用于使用所选择的温度传感器而在给定温度范围内测量温度的方法和设备技术

公开一种用于提供温度控制和/或监视的装置以及一种使用所述装置的方法。在所公开的方法和装置中，控制器接收将测量的温度范围的最小温度值和最大温度值。控制器将温度传感器的已知输出信号范围与将测量的温度范围相关。此外，控制器从温度传感器接收输出信号，并且基于温度传感器的输出信号而产生所测量的温度值。

Method and equipment for measuring temperature in a given temperature range by using the selected temperature sensor

A device for providing temperature control and / or monitoring and a method for the use of the device are disclosed. In the disclosed method and device, the controller receives the minimum temperature value and maximum temperature value of the temperature range that will be measured. The controller relates the known output signal range of the temperature sensor to the temperature range that will be measured. In addition, the controller receives the output signal from the temperature sensor and generates the measured temperature value based on the output signal of the temperature sensor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用所选择的温度传感器而在给定温度范围内测量温度的方法和设备
本公开总的来说涉及使用温度传感器而在期望温度范围内测量温度，并且明确地说，与用于焊接应用中的感应电源有关。
技术介绍
用于焊接应用中的感应电源(例如，可购自米勒电器公司(MillerElectricManufacturingCo.)的35(下文简称为“35”))为焊接应用提供感应加热，包含预加热、应力释放和焊接后加热。例如，向工件提供加热可使水分远离焊缝以减轻氢致开裂，防止热点和冷点等。为了适应不同零件和应用，35与许多配件一起使用，包含与具有滚动电感器(例如，可购自米勒电器公司的滚动电感器)的滚动电感器配件一起使用，以向移动零件提供均匀的热。图1示出感应加热系统100的实例，其中感应加热系统100尤其包括：感应电源102；滚动电感器104，其中热经由滚动电感器104而被提供到管道106；热电偶延伸电缆108；以及输入电力供应器110，将电力供应到感应电源102。在图1的系统布置中，热电偶延伸电缆108从一个或更多个热电偶携载输出信号，其中输出信号提供用于温度控制和监视的温度反馈。例如，35当前提供多达六个热电偶输入，其中所述热电偶输入由执行滚动电感器104的温度控制和监视的内置控制器使用。当使用滚动电感器时，可难以测量滚动电感器正加热的工件的位置处的温度。因为工件或滚动电感器正移动，所以不同于在静止零件的状况下，使用与工件接触的热电偶不会产生准确的温度读数。例如，在图1的布置中，焊接到管道上给定点的热电偶旋转360度，并随着管道被加热和冷却而测量管道温度，但仅在一个点处测量。控制从此点输入的热可导致使所述点之前的管道过热，并且使所述点之后不远处的管道加热不足。
技术实现思路
上述问题的一种可能解决方案是使用另一类型的温度传感器，例如，红外(IR)温度传感器。就这来说，IR温度传感器可安装到滚动电感器以测量极接近滚动电感器正加热的点处的温度。然而，存在问题在于，广范围的IR温度传感器对发射率改变敏感。需要校准正测量的表面的发射率系数。这特别因为发射率系数可改变而对于相对于传感器移动的表面来说成为问题。例如，旋转的零件可具有低发射率区域和高发射率区域。对发射率改变较不敏感的IR温度传感器具有有限温度范围，并且通常不涵盖给定加热装置(例如，35)的加热范围。实际上，选择一个特定IR传感器可限制可使用滚动电感器的温度范围和应用。因此，需要使用期望温度传感器，同时还涵盖给定应用的必需温度范围的方式。本公开为温度传感器提供可调整的温度比例，从而给予用户选择温度传感器的能力，其中所述温度传感器具有期望操作特性，还匹配需要特定的将测量的温度范围的应用。在实施例中，一种提供温度控制和/或监视的装置包括：(i)控制器；以及(ii)程序逻辑，保持在数据存储装置中并可由控制器执行，以使控制器(a)接收将测量的温度范围的最小温度值和最大温度值，(b)将温度传感器的已知输出信号范围与将测量的温度范围相关，(c)从温度传感器接收输出信号，并且(d)基于温度传感器的输出信号而产生所测量的温度值。在实施例中，程序逻辑还使控制器使用所测量的温度值来控制或监视温度正被测量的零件的温度。在实施例中，程序逻辑还使控制器向用户显示所测量的温度值。在实施例中，温度传感器是红外(IR)温度传感器。在实施例中，温度传感器经由输入接口而与装置互连。在实施例中：(a)输出信号是电流信号，并且(b)输入接口携载经由偏置电阻器而转换为电压信号的输出信号。在实施例中：(a)所述装置还包括一个或更多个温度传感器输入，其中所述温度传感器输入用于从第一温度传感器类型的温度传感器接收输入，(b)温度传感器是不同于第一温度传感器类型的第二温度传感器类型，并且(c)经由一个或更多个温度传感器输入而接收的温度传感器的输出信号范围不同于经由一个或更多个温度传感器输入而接收的第一温度传感器类型的温度传感器的输出信号范围，以使得所述两个输出信号范围不重叠。在实施例中，程序逻辑使控制器将温度传感器的最小输出信号与最小温度值相关，并且将温度传感器的最大输出信号与最大温度值相关。在实施例中，程序逻辑使控制器使用线性比例而将温度传感器的已知输出信号范围与将测量的温度范围相关。在实施例中，线性比例遵循以下关系：Temp＝(((AD_RawInput-IAD_RawMin)*(T_MaxTemp-T_MinTemp))/((IAD_RawMax-I_RawMin)))+T_其中，T_MinTemp和T_MaxTemp分别是最小温度值和最大温度值，并且IAD_RawMin和IAD_RawMax分别是对应于温度传感器的最小输出电流信号和最大输出电流信号的模/数(A/D)值。在实施例中：(a)所述装置还包括A/D转换器，并且(b)所述A/D值是如下计算的：AD_RawInput＝((I_Output*R_Bias*2^Scale*Gain))/V_ref,其中，I_Output是电流输出信号，R_Bias是用于将电流输出信号转换为将输入到A/D转换器的输出电压信号的偏置电阻器的值，并且Scale、Gain和V_ref分别是N位转换器的N、A/D转换器的A/D增益和参考电压的值。在实施例中，温度影响装置是至少部分基于所表达的所测量的温度值来控制的。在实施例中，输出信号是电压信号，其电压与所测量的温度值相关。在实施例中，输出信号是电流信号，其电流与所测量的温度值相关。在实施例中，输出信号是数字信号，其脉宽或数值与所测量的温度值相关。在实施例中，一种与提供温度控制和/或监视的装置一起使用的方法包括：(i)经由控制器而接收将测量的温度范围的最小温度值和最大温度值，(ii)经由控制器而将温度传感器的已知输出信号范围与将测量的温度范围相关，(iii)经由控制器而从温度传感器接收输出信号，以及(iv)经由控制器基于温度传感器的输出信号而产生所测量的温度值。在一个实例中，温度传感器是IR温度传感器，并且所测量的温度值被表达为电信号。在实施例中，所测量的温度值由控制器使用以控制或监视温度正被测量的零件的温度。在实施例中，呈温度读数的形式的所测量的温度值由控制器提供以向用户显示。实施例的额外特征和优点将阐述在下文的描述中，并且部分从所述描述清楚。附图说明可参照附图来更好地理解本公开。附图中的部件未必按照比例绘制，而是着重于说明本公开的原理。在附图中，附图标记遍及不同视图而表示对应部分。图1图示加热系统，其中所述加热系统包含感应电源和滚动电感器系统；图2是其中可执行说明性实施例的系统的简化框图；图3是示出可使用图2的系统执行的一组示范性功能的流程图；图4图示IR温度传感器与加热电源的互连的一个实例布置；图5A和图5B示出加热电源的用户设置配置期间的屏幕视图的实例；图6图示根据说明性实施例的一个实例处理系统。图7图示IR温度传感器安装到滚动电感器的布置。具体实施方式本文中，参照附图所图示的实施例来详细描述本公开，其中附图形成本公开的一部分。可使用其它实施例，和/或可进行其它改变，而不偏离本公开的精神或范围。具体实施方式中所述的说明性实施例不希望限制本文所呈现的主题。现将参考附图所图示的示范性实施例，并且将在本文中使用具体语言来描述示范性实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：向装置提供实现温度控制或温度监视的控制器；经由所述控制器而接收将测量的温度范围的最小温度值和最大温度值；经由所述控制器而将温度传感器的已知输出信号范围与所述将测量的温度范围相关；经由所述控制器而从所述温度传感器接收输出信号；以及经由所述控制器基于所述温度传感器的所述输出信号而产生所测量的温度值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.12 US 14/656,3461.一种方法，包括：向装置提供实现温度控制或温度监视的控制器；经由所述控制器而接收将测量的温度范围的最小温度值和最大温度值；经由所述控制器而将温度传感器的已知输出信号范围与所述将测量的温度范围相关；经由所述控制器而从所述温度传感器接收输出信号；以及经由所述控制器基于所述温度传感器的所述输出信号而产生所测量的温度值。2.根据权利要求1所述的方法，还包括经由所述控制器而使用所述所测量的温度值来控制或监视温度正被测量的零件的温度。3.根据权利要求1所述的方法，还包括经由所述控制器而提供呈温度读数的形式的所述所测量的温度值以向用户显示。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出信号是电流信号。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述已知输出信号范围是4mA到20mA。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述电流信号经由偏置电阻器而转换为电压信号。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出信号是电压信号。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述温度传感器是红外(IR)温度传感器。9.根据权利要求1所述的方法，其中经由所述控制器而将所述温度传感器的所述已知输出信号范围与所述将测量的温度范围相关包含：将所述温度传感器的最小输出信号与所述最小温度值相关，并将所述温度传感器的最大输出信号与所述最大温度值相关。10.根据权利要求1所述的方法，其中经由所述控制器而将所述温度传感器的所述已知输出信号范围与所述将测量的温度范围相关包含：使用线性比例。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述线性比例遵循以下关系：Temp＝(((AD_RawInput-IAD_RawMin)*(T_MaxTemp-T_MinTemp))/((IAD_RawMax-I_RawMin)))+T_MinTemp,其中，T_MinTemp和T_MaxTemp分别是所述最小温度值和所述最大温度值，并且IAD_RawMin和IAD_RawMax分别是对应于所述温度传感器的最小输出电流信号和最大输出电流信号的模/数(A/D)值。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述A/D值是如下计算的：AD_RawInput＝((I_Output*R_Bias*2^Scale*Gain))/V_ref,其中，I_Output是电流输出信号，R_Bias是用于将所述电流输出信号转换为将输入到所述A/D转换器的输出电压信号的偏置电阻器(408)的值，并且Scale、Gain和V_ref分别是N位转换器的N、所述A/D转换器的A/D增益和参考电压的值。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述装置是感应电源。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述最小温度值和所述最大温度值是由用户选择。15.一种装置，包括：控制器；以及程序逻辑，保持在...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·大卫·维尔哈根，理查德·查尔斯·乔伊斯，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US