代えて、ドライブリング１４は、フランジ２０に接触することなくそのごく近隣に位置決めされてもよい。ボディ１２の半径方向運動および管１６の変形と同時に、ドライブリング１４の半径方向運動も外側へ向かって生じる。当該ドライブリング１４の半径方向の変形は、典型的には弾性変形であり、ドライブリング１４の直径が僅かに増大する。

ドライブリング１４の内寸法は、リングからスリーブに力がかかった際に、スリーブを配管に対して押圧するだけでなく、スリーブの下方の管の半径方向での圧縮に充分な程度にスリーブを圧縮するのに充分な半径方向距離でスリーブが圧縮されるように定められる。ドライブリング内の応力は、ドライブリングを形成する材料の弾性限界をけっして超過してはならない。発生する半径方向での膨張は、充分に材料の弾性限界内にあり、その結果、スリーブおよび管に対する弾性力が維持される。実際には、スエージ動作による金属接続部の冶金学的性質により、ドライブリングの物理特性に大きな変化が生じ、この変化が適切なセンサによって明瞭に測定される。好ましくは、電気的に動作するセンサが用いられ、このセンサ装置が、固定されたデバイスの物理運動に応じて、電気的に検出可能なパラメータを含む電気パラメータを形成する。

例えば、ドライブリングが嵌合する管上に押しつけられると、このドライブリングは約２０，０００ｐｓｉの作業応力を受けることができ、弾性変形して、約１．５ｍｉｌ（１ｍｉｌは１／１０００ｉｎｃｈに等しい）膨張する。最適な材料を用いれば可塑変形も測定されうるが、これは極小であり、管とスリーブとドライブリングとの間には弾性平衡が生じて、継手の信頼性が高まる。幾つかの例では、センサ装置の電気パラメータは、ドライブリングの弾性変形に応じて、またはボディ１２もしくは管１６の可塑変形に応じて形成可能である。

ドライブリング１４の材料において組付け中の弾性膨張によって生じる物理応力１５は、センサが測定可能な歪みとして表される。上述したように、検出可能な歪みは、ボディ１２および／または管１６の変形から生じる応力／歪みに直接に関連する。一般に、歪みゲージは、２つのアクティブスポット間の距離の変化を測定するものであり、ドライブリングまたは継手ボディにおける、管への流体継手の組付けから生じる変化の検出に用いることができる。使用される歪みセンサとその歪み測定素子の配向状態とに依存して、ドライブリングで検出される物理応力は、円周応力もしくはフープ応力、軸線方向応力または半径方向応力のいずれであってもよい。さらに、これらの組み合わせを検出可能であることも理解される。一般的な測定技術の１つとして、一軸または多軸の歪みゲージを含むセンサの使用によるものが挙げられる。金属構造に対する歪みゲージは、歪みトランスデューサと称されることもあるが、典型的には金属膜抵抗装置である。一例として、歪みトランスデューサは、測定すべき対象物での（材料の膨張または収縮から生じる）応力の適用の結果として湾曲する（歪む）金属ダイヤフラムに取り付けることができる。こうしたトランスデューサは、典型的には、自身が取り付けられた、金属であることが多い構造体の運動（歪み）に応じた小さな電気抵抗の変化を形成する。ただし、歪みセンサは、インピーダンス変化または導電率変化または他の検出可能な特性もしくは状態によって測定される歪みを表すこともできる。半導体歪みゲージ（圧電抵抗と称されることもある）、容量性歪みゲージなどを含む、他の種々のタイプの歪みセンサも使用可能である。電気パラメータまたは電気的に検出可能なパラメータは、使用される特定のタイプのセンサ装置によって形成されたもの、またはこのセンサ装置に関連するものに対応することも理解されたい。

従来、こうした歪みゲージは、物理線またはこれに類似のものを介して電子読出装置に接続されている。しかし、使用、組付けの簡便性および信頼性のためには、非接触かつワイヤレスの歪みゲージの利用がきわめて有益である。種々の非接触かつワイヤレスの歪みゲージの構成、例えばＲＦＩＤシステムを利用可能である。使用可能なこうしたワイヤレス歪みゲージの１つが、共同出願である米国特許第９３７８４４８号明細書（U.S. Patent No.9,378,448）（「４４８特許」）に記載されており、この出願は引用によりその全体が本願に明示的に組み込まれるものとする。シングルエレメントまたはマルチエレメントの歪みゲージも使用可能であることを理解されたい。シングルエレメントの歪みゲージは、測定すべき所望の軸線に沿って位置合わせされた歪みトランスデューサとともに使用可能である。これに代えて、マルチエレメントの歪みゲージを、曲げクロストークを最小化して精度を向上させるために、相互に１８０°または９０°で配置された２個または４個のゲージとしてもよい。

一般に、ＲＦＩＤタグは、情報の測定、送信および／または記憶に使用されるマイクロチップまたは集積回路を含む。ＲＦＩＤタグに対して近接または遠隔に配置された外部のトランシーバ／通信機／リーダ１００（例えばＲＦＩＤリーダ）は、ＲＦＩＤタグから情報を無線にて受信し、かつ／またはＲＦＩＤタグへ情報を無線にて送信するために用いられる。ＲＦＩＤタグは、典型的には、ＩＤ識別に関するＲＦ信号および／またはＲＦＩＤタグ内に記憶された情報を送信するアンテナを含む。通信機による読出しのために、複数のＲＦＩＤタグを利用可能であることを理解されたい。例えば、複数のＲＦＩＤタグの使用は、測定すべき対象物上の種々の位置での複数の示度を得るために、通信機がＲＦＩＤタグに問い合わせを行いうる複数の角度を形成するのに有益たりえ、かつ／または１つもしくは複数のＲＦＩＤタグが損傷した場合の冗長性を提供することもできる。通信機１００は、全体またはその一部がＲＦＩＤタグへの電力の供給にも用いられ、これにより、ＲＦＩＤの無線通信トランシーバは、通信機からの電磁場によって受動的に給電される。つまり、ＲＦＩＤタグの回路は、通信機１００から送信される電磁エネルギによって給電される。

通信機１００は、一般に、ＲＦＩＤタグに打診または問い合わせをするように構成されており、典型的には、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤ情報をやり取りするための送信器および受信器を含む。こうした問い合わせに応じて、ＲＦＩＤタグは、典型的には、通信機に応答情報を送信する。また、ＲＦＩＤタグの問い合わせ部が、ＲＦＩＤタグによって受信、記憶または動作される、通信機からの情報を送信でき、逆に、ＲＦＩＤタグが通信機へ返送情報を送信できる、双方向通信も生じうることを理解されたい。通信機は、ＲＦＩＤタグからのＲＦデータを受信し、このＲＦデータを有意のデータに外挿するプロセッサを含んでもよく、これにより、ＩＤ識別または他の固定情報もしくは記憶情報をユーザに認識させることができる。所定の実施形態では、通信機はコンピュータシステムに統合可能である。通信機は、好ましくは、受信したデータを後の回収、分析または送信のために記憶する非一時性のオンボードのコンピュータメモリを有する。付加的に、通信機は、好ましくは、インタネットおよびワールドワイドウェブを含むローカルネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）で通信可能である。好ましくは、通信機自体は、例えばＷｉＦｉ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、セルラ（アナログまたはディジタル、過去および現在の全ての反復を含む）またはこれに類似の他の技術を介して、無線データ通信が可能である。さらに、通信機は、好ましくは、種々の構成要素および機能を含みうるプログラミング可能なマイクロプロセッサを有する。例えば、マイクロプロセッサは、コマンド処理、計算実行、データのトラッキング／データの読出し、データの記憶、データの分析、データの調整／操作、新規コマンドもしくは新規命令の受信などのいずれかまたは全てを行えるプログラミング可能な計算コアを含む。

図４を見ると、ワイヤレスで電気的に動作するセンサ装置の一実施形態が示されており、ここでは、センサ装置５０がドライブリング１４の外面４０に適用されている。以下に説明するように、センサ装置５０を用いて、流体継手１０の特性、状態および状況ならびに流体継手と管との間の取付けの品質のうちいずれかまたは全てを識別することができる。センサ装置５０の使用は、流体継手１０を管１６に組み付ける過程において、封止が完全である（すなわち完全にセットされた）ことおよび許容可能なプルアップが生じていることを表すのに、特に有効である。このように、リアルタイムデータを取得するセンサ装置５０の使用により、組付け後の検査の必要性を低減できるかまたは除去できる。

センサ装置５０は、ボディ１２およびドライブリング１４を含む継手１０の種々の部材に、内側または外側で、固定可能であることが理解される。センサ装置５０は、管１６にも内側または外側で結合可能であるが、管が輸送する流体に曝されるおそれがある。センサ装置５０は、管上の種々の位置に配置可能であるが、組み付けられる継手１０に比較的近い（例えば直接隣接する）場所が好ましいことが理解される。管内を輸送される流体の重量によって生じうる管への応力負荷または歪み負荷、または管の組付け方式に依存する管の組付け負荷、または管にかかる構造負荷は、管内で検出可能な歪みによって直接に表すことができる。継手１０に隣接して配置されるこうしたセンサ装置を用いて、管の配設によって継手１０に生じる応力または歪みの量を理解または外挿することができ、これは、組み付けられた継手１０によって維持される封止の完全性の状態または予測／予想状況を表すのに役立ちうる。一例では、センサ装置５０の少なくとも１つの外面が、センサ装置５０をドライブリングの外側に取り付けるためのフレキシブル片面接着剤を有する。これに代えて、外部に適用される接着剤またはこれに類似のものを用いることもできる。組付けの際のスエージ動作により、センサ装置５０は、ドライブリングの内側またはボディの外側の、２つの面が干渉しあう場所に組み付けることはできない。なぜなら、センサ装置が、衝突作用、衝撃作用、せん断作用などを受けやすいからである。ただし、センサ装置を干渉のない場所に配置することができ、またはセンサがポケット内、凹部内もしくは他の保護位置内に置かれる場合には、干渉しあう場所に配置することも可能である。第１の実施形態では、センサ装置５０は、自身が取り付けられているツールまたは対象物（例えばドライブリング、継手ボディ、または管でもよい）の形状に適合するフレキシブル構造を有することができる。フレキシブルセンサ装置５０は、湾曲面および／または可変面、例えばドライブリングの円筒外周面、ボディ１２の内側または管１６への接着のために構成されることが望ましい。フレキシブル基板、フレキシブル回路／トレースおよび任意のフレキシブルバッテリを含むフレキシブルセンサ装置５０は、その劣化をまねかずに、延伸、ひだ寄せ、曲げまたは撓めが可能であることが理解される。フレキシブルワイヤレスＲＦＩＤセンサ装置５０は、フレキシブル基板を含むＲＦＩＤタグであってよく、このフレキシブル基板は、（プリントまたはエッチングまたはラミネートされた）フレキシブル回路と、アンテナ５２と、オンボードの通信チップまたは別個の通信チップを用いたワイヤレス通信プロトコル部（例えばＲＦＩＤ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣまたはこれに類似のもの）とのインタフェースの機能、ならびに、歪み示度を取得し、この示度およびその時間関連データを非一時性のオンボードのメモリに記憶するオンボードのセンサ５６（または別個のセンサでもよい）とのインタフェースの機能を有する集積回路５４とを含む。情報を記憶するメモリの種々の例として、消去可能かつプログラミング可能な読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、ハードコードされた非一時性の内部メモリ、または他の種々の読出し／書込みメモリ装置を挙げることができる。付加的なセンサ、例えば温度センサ、環境センサ（圧力、湿度、光など）、加速度計、振動センサなども含まれてよい。一例では、４４８特許のＲＦＩＤ歪みゲージを上述した素子の幾つかまたは全てを含むフレキシブル回路として構成可能である。センサ装置５０は、スイッチ５７および／またはフィードバック装置５８（ランプ、ディスプレイまたはスピーカなど）のさらなる構成要素を含んでもよい。

上述したように、本願の流体継手は工業セッティングで用いられることが多く、過酷かつ危険で酸性の環境に曝されうる。組付け中、保管中および現場適用中に配管設備が受ける機械的かつ環境的な影響は、外側のＲＦＩＤタグを損ない、これを動作不能にしてしまうことがある。つまり、タグは、取扱い中、組付け中などに破壊または設備からの解離が起こりうるし、かつ／または過酷な環境に曝されることで時間の経過につれて劣化しうる。

よって、ＲＦＩＤセンサ装置５０がドライブリング１４、ボディ１２または他の対象物に取り付けられた後、保護ケーシング材料６０がＲＦＩＤタグの上方に適用されて封入され、センサ装置が外部環境から絶縁されることが好ましい。例えば、保護ケーシング材料６０は、ドライブリング１４または他の対象物の外面４０のＲＦＩＤタグの上方に適用される。保護ケーシング材料６０は、ドライブリング１４に容易に適用でき、機械的かつ環境的な損傷から下方のＲＦＩＤセンサ装置５０を保護する薄いコーティングが形成されるように選択される。好ましくは、保護ケーシング材料６０は、管の半径方向厚さを著しく増大しない。種々の例において、ＲＦＩＤセンサ装置５０および保護ケーシング材料６０は、高温かつ／または高圧の環境での使用に対して選択可能であり、判読性、組付けの容易性、および過酷な環境においても機械的かつ化学的なストレスに耐えうるパッケージングを有利に提供できる。また、ケーシング材料６０は、好ましくは、管への継手１０の組付け中に発生する応力／歪みに対しても耐性を有する。センサ装置５０が管１６に取り付けられ、内部の流体に曝される箇所では、好ましくは、保護ケーシング材料６０がセンサ装置５０を流体に対しても封止して、両者の接触を防止する。

保護ケーシング材料６０は、フレキシブルセンサ装置５０およびドライブリング１４上にブラシ、ローラまたはスプレーによって適用可能であるが、保護ケーシング材料６０の比較的均一な薄層を設けるための他の適切な手段も利用可能である。一実施形態では、保護ケーシング材料６０はウレタンコーティングであってよいが、ニトリル、Ｖｉｔｏｎ、エポキシなどの他の材料も好適でありうる。他の実施形態として、保護ケーシング材料６０を、センサ装置５０の上方にこれをカバーするように配置された感圧性接着剤を有するフレキシブルプラスチック基板またはこれに類似のものとしてもよい。もちろん、保護ケーシング材料６０は、ＲＦＩＤ通信システムの使用を可能にするＲＦ信号のための無線透過性を有さなければならない。保護ケーシング材料６０の堆積部を、ＲＦＩＤセンサ装置５０を直接に覆うドライブリング１４の周付近でこれが最も厚くなり、適用される帯状体の端部で相対的に薄くなるようにテーパ処理すると有利でありうる。

上述したように、ワイヤレス歪みゲージは、継手の外面への適用のための可撓性を有するように構成可能である。また、ワイヤレスＲＦＩＤセンサは、中間物を介して継手ボディ、ドライブリングおよび／または管に間接的に取り付けられる、部分可撓性または非可撓性の回路として組み込まれてもよいことも理解される。例えば、図５に概略的に示されているように、センサ支持体８０を、センサ装置５０（または保護ケーシング材料６０）と測定すべき要素との間に挿入することもできる。図５の表現は一例にすぎず、幾つかの組付け例の強調表現と考えられることを理解されたい。センサ支持体８０は、継手ボディ、ドライブリングおよび／または管の外面または内面に形状一致するようにかつ直接に取り付けることができる。センサ支持体８０は、継手ボディ、ドライブリングおよび／または管の外周面または内周面に対応する曲率または他の幾何学寸法を有する固定面８２と、センサ装置５０Ｂが取り付けられる反対側のセンサ面８４とを含んでもよい。センサ支持体８０の固定面８２は、好ましくは、継手ボディ、ドライブリングおよび／または管の外面または内面に堅固に取り付けられるので、歪みセンサの示度は、センサ装置５０Ｂが直接に受けたものとなる。任意の手段として、センサ支持体８０が、測定すべき対象物の表面に直接にアクセスするための貫通孔８６、凹部または他の開口を有してもよく、これにより、歪みゲージセンサ５６を直接に外面に取り付けることができる。例えば、図５に概略的に示されているように、歪みゲージ５４Ｂは孔８６を介して直接にリング１４の外面４０に取り付けることができるが、大多数のセンサ装置５０Ｂはセンサ支持体８０によって支持される。歪みゲージ５４Ｂは、直接にセンサ装置５０の回路基板上に配置可能であるかまたは適切な導電リードを介して分離可能である。センサ装置５０が剛性であるかまたは部分可撓性しか有さない箇所では、センサ装置５０はリング１４の接線に沿って組付け可能であり、これにより歪みゲージセンサ５６が外面４０に接触し、センサ支持体８０は、湾曲した外面４０上のセンサ装置５０の平衡を支持するスペーサとして機能しうる。センサ装置５０の接線に沿った組付けについては、図５の表示は概略的であり、強調表現であると考えることができる。例えば、接線に沿った組付けの場合、センサ支持体８０は図示されているよりも薄くてよく、これにより、センサ支持体８０が回路基板（または保護ケーシング材料６０）の底面と外面４０との間の差を埋め、（回路基板上に支持可能な）歪みゲージ５４Ｂが容易に外面４０に接触する。実際に、歪みゲージ５４Ｂがセンサ装置の中央部のどこかに配置されている（例えば回路基板の両端間に配置されている）箇所では、適切な孔８６を使用可能であるかまたは２つ以上のセンサ支持体８０（または２つの別個の部材から成るセンサ支持体８０）を利用可能である（例えば一方が外面４０上のセンサ装置５０の各端部を支持する）ことが理解される。さらに、歪みゲージ５４Ｂが（例えば回路基板の一方端部へ向かって配置されているかまたはこの一方端部に配置されている）センサ装置の一方端部へ向かって配置されている一構成において接線に沿った組付けが行われうることも理解される。カンチレバー式組付けに類似しているとも言えるこの状況では、センサ支持体８０を用いて、外面４０上のセンサ装置５０の反対側の端部を支持することができる。もちろん、センサ支持体８０は、組付けの構成に応じてセンサ装置５０が支持されるように、直接に適応化可能である。

固定面８２は、接着剤、機械式ファスナーなどを介して、取り外し可能または好ましくは取り外し不能に取り付けることができる。中間センサ支持体８０を用いて、単純にセンサ支持体８０を交換することにより、シングルセンサ装置５０Ｂを種々の幾何学寸法を有する種々の流体継手１０に適用できる。こうした構成により、高効率かつ低コストの構成が提供される。さらに、センサ支持体８０を用いてセンサ装置５０Ｂを流体継手の周面からずらすかまたは持ち上げることができ、このことは、監視すべき継手がアクセスしにくい場所に配置されている場合または他の近接の対象物の干渉を受けうる場合に特に有利となりうる。このようにすれば、センサ支持体８０のアレイによって、シングルセンサのための複数の取付け手段を提供できる。

この場合、センサ装置５０Ｂは、センサ支持体８０のセンサ面８４に取り付けられる。センサ装置５０Ｂを部分可撓性または剛性の基板（例えば従来のソリッド回路板）上に設け、これにより製造を簡単化して、さらにオンボードのセンサの精度を高めることができる。センサ支持体８０のセンサ面８４は、平坦であっても湾曲していてもよく、またはセンサ装置を受容するポケットまたは凹部を含むことができる。

別の実施形態では、センサ支持体８０は、２つ以上のセンサを取り付けるための空間を提供しうる。例えば、センサ面８４は、種々の構成（平行、垂直、傾斜、種々の高さなど）で複数のセンサを取り付けるための、２個以上のサイドバイサイド配置を提供することができる。このようにすれば、センサ支持体８０は、現場においてセンサ装置５０Ｂを一貫して組み付けるためのガイド部としても機能しうる。

センサ装置５０Ｂは、ＲＦ信号に対する無線透過性を有する保護ケーシング材料６０Ｂ内に封入可能またはカプセル化可能である。ケーシング材料６０Ｂは、上述したような種々のタイプの取り外し不能のものであってよく、または、センサ装置５０Ｂを内部に固定された状態で含む取り外し可能なコンテナであってもよい。センサ支持体８０のセンサ面８４がセンサ装置５０Ｂを受容するポケットまたは凹部を有する取り外し可能な一例では、保護ケーシング材料６０Ｂは、センサ面８４の上方に固定されてポケットまたは凹部を閉鎖するリジッドかつ物理的な上部カバーであってよい。当該上部カバーは、センサ装置５０Ｂを環境に対して保護するガスケットまたは他のシール部を含むことができる。所望に応じて、取り外し可能な上部カバーにより、時間の経過にしたがってセンサ装置の取外し、修理または交換を可能にする手段が提供される。

ワイヤレスＲＦＩＤセンサは、継手ボディ、ドライブリングおよび／または管のポケット９０、凹部、孔または他の内部空間に埋め込むかまたは他の手法で直接に取り付けることができる。例えば、図５に示されているように、ポケット９０は、平坦なスポット底部で形成していてよく、または、所望のセンサの取付け場所を提供するために継手ボディ、ドライブリングおよび／または管の外周面に別様に成形されてもよい。つまり、ポケット９０は、センサ装置５０Ｃを取り付けるための、比較的平坦な（つまり他の湾曲した外周面に比べて平坦な）スポットであってよく、このことは部分可撓性または非可撓性の回路を含む歪みゲージに対して有意でありうる。また、ポケット、凹部、孔などは、センサ装置５０を組み付けるべき箇所を表すのに有意でありうるので、一貫した所望のセンサ示度が取得されることが理解される。ポケットは、半径方向もしくは軸線方向に、または流体継手の中心軸線に対して所定の傾斜角度を有するように配向可能である。さらに、ポケット９０、凹部、孔などを、継手ボディ、ドライブリングおよび／または管の一端に形成して、その内部で軸線方向に所定の距離だけ延在させうることが理解される。このようにすれば、センサ装置を軸線方向でポケット９０、凹部、孔などに挿入可能である。任意の手段として、ＲＦＩＤタグおよび通信機のＲＦ信号に対する無線透過性を有する保護ケーシング材料６０Ｃ、例えば上述したタイプのものまたはリジッドのカバープレートもしくはこれに類似のものを適用可能である。カバープレートが使用される箇所では、これは、ポケット９０、凹部、孔などがあたかも存在しないかのように（つまり、組付け状態で、組み付けられたカバープレートの外面が継手ボディ、ドライブリングおよび／または管の周面にほぼ一致しうるように）、組み合わせ装置を定格形態に戻すためのフィラとして機能しうる。カバープレートは、接着剤、機械式ファスナー、クリップなどを介して取り外し可能または取り外し不能であってよい。

好ましくは、ＲＦＩＤセンサ装置５０は、その動作のための電力の全てを通信機からのＲＦ信号によって取得する。ただし、センサ装置５０は、オンボード電源５９、例えばコインセルまたは好ましくはフレキシブルプリントバッテリを含む、半能動または完全能動の装置であってもよい。こうした能動の装置は、ＲＦＩＤ通信機、アクティブ通信プロトコル部（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、セルラ、音声、光学、赤外など）、アクティブオンボードコンピュータデータ処理部、ランプもしくはディスプレイもしくはスピーカなどを介した聴覚的または視覚的なユーザフィードバック部との通信のために、より大きな無線到達範囲を提供できる。

センサ装置５０は、流体継手（すなわちボディ１２、ドライブリング１４）の長手軸線Ｌに沿った種々の場所に適用可能である。センサ装置５０にとって、組込み状態で比較的高い応力がかかる領域または潜在的な破損点に配置されることが好ましい。多くのケースで、このような場所は、主シール部３０、機内シール部３２および／または機外シール部３４のいずれかの近傍またはこれに整列する箇所に見出される。例えば、図３に示されているように、組込み中の弾性膨張によって生じるドライブリング１４の材料の物理応力１５は、主シール部３０の配置場所の上方の位置で相対的に高くなる。なぜなら、これは、スリーブ１２ｂおよび管１６の変形度が大きい場所であるからである。したがって、センサ装置５０は、継手の長手軸線に対して相対的に、全体として垂直方向で主シール部３０に整列するように配置可能である。より具体的には、少なくとも歪みゲージセンサ５６が、全体として、主シール部３０に垂直方向で整列するように配置可能である。ただし、センサ装置５０の所望の位置を、それぞれ特定の流体継手、管または組込み環境での研究または実験によって求めることもできる。

ワイヤレスセンサ装置５０の組付けおよび使用方法の１つを説明する。好ましくは、ワイヤレスセンサ装置５０は、工場において、現場への導入前に、感圧性接着剤または他の接着剤などを用いて、流体継手１０（例えばドライブリング１４）に適用される。また、センサ装置５０を（例えば、剥離層によって覆われた感圧性接着剤または現場使用のために構成された接着キットを用いた）現場での組付けのために設けることができることも理解される。このように、流体継手１０は、製造され、エンドカスタマに従来の方式で輸送可能であり、センサ装置５０は、組付け時点ではじめて適用される。また、センサ装置５０が、現場において、予め組み付けられている既存の継手に適用可能であることも理解される。さらに、保護ケーシング材料６０は、工場または現場において、ワイヤレスセンサ装置５０の上方に適用可能である。１種類のケーシング材料６０を全てのセンサ装置５０に使用できるし、または種々のタイプのケーシング材料６０を種々の使用環境（例えば軽負荷対厳重／過酷負荷環境）にも使用できることが理解される。付加的に、（特にＲＦＩＤチップを備えた）各センサ装置５０は、好ましくは、固有（一意）の識別子、例えば固有の数値識別子を含む。固有の識別子は、センサ装置５０から取得可能であり、流体継手１０のシリアルナンバに関連づけることができる。当該組み合わせは、手動でかつ／またはコンピュータデータベースなどに記録可能である。流体継手の特性に関する関連情報、例えば継手の種類、材料、顧客、目的環境、製造日時なども、製造段階または現場で発生する示度とともに、同様に記録可能である。

その後、流体継手１０は、エンドカスタマに輸送可能である。センサ装置５０が予め組み付けられていない場合、組付け前に、流体継手１０のドライブリング１４への適用が可能である。その後、流体継手１０を、上述した方式で、管１６上に取り外し不能に組み付けることができる。流体継手１０の完全な組付けに応じて、かつ／または組付け工程中に、ＲＦＩＤ通信機を、組み付けられたドライブリング１４のワイヤレスセンサ装置５０から歪み示度を取得するために用いることができる。よって、センサ装置５０からの歪み示度は、組み付けられて弾性変形した（つまり膨張した）状態におけるドライブリング１４の歪み示度となる。また、ＲＦＩＤ通信機が進行している継手の組付け中にワイヤレスセンサ装置５０から歪み示度を取得しうることも理解される。歪み示度の一部または全ては、いずれかのＲＦＩＤメモリの非一時性メモリまたは通信機のメモリまたはネットワーク接続されたコンピュータ装置のメモリに記憶可能である。

さらに、他の識別データがセンサの各読出し時点で送信可能、記録可能または別の方式で記憶可能であることも理解される。例えば、読出しのための日時スタンプ、固有のアプリケーションコード、周囲環境温度、ドライブリング１４の温度、他の環境因子などを、測定、送信かつ／または記憶することができる。継手自体に関する他の情報、例えば継手の種類、材料組成、使用目的（例えば管特性または現場環境）なども記録可能かつ／または捕捉可能である。こうしたタイプのコンテクスト情報を用いて、センサ装置５０から取得された生データに対して、より精密に調整されたデータ分析を行うことができる。

さらに、通信機１００を用いて、管１６への組付けの直前に（つまり継手に圧縮力がかかる前に）、ドライブリング１４の歪み示度を取得できることが理解される。これは、組付けの周囲環境でのドライブリング１４の基線基準点歪みを形成する第１の電気パラメータと考えることができる。付加的に、歪みゲージを、対象物、例えばドライブリング１４に適用する動作により、歪みセンサ自体に幾らかの応力が誘起または記録されることがある。したがって、非組付け状態でのドライブリング１４の初期歪み示度により、組付け状態での最終歪み示度の比較のための基準点を形成することができる。さらに、非組付け状態の基準点歪み示度を用いて、歪みセンサの自重点またはゼロ点を設定できることも理解される。こうしたゼロ点はソフトウェア、例えば通信機またはセンサ装置５０の集積回路において設定可能である。将来の歪み示度のために、初期の歪みセンサ示度またはゼロ点を、センサ装置５０の集積回路のメモリに記憶可能であるかまたは他の方式で書き込み可能であることが理解される。

次に、ドライブリング１４を管１６に組み付けた後（つまり継手に圧縮力がかかってから）、通信機１００を用いて、別の歪み示度を取得することができる。これは、ドライブリング１４の弾性変形に応じてセンサ装置が形成した第２の電気パラメータと考えることができる。ついで、第１の電気パラメータ（すなわち組付け前パラメータ）が、第２の電気パラメータ（すなわち組付け後パラメータ）と比較され、流体継手と管との間の漏れのない取付けの品質を表す最終値を取得することができる。後に詳述するように、最終値を、予め定められた範囲、トレランス帯域または閾値と比較することにより、漏れのない取付けの品質を求めることができる。このようにして、メーカ、エンドユーザおよび品質管理員は、封止が完全であって（つまり完全にセットされて）、許容可能なプルアップが形成されていることにつき、高度の信頼を置くことができる。

その後、周期的な歪みセンサの将来の示度がセンサ装置５０から所期の通りに取得され、組付け状態でのドライブリング１４の劣化程度および動作状態に関する進行中の履歴を形成できる（経時数、使用度、管内の流体、取り付けられた継手もしくは管にかかる機械的な力、または他の因子、例えば圧力、温度、振動などによって生じる応力の変化を測定できる）ことがさらに理解される。より広く言えば、ドライブリング１４の歪み示度を用いて、管に組み付けられた流体継手１０の状態を現場での有効な耐用期間の全体にわたって外挿することができ、これにより、エンドユーザは、組み付けられた継手の「フード下」の経時状態を高度な信頼性で理解することができる。ＲＦＩＤセンサ装置５０のワイヤレスかつ非接触の特性により、こうした将来の周期的センサ示度を、管１６の現場での使用目的における動作を邪魔せずに、管１６が隠れていたりまたは他の理由でアクセス困難であったりする場合にも、迅速かつ効率的に取得可能である。

センサ示度の取得および記憶に加えて、通信機および／または可能な場合にはセンサ装置５０が、データ分析かつ／または比較のためのコンピュータプログラミング部を含むこともできる。ドライブリング１４で測定された歪みの生データ示度は有意であるが、エンドカスタマに対し、測定された歪みが予め定められた許容範囲内にあるか否か、すなわち流体継手１０が意図した目的に沿って適正に組み付けられており、その劣化程度および動作状態が許容可能であることを表す範囲に入っているか否かの表示を提供できれば有益である。一例では、通信機は、測定された歪み示度の許容範囲、例えば許容可能な示度の予め定められたトレランス帯域によってプログラミング可能であり、組み付けられたセンサ装置５０からのデータと、予め定められた範囲、トレランス帯域または閾値とを比較することができる。センサ装置５０からのデータ示度が許容範囲内にある場合には、通信機は、ディスプレイまたは別のユーザフィードバック装置にそのことを表示できる。反対に、センサ装置５０からのデータ示度によって流体継手１０が適正に組み付けられていないことが表示された場合も、通信機は同様にエンドユーザに対してこの情報を表示でき、これによりエンドユーザは補正動作を実行しうる。

こうしたラインに沿って、当該比較および／またはデータ分析を、組み付けられた流体継手１０の耐用期間にわたって実行可能であり、これにより、エンドカスタマは、組み付けられた流体継手がなお設計パラメータ内で動作していることにつき、持続的に高い信頼を置くことができる。これに代えて、周期的に測定される将来の示度により、流体継手１０が限界を外れそうになっている場合（例えば、許容可能な示度が大きな勾配で許容不能な示度に近づいているかまたは許容不能な示度に達したとき）、または予め定められた閾値（例えば、許容不能な示度）を超えた場合、エンドカスタマに、潜在的な破損が生じる前に流体継手を修理または交換すべきであると知らせることができる。このように、センサ装置を用いて、流体継手および／または管に実際に問題が発生する前に予測破損を識別でき、これにより補正動作を導入できる。データ分析において、予め定められた許容可能な範囲または閾値を求めるために、コンテクスト情報、例えば継手の種類、材料組成、使用目的（例えば管特性または現場環境）などを考慮できることも理解される。

センサ装置５０は、オンボードのユーザフィードバック部（例えばランプ、ディスプレイまたはスピーカなどによる聴覚的または視覚的なユーザフィードバック部）を含むことができる。一例では、フィードバック装置５８は、良好な組付けを表す特定の色（例えば緑色）および劣悪な組付けを表す別の色（例えば赤色）を発光するＬＥＤランプであってよい。他の状態を表す他の色を、例えば継手が予め定められた範囲の境界にあることまたは所定の閾値に近づいていることを表す黄色光を利用してもよい。センサ装置５０に搭載された種々のフィードバック装置は、オンボード電源（例えばフレキシブルバッテリ、コインセルまたはこれらに類似のもの）を備えた半能動または完全能動のシステムにおいて特に有意でありうるが、低電力のＬＥＤランプまたはこれに類似のものに対してＲＦＩＤ通信機から充分な給電を行うことも可能である。半能動または完全能動のセンサ装置５０が利用される箇所では、１つもしくは複数のオンボードのスイッチ５７を利用して、他の機能、例えば低電力のスリープモードからのセンサ装置５０の起動、メモリに記憶されているリアルタイムの瞬時示度の取得、および／またはオンボードのＬＥＤランプまたはこれに類似のものからの瞬時のフィードバックの供給をイネーブルできる。一例では、ユーザがスイッチ５７を押し下げることにより、オンボードの集積回路を起動し、オンボードの歪みセンサからの瞬時示度を捕捉し、ＲＦＩＤ通信機を利用する必要なく、ＬＥＤランプを介して瞬時のフィードバックを形成することができる。この場合、エンドユーザに生データの示度は既知とならないが、ＬＥＤランプからのフィードバックによって継手がなおスペック内にあるか否かを簡単に知ることができる。一例では、スイッチ５７を押すことによって、センサ装置５０が瞬時の歪み示度を取得し、ついでこの瞬時示度を幾つかの既知の閾値または他の同等の値もしくはアルゴリズムと比較することができる。瞬時示度が許容可能なトレランス内にある場合、ＬＥＤランプは緑色を発光でき、反対に瞬時示度が許容不能な状態を表す場合には、ＬＥＤランプは赤色を発光できる。さらに、瞬時示度はいまだ許容可能であるが許容不能に近づいていることまたは許容不能に向かっていることを表す別の色、例えば黄色を使用することもできる。また、こうして取得される各示度を、後の通信機からの回収のために、センサ装置５０のオンボードのメモリに記憶することもできる。好ましくは、記憶されたこのような示度は、基準データ、例えば日時スタンプ、示度値、フィードバックがユーザに表示されたか否かの確認などを含みうる。

さらに、センサ装置５０から取得されたセンサ示度を、遠隔の中央コンピュータサーバデータベース１２０（例えばネットワーク接続もしくはインタネット接続されたコンピュータ、「クラウド内」と称されることもある）に送信するかまたは他の方式でアップロードすると有益である。コンピュータサーバデータベース１２０は、組付けの現場もしくは監視している企業の場所に設置されていてもよいし、流体継手のメーカに設置されていてもよく、かつ／または遠隔のインタネット接続サーバ内に維持される「クラウドべース」のものであってもよい。こうした「クラウドべース」のインタネット接続サーバは、データの記憶回収機能を提供可能であり、かつ／またはさらに分類されたデータの変換、分析および／または報告を行う計算機能を提供可能である。場所に関係なく、このデータベースは、流体継手１０のメーカにより、継手を検査するサービス企業により、かつ／または流体継手１０のエンドユーザにより、関連の品質保証人員による使用のために維持可能である。能動でない（つまり受動の）ＲＦＩＤセンサ装置５０が利用される箇所では、通信機１００は、中央コンピュータサーバデータベース１２０にデータを有線方式または無線方式でアップロードできる。もちろん、半能動または能動のセンサ装置５０により、こうしたデータを直接に継手１０から（かつ／または通信機１００から）アップロードしてもよい。センサ装置５０から取得されたデータは、組付けの補助、メンテナンス、交換、保証請求などの目的で、メーカおよびエンドカスタマの双方が流体継手のパフォーマンスを追跡するのに役立つよう、所定の時間にわたって分類可能である。

一例では、センサ装置５０および関連する継手１０からの初期データを、製品が倉庫を出る前にメーカによって捕捉可能であり、これにより、メーカは、組付け前の流体継手１０およびセンサ装置５０の状態を明瞭に理解できる。当該データは、将来の使用のためにコンピュータサーバデータベース１２０にアップロード可能である。当該データの種々の例には、流体継手またはセンサについての情報、例えばセンサ装置の固有の識別子、継手の製造日時、継手の種類、材料、顧客、目的環境などが含まれうる。付加的に、センサ装置５０が流体継手（例えばドライブリング１４上）に予め取り付けられる場合、非組付け状態でのセンサ装置５０の初期歪み示度を取得して、組付け状態での最終歪み示度の比較のための基準点を形成することができる。これは歪みセンサの自重点もしくはゼロ点、または可能な場合には唯一の基準点と考えることができる。こうしたデータ点は、通信機での使用のために、センサ装置５０のメモリおよび／またはコンピュータサーバデータベース１２０に記憶することができる。

その場合、付加的な現場のセンサデータは、継手が管に組み付けられた時点で（組付けの直前、組付け中かつ／または組付け直後に）かつその後周期的に捕捉可能であり、これによりメーカが有効な耐用期間にわたって流体継手の状態についての明瞭な理解を維持できる。例えば、流体継手１０が図２に示されているように予め組み付けられた状態にある場合、歪み示度を取得できる。当該示度は、組み付けられた周囲環境でのドライブリング１４の基線基準点歪みを提供でき、歪みセンサの自重点またはゼロ点（すなわち将来の歪み示度との比較にゼロ点として使用可能なゼロでない歪み示度）として特に有意でありうる。通信機を用いて、組付けプロシージャに先行する当該組付け前の歪み示度を、センサ装置５０のメモリに送信可能かつ記憶可能であり、かつ／または将来の使用のためにコンピュータサーバデータベース１２０に記憶可能である。センサ装置５０が通信機（すなわち読出し専用装置）からのデータを受信できないかまたは記憶できないタイプのものである場合、将来の使用のために、直接または間接のデータ送信のための通信機１００を用いて、組付け前の歪み示度（すなわちゼロ点）をコンピュータサーバデータベース１２０に記憶すると特に有意でありうる。任意の手段として、１つもしくは複数の歪み示度を、ボディ１２および管１６の組付け工程中およびスエージ可塑変形中に取得することもでき、これは過渡的示度と考えることができる。こうした過渡的示度も（ローカルまたはリモートでクラウドに）記憶可能であるかまたは組付け中に単純に観察可能である。

ついで、リング１４が完全なプルアップ状態にあり、継手のシール部が管にセットされた場合、組付け工程に直接に続いて示度を取得でき、これを管上の流体継手の組付け後の歪み示度と考えることができる。また、組付け後の歪み示度を読出し専用で取得することもできる。通信機１００を用いて、組付け後の歪み示度をセンサ装置５０のメモリに送信し記憶することもでき、かつ／または将来の使用のためにコンピュータサーバデータべース１２０に記憶することもできる。任意の手段として、組付け後の歪み示度を組付け前の歪み示度またはゼロ点と比較し、ドライブリング１４またはボディ１２での応力が許容可能であって継手１０の適正な組付けを表しているかどうかを判別することもできる。その後、周期的な歪み示度を所定の時間にわたって取得して、コンピュータサーバデータベース１２０にアップロードすることができ、これにより、エンドユーザ、メーカ、および他の所有者が有効な耐用期間にわたる流体継手の状態の明瞭な理解を維持することができる。

このように、メーカおよびエンドユーザは、現場での継手１０のパフォーマンスの追跡および他の方式での理解を維持し、これにより、全ての関与者が、流体継手１０のスペック実行の持続に高度な信頼を置くことができる。これに代えて、測定された示度によって、継手１０がスペックを外れそうになっている（つまり、まだ許容可能であるが、許容不能へ向かって推移している）ことまたはスペックを外れている（つまり許容不能である）ことが表示された場合、中央コンピュータデータベースにアクセスしている全関与者に当該状態を知らせることができる。これにより、メーカはエンドユーザにコンタクトでき、またはエンドユーザがメーカにコンタクトしてメンテナンスもしくは継手の交換を手配することができる。データ傾向は、さらに、例えば特定の継手、顧客、組付け技術、環境因子などが、組付け、パフォーマンスおよび現場での継手の長期の機能にどのように作用するかという情報を観察することにより、理解可能かつ識別可能である。例えば、応力割れ、微小応力または破損前モードもしくは破損モードを表すデータを分類可能かつ相関可能であり、その場合、これを現場の別の流体継手との比較として用いて、予測破損を求め、可能な修理動作を識別することができる。コンピュータサーバデータベース１２０（すなわち「クラウド」）は、歪み示度の履歴、歪み示度の比較（現在対過去）、最小／最大、データオフセット、計算などのうち幾つかまたは全てを含む種々のタイプのデータの記憶、分析、変換および報告を行うことができる。報告について言えば、コンピュータサーバデータベース１２０がデータおよび／または報告をコンパイルできるが最終的にはユーザがデータに基づいて行動するという受動のものであってもよいし、または、コンピュータサーバデータベース１２０が、データ入力の分析に基づき、メーカ、エンドユーザ、サービス企業などに対して潜在的な問題を優先的に報告するさらなるステップを行いうるという部分的にもしくは完全に能動のものであってもよいことが理解される。こうした能動動作は、部分的にもしくは完全に自動で行うことができる。

また、コンピュータサーバデータベース１２０の使用も、変化の情報に基づいてダイナミックな読出しおよびポストプロセス分析をイネーブルできるので、有意である。例えば、簡便性のために「通信機」なる語を使用しているが、実用上は、現場の全てのセンサ装置からの示度を取得する単独の通信機装置しか設けられないことはまれであると理解される。実際には、特定の各センサ装置が、アクティブとなっている耐用期間中、複数の異なる通信機からの問い合わせを受けることのほうが多いはずである。よって、遠隔の中央コンピュータサーバデータベース１２０に捕捉されたデータを記憶することにより、どの特定の通信機を使用するかはさほどの問題とならない。データはリモートで記憶されるが、これに各センサ装置の固有の識別子に関連して記憶された較正データが含まれうるので、通信機は、特定のセンサ装置の読出しについての先行情報を必要としない。例えば、歪み示度を取得する前に、（較正情報がセンサ装置自体から利用可能でない場合）通信機１００は、個々のセンサ装置の特定の較正データをコンピュータサーバデータベース１２０から取得できる。特定の較正データは、センサ装置の固有の識別子に基づくルックアッププロシージャによって取得可能である。ついで、センサ装置が通信機にからの問い合わせに応じて示度（すなわち電気パラメータ）を送信する際に、送信された電気パラメータは、先行して回収された較正データを適用することによって補正可能である。

別の例では、意図された目的に沿った流体継手１０の適正な組付けを表す閾値、トレランス帯域または予め定められた許容範囲の限界域は、所定の時間にわたって変化させることができる。これは、種々の環境における流体継手のさらなる研究開発、流体継手の耐用期間にわたるパフォーマンス、製造における変化などの良好な理解を含む種々の理由で発生しうる。クラウド計算環境の使用により、閾値、トレランス帯域または予め定められた限界域は、コンピュータサーバデータベース１２０内で容易に変化させうるものであり、過去、現在（リアルタイム）または将来の歪み示度のデータに自動で適用可能である。例えば、実験に基づいて、過度に低いまたは過度に高いパフォーマンス閾値が求められることがある。よって、閾値を単独のコンピュータサーバデータベース１２０内で変化させることにより、過去、現在（リアルタイム）または将来の歪み示度の全てを横断させて迅速に適用可能である。同様に、工業的要求または顧客の要求に基づいて、固有の閾値もしくは種々の閾値、トレランス帯域または予め定められた限界域を、製品の唯一のサブセット（すなわち特定の顧客または工業の特定の製品のみ）に適用し、これを時に応じて変化させることができる。

上述したように、本願の流体継手およびこれらが取り付けられた管／チューブは、工業セッティングにおいて使用されることが多く、低いまたは高い振動負荷を含みうる過酷な環境に曝されている。連続的または間欠的な振動負荷が存在することで配管設備が受ける機械的な環境影響は、流体継手および／または接続された管／チューブを損なうことがあり、これにより、継手と管との間の金属‐金属シール部を含む種々の要素のパフォーマンスを低下させうる。

所定の時間にわたる種々の振動負荷のもとで疲労応力に耐える流体継手の機械的結合部を理解、測定および定量評価するには、継手および／または接続された管／チューブの振動検査が価値あるツールとなりうる。振動検査に関しては、振動が、２つのタイプ、すなわち定常状態（すなわち相対的に長い期間にわたって生じる反復振動）とダイナミック過渡振動（すなわち相対的に短い期間で、ふつう、より大きな力、例えば通過走行する流体の低圧または高圧の脈動によって生じる振動）とに区別されることが理解される。従来、流体継手と接続された管／チューブとの間の既存の溶接部につき、振動検査を行うことが知られている。しかし、こうした溶接部の検査技術は間欠的にしか行えず困難であり、時間／リソースを要する。

本願のセンサ装置５０は、さらに、流体継手１０および／または接続された管／チューブの連続的、半連続的または間欠的な振動の検査を行うように構成可能である。センサ装置５０は流体継手１０のドライブリング１４の外面４０に適用されており、流体継手１０は接続された管／チューブに機械的に固定されているので、センサ装置５０は、接続された管／チューブと同じ（またはほぼ同じ）振動を受ける。その結果、センサ装置５０上に配置された１つもしくは複数のセンサを利用して、継手１０および接続された管／チューブが受ける振動を測定できる。

一例では、振動は、センサ装置５０により、ドライブリングの材料の物理応力の変化を測定する一軸または多軸の歪みゲージセンサ５６を介して間接的に測定可能である。歪みゲージセンサから取得された示度は、センサ装置５０に搭載されて、またはＲＦＩＤ通信機または他のワイヤレス受信装置のソフトウェアにおいて、振動データに相関可能である。

別の例では、センサ装置５０は、振動をより直接的に測定する１つもしくは複数の別個のセンサ７０、例えば加速度計または振動センサ（例えば圧電振動センサ、ソリッドステートセンサまたはフォトダイオードなど）を含むことができる。センサ装置は、管の振動を検出するセンサを含むのみであってよいことも理解される。これらの種々の別個のセンサは、所望に応じて一軸または多軸であってよい。これらの別個のセンサから取得された示度は、直接に振動データを表してもよいし、または、センサ装置５０に搭載されて、またはＲＦＩＤ通信機もしくは他のワイヤレス受信装置のソフトウェアにおいて、振動データに相関されてもよい。

歪みゲージセンサ、加速度計または振動センサの使用につき、振動データのコンテクスト形成および／または較正を行うために、（継手の温度、管／チューブの温度および／または周囲温度を測定する）オンボードの温度センサ７２を設けうることもさらに理解される。温度センサ７２は、集積回路５４に搭載されてもよいし、またはこれと通信する別の温度センサであってもよいと理解される。

歪みセンサに関して言えば、センサ示度のエラーの共通源は、トランスデューサの出力が測定されたパラメータ、例えば歪みに依存するだけでなく、それぞれの歪みセンサが受ける温度にも依存する箇所で、センサが温度係数を有することによっている。したがって、歪み示度が取得される際にはつねに、センサ装置５０は、歪み示度とともに温度データも送信できる。当該温度測定は、オンボードの温度センサ７２によって、または別個のセンサ、例えば歪みトランスデューサに隣接して配置されてこのトランスデューサのきわめて近傍の温度を測定するテザー式センサによって、または周囲温度の状態を報告可能な通信機１００上の温度センサによって行われてもよい。好ましくは、各センサ装置５０は、流体継手への組付け前に、または流体継手への組付け後であって流体継手が管に組み付けられる前に、工場で温度較正されている。温度係数または温度定数を含みうる較正データは、好ましくは、通信機１００での後の使用のために、センサ装置５０のオンボードのメモリに書き込まれる。付加的に、また、（利用可能であれば温度係数を含む）較正データは、好ましくは、個別の各センサ装置５０の正確な示度を保証するための通信機１００での将来の使用のために、コンピュータサーバデータベース１２０（すなわちクラウド）に書き込まれる。このことは、歪みセンサが読出し専用であって較正データをオンボードで記憶できない箇所において、特に有意である。さらに、通信機１００は、センサ装置５０からの生データ（歪み示度、温度示度、振動示度など）を取得して処理のためにこの生データをコンピュータサーバデータベース１２０へ送信する「パススルー」装置としてのみ機能でき、これにより較正が適用されて、データが分析され、かつ／または最終歪み示度へ変換されることも理解される。

センサ装置５０は、上述したように、１つもしくは複数の付加的なセンサを含みうることに注意されたい。さらに、加速度計／振動センサが、流体継手および／または接続された管／チューブに別個に適用される、全体として別個のワイヤレスセンサ装置に組み込み可能であることも理解される。こうした別個のワイヤレスセンサ装置は、上述したように、ここで説明したフィーチャ、取付け手段、保護部などを含むセンサ装置５０に実質的に類似していてよいが、歪みセンサに代えて加速度計および／または振動センサを含んでもよい。このように、継手１０は、固定された２つの別個のセンサ装置５０（すなわち歪みセンサおよび振動センサ）を有することができる。もちろん、こうした別個のセンサ装置の基礎となる電子回路は、使用される特定のセンサの特別な要求、特にＲＦＩＤまたは他のワイヤレス送信システムを用いた構成のケースにおいて、いっそう直接に適合するようカスタマイズ可能である。

振動示度は、通信機の装置によって手動で、上述した手法と同様に取得可能である。一実施形態では、振動がセンサ装置５０の一部であるセンサによって測定される場合、歪み示度が取得された時点で既に、こうした測定データを通信機へ送信可能である。これに代えて、通信機が、測定された歪みおよび振動のそれぞれを表す別個の示度を取得してもよい。さらに別の代替手段として、別個の通信機の装置を用いて、測定された歪み示度と測定された振動示度とを別個に取得することもできる。こうした別個の示度は、センサ装置５０が歪みセンサのみを含むかまたは付加的な加速度計もしくは振動センサが組み込まれているかにかかわらず、取得可能である。別個の示度は、さらに、加速度計／振動センサが全体として別個のワイヤレスセンサ装置に組み込まれている場合に取得可能であり、得られる各示度は、センサ装置、通信機またはコンピュータサーバデータベース１２０のメモリに記憶可能である。

ただし、振動は、流体の流れの結果として管／チューブ内、特に工業動作セッティングにおいてきわめて定常的に生じるので、間欠的かつ周期的な読出しでなく、連続的にまたは半連続的に振動示度を測定すると有益である。一例では、専用の通信機は、測定された振動示度の場所の比較的近傍に位置決め可能であり、センサ装置に周期的に問い合わせを行って連続的または半連続的な振動示度を取得することができる。専用の通信機は、振動センサ装置のＲＦＩＤバージョンに対するローカルの電源としても機能しうる。こうした専用の通信機は、リモートコントロールおよびデータ収集のために、好ましくはローカルネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ、インタネット）に接続されている。収集されたデータは、ＲＦＩＤセンサ装置、専用の通信機またはネットワーク接続されたコンピュータサーバデータベース１２０（すなわち「クラウド」）に自動的に記録可能かつローカルでアップロード可能／記憶可能である。さらに、専用の通信機システムをＲＦＩＤ歪みセンサとともに利用して、連続的、半連続的、間欠的かつ／または周期的な示度のいずれかを自動的に取得でき、これらをＲＦＩＤセンサ装置、専用の通信機またはネットワーク接続されたコンピュータサーバデータベース１２０に同様にローカルでアップロード可能／記憶可能であることも理解される。ネットワーク接続されたコンピュータシステムへのアクセスをつねに利用できるわけでない場合には、場合によりコンピュータサーバデータベース１２０へのアップロードのためにユーザによって取得されるまで、周期的なセンサの示度を一時的にローカルでＲＦＩＤセンサ装置または専用の通信機に記憶することができる。

好ましくは、振動センサ装置は、ＲＦＩＤを用いて構成されている場合、通信機からＲＦ信号によって動作のための電力の全てを取得する。ただし、近隣に通信機を配置する必要なしに連続的または半連続的な振動センサ示度を取得するために、振動センサ装置が、オンボード電源５９、例えばコインセルまたは好ましくはフレキシブルプリントバッテリを備えた半能動または完全能動の装置であってもよい。このような能動または半能動の装置は、オンボードの歪みセンサ、加速度計および／または振動センサから連続的または半連続的な示度を取得でき、この示度をローカルのオンボードのメモリに記憶できる。記憶された示度は、ユーザの所望の時点で周期的に通信機へ送信可能／ダウンロード可能である。さらに、スイッチ（上述したスイッチ５７に類似のもの）を、オンデマンドで示度を取得するように構成可能であることも理解される。他の実施形態では、能動または半能動の装置は、連続的または半連続的な振動示度を取得できるが、測定された振動が予め定められた量を超過した場合（例えば振動事象がスペックを外れる場合）、この示度をメモリに記録することしかできない。付加的な利点には、ＲＦＩＤ通信機、アクティブ通信プロトコル（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，ＷｉＦｉ，セルラなど）との通信のため、アクティブオンボードコンピュータデータ処理のため、ランプ、ディスプレイもしくはスピーカなどによる聴覚的または視覚的なユーザフィードバックのために、より大きな無線到達範囲が得られることが含まれる。

その後、有意な振動データを連続的、半連続的または周期的に捕捉可能であり、これにより、メーカは、その有効な耐用期間にわたって、流体継手および接続された管／チューブの状態についての明瞭な理解を維持できる。収集されたデータは、所望に応じて、コンピュータサーバデータベース１２０に最終的に記憶可能である。このようにして、メーカおよびエンドユーザ双方が、現場での流体継手１０のパフォーマンスの追跡および他の方式での理解を維持でき、これにより、流体継手１０がそのスペック実行を持続していることに全関与者が高度な信頼を置くことができる。これに代えて、振動負荷の結果、継手１０または接続された管／チューブがスペックを外れそうになっているかまたは外れてしまっていることが測定示度によって示される場合、中央コンピュータデータべースにアクセスしている全関与者がこの状態を知ることができる。これにより、メーカがエンドユーザにコンタクトでき、またはエンドユーザがメーカにコンタクトして、継手および／または接続された管／チューブのメンテナンスまたは交換を手配することができる。

本発明を、上述の例示的実施形態に関連して説明した。本明細書を読み、理解することで、そのほかに修正および変更も発生する。本発明の１つもしくは複数の特徴を組み合わせた例示的実施形態は、添付した特許請求の範囲の観点において行われるこうした全ての修正および変更を含むことを意図するものである。

Claims (16)

1. 管に流体継手を機械的に取り付ける方法であって、
   前記流体継手は、
   少なくとも一方の端部側の内部に管を受容する孔を定める内面を有する継手ボディと、
   前記継手ボディを管に機械的に取り付けるために、前記継手ボディの前記少なくとも一方の端部の上方にはめ込まれるリングと、
   管に係合するよう、前記継手ボディの前記内面に形成されたシール部と、
   前記リングの外面に固定された、電気的に動作するセンサ装置と、
   を含み、
   前記リングが力によって前記継手ボディの前記少なくとも一方の端部に組み付けられる際に、前記リングが、膨張された状態に弾性変形して、前記シール部の歯が前記管に係合するように前記継手ボディの持続的変形を生じさせるのに充分な圧縮力を前記シール部に加えることにより、前記管が前記継手ボディに漏れのないように取り付けられ、
   前記電気的に動作するセンサ装置は、当該電気的に動作するセンサ装置が固定された前記リングの物理運動に応じた電気パラメータを形成し、前記電気パラメータは、前記継手ボディと前記リングと前記管との組付けの状態を表し、
   前記電気的に動作するセンサ装置は前記リングの前記外面に位置して、前記リングが前記継手ボディの前記端部に組み付けられる際に、前記電気的に動作するセンサ装置は、前記流体継手の長手軸線から径方向に離れるように生ずる前記リングの前記外面の膨張を測定し、
   前記方法は、
   管を前記継手ボディの前記端部内に挿入し、前記シール部を、管の外面に隣接するように位置決めするステップと、
   前記リングを力によって前記継手ボディに組み付けるステップであって、
   前記リングが、膨張された状態に弾性的に変形して、前記シール部の前記歯が前記管に係合するように前記継手ボディの持続的変形を生じさせるのに充分な圧縮力を前記シール部に加えることにより、前記管が前記継手ボディに漏れのないように取り付けられ、
   前記電気的に動作するセンサ装置は、前記リングの前記外面の膨張を測定し、前記膨張によって生ずる歪を示す電気パラメータを形成する、
   ように組み付けるステップと、
   ＲＦ通信機を用いて、前記電気的に動作するセンサ装置に問い合わせを行うステップと、
   前記問い合わせに応答して、前記電気的に動作するセンサ装置から、前記電気的に動作するセンサ装置によって形成された前記電気パラメータを送信するステップと、
   を含み、
   前記方法はさらに、
   第１の電気パラメータを取得するために、前記ＲＦ通信機を用いて、前記圧縮力を適用するステップの直前に、前記電気的に動作するセンサ装置に問い合わせを行うステップと、
   第２の電気パラメータを取得するために、前記ＲＦ通信機を用いて、前記継手ボディの持続的変形の直後に、前記電気的に動作するセンサ装置に問い合わせを行うステップと、
   前記第１の電気パラメータと前記第２の電気パラメータとを比較して、前記流体継手と管との間の漏れのない取付けの品質を表す値を取得するステップと、
   を含む、
   方法。
2. 前記電気的に動作するセンサ装置は、前記リングの前記膨張によって生ずる前記リングの歪を測定する歪みゲージを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記歪みゲージは、金属膜抵抗装置を含む、請求項２記載の方法。
4. 前記リングの物理運動は、前記リングの弾性変形に応じて発生する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
5. 前記電気的に動作するセンサ装置は、通信機からの電磁場によって受動的に給電されるワイヤレスＲＦＩＤセンサである、請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記電気的に動作するセンサ装置は、前記通信機からの信号に応じて電気パラメータを送信し、その後、前記通信機は、前記電気パラメータを遠隔の中央コンピュータサーバデータベースへ送信する、請求項５記載の方法。
7. 前記電気的に動作するセンサ装置は、当該センサ装置が固定された前記リングの湾曲面に形状適合するフレキシブル基板を含む、請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法。
8. 前記流体継手はさらに、前記電気的に動作するセンサ装置を封入し、外部環境から絶縁するために当該センサ装置の上方に適用される無線透過性の保護ケーシング材料を含む、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
9. 前記電気的に動作するセンサ装置は、マイクロプロセッサ、歪みゲージセンサ、無線通信送信器およびアンテナを含む、請求項１乃至８の何れか一項に記載の方法。
10. 前記電気的に動作するセンサ装置はさらに、温度センサを含む、請求項９記載の方法。
11. 前記電気的に動作するセンサ装置は、管の振動を測定する加速度計または振動センサのうち一方を含む、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の方法。
12. 前記リングが前記継手ボディの前記端部に組み付けられる際に、前記電気的に動作するセンサ装置は、前記流体継手の前記長手軸線に対して相対的に、前記シール部の前記歯に少なくとも部分的に垂直方向に重なる、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の方法。
13. 前記流体継手はさらに、前記電気的に動作するセンサ装置と前記リングとの間に挿入されたセンサ支持体を含み、
    前記センサ支持体は、前記リングの外周面に対応する幾何学寸法を有する固定面と、前記電気的に動作するセンサ装置が接続される反対側のセンサ面とを含み、
    前記電気的に動作するセンサ装置は、回路基板と、導電リードを介して該回路基板から分離された歪ゲージとを備える、
    請求項１乃至１２の何れか一項に記載の方法。
14. 前記方法はさらに、形成された前記電気パラメータを前記電気的に動作するセンサ装置または前記ＲＦ通信機または遠隔の中央コンピュータサーバデータベースのうちいずれか１つの非一時性メモリに記憶するステップを含む、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の方法。
15. 前記方法はさらに、予め定められた範囲またはトレランス帯域または閾値のうちいずれか１つと前記流体継手と管との間の漏れのない取付けの品質を表す値とを比較するステップを含む、請求項１乃至１４の何れか一項に記載の方法。
16. 前記電気的に動作するセンサ装置は、固有の識別子を含み、
    前記方法はさらに、
    前記電気的に動作するセンサ装置の較正データを、前記固有の識別子に関連させて、遠隔の中央コンピュータサーバデータベースに記憶するステップと、
    前記固有の識別子を取得するために、前記ＲＦ通信機を用いて、前記圧縮力を適用するステップの直前に、前記電気的に動作するセンサ装置に問い合わせを行うステップと、
    前記ＲＦ通信機を用いて、前記固有の識別子に関連する較正データを前記遠隔の中央コンピュータサーバデータベースから取得するステップと、
    前記較正データを適用することにより、前記電気的に動作するセンサ装置から送信された前記電気パラメータを補正するステップと、
    を含む、
    請求項１乃至１５の何れか一項に記載の方法。

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