有源接地热电偶及操作方法技术

一种有源温度测量系统，包括至少一个接地热电偶和与所述至少一个接地热电偶通信的处理器。所述处理器被配置成接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值。当所述处理器接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值时，所述至少一个接地热电偶被隔离电压偏置。

Active ground thermocouple and operation method

An active temperature measurement system includes at least one earthing thermocouple and a processor for communication with the at least one earthing thermocouple. The processor is configured to receive a measured value from the at least one earthing thermocouple. When the processor receives the measured value from the at least one earthing thermocouple, the at least one earthing thermocouple is biased by the isolated voltage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有源接地热电偶及操作方法
本公开总体上涉及温度测量系统。更具体地，本公开涉及使用一个或多个接地热电偶的温度测量系统。
技术介绍
这部分的陈述仅仅提供了关于本专利技术的背景信息，并且可能并不构成现有技术。热电偶是用来测量温度的传感器。热电偶通常包括由不同材料制成的两根线。这两根线在一端被焊接在一起，形成一个接合。当接合经历温度改变时，产生了电压。然后，这个电压反过来可以被解释以计算接合点处的温度。通常存在三种类型的在测量温度时使用的热电偶：曝露的热电偶，接地热电偶和非接地热电偶。曝露的热电偶具有在探针壁或者鞘外面的接合，从而直接曝露于目标介质。这些类型的热电偶具有优异的热传递和快速的响应时间，但是受限于可使用它们时的目标介质的类型。通常，这些热电偶不适于苛性或者腐蚀性的环境。对于非接地热电偶，这类热电偶的感测接合在物理上位于鞘内，但是与鞘电隔离。这导致响应时间较慢，但是具有的优点在于通过不连接到鞘而提供的电隔离赋予这些热电偶由于噪声降低而获得更精确的测量。这些热电偶也可以被用于苛性或者腐蚀性环境，并且是更结实的，因为鞘提供了对环境的保护。接地热电偶也使用了鞘，但是具有与鞘直接电接触的接合。这些热电偶比非接地热电偶具有更快的响应时间且可以被用于苛性或者腐蚀性环境。但是，这些热电偶通常易受电噪声(诸如接地回路)的影响，所述电噪声影响了精度，尤其当测量温度变化小时。
技术实现思路
本公开提供一种温度测量系统，其包括至少一个接地热电偶和与所述至少一个接地热电偶通信的处理器。所述处理器被配置成接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值。当所述处理器接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值时，所述至少一个接地热电偶被隔离电压偏置。在另一形式中，提供了多个热电偶。在这种形式中，当所述处理器接收来自多个接地热电偶中的一个接地热电偶的测量值时，仅所述一个接地热电偶被所述隔离电压偏置。其他热电偶未被偏置，并且与所述隔离电压断开。在又一形式中，该温度测量系统可以包括多路复用器。该多路复用器被配置成将取自所述多个热电偶中的一个热电偶的测量值提供至所述处理器。另外，该多路复用器可以被进一步配置成当所述处理器接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值时，用所述隔离电压偏置所述至少一个接地热电偶。在另一形式中，该温度测量系统可以包括与所述处理器和所述至少一个接地热电偶通信的模数转换器。该模数转换器被配置成将来自所述至少一个接地热电偶的测量值转换成数字并且将所述数字提供至所述处理器。在又一形式中，所述至少一个接地热电偶可以使用单根信号线。在这种形式中，所述至少一个接地热电偶包括鞘，该鞘具有一个开口端和一个具有尖端的封闭远端。该封闭远端的尖端限定了一个接合。该信号线从所述开口端延伸到接合点。该信号线和该鞘由被配置成产生跨越该信号线和该鞘的电势的不同金属制成，该电势与所述接合点处的温度有关。其他领域的适用性将由在本文中提供的描述而变得显而易见。应当理解描述和具体实施例仅仅是为了说明目的而不意在限制本专利技术的范围。附图说明在本文中仅出于例示的目的描述附图，而不意在以任何方式限制本专利技术的范围。图1A是使用了两根线的接地热电偶的原理图表示；图1B是使用了单根线的接地热电偶的原理图表示；图2A是根据本专利技术的教导的使用接地热电偶的温度测量系统的方块图表示；图2B是根据本专利技术的教导使用具有集成电子器件的接地热电偶的温度测量系统的方块图表示；图3是根据本专利技术的教导使用接地热电偶的温度测量系统的电源的电气原理图表示；图4A和4B是根据本专利技术的教导使用接地热电偶的温度测量系统的电气原理图表示；图5是根据本专利技术的教导引入使用接地热电偶的温度测量系统的加热设备的立体视图；图6是根据本专利技术的教导引入使用接地热电偶的温度测量系统的加热设备的另一立体视图，其中已经除去了耦合有部件的外部排气系统；图7是根据本专利技术的教导引入使用接地热电偶的温度测量系统的加热设备的另一立体视图，其中已经除去了耦合有部件的外部排气系统；图8是根据本专利技术的教导的图6的加热设备的立体横截面图；图9A是根据本专利技术的教导的图8的部分A的放大的立体横截面视图；以及图9B是根据本专利技术的教导的热电偶套管和接地热电偶与加热设备的立体视图。具体实施方式下面的描述本质上仅仅是示例性的，并且绝非意在限制本公开或者其应用或用途。应当理解在整个说明书中，相应的附图标记表示类似或者相应的部分和特征。本公开总体上涉及一种温度测量系统和与其相关联的使用方法。在整个本公开中在许多应用中描述了根据在本文中所包含的教导制造和使用的温度测量系统。这些应用中的一个应用包括柴油机排气系统。但是这仅是该温度测量系统的一种应用，并且该温度测量系统的引入和与其他类型的热管理应用结合使用被认为在本专利技术的范围内。给出了下面的具体形式来说明根据本公开的教导的温度测量系统的设计和使用，并且不应当解释为限制本公开的范围。本领域技术人员根据本公开，将理解可以在本文中公开的具体形式中做出许多改变，并且仍然获得相同或者类似的结果，而不背离或者超出本专利技术的精神或者范围。本领域技术人员将进一步理解在本文中所描述的任何性能代表了常规测量的并且可以通过多种不同的方法来获得的性能。在本文中所述的方法代表了一种这样的方法，并且可以使用其他方法，而不超出本专利技术的范围。参见图1A，示出了接地热电偶10A。在此，接地热电偶10A包括第一线12A和第二线14A。第一线12A和第二线14A在接合16A处连接到彼此。通常，第一线12A和第二线14A由不同的金属制成的。这些不同的金属可以包括宽范围的材料，例如铁，镍，铜，铬，铝，铂，铑和它们的合金。当然，应当理解当选择用于构建第一线12A和第二线14A的不同的金属时，可以使用适于构建热电偶的任何类型的材料。接地热电偶10A还可以包括绝缘体17A。绝缘体17A包围并且保护第一线12A和第二线14A的多个部分。如果热电偶10A被用于高湿和高压的腐蚀性环境中，则绝缘体17A会是有用的。绝缘体17A可以由氧化镁制成；但是，也可以使用任何其他合适的材料。包封绝缘体17A，第一线12A和第二线14A的是鞘18A。鞘18A提供了对绝缘体17A以及第一线12A和第二线14A的保护。当在接合16A处进行温度测量时，第一线12A和第二线14A的不同的金属将产生与温度有关的电压差。使用包含与具体温度有关的代表性电压的参考表，可以确定接合16A处的温度。参见图1B，示出了另一版本的热电偶10B。应当理解使用类似的参考数字来表示类似的元件。因而，前面给出的任何描述是同等适用的。在此，热电偶10B使用了单根线构造。更具体地，单根线12B与接合16B连接。如前所述，为了使热电偶正常工作，必须使用两种不同的材料来产生代表温度的电压差。以这种形式，所使用的不同的材料存在于鞘18B中。基本上，当线12B在接合16B处连接到鞘18B时，可以在线12B和鞘18B之间测量到电压差。因而，不同于图1A中示出的构造，这种构造允许在读取代表温度的电压时使用单根线。应当理解的是，前面的描述可以使用热电偶或者其组合。因而，根据这个描述进一步的，应当理解在此描述中对词“热电偶”的任何提及可以涉及图1A或者1B中所描述的热电偶。参见图2A，示出了用于测量温度的系统20的方块图。作为它的主要部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度测量系统，其包括：至少一个接地热电偶；和与所述至少一个接地热电偶通信的处理器，所述处理器被配置成接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值；其中当所述处理器接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值时，所述至少一个接地热电偶被隔离电压偏置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.01 US 62/155,5591.一种温度测量系统，其包括：至少一个接地热电偶；和与所述至少一个接地热电偶通信的处理器，所述处理器被配置成接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值；其中当所述处理器接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值时，所述至少一个接地热电偶被隔离电压偏置。2.根据权利要求1所述的系统，还包括多个热电偶，其中当所述处理器接收来自多个接地热电偶中的一个接地热电偶的测量值时，仅所述一个接地热电偶被所述隔离电压偏置。3.根据权利要求2所述的系统，还包括与所述多个热电偶和所述处理器通信的多路复用器，该多路复用器被配置成将取自所述多个热电偶中的一个热电偶的测量值提供至所述处理器。4.根据权利要求3所述的系统，其中该多路复用器被配置成当所述处理器接收来自所述至少一个接地热电偶的测量值时，用所述隔离电压偏置所述至少一个接地热电偶。5.根据权利要求1所述的系统，还包括与所述处理器和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·雷曼，约翰·P·罗德，
申请(专利权)人：沃特洛电气制造公司，
类型：发明
国别省市：美国,US