(57)【要約】モジュール型圧電センサシステムは、少なくとも１つの標準センサインタフェースを含むセンサポッドと、異なる外部マウントインタフェースを含む複数の異なるマウントアダプタとを備え、各マウントアダプタは、少なくとも１つの相補的標準センサインタフェースを有する。【選択図】図４
2016508603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電センサを実装するシステムであって、
少なくとも１つの標準センサインタフェースを含むセンサポッドと、
それぞれが、少なくとも１つの相補的標準センサインタフェースを有する、異なる外部マウントインタフェースを含む複数の異なるマウントアダプタと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記同一の標準センサインタフェースを有する複数のセンサポッドを更に備え、異なるセンサポッドは、異なる出力感度を測定することが出来る、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記出力感度は、１から１０００ｍＶ／ｇの範囲である、ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記マウントアダプタの少なくとも１つは、ブロック形状であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記マウントアダプタの少なくとも１つは、六角形インタフェースを有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記マウントアダプタの少なくとも１つは、２以上のセンサポッドを保持するように設計されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記マウントアダプタの少なくとも１つは、三軸構成において、３つのセンサポッドを保持するように設計されていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記センサポッドは、トランスデューサと信号調整電子回路を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記センサポッドは、ＩＥＰＥセンサ設計を有することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
圧電センサのモジュール型システムであって、
それぞれが、少なくとも１つの標準センサインタフェースを含む、様々な感度を有する複数のセンサポッドと、
外部マウントインタフェースと、少なくとも１つの相補的標準センサインタフェースを有するマウントアダプタと、
を備えることを特徴とするシステム。 
【請求項１１】
異なる外部マウントインタフェースを含む複数の異なるマウントアダプタを更に備え、各マウントアダプタは、少なくとも１つの相補的標準センサインタフェースを有する、ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記出力感度は、１から１０００ｍＶ／ｇの範囲であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記出力感度は、１から２５ｐＣ／ｇの範囲であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記マウントアダプタは、六角形外部インタフェースを有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記マウントアダプタは、２以上のセンサポッドを保持するように設計されていることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記マウントアダプタは、三軸構成において、３つのセンサポッドを保持するように設計されていることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記センサポッドは、トランスデューザと、信号調整電子回路とを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
異なるマウントインタフェースを有する複数の圧電センサを提供する方法であって、
それぞれが同一の標準センサインタフェースを有する複数のセンサポッドを製造することと、
異なる外部インタフェースを有するが、それぞれが相補的な標準センサインタフェースを有する複数のマウントアダプタを製造することと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記複数のセンサポッドは、様々な感度のセンサポッドを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数のセンサポッドは、異なる測定可能効果を検出するように設計されたセンサポッドを含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許文書は、一般に、センサポッドに向けられ、より詳細には、多目的なねじ切り付き筐体を有するセンサポッドに向けられる。
【背景技術】
【０００２】
圧電（ＰＥ）センサは、様々なプロセスの測定のための多目的なツールであることがわかってきた。これらは、品質確保、処理制御、及び、多くの異なる業界における研究及び開発のために使用される。圧電効果は、１８８０年にピエール・キュリーによって発見されたが、圧電効果が、工業における検出への応用に用いられ出したのは、１９５０年になってからであった。それ以来、この測定原理は、ますます使用され、傑出した固有の信頼性を有する、成熟した技術とみなされることができる。医療、航空宇宙、原子核装置などにおいて、及び、携帯電話のタッチパッドにおける圧力センサとして、様々な応用に成功裏に用いられてきた。自動車業界においては、圧電素子は、内燃エンジンを開発するときに、燃焼を監視するのに用いられる。センサは、シリンダヘッド内の追加的な穴に直接搭載されるか、組み込みの小型圧電センサとともに、スパーク／グロープラグが搭載されるか、の何れかがなされる。
【０００３】
圧電技術の隆盛は、一組の固有な利点に直接関係している。多くの圧電材料の高い弾性率は、多くの金属のものと同程度であり、１０６Ｎ／ｍまでになる。圧電センサは、圧縮、伸張及び／あるいは、せん断力に反応する電気機械的システムであり、検出素子は、ほとんど屈曲が０である。圧電素子が、これほど頑丈で、非常に高い自然周波数と、広い振幅範囲にわたるすばらしい線形性を有する理由がこれである。更に、圧電技術は、電磁場及び放射能に不感とすることが出来、厳しい条件下での測定を可能にする。
【０００４】
一般に、サブアセンブリは、すべての潜在的な測定要求を収容するために、購入されるべき多くのモデル数を必要とするセンサ製造者における特定の搭載構造に、固定的にエポキシ樹脂で接着したり、あるいは、溶接されたりする。
【０００５】
検出素子（ポッド）を様々なマウントの基板に結合し、搭載することを可能とし、エンドユーザが、必要なセンサを作ることが出来るようにするために、モジュール型で現場での取替え可能な手段、ねじ切り、ねじり固定などの必要性がある。スケール／ボリュームの経済性が、取替え可能なコンポーネントを使うことによって生成される、ローコストの製品への更なる必要性がある。製品の企画から開発までの時間を縮小することと、より大きなバッチで走らせる能力の更なる必要性がある。また、天気予報に対し、より少ないモデル数の特別なパーツの必要性もある。更に、様々な振動環境を収容することによって、多目的かつ柔軟性のあるものを顧客に提供する必要性がある。エンドユーザが、彼等の測定のために、ポッド、及び、マウント基板から、あるいは、測定されるべき構造に直接埋め込まれ／一体化されたポッドから直接、必要とされるものを構成することが出来るようにすること、という更なる必要性がある。
【発明の概要】
【０００６】
本特許文書の実施形態の一つの目的は、改善されたセンサポッドを提供することである。本特許文書の実施形態の更なる目的は、エンドユーザが、ポッド及びマウント基板／アダプタから、彼らの測定に必要なものを構成することが出来るようにする、センサポッドを提供することである。このために、圧電センサを実装するシステムが提供される。一実施形態においては、システムは、少なくとも１つの標準センサインタフェースを含むセンサポッドと、異なる外部マウントインタフェースを含み、それぞれが、少なくとも１つの相補的標準センサインタフェースを有する複数の異なるマウントアダプタと、を備える。
【０００７】
他の実施形態においては、システムは、更に、同一の標準センサインタフェースを有する複数のセンサポッドを備え、異なるセンサポッドは、異なる出力感度を測定することが出来る。これらの実施形態のあるものにおいては、出力感度は、１から１０００ｍＶ／ｇの範囲である。
【０００８】
ある実施形態においては、マウントアダプタの少なくとも１つは、ブロック状の形状をしている。ある実施形態においては、マウントアダプタの少なくとも１つは、六角形状のインタフェースを有している。追加的な実施形態においては、マウントアダプタの少なくとも１つは、２以上のセンサポッドを保持するように設計されている。２以上のセンサポッドを有する実施形態においては、マウントアダプタの少なくとも１つは、三軸構成において、３つのセンサポッドを保持するよう設計されることが出来る。
【０００９】
異なる実施形態は、異なるセンサ設計をサポートすることができ、あるいは、異なるセンサ設計は、同一の実施形態に含まれることが出来る。ある実施形態においては、センサポッドは、ＩＥＰＥセンサ設計を有する。他の実施形態においては、センサポッドは、ＰＥセンサ設計を有する。更に他の実施形態においては、両センサ設計は、同一の標準センサインタフェースで作られ、マウントシステム内で取替え可能である。
【００１０】
本特許文書の他の側面においては、圧電センサを実装するシステムが提供される。ある実施形態においては、システムは、それぞれが、少なくとも１つの標準センサインタフェースを含む、様々な感度を有する複数のセンサポッドと、外部マウントインタフェースと、少なくとも１つの相補的標準センサインタフェースを有するマウントアダプタと、を備える。ある実施形態においては、システムは、更に、それぞれが、少なくとも１つの相補的標準センサインタフェースを有する、異なる外部マウントインタフェースを含む複数の異なるマウントアダプタを備える。
【００１１】
ある実施形態においては、出力感度は、１から１０００ｍＶ／ｇの範囲である。他の実施形態においては、出力感度は、１から２５ｐＣ／ｇの範囲とすることが出来る。ある実施形態においては、マウントアダプタは、六角形状外部インタフェースを有する。ある実施形態においては、マウントアダプタは、２以上のセンサポッドを保持するように設計される。そして、これらの実施形態の幾つかでは、マウントアダプタは、三軸構成において、３つのセンサポッドを保持するよう設計されることが出来る。
【００１２】
本特許文書の他の側面においては、異なるマウントインタフェースを有する複数の圧電センサを提供する方法が提供される。好適実施形態においては、この方法は、同一の標準センサインタフェースをそれぞれが有する、複数のセンサポッドを製造することと、異なる外部インタフェースを有しているが、それぞれは、相補的な標準センサインタフェースを有している、複数のマウントアダプタを製造することと、を備える。
【００１３】
この方法のある実施形態においては、複数のセンサポッドは、様々な感度のセンサポッドを含む。ある実施形態においては、複数のセンサポッドは、異なる測定可能効果を検出するように設計されたセンサポッドを含む。
【００１４】
好適実施形態においては、多目的ねじ切り付き筐体を有するセンサポッドが提供される。様々なマウントのためのねじ切りを有するねじ切り付きセンサポッドにより、エンドユーザは、必要に応じてセンサを作ることが出来る。センサポッドは、取替え可能なコンポーネントを使用することにより、スケールとボリュームの経済性を生成することにより、よりローコストの製品を可能とする。本特許文書のセンサ実施形態は、また、企画から開発までの時間を減らし、より多くのバッチで走らせることが出来る。更に、天気予報に対し、モデルに特有のパーツの数を減らすことが出来る。ここに説明する実施形態は、様々な振動環境を収容するにおいて、顧客に、多目的性と柔軟性を提供するセンサポッドを提供する。
【００１５】
ここに開示される装置と方法の更なる側面、目的、好ましい特徴、及び利点は、例示的に様々な実施形態が記述される以下の詳細な説明と図面から、より良く理解されるだろう。しかし、図面は図示目的のみであり、請求項に記載される発明の限定の規定としての意図はないことは、明確に理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】センサポッドの一実施形態の等軸測視図を図示する。
【図２】センサポッドの他の実施形態の等軸測視図を図示する。
【図３】図１及び２のセンサポッドと共に用いるマウントアダプタの等軸測視図を図示する。
【図４】センサポッドとマウントアダプタを備えるシステムの一実施形態の等軸測視図を図示する。
【図５】ポッドとマウントアダプタを備える圧電センサを実装するシステムの一実施形態の等軸測視図を図示する。
【図６】異なる軸方向に複数のセンサポッドを保持するように設計されたマウントアダプタを含むセンサシステムの一実施形態の等軸測視図を図示する。
【図７】同一の軸に沿って複数のセンサポッドを保持するように設計されたマウントアダプタを含むセンサシステムの一実施形態の等軸測視図を図示する。
【図８】多様なコンポーネントが搭載されるマウントアダプタを有するシステムを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本特許文書の実施形態は、圧電センサの構造を少なくとも２つのパーツに分解することの利点を認識する。第１のパーツは、複数の標準センサインタフェースの少なくとも１つに適用された、センサ自身である。複数の標準センサインタフェースの少なくとも１つを含むセンサは、「ポッド」あるいは「センサポッド」と呼ばれる。第２のパーツは、マウントアダプタである。マウントアダプタは、センサポッドが、容易に、マウントアダプタに取り付けられるように、少なくとも１つの相補的標準インタフェースを含む。マウントアダプタは、センサポッド／マウントアダプタのアセンブリが、次に高位のアセンブリ（次高位組立品）に実装されることができるような任意の形状あるいは形態をとることが出来る。センサインタフェースを標準化することにより、センサの異なるタイプが、マウントアダプタに容易に搭載できるようになり、より大きい柔軟性と容易な製造を可能とする。
【００１８】
図１は、センサポッド１０の一実施形態を図示する。図１に示される実施形態においては、センサポッド１０は、標準センサインタフェース１４と電気インタフェース１２を含む。標準センサインタフェース１４は、いくらかの異なるセンサポッド１０に適合するように設計される。標準センサインタフェース１４は、複数の異なるマウントアダプタにかみ合うように設計される。
【００１９】
図１に示される実施形態において、センサは、一体の電子回路を有する、あるいは、有しないで、ねじ切り付き筐体に含まれる圧電センサアセンブリからなっている。図１に示される実施形態においては、センサ出力は、センサポッド１０への電気インタフェースを提供するコネクタ１２から取り出される。他の実施形態においては、センサ出力は、無線インタフェースを含む他のタイプのインタフェースを用いて、センサポッド１０から伝送されることが出来る。
【００２０】
図１に示される実施形態において、標準センサインタフェース１４は、ねじ切り付き筐体である。好適実施形態においては、標準センサインタフェース１４のねじ山は、ＵＮＣ、ＵＮＦ、様々な計量ねじ山標準（metric thread standards ）あるいは、任意の他のねじ山の標準などのねじ山の標準を準拠する。非限定的な実施例として、センサポッド１０は、オス1/2-UNF-2Bねじを有する、標準センサインタフェース１４を含むことが出来る。好適実施形態においては、標準センサインタフェース１４は、センサポッド１０の外部の大半を覆う。好ましくは、標準センサインタフェースは、センサポッド１０の主筐体の外部上にある。これは、堅固さを提供し、センサポッドが、上位レベルのアセンブリ内に実装されることを可能とする。
【００２１】
図２は、他のセンサポッド１０の等軸測視図を図示する。図２に示されるセンサポッド１０は、ねじりインタフェース１１が、図２に示される実施形態の上部近くに配置されている以外は、図１のセンサポッド１０と同様である。図２に示されるねじりインタフェース１１は、センサポッド１０が組み立てられるように用いられることが出来る。ねじりインタフェース１１は、標準センサインタフェース１４が、ねじ、あるいは、組み立てにトルクを用いる他のインタフェースである場合には、特に有利である。図２に示される実施形態において、ねじりインタフェース１１は、ポッド１０の周りに六角形を形成する複数の平坦な面である。好適実施形態においては、ねじりインタフェース１１は、従来のトルクレンチの使用が出来るようなサイズとなっている。他の実施形態では、他のタイプのねじりインタフェース１１は、他の形状、及び、サイズ、あるいは、全く別のタイプを含んで、用いられる。実施形態に応じて、ねじりインタフェース１１は、センサポッド１０の筐体の一部として組み込まれることができ、あるいは、取り外し可能なアダプタとすることが出来る。
【００２２】
好適実施形態においては、ポッド１０は、また、副次的保持部１６を支持するインタフェースを含むことが出来る。図２に示された実施形態においては、副次的保持インタフェース１６は、固定ワイヤ（不図示）を収容するように設計された複数の穴である。他の実施形態においては、他のタイプの副次的保持部を用いることが出来る。
【００２３】
図３は、マウントアダプタの一実施形態の等軸測視図を図示する。マウントアダプタ２０は、１以上のセンサポッド１０を保持し、次に高位のアセンブリに組み立てられるように設計されている。マウントアダプタ２０は、センサポッド１０の標準センサインタフェース１４とかみ合う相補的な標準インタフェース１５を含む。マウントアダプタ２０は、テストされている装置の部品などの、他の高位レベルアセンブリに容易に搭載されるように設計されている。この結果、マウントアダプタ２０は、穴１３などのそれ自体の追加的マウントインタフェースを有することが出来る。
【００２４】
ポッド１０の標準センサインタフェース１４は、相補的インタフェース１５にかみ合うように設計され、あるいは、その逆も然りである。図３の実施形態においては、相補的標準インタフェース１５は、ポッド１０の標準センサインタフェース１４の外部オスねじを受ける、内部メスねじである。図３に示される実施形態においては、相補的標準インタフェース１５は、ポッド１０が、共にねじられることにより、マウントアダプタ２０に結合できるようにする。一般に、相補的標準インタフェース１５は、センサポッド１０の標準センサインタフェース１４にかみ合う任意のタイプのインタフェースとすることが出来る。単に、一例として、センサポッド１０が、オスねじを有しているなら、相補的標準インタフェース１５は、センサポッド１０のオスねじとかみ合う、対応するメスねじであろう。
【００２５】
好適実施形態においては、マウントアダプタ２０は、上位レベルアセンブリに搭載できるように設計された、マウントインタフェース１３を有する。図１３ に示される実施形態においては、マウントインタフェースは、穴のペアであり、しかし、他の実施形態においては、マウントインタフェース１３は、他のタイプのインタフェースであっても良い。例えば、マウントアダプタ２０は、高位レベルのアセンブリに直接搭載できるように、ねじ切りされた穴、あるいは、ねじ切りされたシャフトを、その底部に有することが出来る。
【００２６】
図４は、ポッド１０とマウントアダプタ２０を備える圧電センサを実装するシステム１００の一実施形態の等軸測視図を図示する。マウントアダプタ２０は、ポッド１０の標準センサインタフェース１４に対する、相補的インタフェース１５を含む。図４に見られるように、センサポッド１０は、マウントアダプタ２０に組み立てられることが出来る。
【００２７】
ここに教示される実施形態を用いることにより、製造が大きく簡略化される。例えば、システム１００を製造する方法の一実施形態においては、同一の標準センサインタフェース１４を有するセンサポッド１０が大量生産される。様々な異なるマウントアダプタも、製造される。異なるマウントアダプタ２０は、様々な外部インタフェースを有することが出来るが、すべてのマウントアダプタ２０は、相補的標準インタフェース１５を有する。したがって、様々な異なる高位レベルのアセンブリ条件を収容するために、システム１００の異なる実施形態は、様々な異なるセンサポッド１０と、様々な異なるマウントアダプタ２０の一つとを組み合わせることによって、生成することが出来る。更に、ポッドとマウントアダプタは、最終構造を堅固に保持するために、様々なねじ付き溶接スタッド及び接着剤と組み合わせることが出来る。
【００２８】
システム１００の好適実施形態においては、様々な異なるセンサポッド１０は、みな、同一の標準センサインタフェース１４を有して製造されることが出来る。各センサポッド１０内に封止されるセンサは、とても異なることが出来る。センサポッド１０を備えるセンサは、様々な異なるもののテストのために設計され、様々な異なる感度を有することが出来る。例えば、センサポッド１０は、圧力、温度、動き、加速度、ガス検出、あるいは、任意の数の他のタイプの量を測定するために設計されたセンサを実現することが出来る。更に、多くの異なる出力感度が、各タイプのセンサに実現されることが出来る。好ましくは、出力感度は、１から１０００ｍＶ／ｇの範囲である。しかし、他の実施形態においては、ｐＣ／ｇでの出力を含む、感度の他の範囲が用いられることが出来る。非限定的な実施例として、センサポッド１０は、１、５、１０、２５、５０、１００、５００及び、１０００ｍＶ／ｇからの範囲の様々な出力感度で得ることが出来る。
【００２９】
ある実施形態においては、センサポッド１０は、集積電子圧電（ＩＥＰＥ：Integral Electronic Piezoelectric ）センサ設計を収容することが出来る。センサポッド１０のＩＥＰＥ実施形態においては、トランスデューサは、内蔵型電荷増幅器あるいは、電圧増幅器と共にパッケージに収容される。ＩＥＰＥセンサポッドにおいて、トランスデューサによって生成される電荷は、典型的には、非常に小さいので、生成される電気信号は、ノイズの影響を大きく受け、感度の高い電子回路が、信号を増幅し、調整するために用いられなくてはならない。ＩＥＰＥ設計を用いる実施形態においては、感度の高い電子回路は、トランスデューザに出来るだけ近くにパッケージ化されることが出来、より良い、ノイズ耐性とより便利なパッケージングを確保するために、センサポッド１０内に配置されることが出来る。
【００３０】
他の実施形態においては、センサポッド１０は、圧電（ＰＥ）センサ設計、及び／あるいは、内部信号調整を有する、あるいは、有しないセンサを収容することが出来る。したがって、多くの異なるタイプのセンサが、様々な異なる高位レベルのアセンブリに容易に実装できるように、様々に異なるタイプのマウントアダプタ２０に、容易に適用されることができる、完全にモジュール型のシステム１００が作られる。
【００３１】
図１に示される実施形態は、ねじ切りされた単一の標準インタフェース１４を含むが、センサポッド１０の他の実施形態は、任意の数の標準インタフェース１４を有することが出来る。好適実施形態においては、センサポッド１０は、単一の標準インタフェースのみを有する。更に、標準インタフェースは、ねじに限定されない。他の実施形態においては、他のタイプの標準インタフェース、例えば、押圧フィット、スナップフィット、さねはび、あるいは、任意の他のタイプの固定インタフェースなど、を用いることが出来る。更に、センサポッド１０上のインタフェースは、相補的インタフェースである、マウントアダプタ上の対応するインタフェースと共に、オス、あるいは、メスとすることが出来る。
【００３２】
様々な異なる実施形態において、マウントアダプタ２０は、また、様々な異なる構造を取ることが出来る。好適実施形態においては、マウントアダプタは、常に、少なくとも１つの相補的標準インタフェース１５を含む。相補的標準インタフェース１５に加えて、マウントアダプタ２０は、任意の数の他のインタフェースを含むことが出来る。図３に示された実施形態において、マウントアダプタ２０は、穴１３を含む。しかし、他の実施形態においては、マウントアダプタ２０は、押圧フィット、スナップフィット、さねはび、ベルクロ、にかわ、ナット、ボルト、ねじ、くぎ、スクリュー、穴、溝、あるいは、任意の他のタイプのインタフェースを含む、他のタイプのインタフェースを含むことが出来る。マウントアダプタ２０は、次のレベルのアセンブリのための組み立てを容易にするために、任意のタイプのインタフェースを含むことが出来る。
【００３３】
マウントアダプタ２０は、更に、システム１００を容易に実装する、あるいは、センサポッド１０を、容易に、マウントアダプタ２０に実装するために必要な任意のタイプのツールインタフェースを含むことが出来る。図４に示されるように、マウントアダプタ２０は、標準レンチ（standard wrench）と容易にインタフェースを取ることができるために、六角形の構造を含む。標準レンチは、センサポッド１０上の六角形をマウントアダプタ２０内に固定することができ、あるいは、トルクツールが、センサキットと共に提供されることが出来る。更に他の実施形態においては、マウントアダプタ２０は、マウントアダプタ２０を任意のタイプのツールで容易に実装できる、他のタイプのインタフェースを有することが出来る。単なる一例として、マウントアダプタ２０は、スクリュードライバーインタフェースを有することが出来る。
【００３４】
好適実施形態においては、センサポッド１０の外部ケースと、マウントアダプタ２０の双方は、例えば、ステンレススチールなどの金属から作られる。当該分野でよく知られているように、材料及び、センサポッド１０とマウントアダプタ２０の双方の処理は、インタフェースが共に適切に機能することを確保するように選択されるべきである。
【００３５】
好適実施形態においては、センサポッド１０とマウントアダプタ２０の双方は、金属から作られるが、多くの他の材料、あるいは、材料の組み合わせを用いることが出来る。いくらか例を挙げれば、プラスチック、ゴム、及び、セラミックなどの材料が用いられ、あるいは、組み込まれることが出来る。更に、材料の組み合わせは、また、センサポッド１０あるいはマウントアダプタ２０のいずれかを構成するために用いられることが出来る。
【００３６】
図５は、ポッド１０とマウントアダプタ２０を備える圧電センサを実装するためのシステム１００の一実施形態の等軸測視図を図示する。図５に示される実施形態において、センサポッド１０は、ブロック状の形状をしたマウントアダプタ２０に実装される。図３及び４のマウントアダプタ２０と同様に、図５のマウントアダプタ２０は、センサポッド１０の外部上の標準インタフェースとかみ合う相補的標準インタフェース１５を含む。非限定的な実施例として、相補的標準インタフェース１５は、メス1/2-UNF-2A ねじとすることが出来る。マウントアダプタ２０は、様々なねじ付き溶接スタッドあるいは接着剤で、次に高位のレベルに搭載されることが出来る。他のインタフェースは、他の実施形態において用いられることが出来る。
【００３７】
センサポッド１０を、ブロック形状のマウントアダプタ２０に搭載することにより、センサアセンブリシステム１００を、通常、にかわ、あるいはエポキシにより、ブロック形状のセンサアセンブリを受けるように設計された、より高位のレベルのアセンブリに搭載可能とする。この結果、センサポッド１０は、センサポッドを、ブロックあるいは他の従来の形状のような形状にねじ切りすることにより、従来のマウント構造に適用されることが出来る。マウントアダプタ２０の形状は、六角形基板で個別、あるいは、一体、立方形で、個別、あるいは、一体のものを含むことが出来、幾つか例を挙げれば、個別の三軸立方形に適用されることが出来る。
【００３８】
ある実施形態においては、マウントアダプタ２０は、２以上のセンサポッド１０を保持するように設計されることが出来る。図６は、複数のセンサポッド１０を保持するように設計されたマウントアダプタ２０を含む、センサシステム１００の一実施形態の等軸測視図を図示する。図６に見られるように、３つのセンサポッド１０が、マウントアダプタ２０に実装される。マウントアダプタ２０は、センサポッド１０を容易に実装することができるように、３つの相補的標準インタフェース１５を含む。他の実施形態においては、マウントアダプタ２０は、４つ以上あるいは２つ以下のセンサポッド１０を保持するように設計されることが出来る。相補的標準インタフェース１５に加え、マウントアダプタ２０は、センサシステム１００が、次の高位のアセンブリに容易に搭載できるように、マウントインタフェース１３を含む。
【００３９】
マウントアダプタ２０は、また、センサポッド１０を特定の構成に配置するよう設計されることが出来る。例えば、図６に示されるように、各センサポッド１０は、マウントアダプタ２０の３つの軸の一つ上に搭載されることが出来る。加速度を検出するように設計されたセンサポッド１０を扱う場合、３つの軸上に搭載することにより、各検出器は、特定の軸に特化することが出来る。
【００４０】
特定のセンサが特定の軸に特化することが出来るほかに、単一のマウントアダプタ２０に搭載された複数のセンサポッド１０を有することは、異なる感度のセンサを一緒に搭載することを可能とする。図７は、同一軸に沿って、マウントアダプタ２０上に搭載された複数のセンサポッド１０を有するシステム１００を図示する。図７に示されるような、ある実施形態においては、様々な感度のセンサポッド１０は、振動検出におけるなどのような、より特化したニーズに合わせるために、１つのマウントアダプタ２０内に搭載されることが出来る。図７の実施形態が、異なる感度で、同一軸に沿って整列されたセンサポッド１０を図示するが、他の実施形態においては、異なる感度のセンサは、異なる軸に沿って用いられることが出来る。
【００４１】
マウントアダプタ２０は、また、センサポッド１０が特定の環境で機能できるための追加的特徴を含むことが出来る。例えば、マウントアダプタ２０は、センサシステム１００が、高衝撃環境において、無事に動作することが出来るように、衝撃吸収材料を含むことが出来る。一実施形態においては、マウントアダプタ２０は、センサポッド１０とマウントアダプタ２０との間に、衝撃吸収材料を含むことが出来る。他の実施形態においては、マウントアダプタ２０は、センサシステム１００と、それが組み立てられるものとの間に衝撃吸収材料があるように、図４の穴１３として実現される、外部マウントインタフェースの近くに、衝撃吸収材料を含むことが出来る。
【００４２】
センサポッド１０に特定の環境で機能可能とする追加的な特徴の他の例として、マウントアダプタ２０は、熱緩和コンポーネント（thermal mitigation components ）を含むことが出来る。あるセンサは、能動的あるいは受動的に、熱管理をされる必要がある。そのような実施形態においては、マウントアダプタ２０は、そのような能動的、あるいは、受動的熱緩和コンポーネントを含むことが出来る。単なる一実施例として、マウントアダプタ２０は、実装されたセンサポッド１０とマウントアダプタ２０との間に、熱絶縁材料を有することが出来る。そのような構成は、熱が、マウントアダプタを通って、センサポッド１００に伝達されることを減少する助けとなるだろう。
【００４３】
異なる実装をサポートするために、様々な異なるタイプのセンサを製造することは、本特許文書の方法の下では単純化される。センサポッドは、同一の標準センサインタフェースを設けて、大量に、同様に製造することが出来る。ある実施形態においては、それらが、少なくとも１つの標準センサインタフェースを含むならば、異なるセンサを製造することすら出来る。それから、マウントアダプタは、ニーズに従って、製造することが出来る。新しい外部インタフェースがサポートされる必要がある場合、高価な新しいセンサ設計は必要なく、新しいマウントアダプタのみが必要である。一般的に言うと、外部マウント及び設計条件は、本特許文書の方法の下では、センサの設計から切り離され、その方法は、それぞれが同一の標準センサインタフェースを有する複数のセンサを製造することと、異なる外部インタフェースを有するが、それぞれが相補的な標準インフェースを有する複数のマウントアダプタを製造することと、を含む。
【００４４】
システム１００は、多目的なねじ切り付き筐体を含み、多くの、しかし、限定的ではない利点を提供することが出来る。その利点は、（ｉ）製造ラインにおいて許される、モジュール型／取替え可能なポッドのおかげで、最終顧客パッケージング条件の前に、すべてのポッド感度を組み立て、及び、テストすることが出来る、（ｉｉ）１つのセンサ内の様々な感度のポッドを、より特化した振動のニーズに合わせることが出来る、（ｉｉｉ）顧客が、異なるスタイルの基板にねじ込むことにより、特定の振動環境に必要とされる加速度計マウントを生成することができる、を含む。本特許文書のセンサポッドは、ノイズレベル、感度、共鳴などを含むが、限定的ではない、全体に最適化されたポッドパッケージにおける、好ましい、全体的な技術的性能特性を達成することが出来る。
【００４５】
上記は、標準センサインタフェース１４で設計されたセンサの使用について説明しているが、他のコンポーネントは、また、これらが、マウントアダプタ２０に実装されることができるように、同一の標準インタフェースで設計されることが出来る。例えば、異なる感度の異なるタイプのセンサに加え、データ取得モジュール（ＤＡＱ）、バッテリー、エナジーハーベスター（energy harvester ）、電源、電源接続、充電器、データロガ（data logger ）、通信リンク（有線、無線、光など）、信号調整器（signal conditioners ）、隔離回路、ラインドライバ、警告表示機、アラームリレー、及び／あるいは、任意の他のタイプのコンポーネントを含む。これらのコンポーネントは、異なる機能のアセンブリを生成するために、マウントアダプタにおいて、様々な異なるセンサと、混合されたり、マッチングされたりすることが出来る。
【００４６】
図８は、多様なコンポーネントが搭載されたマウントアダプタを有するシステムを図示する。図８において、センサポッド１０は、ＤＡＱ１０６とバッテリー１０８との組み合わせで搭載されている。すべての３つのコンポーネントは、標準センサインタフェース１４を含んでおり、マウントアダプタ２０に搭載されている。図８に見られるように、コンポーネントは、電気ケーブル１０２と１０４によって、互いに電気的に接続されることが出来る。他の実施形態においては、他のマウントアダプタ２０を用いることができ、コンポーネントの異なる組み合わせが、組み立てられることが出来る。
【００４７】
本発明が、好適実施形態と特定の実施例を参照して説明されたが、当業者によれば、ここに説明された方法と装置の多くの変更や適用が、請求項に記載される本発明の精神と範囲から離れることなく可能であることが容易に認識されるだろう。したがって、この説明は、実施例の仕方でのみなされており、以下に請求項に記載される本発明の範囲の限定としてではない、ことは明確に理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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