ホーム > 特許ランキング > リーナルセンス リミテッド
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-15
(45)【発行日】2023-06-23
(54)【発明の名称】センサーユニット
(51)【国際特許分類】
G01D 11/30 20060101AFI20230616BHJP
G01F 15/14 20060101ALI20230616BHJP
【ＦＩ】
G01D11/30 S
G01F15/14
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020543089
(86)(22)【出願日】2019-02-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-06-03
(86)【国際出願番号】 IL2019050192
(87)【国際公開番号】W WO2019159180
(87)【国際公開日】2019-08-22
【審査請求日】2022-01-17
(31)【優先権主張番号】62/632,216
(32)【優先日】2018-02-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】520294505
【氏名又は名称】リーナルセンス リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】シッツ，ディーン
(72)【発明者】
【氏名】モーゼ，ジェイソン
(72)【発明者】
【氏名】マドセン，ザッカリー
(72)【発明者】
【氏名】マンティンバンド，ジャック イェホシュア
(72)【発明者】
【氏名】コクバ，ジョゼフ
【審査官】大森 努
(56)【参考文献】
【文献】実開平０４－００８９１７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００３－２２７７４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１７４６０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－１９５９４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２４７１７９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０１８８１６３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】独国特許出願公開第１０２００４０２１３０３（ＤＥ，Ａ１）
【文献】独国実用新案第２０２０１２００１１２１（ＤＥ，Ｕ１）
【文献】米国特許出願公開第２００９／０２４９８６９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０１６３６８３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】独国実用新案第２０２０１４１０３９９８（ＤＥ，Ｕ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｄ ９／００－１５／３４，
Ｇ０１Ｆ １／００，１５／００－１５／１８，
Ｈ０５Ｋ ５／００－７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
導管を通って流れる流体の特性を測定することが望まれる、前記導管内の位置に配置されるように構成されているセンサーユニットであって、ａ）センサー支持体と、
ｂ）近位および遠位側と、チャンバを有する中心部とを含む本体部であって、前記チャンバは下部と上部とを有し、前記下部は前記本体部の前記近位側と遠位側との間の開いた経路を提供し、それにより前記本体部を通る流路を提供する、本体部と、
ｃ）前記チャンバの前記上部にあるソケットであって、前記センサー支持体を受けるように構成されたソケットと、
ｄ）前記センサー支持体上に位置付けられたガスケットと、
ｅ）ガスケットを押し下げるように構成され、それによってガスケットおよびセンサー支持体をソケット内の所定の位置に保持するクランプと、
ｆ）前記流体の特性を測定するように構成された少なくとも１つのセンサーと、
ｇ）第１の端部が前記センサー支持体上の電子回路に接続され、第２の端部が制御ユニットに接続された電気ケーブルと、
ｈ）前記本体部の前記遠位側に位置付けられた電気ケーブルを所定の位置に保持するように構成された第１のケーブルガイドと、を備え、
前記センサー支持体は、センサー位置が前記センサー支持体および前記流路に対して正確かつ再現可能に配置され得るように、前記少なくとも１つのセンサーを支持しており、
前記クランプは、前記電気ケーブルが通過することができる開口部と、前記開口部と前期第１のケーブルガイドとの間に位置づけられる第２のケーブルガイドと、２つのスナップフィット脚部とを含み、前記スナップフィット脚部の各々は、ラッチ構造を有する自由端部を有し、前記スナップフィット脚部は、前記ラッチ構造が前記チャンバの外側側壁にある棚状突起の下の所定の位置にスナップ留めすることを可能にするように構成されている、
センサーユニット。
【請求項2】
センターユニットカバーをさらに備え、前記センターユニットカバーは、前記第１のケーブルガイドを覆う遠位端部を含み、前記遠位端部の内側にはタブが設けられ、当該タブは前記第１のケーブルガイド内に電気ケーブルを押し下げて張力逃しを提供する、請求項１に記載のセンサーユニット。
【請求項3】
前記ソケットは、前記チャンバの２つの側に、前記センサー支持体が配置されて前記流路に完全な天井部を形成する、側壁に平行な棚を含む、請求項１又は請求項２に記載のセンサーユニット。
【請求項4】
前記本体部は、ａ）前記センサー支持体上に位置付けられた少なくとも１つのセンサーと、
ｂ）前記センサー支持体上にある電子回路と、
ｃ）近位コネクタ部であって、前記近位コネクタ部の遠位端部が前記本体部の近位壁を貫通して突出している管に取り付けられ、かつ前記近位コネクタ部の近位端部が前記導管に取り付けられるように構成された近位コネクタ部と、
ｄ）遠位コネクタ部であって、前記遠位コネクタ部の近位端部が前記本体部の遠位壁を貫通して突出している管に取り付けられ、前記遠位コネクタ部の遠位端部が前記導管に取り付けられるように構成された遠位コネクタ部と、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のセンサーユニット。
【請求項5】
前記少なくとも１つのセンサーは、温度センサー、熱を提供することができる温度センサー、ｐＨセンサー、圧力センサー、流量センサー、前記流体中の少なくとも１つの物質の濃度を検出するためのセンサー、および少なくとも１つの液体または気体を検出するセンサーのうちの１つである、請求項１～４のいずれか１項に記載のセンサーユニット。
【請求項6】
前記センサー支持体は、２次元形状および３次元形状のうちの１つを有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のセンサーユニット。
【請求項7】
前記センサー支持体は、ＰＣＢ、金属板、プラスチック板、およびセラミック板のうちの１つである、請求項１～６のいずれか１項に記載のセンサーユニット。
【請求項8】
前記本体部の下流に逆止弁をさらに備える、請求項１～７のいずれか１項に記載のセンサーユニット。
【請求項9】
前記ガスケットは、前記センサー支持体と前記クランプとの間に位置付けられている、請求項１～８のいずれか１項に記載のセンサーユニット。
【請求項10】
前記本体部は、遠位端部を有する遠位コネクタ部を含み、前記遠位コネクタ部の前記遠位端部に取り付けられた前記導管は、二重管腔導管であり、流体は前記管腔の１つを通って流れ、電気ケーブルは前記管腔の２つ目を通過する、請求項４に記載のセンサーユニット。
【請求項11】
電子回路と、導体を有する電気ケーブルと、
前記センサーユニットの前記電子回路を制御ユニットに接続する前記電気ケーブルの端部に配置されたプラグと、をさらに含み、前記プラグは、電子回路を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）と、前記電気ケーブルにおける前記導体が電気的に接続されている前記ＰＣＢ上の導電性パッドとを含み、前記電子回路は、前記ＰＣＢ上の電子構成要素を、前記導電性パッドと、モジュラーコネクタにおけるチャネルと適合するように配置かつ寸法設定されているピンとに電気的に接続する金属トレースを含み、前記電子構成要素は、パッシブメモリ構成要素と、前記少なくとも１つのセンサーを操作し、データを蓄積し、前記蓄積されたデータに対して操作を実行し、かつ他のシステムと通信するためのアクティブ構成要素とのうちの少なくとも１つを有する、請求項１～１０のいずれか１項に記載のセンサーユニット。
【請求項12】
前記スナップフィット脚部の前記ラッチ構造は、前記スナップフィット脚部が前記チャンバの前記外側側壁上の前記棚状突起から外れることを抑制するように成形された後斜面を含む、請求項１～１１のいずれか１項に記載のセンサーユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
序論
本明細書で開示されるのは、導管を通って流れる流体の特性を測定するために導管内の位置に配置されるセンサーユニットである。
本明細書で開示されるのは、導管を通って流れる流体の特性を測定するために導管内の位置に配置されるセンサーユニットである。
【背景技術】
【0002】
さまざまなタイプのセンサーが、導管を通って流れる流体の特性を監視するために使用される。一貫した正確な結果を得ることに関連する問題の１つは、流れる流体の特性およびその測定値が、導管の壁からセンサーの距離、センサーが流体に浸漬される深さ、および導管の壁の特性など、必ずしも確実に再現しやすいわけではない多くの要因に依存することである。
【0003】
したがって、本発明の目的は、導管を通って流れる流体の特性の正確で再現可能な判定を可能にする装置を提供することである。
【0004】
本発明のさらなる目的および利点は、説明が進むにつれて明らかになるであろう。
【発明の概要】
【0005】
ここで提供されるのは、導管を通って流れる流体の特性を測定することが望まれる、導管内の位置に配置されるように構成されるセンサーユニットである。特定の実施形態において、センサーユニットは、ａ）センサー支持体と、ｂ）近位および遠位側と、チャンバを有する中心部とを含む本体部であって、チャンバは下部と上部とを有し、下部は本体部の近位側と遠位側との間の開いた経路を提供し、それにより本体部を通る流路を提供する、本体部と、ｃ）チャンバの上部にあるソケットであって、センサー支持体を受けるように構成されたソケットと、ｄ）センサー支持体上に位置付けられたガスケットと、ｅ）ガスケットを押し下げるように構成され、それによってガスケットおよびセンサー支持体をソケット内の所定の位置に保持するクランプと、ｆ）流体の特性を測定するように構成された少なくとも１つのセンサーと、を備える。センサー支持体は、少なくとも１つのセンサーが、センサーユニットを通る流路の壁に対して定位置に、およびセンサーユニットを通って流れる流体に対して一定の深さで維持されるように、少なくとも１つのセンサーを支持する。
【0006】
特定の実施形態において、ソケットは、チャンバの２つの側に、センサー支持体が配置されて流路に完全な天井部を形成する、側壁に平行な棚を含む。
【0007】
特定の実施形態では、先行する請求項のいずれか１項に記載のセンサーユニットであって、本体部は、ａ）センサーユニットカバーと、ｂ）第１の端部がセンサー支持体上の電気回路に接続され、第２の端部が制御ユニットに接続された電気ケーブルと、ｃ）本体部の近位壁および遠位壁をそれぞれ貫通して突出している短い管部品と、ｄ）本体部の遠位側に位置付けられた電気ケーブルを所定の位置に保持するように構成されたケーブルガイドと、ｅ）センサー支持体に位置付けられた少なくとも１つのセンサーと、ｆ）センサー支持体上にある電子回路と、ｇ）近位コネクタ部であって、近位コネクタ部の遠位端部が、本体部の近位壁を貫通して突出している管に取り付けられ、かつ近位コネクタ部の近位端部が、導管に取り付けられるように構成された近位コネクタ部と、ｈ）遠位コネクタ部であって、遠位コネクタ部の近位端部が、本体部の遠位壁を貫通して突出している管に取り付けられ、遠位コネクタ部の遠位端部が、導管に取り付けられるように構成された遠位コネクタ部とのうちの少なくとも１つを含む。
【0008】
特定の実施形態では、少なくとも１つのセンサーは、温度センサー、熱を提供することができる温度センサー、ｐＨセンサー、圧力センサー、流量センサー、流体中の少なくとも１つの物質の濃度を検出するためのセンサー、および少なくとも１つの液体または気体を検出するセンサーのうちの１つである。
【0009】
特定の実施形態では、センサー支持体は、２次元形状および３次元形状のうちの１つを有する。特定の実施態様では、センサー支持体は、ＰＣＢ、金属板、プラスチック板、およびセラミック板のうちの１つである。
【0010】
特定の実施形態では、センサーユニットは、本体部の下流に逆止弁をさらに備える。
【0011】
特定の実施形態では、ガスケットは、センサー支持体とクランプとの間に位置付けられる。
【0012】
特定の実施形態では、クランプは、電気ケーブルが通過することができる開口部と、ケーブルガイドと、２つのスナップフィット脚部とを含み、スナップフィット脚部の各々は、ラッチ構造を有する自由端部を有し、スナップフィット脚部は、ラッチ構造がチャンバの外側側壁にある棚状突起の下の所定の位置にスナップ留めすることを可能にするように構成される。
【0013】
特定の実施形態では、本体部は、遠位端部を有する遠位コネクタ部を含み、遠位コネクタ部の遠位端部に取り付けられた導管は、二重管腔導管であり、流体は管腔の１つを通って流れ、電気ケーブルは管腔の２つ目を通過する。
【0014】
特定の実施形態では、センサーは、電気回路と、導体を有する電気ケーブルと、センサーユニットの電気回路を制御ユニットに接続する電気ケーブルの端部に配置されたプラグとをさらに含み、プラグは、電子回路を有する小さなプリント回路基板（ＰＣＢ）と、電気ケーブルの導体が電気的に接続されたＰＣＢ上の導電性パッドと、を含み、電子回路は、ＰＣＢ上の電子構成要素を、導電性パッドおよびモジュラーコネクタにおけるチャネルと適合するように配置かつ寸法設定されるピンに電気的に接続する金属トレースを含み、電子構成要素は、パッシブメモリ構成要素と、少なくとも１つのセンサーを操作し、データを蓄積し、蓄積されたデータに対して操作を実行し、かつ他のシステムと通信するためのアクティブ構成要素とのうちの少なくとも１つを有する。
【0015】
またここで提供されているのは、第１の電気デバイスから第２の電気デバイスに電気を伝導する電気ケーブルの端部に配置されたプラグであって、プラグはケーブルを第２の電気デバイスに電気的に接続するように構成され、プラグは、ｉ）パッシブメモリ構成要素と、ｉｉ）センサーを操作し、データを蓄積し、蓄積されたデータに対し操作を実行し、第２のデバイスおよび／または他のシステムと通信するアクティブ構成要素のうちの少なくとも１つを含む電子構成要素を有する小型のプリント回路基板（ＰＣＢ）と、導管における電気ケーブルが電気的に接続されたＰＣＢ上に配置された導電性パッドと、モジュラーコネクタにおけるチャネルと適合するように配置かつ寸法設定されるピンと、ＰＣＢ上に配置された電子回路とを含み、回路は、ＰＣＢ上の電子構成要素を導電性パッドおよびピンに電気的に接続する金属トレースを含む。
【0016】
本発明の上記および他の特徴および利点のすべては、添付の図面を参照して、その実施形態の以下の例示的かつ非限定的な説明を通してさらに理解されるであろう。
【0017】
定義
本発明のこの開示において、「近位」および「遠位」という用語は一般的な意味で使用される。すなわち、「近位」は「流体の流れの起点または源により近い」ことを意味し、「遠位」は「流体の流れの起点または源からより離れている」ことを意味する。したがって、「近位方向」は「上流」であり、「遠位方向」は下流である。
本発明のこの開示において、「近位」および「遠位」という用語は一般的な意味で使用される。すなわち、「近位」は「流体の流れの起点または源により近い」ことを意味し、「遠位」は「流体の流れの起点または源からより離れている」ことを意味する。したがって、「近位方向」は「上流」であり、「遠位方向」は下流である。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本明細書に開示されるセンサーユニットの実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本明細書に開示されるのは、導管を通って流れる流体のある特性、例えば流速、色、密度、粘度、ｐＨ、ガスの濃度、化学物質、または気体の状態であっても液体に溶解していても、ＣＯ２やＮＯ２などの他の物質を測定することが望まれる導管内の位置に配置されるように構成されるセンサーユニットである。センサーユニットは、本明細書では本体部と称する部分を含み、本体部は、測定が行なわれるチャンバと、センサーを通る流路の壁から常に所与の距離に、かつセンサーユニットを流れる流体に対して同じ深さに位置付けられるようにセンサーを支持する支持構造とを含む。支持構造の設計は、以下に説明するように、支持構造に対するセンサーの位置が、製造時または組み立て時に確実かつ繰り返し可能に再現することができるようになっている。本体部の内部は、そこを流れる流体の乱れを最小限に抑えるように設計されている。
【0020】
本発明を説明するために、本明細書の記載および図は、導管を流れる流体の変化を生成および感知するために使用される電子構成要素をさらに含むセンサーユニットを備える実施形態に関する。センサーは、現在または将来的に、本明細書に記載されている電子構成要素と同じ様式を準用して取り付けられる、当技術分野で既知の、電子、光学、機械、超音波などの任意のタイプのセンサーであり得る。本実施形態を参照して本明細書に記載の本発明の趣旨から逸脱することなく、各々がその用途に適切な多くの他の実施形態が可能である。
【0021】
図１はセンサーユニット１００の斜視図、図２はセンサーユニット１００の分解図である。これらの図には、以下でさらに詳細に説明する次の構成要素が示されている。近位端部１５２と遠位端部１５４とを含む本体部１３０、カバー１３２、プリント基板（ＰＣＢ）１４０、電気ケーブル１４２、ガスケット１４４、およびスナップフィットクランプ素子１４６（以下、「クランプ」と称する）。これらおよび以下の図において、矢印１５０は、センサーユニットを通る流体の流れの方向を示す。
【0022】
図３は、センサーユニット１００の本体部１３０の斜視図であり、図４は、近位（すなわち、上流）方向に見た本体部１３０の横断面図である。近位端部１５２および遠位端部１５４はそれぞれ、本体部１３０の近位壁１５２ａおよび遠位壁１５４ａから突出している短い管部品である。近位端部１５２および遠位端部１５４は、センサーユニット１００の近位コネクタ部１２６（図１０に図示）および遠位補助コネクタ部１４８（図１１に図示）とそれぞれ嵌合するような形状およびサイズであり、共に以下で説明する。いくつかの実施形態では、一端または両端は、コネクタ部なしで導管に直接接続することができる。いくつかの実施形態では、本体部は、導管の一体部分であり得る。異なる実施形態は、各々が嵌合する物体に応じて、異なる形状またはサイズの端部１５２および１５４を有することができる。本体部１３０の遠位側には、ＰＣＢ１４０に電気的に接続されたケーブル１４２を所定の位置に保持するように成形されたケーブルガイド１５８が形成される。
【0023】
なお、センサーユニットの本体部は、３つの軸のいずれかを中心に回転して、任意の方向に向けることができる。簡潔にするために、本体部またはその構成要素の「上部」、「下部」、「側面」、「屋根部」、「天井部」、「壁部」などと記述しているが、これは単に便宜上のものであり、かつ図に示される基準系を参照するものであることを理解されたい。回転により、「上部」は「側面」または「下部」になってもよく、または本開示の意図から逸脱することなく、任意の軸の周りの任意の回転角度になってもよい。
【0024】
本体部１３０の中央には、本実施形態ではＰＣＢ１４０であるセンサー支持体が確実に着座することができる側壁１６４を備えるソケット１６０が形成されている。流路１５６の上のソケット１６０の下部は開いており、流路１５６を通って流れる流体とセンサー支持体の下部のセンサーとの接触を可能にする。開口部の両側に棚１６２が形成され、その上にセンサー支持体（ＰＣＢ１４０）を配置して、流路の上部を形成することができる。乱流を防ぐため、開口部の近位端部上と遠位端部上には棚がない。センサー支持体の側面は、開口部を取り囲む側壁１６４に当接し、それにより、センサー支持体の下部は、ソケット１６０の長さ全体にわたって流路に対して完全な天井部を形成する。
【0025】
図５は、ＰＣＢ１４０の側面図である。図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ、ケーブル１４２が取り付けられたＰＣＢ１４０の上方および下方斜視図である。図示のように、要素１６８は、ＰＣＢの外側におけるＰＣＢ上の電子回路の構成要素を表し、要素１７０は、内側におけるＰＣＢ上の電子回路の構成要素を表す。また、ＰＣＢ１４０上のＰＣＢコネクタ１６６およびケーブル１４２上のケーブルプラグ１７２も示されている。さまざまな実施形態では、感知回路の構成要素は、センサー支持体の片側または両側にあってもよい。
【0026】
センサーユニットの異なる実施形態では、ＰＣＢは、例えば、温度を測定（および／または熱を供給）するために使用することができる、流体と接触しているサーミスタ、ｐＨセンサー、圧力センサー、さまざまなタイプの流量センサーの１つ、流体中のさまざまな化学物質または物質の濃度を検出および／または測定するためのセンサー、ならびにさまざまな液体または気体の存在および／または濃度やタイプを検出するためのセンサーなど、さまざまなタイプのセンサー要素１７０を含み得ることに留意されたい。任意のセンサータイプのこれらのセンサーの１つ以上をＰＣＢ上の回路に追加して、流体の特性を測定することができる。
【0027】
センサーユニットの他の実施形態では、測定される流体の特性およびセンサーのタイプに応じて、ＰＣＢは、任意の材料、例えば、金属、セラミック、またはプラスチック板のセンサー支持基板で置き換えることができる。いくつかの実施形態では、センサー支持体は、本明細書に記載されているような平坦な長方形の形状を有さなくてもよく、他の２次元または３次元の形状を有していてもよい。例えば、センサー支持体は、フローチャンバに対してアーチ型の天井部を形成することができる。センサーは、本明細書の図に示すようにセンサー支持体の表面に隣接して取り付ける必要はなく、センサー支持体の下部から流体に直角に（または任意の角度で）突出するプローブに取り付けることができる。センサーユニットの実施形態では、いくつかのセンサーをプローブに取り付けて、センサー支持体から異なる距離で流体の同じまたは異なる特性を測定することができる。いくつかの実施形態では、センサーは、ＰＣＢの内側または外側、あるいはその両方に構成要素を含むことができる。１つ以上のセンサーはまた、センサー支持体の表面と同一平面にあるように配置されてもよく、またはその中に埋め込まれてもよい。
【0028】
いくつかの実施形態では、感知回路は、有線または無線のいずれかの通信手段を備えることができる。いくつかの実施形態では、データは、例えば、後で検索するために、センサーユニット内に格納されていてもよい。
【0029】
図７は、図４と同様に、近位方向から見た本体部１３０の横断面図であり、ＰＣＢ１４０が、測定が行われる流路１５６のＵ字形部分を形成する棚１６２上の所定の位置にある。この図から、ＰＣＢ１４０の下部を棚１６２に直接接触させて配置し、かつＰＣＢの下部を流路の上部として使用することで、内部センサー構成要素１７０が正確に同じ深さで流体に挿入されることが保証され、一貫した正確な測定値がもたらされる。いくつかの実装態様では、これは、測定が行われるときに、流路１５６のＵ字形部分が流れる液体または特定の圧力のガスで満たされることを必要とする場合がある。これは、例えば、本体部１３０の下流の流体管内の逆止弁を使用することによって実現することができる。測定が行われる流路のＵ字形の側面および一部分の平坦な上部により、流れに渦やその他の乱れを発生させることなく、センサーと流れる流体との接触が最大化される。
【0030】
ガスケット１４４（図９を参照）は、ガスケットがＰＣＢ１４０と棚１６２との間に配置される従来の手法の代わりに、ＰＣＢ１４０の上部に配置される。ガスケットはＰＣＢの上部に配置され、ガスケットがＰＣＢの下（すなわち、ＰＣＢ１４０と棚１６２の間）にあった場合には実現できなかった液体への要素１７０の再現可能な挿入を可能にする。ガスケットがＰＣＢと棚との間の従来の配置であった場合、ガスケットの可変圧縮率は、導管に対するセンサーの位置に影響を与えたであろう。センサー支持体を棚に直接配置することで、この変動性が回避される。したがって、棚は基準平面を形成し、それに対してセンサー位置を正確かつ再現可能に設定することができる。
【0031】
ガスケットに好適な材料を選択すると、最適なシール特性が得る上で有用である。図９に関して考察されるように、クランプ１４６が適用されると、かけられた圧力の（高すぎない）量と達成した変形の量（すなわち、エラストマーを表面に接触している状態に保つのに十分であるが、そのコンプライアンスを損なうほどではない量）との間でバランスをとることができる。それは、時間、温度、および例えば医療用途では、エチレンオキシド（ＥＴＯ）、放射線または他の滅菌方法によって保持することができる一定の変形を達成するための力を最小限に抑える上で有用である。特定の実施形態では、好適な硬度計値および適切な圧縮特性（過度の力なしに圧縮を実現する）を有するシリコンゴムガスケットを使用することができる。また、ガスケットの厚さは、クランプ１４６が本体部１３０に取り付けられたときに、ガスケットが過度の力を必要とせずにわずかに圧縮されることで漏れを防ぐように選択されている。
【0032】
特定の実施形態では、接着剤の層を、シール面を作るガスケット１４４の側面に追加することができる。接着剤層は、組み立てプロセスのためにガスケットをＰＣＢ上の所定の位置に保持することができ、さらにシーリング表面のあらゆる欠陥を埋めることもできる。これらの態様は共に、ＰＣＢ１４０と、凹部１６０の側壁１６４と、クランプ１４６との間の漏れのないシールを確保する。
【0033】
図８は、クランプ１４６の実施形態の斜視図である。クランプ１４６は、ケーブル１４２が通過してＰＣＢに接続することができる開口１７８を有する上部１７３と、ケーブルガイド１８０と、クランプの上部１７３から垂直に延びる２つのスナップフィット脚部１７４とを含む。スナップフィット脚部１７４の各々は、その自由端部に、クランプ１４６を所定の位置にスナップ留めして確実に保持することを可能にするように構成されたラッチ構造１７６を有する。ラッチ構造１７６は、図示のようにくさび形の要素であってもよく、または他の形状を有していてもよい。
【0034】
図９は、ガスケット１４４およびクランプ１４６が所定の位置にある、図７と同様の、近位方向から見た本体部１３０の横断面図である。この図に示すように、スナップフィット脚部１７４は、組み立てプロセス中に側壁１６０ａ上を通過するように変形し、かつラッチ構造１７６が係合する側壁１６０ａ下の棚状突起に到達すると所定の位置にスナップ留めされる。ラッチ構造１７６が係合すると、クランプ１４６は、ＰＣＢ１４０に対してわずかに圧縮するガスケット１４４をしっかりと押し下げ、Ｕ字形流路１５６の上部を封止する。図示の実施形態では、ラッチ構造１７６は、例えば５度の背面傾斜を有し、スナップフィット脚部が経時的にまたは使用中にクランプ面から外れないように保つのに役立つ。
【0035】
特定の実施形態では、クランプ部材１４６は、経時的に、かつさまざまな温度変化および化学物質への暴露を通じてガスケットに対する圧縮を維持するのに十分な剛性を有する。特定の実施形態では、クランプは、塑性変形限界内に留まり、かつ所与の適用実施形態の温度、時間および化学物質暴露限界で弾性変形しないように設計されている。これらの要件は、電子センサーユニット１００のＰＣＢおよびケーブルを除く他のすべての構成要素にも適用される。特定の実施形態では、クランプは、ポリカーボネート材料から作ることができる。
【0036】
図１０は、センサーユニットをプラスチックまたはゴム管に接続するためにセンサーユニット１００に取り付けることができる先行技術の近位コネクタ部１２６を概略的に示す。近位端部１２６ａは、均一な直径の内面と、いくつかの円周方向の棚状突起がその上に作成された先細の外面とを有する中空管である。本実施形態では、近位端部１２６ａは、エラストマー管の遠位端部の内側に嵌合して内側をしっかりと把持するように寸法設定され、それによって近位コネクタ部１２６を管にしっかりと取り付ける。他の実施形態では、近位端部１２６ａは、センサーユニットが取り付けられる導管のタイプに応じて、異なる構造を有していてもよい。本実施形態では、近位コネクタ部１２６の中央部分は、サンプルポート１２８を含む。
【0037】
特定の実施形態では、本体部１３０の近位端部１５２は、その外径がコネクタ部１２６の遠位端部１２６ｂに嵌合するように寸法設定された中空管である。近位端部１２６ｂの内径と遠位端部１５２の外径との間の接着剤を使用して、遠位コネクタ部１２６および本体部１３０をしっかりと保持する漏れ止め接続を作ることができる。
【0038】
図１１は、センサーユニットを、流体がセンサーユニット１００を通過した後に流れ続ける導管に接続するために、センサーユニット１００に取り付けることができる補助遠位コネクタ部１４８を示す。図示の実施形態では、補助遠位コネクタ部１４８の近位端部１４８ａは、本体部１３０の遠位端部１５４の内側に適合するように寸法設定された外径を有する円筒形の管である。
【0039】
遠位端部１５４の内径と近位端部１４８ａの外径との間の接着層を使用して、遠位コネクタ部１４８および本体部１３０をしっかりと保持する漏れ止め接続を作ることができる。遠位コネクタ部１４８の遠位端部１４８ｂは、流体がセンサーユニット１００を通過した後に流れ続ける導管に接続するように構成される。
【0040】
遠位端部１４８ｂ上の遠位補助コネクタ部１４８の一部である側面１８２は、流体がセンサーユニット１００を通過した後に流れ続ける導管にきっちりと嵌合し、導管をしっかりと把持するように形成され、補助遠位コネクタ部１４８と導管との漏れ止め接続を形成する。接着剤は、さらに漏れ止めを確実にする。本実施形態では、側面１８２の上部は曲線状にされて、ケーブル１４２が二重管の専用管腔に入るときに通る開口チャネル１８４の側面を形成する。チャネル１８４の側面は、二重管のケーブル管腔を把持するように構成される。
【0041】
センサーユニット１００を通過した後に流体が流れ続ける導管の実施形態は、上述のように１つの管腔が遠位補助コネクタ部１４８の遠位端部１４８ｂに接続されている二重管を含む。ケーブル１４２は、第２の管腔を通過し、その近位端部は、開口チャネル１８４の側面によってしっかりと把持される。本実施形態は、例えばセンサーユニットが尿道カテーテルにおいてインラインで使用される場合など、多くの用途で有利である。この用途では、ケーブルを患者から離すように誘導するのに便利で、患者への快適性と看護師への利便性の向上を提供することを可能にする。
【0042】
いくつかの実施形態では、センサーユニットは、導管の一体構成要素として製造して、近位コネクタ部１２６または補助遠位コネクタ部１４８の一方または両方を不要にし得ることに留意されたい。
【0043】
図１２は、センサーユニット１００のカバー１３２の実施形態を示す。組み立て中、ＰＣＢ１４０およびガスケット１４０が本体部１３０に挿入され、かつクランプ１４６によって所定の位置に保持され、ついでケーブル１４２がＰＣＢに電気的に接続された後、カバー１３２を組み立てられた本体部１３０の上にスライドさせることができる。次に、カバー１３０の近位端部１３２ａを、本体部１３０の近位壁１５２ａ上にスナップ留めし、カバー１３２の遠位端部１３２ｂを、本体部１３０の遠位壁１５４ａにスナップ留めする。一実施形態では、ケーブルガイド１５８（図３を参照）を覆うカバー１３２の遠位端部１３２ｂの前面上の開口部の内側に、ケーブルガイド１５８内のケーブルを押し下げて張力逃しを提供するタブ（図示せず）があり、ケーブルが引っ張られてＰＣＢ１４０から接続解除されるのを防ぐ。
【0044】
電子センサーユニット１００の実施形態の別の特徴は、ＰＣＢ１４０上の回路を制御ユニットと電気的に接続するケーブル１４２の遠位端部におけるプラグである。本明細書に記載の実施形態では、プラグは、一般にレジスタードジャックコネクタとして知られるモジュラーコネクタである。本実施形態では、電気通信またはデータ機器を接続するために一般的に使用されるタイプの、一般にＲＪ４５プラグとして知られる８Ｐ８Ｃモジュラーコネクタが使用される。図１３では、ＰＣＢ１８６が図示されている。これは、ＲＪ４５コネクタの内部に完全にまたは少なくとも部分的に嵌合するように寸法設定されており、その存在は目立たなくなっている。ＲＪ４５を加えたＰＣＢアセンブリ全体をオーバーモールドして、利便性が高く、かつ従来の外観のプラグを作成することができる。
【0045】
本明細書に記載の実施形態では、ケーブル１４２は、３本のワイヤとシールドとを含む。従来のＲＪ４５プラグで行われるようにケーブル１４２内のワイヤの露出端部を直接ピンに圧着する代わりに、導体は、ＰＣＢ１８６上の４つのパッド１９４に電気的に接続（例えば、はんだ付け）されている。ＰＣＢ上の金属トレースは、例えば、導電性エポキシ接着剤を用いるはんだ付け、溶接、または接着によって、ピン１８８が電気的に接続されている導電性パッド１９０に電気を伝導する。これらのピンは、モジュラーコネクタ内のチャネルと適合するように配置および寸法設定されており、かつモジュラーコネクタに関連する通常のツールと技術を使用して、所定の位置にしっかりと圧着されている。このステップに続いて、アセンブリ全体をオーバーモールドして、完成した外観を提供することができる。
【0046】
ＰＣＢ１８６はまた、本実施形態ではとりわけ、パッシブメモリ構成要素を含む電子回路１９６を備える。この回路は、本実施形態ではとりわけ、電子センサーユニット１００の機種番号、製造日などを識別する製品情報と、センサーユニットの動作のさまざまな側面を管理するために使用し得る使用データとを含み、例えば蓄積されたデータおよび／または電子センサーユニット１００を使用し得る時間を記憶および／または制御して、例えば性能低下を防止し、または良好な実施の準拠を実現する。他の実施形態は、センサーを動作させ、データを蓄積し、それに対して操作を実行し、他のシステムなどと通信するアクティブ構成要素を含み得る。他の実施形態では、他の数のワイヤがＰＣＢ１８６に接続されてもよい。このＰＣＢ設計は、あらゆる種類のモジュラーコネクタがケーブル上で使用され、かつ邪魔にならないインライン電子回路が所望されるあらゆる用途に適用することができる。
【0047】
センサーユニット１００の寸法ならびに遠位および近位コネクタ部は、必要な変更を加えて、広範囲の用途のための任意のサイズの導管へのセンサーユニットの挿入または統合を可能にするように適応させることができる。例えば、上述のセンサーユニット１００の近位コネクタ部は、寝たきりの患者の膀胱に挿入された留置尿道カテーテルに接続することができ、センサーユニット１００の遠位コネクタ部は、採尿容器につながる管に接続することができる。この用途では、センサーユニット１００を尿測定に使用することができる。食品製造では、センサーユニットを使用してセンサーをさまざまな深さに配置し、すべてが同じ読み取り値を示すかどうかを確認することにより、液体成分が完全に均質化されていることを確認することができる。自動車の排気ガスについては、パイプセンサーユニットを配置して、ガスの排出レベルや他の特性を確認することができる。液体が流れる固定方向の開いた導管（または液体が導管を完全に満たさない可能性がある閉じた導管）では、センサーユニットを床部のセンサー支持体に取り付けるか、および／または内部を流れる液体内に突出して、さまざまな深さで流体の存在または特性を測定することができる。そのような用途の他の例には、ワイン瓶詰め工場のワイン、キャンディー工場の溶融チョコレート、鋳造所の溶融鋼、押出用途の溶融プラスチック、灌漑用水路または排水溝の水などのパイプまたは導管が含まれる。
【0048】
電子センサーユニットの要素は、例えば、スナップフィット機能を用いて構成され、医療手順、調整、および修理のために必要に応じてセンサーの分解および再組み立てを可能にすることに留意されたい。
【0049】
本発明の実施形態を例証により説明してきたが、本発明は、特許請求の範囲の範囲を超えることなく、多くの変形、修正、および適合を用いて実施することができることが理解されよう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】