(57)【要約】【課題】スリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定する。【解決手段】複数の導電性リング（１１０）は、シャフト（１０８）に沿って軸方向に離間し、複数の導電性リング（１１０）は、第１の軸方向距離（１２０）に軸方向に離間する、第１及び第２の導電性リング（１１０ａ、１１０ｂ）を含む。シャフト（１０８）及び複数の導電性リング（１１０）は、液体（１０６）の槽内またはエポキシ（１１１）内に収容される。第１のツイストワイヤ対（１２４）は、信号発生器（１０２）並びに第１及び第２の導電性リング（１１０ａ，１１０ｂ）の入力（１２６，１３０）に電子的に結合される。第２のツイストワイヤ対（１３４）は、一端で、第１及び第２の導電性リング（１１０ａ，１１０ｂ）の出力（１３６，１４０）に電子的に結合される。スリップリング組立体（１０）の導電性リング（１１０）間の軸方向間隔を決定するための方法（２００）もまた開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリップリング組立体（１０）を通る高周波信号をインピーダンス整合させるためにスリップリング間の軸方向間隔を決定するための装置（１００）であって、
入射信号を発生する信号発生器（１０２）と、
シャフト（１０８）とを備え、前記シャフト（１０８）は、前記シャフト（１０８）に沿って軸方向に離間する複数の同心に整列した導電性リング（１１０）を有し、前記複数の導電性リング（１１０）は、第２の導電性リング（１１０ｂ）から第１の軸方向距離（１２０）に軸方向に離間する第１の導電性リング（１１０ａ）を備え、前記シャフト（１０８）及び前記複数の導電性リング（１１０）は、液体（１０６）の槽内に浸漬されるかまたはエポキシ（１１１）内に収容され、
第１のツイストワイヤ対（１２４）であって、一端において、前記信号発生器（１０２）に電子的に結合され、第２の端において、前記第１及び第２の導電性リング（１１０ａ，１１０ｂ）の入力（１２６，１３０）に電子的に結合される、第１のツイストワイヤ対（１２４）と、
一端において、前記第１及び第２の導電性リング（１１０ａ，１１０ｂ）の出力（１３６，１４０）に電子的に結合される第２のツイストワイヤ対（１３４）とを備える、装置（１００）。
【請求項２】
前記信号発生器（１０２）は、前記入射信号の信号反射を監視するように構成される、請求項１記載の装置（１００）。
【請求項３】
前記信号発生器（１０２）は時間領域反射計である、請求項１記載の装置（１００）。
【請求項４】
前記シャフト（１０８）及び前記複数の導電性リング（１１０）は、液体（１０６）の槽内に浸漬され、前記液体（１０６）はオリーブ油を含む、請求項１記載の装置（１００）。
【請求項５】
前記液体（１０６）は、１２５℃において、ガラス繊維強化エポキシ（１１１）の誘電率に等しい誘電率を有する、請求項４記載の装置（１００）。
【請求項６】
前記液体（１０６）は、ガラス繊維強化エポキシ（１１１）に等しい誘電率を有する、請求項４記載の装置（１００）。
【請求項７】
前記液体（１０６）または前記エポキシ（１１１）は、ＦＲ４  ＰＣＢ材料に等しい誘電率を有する、請求項１記載の装置（１００）。
【請求項８】
前記第１のツイストワイヤ対（１２４）及び前記第２のツイストワイヤ対（１３４）は、実質的に同じである一定インピーダンスを有する、請求項１記載の装置（１００）。
【請求項９】
前記第１のツイストワイヤ対（１２４）及び前記第２のツイストワイヤ対（１３４）は、１２５オームの一定インピーダンスを有する、請求項１記載の装置（１００）。
【請求項１０】
前記第１のツイストワイヤ対（１２４）及び前記第２のツイストワイヤ対（１３４）は、３４ＡＷＧ１２５オームツイストワイヤ対である、請求項１記載の装置（１００）。
【請求項１１】
前記第１のツイストワイヤ対（１２４）は、ＣＡＴ５ｅネットワークケーブル（１６４）によって前記信号発生器（１０２）に電子的に結合され、前記信号発生器（１０２）は、前記ＣＡＴ５ｅネットワークケーブル（１６４）の知られているインピーダンスを使用して較正される、請求項１記載の装置（１００）。
【請求項１２】
スリップリング組立体（１０）の導電性リング（１１０ａ〜１１０ｄ）間の軸方向間隔を決定するための方法（２００）であって、
複数の導電性リング（１１０）の第１の導電性リング（１１０ａ）及び第２の導電性リング（１１０ｂ）にわたって、前記第１及び第２の導電性リング（１１０ａ，１１０ｂ）の入力に電子的に結合される第１のツイストワイヤ対（１２４）及び前記第１及び第２の導電性リング（１１０ａ，１１０ｂ）の出力に電子的に結合される第２のツイストワイヤ対（１３４）を介して、信号発生器（１０２）によって第１の入射信号を送信することを含み、前記第１及び第２の導電性リング（１１０ａ，１１０ｂ）は、シャフト（１０８）に沿って第１の軸方向距離（１２０）に軸方向に離間し、前記シャフト（１０８）及び前記複数の導電性リング（１１０）は、液体（１０６）の槽内に浸漬されるかまたはエポキシ（１１１）内に収容され、
前記第１の入射信号の信号反射があるか前記信号発生器（１０２）において監視することを含み、信号反射は、前記第１のツイストワイヤ対（１２４）を通る、前記第１または第２の導電性リング（１１０ａ，１１０ｂ）にわたる、または前記第２のツイストワイヤ対（１３４）を通る、のうちの少なくとも１つによるインピーダンス変化を示す、方法（２００）。
【請求項１３】
前記第１の入射信号の信号反射が検出される場合、
前記複数の導電性リング（１１０）の第３の導電性リング（１１０ｃ）及び第４の導電性リング（１１０ｄ）にわたって、前記第３及び第４の導電性リング（１１０ｃ，１１０ｄ）の入力（１４８，１５２）に電子的に結合される第３のツイストワイヤ対（１４６）及び前記第３及び第４の導電性リング（１１０ｃ，１１０ｄ）の出力（１５８，１６２）に電子的に結合される第４のツイストワイヤ対（１５６）を介して、前記信号発生器（１０２）によって第２の入射信号を送信することを更に含み、前記第３及び第４の導電性リング（１１０ｃ，１１０ｄ）は第２の軸方向距離（１４２）に軸方向に離間し、
前記第２の入射信号の信号反射があるか前記信号発生器（１０２）において監視することを更に含み、
信号反射が前記第１及び第２の入射信号について検出される場合、
前記第１及び第２の入射信号からの信号反射値を比較し、前記最低の信号反射値に基づいて所望の軸方向間隔を選択することを更に含む、請求項１２記載の方法（２００）。
【請求項１４】
前記シャフト（１０８）及び前記複数の導電性リングは、液体（１０６）の槽内に浸漬され、前記液体（１０６）はオリーブ油を含む、請求項１２記載の方法（２００）。
【請求項１５】
前記液体（１０６）は、ガラス繊維強化エポキシ（１１１）に等しい誘電率を有する、請求項１４記載の方法（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、スリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定するための装置及び方法を含む。
【背景技術】
【０００２】
風力タービン、ガスタービン、蒸気タービン、ポンプ、ファン、発電機、モータ、及びその他の形式の業務用機器等のターボ機械は、しばしば、シャフト、ブレード、及びその他の回転部品を含む。部品上に１つまたは複数のセンサを設置して、これらの回転部品の種々の特性を測定し、それにより、回転部品の動作を制御し、監視し、かつ／または強化することが、当技術分野において知られている。例えば、回転部品の温度、速度、応力、歪、振動、及び／または他の特性を測定するセンサは、異常の早期検出、修理または整備予定に対する調整、並びに／或いは動作を強化するための他の措置を可能にすることができる。
【０００３】
種々の接触型スリップリングシステムであって、更なる解析のため回転部品から固定子部品にアナログセンサデータを送信するための、及び／または、スリップリング組立体の回転部分へ／から電力を伝送するための、種々の接触型スリップリングシステムが当技術分野で知られている。慣例的に、センサからのアナログ信号は、伝送線（すなわち、ワイヤ）を介してスリップリング組立体の個々の導電性リングにルーティングされる。導電性リングは、スリップリング組立体の回転可能な中心ボアまたはシャフト部分に沿って同心に位置決めされる。固定コンタクトアームまたはブラシは、導電性リングから、コントローラ、データプロセッサ、または同様なもの等の固定デバイスに信号をルーティングするための信号経路を提供する。対応する同心の導電性リングは、摺動接触のために適切である、溝、スロット、及び／または全体的に平坦なまたは弧状の表面を含むことができる断面形状を持つように、一般に形成される。
【０００４】
ターボ機械の試験または動作についての益々増加するデータ要求に対処するため、導電性リングを介してセンサから固定デバイスへデジタル化されたアナログ信号等の高周波信号を送信することがしばしば必要である。しかし、導電性リングにわたる最大伝送レートは種々の因子によって制限される場合がある。
【０００５】
１つの考えられる制限因子は、電気インピーダンスの不連続性による反射による波形の歪である。インピーダンスの不連続性は、異なる形態の伝送線及び部品が相互接続し、それらが異なるサージインピーダンスを持つところではどこでも、スリップリング組立体全体にわたって起こる可能性がある。例えば、導電性リングにおける高周波信号の損失及び／または劣化は、インピーダンス不整合による複数回の反射によって信号周波数と共に増加する場合がある。発生率の最も高いインピーダンス不整合のうちの一部は、しばしば、センサからのツイストワイヤ対等の伝送線が、スリップリング組立体の導電性リングで及び／またはブラシ−導電性リング界面で並びに／またはコネクタ界面で接続する場合に起こる。
【０００６】
通常、インピーダンス不整合は、高周波信号を搬送する導電性リングの接触表面積（すなわち幅）を増加または減少させることによって軽減される場合がある。しかし、この方法は、スリップリング組立体のシャフト部分の中心ボアに沿って設けられる軸方向空間が制限されるため、中心シャフトの所与の軸方向長さに沿って許容される導電性リングの数を制限する場合がある。結果として、利用することができるデジタル伝送の数が、特に、スリップリング組立体の全体の軸方向長さが問題になる場合に制限される場合がある。したがって、スリップリング組立体にわたって一定のまたは実質的に一定のインピーダンスを提供する、スリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定するための装置及び方法が有用であることになる。
【０００７】
本発明の態様及び利点は、次の説明において以下に記載されるか、説明から明らかになる場合があるか、または或いは本発明の実践により学ばれる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１６１９５０号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの実施形態は、スリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定するための装置である。装置は、入射信号を発生する信号発生器と、シャフトとを含み、シャフトは、シャフトに沿って軸方向に離間する複数の同心に整列した導電性リングを有し、複数の導電性リングは、第２の導電性リングから第１の軸方向距離に軸方向に離間する第１の導電性リングを備える。シャフト及び複数の導電性リングは、液体の槽内に浸漬されるかまたはエポキシ内に収容される。第１のツイストワイヤ対は、一端において、信号発生器に電子的に結合され、第２の端において、第１及び第２の導電性リングの入力に電子的に結合される。第２のツイストワイヤ対は、一端において、第１及び第２の導電性リングの出力に電子的に結合される。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、スリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定するための方法である。方法は、複数の導電性リングの第１の導電性リング及び第２の導電性リングにわたって、第１及び第２の導電性リングの入力に電子的に結合される第１のツイストワイヤ対及び第１及び第２の導電性リングの出力に電子的に結合される第２のツイストワイヤ対を介して、信号発生器によって第１の入射信号を送信することを含む。第１及び第２の導電性リングは、シャフトに沿って第１の軸方向距離に軸方向に離間する。シャフト及び複数の導電性リングは、液体の槽内に浸漬されるかまたはエポキシ内に収容される。方法は、第１の入射信号の信号反射があるか信号発生器において監視することを含み、信号反射は、第１のツイストワイヤ対を通る、第１または第２の導電性リングにわたる、または第２のツイストワイヤ対を通る、のうちの少なくとも１つによるインピーダンス変化を示す。方法は、所望の信号反射値が達成されるまで、異なる軸方向距離において軸方向に離間した複数の導電性リングの他の対の導電性リングを使用して繰返すことができる。
【００１１】
本明細書を検討することにより、こうした実施形態の特徴及び態様並びに他のものを当業者がよりよく理解するであろう。
【００１２】
当業者に対する本発明の最良の形態を含む本発明の完全かつ有効な開示が、添付図面に対する参照を含む本明細書の残りの部分において、より詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の１つまたは複数の実施形態を組込むことができる例示的なスリップリング組立体の一部分の部分切欠き側面図である。
【図２】本発明の少なくとも一実施形態によるスリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定するための装置の一部分の拡大図である。
【図３】本発明の少なくとも一実施形態によるスリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定するための装置の一部分の拡大図である。
【図４】スリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定するための例示的な方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
各例は、本発明の限定ではなくて本発明の説明として提供される。実際には、本発明においてその技術的範囲及び趣旨から逸脱することなく修正及び変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として示すかまたは説明した特徴は、別の実施形態で使用されて、なお更なる実施形態を生成することができる。したがって、本発明は、こうした修正及び変更を添付特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に入るものとしてカバーすることが意図される。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態は、例証のため、デジタル化された信号を比較的高い周波数で送信するために構成される１つのタイプのスリップリング組立体の文脈で一般に述べられることになるが、本発明の実施形態が、回転シャフトに結合された種々の電子部品及び／またはセンサから／へ、データ、制御信号または他の信号、或は電力を伝送するために任意のスリップリング組立体に適用することができることを当業者は容易に理解するであろう。
【００１６】
ここで、図面であって、同一の数字が図全体を通して同じ要素を示す、図面を参照すると、図１は、例示的なスリップリング組立体１０の機能ブロック図を提供する。特定の実施形態において、図１に示すように、スリップリング組立体１０は、一般に、固定子または固定部分１４によって円周方向に囲まれる回転可能な中心シャフト１２を含む。中心シャフト１２は、一端において、ガスタービンの回転子シャフト等の回転子シャフト１６に結合するように構成することができる。
【００１７】
種々の実施形態において、アナログ−デジタル変換器１８を回転子シャフト１６内に配設することができる。アナログ−デジタル変換器１８は、回転シャフト１６に取付けられる１つまたは複数の回転部品に結合される熱電対（図示せず）等の種々のセンサに電子的に結合することができる。アナログ−デジタル変換器１８は、センサからのアナログ信号をデジタル化して、デジタル化された高周波信号にし、デジタル化された高周波信号は、スリップリング組立体１０に、また固定コントローラまたはデータ収集ユニット２０に送信される。
【００１８】
スリップリング組立体はまた、中心シャフト１２の軸方向中心線２４に関して同心に整列され、かつ、中心シャフト１２に沿って軸方向に離間した複数の導電性リング２２を含む。導電性リング２２の少なくとも幾つかは、アナログ及び高周波デジタル信号をセンサ及び／またはデジタル電子部品からスリップリング組立体１０を通してデータプロセッサ２０に伝送することができる。導電性リング２２の少なくとも幾つかが使用されて、中心シャフト１２から電子的に下流のアナログ−デジタル変換器１８または他のデバイスに電力を伝達することができる。各導電性リング２２は、電気絶縁材料２６によって隣接する導電性リング２２から軸方向に分離される。導電性リング２２の少なくとも幾つかは、ワイヤ２８によってアナログ−デジタル変換器に電子的に結合することができる。
【００１９】
複数のブラシまたはコンタクト部材３０は、スリップリング組立体１０の固定子部分１４にしっかりと接続される。各コンタクト部材３０は、対応する導電性リング２２に軸方向に整列し、また、対応する導電性リング２２に摺動可能に係合するように構成され、したがって、２つの部品間に信号または電流経路を画定する。種々の実施形態において、コンタクト部材３０は、複数のワイヤまたはワイヤ対３２、３４を介してデータプロセッサ２０及び／または電源（図示せず）に電子的に結合される。特に、アナログ−デジタル変換器１８によって提供されるデジタル化済み信号または高周波デジタル信号に関して、センサとデータプロセッサ２０との間での信号のインピーダンス整合は、信号ノイズ及び／または信号の変造を減少させるために重要である。信号ノイズ及び／または信号の破損は、両者の間で画定される信号経路に沿うインピーダンスの不連続性／不整合による高速信号の反射から生じる場合がある。
【００２０】
図２及び図３はそれぞれ、スリップリング組立体１０を通る高周波信号をインピーダンス整合させるために導電性リング間の軸方向間隔を決定するための装置１００の少なくとも１つの実施形態を提供する。本明細書で述べられ特許請求される装置１００が使用されて、図１に示すようなスリップリング組立体１０の導電性リング間の適切なまたは要求される軸方向間隔、及び／または、適切な配線（ｗｉｒｉｎｇ）を決定して、それにより、特に、スリップリング組立体を通る高周波信号について一定のインピーダンスを提供することができる。種々の実施形態において、装置１００は信号発生器１０２を含む。一実施形態において、図１に示すように、装置１００は、液体１０６を少なくとも部分的に充填される槽またはコンテナ１０４を含む。装置はまた、シャフト１０８を有し、シャフト１０８はシャフト１０８の軸方向中心線１１２に関して同心に整列した複数の導電性リング１１０をシャフト１０８に沿って軸方向に離間している。特定の実施形態において、図３に示すように、複数の導電性リング１１０はエポキシ１１１内に収容される。導電性リング１１０間の軸方向距離は、導電性リング１１０の外縁、内縁、または中心（図示する）から測定することができる。
【００２１】
種々の実施形態において、信号発生器１０２は信号出力端子１１４を含む。特定の実施形態において、信号発生器１０２はディスプレイ１１６を含む。ディスプレイ１１６はグラフィカル及び／または数字ディスプレイを含むことができる。特定の実施形態において、信号発生器１０２は、入射信号を発生し送信し、ワイヤ及び／または導電性リング等の導体に沿う入射信号の反射を出力端子１１４によって受信／測定するように構成される。種々の実施形態において、信号発生器１０２は時間領域反射計を備える。ＭＯＨＲ，Ｌ．Ｌ．Ｃ．（ワシントン州リッチランド（Ｒｉｃｈｌａｎｄ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ）所在）が販売するＭＯＨＲ  ＣＴ１００シリーズＴＤＲケーブルテスタ等の時間領域反射計が、市販で入手可能である。
【００２２】
シャフト１０８は、例えば図１に示すようなスリップリング組立体１０の中心シャフト１２と同一のまたは実質的に同じ電気特性を有する材料から形成することができる。特定の実施形態において、シャフト１０８は、中心シャフト１２と同一のまたは実質的に同じ誘電率を有する。シャフト１０８及び／または導電性リング１００は、スリップリング組立体用の中心シャフト及び／または導電性リングと同じかまたは実質的に同じ仕様になるようサイズ決定するかつ／または形作ることができる。特定の実施形態において、導電性リング１００の少なくとも幾つかは、電気絶縁材料１１８によって隣接する導電性リング１００から軸方向に分離される。電気絶縁材料１１８は、高温環境における長期の動作に適するエポキシ１１１を含むことができる。種々の実施形態において、導電性リング１１０は一定インピーダンスを有する。特定の実施形態において、導電性リング１１０の一定インピーダンスは５０オームと１５０オームとの間である。一実施形態において、導電性リング１１０の一定インピーダンスは１００オームである。一実施形態において、導電性リング１１０の一定インピーダンスは１２５オームである。
【００２３】
一実施形態において、複数の導電性リング１１０のうちの第１の導電性リング１１０（ａ）は、中心線１１２に関して第２の導電性リング１１０（ｂ）から第１の軸方向距離１２０に軸方向に離間する。第１のツイストワイヤ対１２４の第１のワイヤ１２２は、第１のツイストワイヤ対１２４の一端で第１の導電性リング１１０（ａ）の入力１２６に電子的に結合し、第１のツイストワイヤ対１２４の第２のワイヤ１２８は、第２の導電性リング１１０（ｂ）の入力１３０に電子的に結合する。第１のツイストワイヤ対１２４は一定インピーダンスを有する。第１のツイストワイヤ対１２４の一定インピーダンスは第１の導電性リング１１０（ａ）の一定インピーダンスと同じかまたは実質的に同じであるとすることができる。特定の実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４の一定インピーダンスは５０オームと１５０オームとの間である。一実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４の一定インピーダンスは１００オームである。一実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４の一定インピーダンスは１２５オームである。
【００２４】
第２のツイストワイヤ対１３４の第１のワイヤ１３２は、第２のツイストワイヤ対１３４の一端で第１の導電性リング１１０（ａ）の出力１３６に電子的に結合する。第２のツイストワイヤ対１３４の第２のワイヤ１３８は、第２の導電性リング１１０（ｂ）の出力１４０に電子的に結合する。第２のツイストワイヤ対１３４は一定インピーダンスを有する。第２のツイストワイヤ対１３４の一定インピーダンスは第１の導電性リング１１０（ａ）の一定インピーダンスと同じかまたは実質的に同じであるとすることができる。第２のツイストワイヤ対１３４の一定インピーダンスは第１のツイストワイヤ対１２４の一定インピーダンスと同じかまたは実質的に同じであるとすることができる。特定の実施形態において、第２のツイストワイヤ対１３４の一定インピーダンスは５０オームと１５０オームとの間である。一実施形態において、第２のツイストワイヤ対１３４の一定インピーダンスは１００オームである。一実施形態において、第２のツイストワイヤ対１３４の一定インピーダンスは１２５オームである。
【００２５】
一実施形態において、複数の導電性リング１１０のうちの第３の導電性リング１１０（ｃ）は、軸方向中心線１１２に関して第４の導電性リング１１０（ｄ）から第２の軸方向距離１４２に軸方向に離間する。第３のツイストワイヤ対１４６の第１のワイヤ１４４は、第３のツイストワイヤ対１４６の一端で第３の導電性リング１１０（ｃ）の入力１４８に電子的に結合する。第３のツイストワイヤ対１４６の第２のワイヤ１５０は、第４の導電性リング１１０（ｄ）の入力１５２に電子的に結合する。第３のツイストワイヤ対１４６は一定インピーダンスを有する。第３のツイストワイヤ対１４６の一定インピーダンスは第２の導電性リング１１０（ｂ）の一定インピーダンスと同じかまたは実質的に同じであるとすることができる。特定の実施形態において、第３のツイストワイヤ対１４６の一定インピーダンスは５０オームと１５０オームとの間である。一実施形態において、第３のツイストワイヤ対１４６の一定インピーダンスは１００オームである。一実施形態において、第３のツイストワイヤ対１４６の一定インピーダンスは１２５オームである。
【００２６】
第４のツイストワイヤ対１５６の第１のワイヤ１５４は、第４のツイストワイヤ対１５６の一端で第３の導電性リング１１０（ｃ）の出力１５８に電子的に結合する。第４のツイストワイヤ対１５６の第２のワイヤ１６０は、第４の導電性リング１１０（ｄ）の出力１６２に電子的に結合する。第４のツイストワイヤ対１５６は一定インピーダンスを有する。第４のツイストワイヤ対１５６の一定インピーダンスは第２の導電性リング１１０（ｂ）の一定インピーダンスと同じかまたは実質的に同じであるとすることができる。第４のツイストワイヤ対１５６の一定インピーダンスは第３のツイストワイヤ対１４６の一定インピーダンスと同じかまたは実質的に同じであるとすることができる。特定の実施形態において、第４のツイストワイヤ対１５６の一定インピーダンスは５０オームと１５０オームとの間である。一実施形態において、第４のツイストワイヤ対１５６の一定インピーダンスは１００オームである。一実施形態において、第４のツイストワイヤ対１５６の一定インピーダンスは１２５オームである。
【００２７】
導電性リング１１０（ａ〜ｄ）に関して示し述べたように、シャフト１０８が、シャフト１０８に沿う種々の軸方向距離に軸方向に離間しかつ対で配線される任意の数の導電性リング１１０を含むことができることが理解されるべきである。特定の実施形態において、導電性リング１１０のそれぞれまたは複数の導電性リング１１０の導電性リング１１０の少なくとも幾つかは、同様に、ツイストワイヤ対によって、対で配線される。
【００２８】
種々の実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４及び第２のツイストワイヤ対１３４は、実質的に同じである一定インピーダンスを有する。一実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４及び第２のツイストワイヤ対１３４は共に、オリーブ油等の液体内に浸漬されるかつ／またはエポキシ１１１内に収容されると、同じかまたは実質的に同じインピーダンスを有する。一実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４及び第２のツイストワイヤ対１３４は、１２５オームの一定インピーダンスを有する。一実施形態において、第３のツイストワイヤ対１４６と第４のツイストワイヤ対１５６は１２５オームの一定インピーダンスを有する。特定の実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４及び第２のツイストワイヤ対１３４は、３４ＡＷＧ１２５オームツイストワイヤ対である。特定の実施形態において、第３のツイストワイヤ対１４６及び第４のツイストワイヤ対１５６は、３４ＡＷＧ１２５オームツイストワイヤ対等のスモールゲージツイストワイヤ対である。
【００２９】
特定の実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４及び／または第３のツイストワイヤ対１４６は、信号発生器１０２の出力端子１１４に電子的に結合される。特定の実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４及び／または第３のツイストワイヤ対１４６は、ＬＡＮケーブル１６４を介して信号発生器１０２の出力端子１１４に電子的に結合される。一実施形態において、ＬＡＮケーブル１６４はＣＡＴ５ｅネットワークケーブルである。第２のツイストワイヤ対１３４の第１及び第２のワイヤ１３２、１３８並びに／または第４のツイストワイヤ対１５６の第１及び第２のワイヤ１５４、１６０は、オープンのままかまたは終端されない場合がある。
【００３０】
種々の実施形態において、複数の導電性リング１１０を含むシャフト１０８は、槽１０４内に保持される液体１０６内に浸漬される。他の実施形態において、複数の導電性リング１１０を含むシャフト１０８はエポキシ１１１内に収容される。液体１０６は、予め規定された誘電率を有する。一実施形態において、液体１０６は、１２５℃において、ＦＲ４  ＰＣＢ材料等のガラス繊維強化エポキシ１１１に等しい誘電率を有する。一実施形態において、液体は市販で入手可能なオリーブ油を含む。一実施形態において、オリーブ油は、同様に市販で入手可能であるエキストラバージンオリーブ油である。
【００３１】
図２に示し本明細書で述べる装置１００が使用されて、スリップリング組立体を設計または指定するときに、導電性リング１１０間の適切な軸方向間隔を特定するかつ／またはワイヤまたはワイヤ対を選択し、それにより、スリップリング組立体にわたるインピーダンス降下を回避する、減少させる、または最小にすることができる。図４は、スリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定するための例示的な方法２００のブロック図を提供する。２０２にて、方法２００は、複数の導電性リング１１０の第１の導電性リング１１０（ａ）及び第２の導電性リング１１０（ｂ）にわたって、第１及び第２の導電性リング１１０（ａ）、１１０（ｂ）の入力１２６、１３０に電子的に結合される第１のツイストワイヤ対１２４及び第１及び第２の導電性リング１１０（ａ）、１１０（ｂ）の出力１３６、１４０に電子的に結合される第２のツイストワイヤ対１３４を介して、信号発生器１０２によって第１の入射信号を送信することを含み、第１及び第２の導電性リング１１０（ａ）、１１０（ｂ）は、シャフト１０８に沿って第１の軸方向距離１２０に軸方向に離間し、シャフト１０８及び複数の導電性リング１１０は、液体の槽内に浸漬されるかまたはエポキシ１１１内に収容される。２０４にて、方法２００は、第１の入射信号の信号反射があるか信号発生器１０２において監視することを含み、信号反射は、第１のツイストワイヤ対１２４を通る、第１または第２の導電性リング１１０（ａ）、１１０（ｂ）にわたる、または第２のワイヤ対１３４を通る、のうちの少なくとも１つによるインピーダンス変化を示す。
【００３２】
一実施形態において、第１の入射信号の信号反射が検出される場合、方法２００は、複数の導電性リング１１０の第３の導電性リング１１０（ｃ）及び第４の導電性リング１１０（ｄ）にわたって、第３のツイストワイヤ対１４６及び第４のツイストワイヤ対１５６を介して、信号発生器１０２によって第２の入射信号を送信することを更に含み、第３及び第４の導電性リング１１０（ｃ〜ｄ）は第２の軸方向距離１４２に軸方向に離間する。方法２００は、第２の入射信号の信号反射があるか信号発生器１０２において監視することを更に含む。信号反射が第１及び第２の入射信号について検出される場合、方法２００は、第１及び第２の入射信号からの信号反射値を比較し、最低の信号反射値に基づいて、第１の軸方向距離１２０と第２の軸方向距離１４２との間で所望の軸方向間隔を選択することを更に含む。
【００３３】
シャフト１０８及び複数の導電性リング１１０が液体１０６の槽１０４内に浸漬される方法２００の一実施形態において、液体１０６は、ガラス繊維強化エポキシ１１１に等しい誘電率を有する。方法２００の一実施形態において、液体１０６は、ＦＲ２  ＰＣＢ材料に等しい誘電率を有する。方法２００の一実施形態において、液体１０６はオリーブ油を含む。方法２００の一実施形態において、入射信号は時間領域反射計によって生成される。方法２００の一実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４及び第２のツイストワイヤ対１３４は、実質的に同じである一定インピーダンスを有する。方法２００の一実施形態において、第１のツイストワイヤ対１２４及び第２のツイストワイヤ対１３４は、３４ＡＷＧ１２５オームツイストワイヤ対である。
【００３４】
第１のツイストワイヤ対１２４がＬＡＮケーブル１６４によって信号発生器１０２に電子的に結合される一実施形態において、方法２００は、ＣＡＴ５ｅネットワークケーブルの知られているインピーダンスを使用して信号発生器を較正することを更に含む。一実施形態において、方法２００は、第３の導電性リング１１０（ｃ）及び第４の導電性リング１１０（ｄ）にわたって、第３の導電性リング１１０（ｃ）の入力１４８及び第４の導電性リング１１０（ｄ）の入力１５２に電子的に結合される第３のツイストワイヤ対１４６及び第３及び第４の導電性リング１１０（ｃ）、１１０（ｄ）の出力１５８、１６２にそれぞれ電子的に結合される第４のツイストワイヤ対１５６を介して、信号発生器１０２によって第２の入射信号を送信することを更に含み、第３及び第４の導電性リング１１０（ｃ）、１１０（ｄ）は第２の軸方向距離１４２にシャフト１０８に沿って軸方向に離間する。第２の軸方向距離１４２は第１の軸方向距離１２０より大きいかまたは小さい。
【００３５】
特定の実施形態において、方法２００は、第２の入射信号の信号反射があるか信号発生器において監視することを更に含み、信号反射が第１及び第２の入射信号について検出される場合、方法２００は第１及び第２の入射信号からの信号反射値を比較し、最低の信号反射値に少なくとも部分的に基づいてスリップリング組立体についての導電性リングの軸方向間隔を選択することを更に含む。
【００３６】
一実施形態において、装置は、スリップリング組立体１０を通る１００オームインピーダンスを達成するためスリップリング組立体の導電性リング間の軸方向間隔を決定するために特に使用することができる。第１及び第２のツイストワイヤ対１２４、１３４並びに／または第３及び第４のツイストワイヤ対１４６、１５６は１２５オームの一定インピーダンスを有する。これは、第１及び第２のツイストワイヤ対１２４、１３４と第３及び第４のツイストワイヤ対１４６、１５６の両方について３４ＡＷＧ１２５オームツイストワイヤ対を使用することによって達成することができる。第１及び第２のツイストワイヤ対１２４、１３４並びに／または第３及び第４のツイストワイヤ対１４６、１５６のツイストは、対応する導電性リング１１０（ａ〜ｄ）の対応する入力１２６、１３０、１４８、１５２及び対応する出力１３６、１４０、１５８、１６２にできる限り接近して維持される。複数の導電性リング１１０、特に導電性リング１１０（ａ〜ｄ）を含むシャフト１０８は、エキストラバージンオリーブ油内に浸漬されるかまたはエポキシ１１１内に収容される。信号発生器１０２は、時間領域反射計であり、ＣＡＴ５ｅネットワークケーブルなどのＬＡＮケーブル１６４の知られているインピーダンスを使用して較正される。第２及び第４のツイストワイヤ対１３４、１５６のツイストはオープンのままかまたは終端されない。
【００３７】
第１のツイストワイヤ対１２４は、ＣＡＴ５ｅネットワークケーブル１６４によって信号発生器１０２に電子的に結合される。入射信号は信号発生器１０２によって生成される。信号発生器１０２は、第１及び第２のツイストワイヤ対１２４、１３４並びに／または導電性リング１１０（ａ〜ｂ）に沿うインピーダンス不整合を示す入射信号の信号反射があるか監視する。インピーダンス不整合または不連続性の指示及び／または許容可能な指示が全く存在しない場合、導電性リング１１０（ａ〜ｂ）間の軸方向間隔１２０がスリップリング組立体のために指定されることになる。
【００３８】
インピーダンス不整合が検出される場合、第３のツイストワイヤ対１４６が、ＣＡＴ５ｅネットワークケーブル１６４によって信号発生器１０２に電子的に結合される。入射信号は信号発生器１０２によって生成される。信号発生器１０２は、第３及び第４のツイストワイヤ対１４６、１５６並びに／または導電性リング１１０（ｃ〜ｄ）に沿うインピーダンス不整合を示す入射信号の信号反射があるか監視する。インピーダンス不整合または不連続性の指示及び／または許容可能な指示が全く存在しない場合、導電性リング１１０（ｃ〜ｄ）間の軸方向間隔１４２がスリップリング組立体のために指定されることになる。インピーダンス不整合が検出される場合、対応するツイストワイヤ対及び対応する導電性リング１１０を通して一定の１００オームインピーダンスを提供する、適した軸方向間隔が決定されるまで、このプロセスを繰返すことができる。
【００３９】
この書面による説明は、最良モードを含む本発明を開示するために、また同様に、任意のデバイスまたはシステムを作り使用すること、及び、組込まれる任意の方法を実践することを含む、本発明を当業者が実施することを可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含むことができる。こうした他の例は、特許請求の範囲の逐語的言語と異ならない構造的要素を有する場合、または、特許請求の範囲の逐語的言語と非実質的相違を有する等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。
【符号の説明】
【００４０】
１０  スリップリング組立体
１２  中心シャフト
１４  固定子／固定部分
１６  回転子シャフト
１８  アナログ−デジタル変換器
２０  データ収集システム
２２  導電性リング
２４  軸方向中心線
２６  電気絶縁材料
２８  ワイヤ
３０  コンタクト部材
３２  ワイヤ対
３４  ワイヤ対
３５〜９９  未使用
１００  装置
１０２  信号発生器
１０４  槽／コンテナ
１０６  液体
１０８  シャフト
１１０  導電性リング
１１０（ａ）  第１の導電性リング
１１０（ｂ）  第２の導電性リング
１１０（ｃ）  第３の導電性リング
１１０（ｄ）  第４の導電性リング
１１１  エポキシ
１１２  軸方向中心線
１１４  信号出力端子
１１６  ディスプレイ
１１８  電気絶縁材料
１２０  第１の軸方向距離
１２２  第１のワイヤ
１２４  第１のツイストワイヤ対
１２６  入力
１２８  第２のワイヤ
１３０  入力
１３２  第１のワイヤ
１３４  第２のツイストワイヤ対
１３６  出力
１３８  第２のワイヤ
１４０  出力
１４２  第２の軸方向距離
１４４  第１のワイヤ
１４６  第３のツイストワイヤ対
１４８  入力
１５０  第２のワイヤ
１５２  入力
１５４  第１のワイヤ
１５６  第４のツイストワイヤ対
１５８  出力
１６０  第２のワイヤ
１６２  出力
１６４  ＬＡＮ−ＣＡＴ５ｅネットワークケーブル
１６５〜１９９  未使用
２００  方法
２０２  ステップ
２０４  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2016167269000001.pdf