检测电加热纺织品中传感线完整性的电路完整性检测系统技术方案

一种用于检测电加热纺织品中传感线完整性的电路完整性检测系统，其中传感线完整性通过检查来自被连接至传感线的相对端的第一和第二A/D转换器的输入检测。

【技术实现步骤摘要】
检测电加热纺织品中传感线完整性的电路完整性检测系统本申请是于2014年09月17日提交的、申请号为201410474902.9、专利技术名称为“用于检测电加热纺织品中传感线完整性的电路完整性检测系统”的专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本专利技术为于2013年7月8日提交的名称为用于检测电加热纺织品中传感线完整性的电路完整性检测系统的美国申请13/978,645的部分延续申请，该美国申请为2013年8月20日提交的名称为用于检测电加热纺织品中传感线完整性的电路完整性检测系统的国际申请PCT/US2012/053144的国家阶段申请，其国际申请要求于2012年4月30日提交的名称为保护利用NTC/PTC传感线的加热垫的强化系统的美国临时专利申请61/640,341以及与2011年10月26日提交的名称为保护利用NTC/PTC传感线的加热垫的强化系统的美国临时专利申请61/551,512的优先权，本
技术实现思路
完全引用上述申请的全部公开技术特征。
本专利技术涉及电加热纺织品热区检测器，并且尤其涉及用于检测被设计用于检测电加热纺织品(例如，加热垫、电加热毯、电加热床罩或电加热床垫)中热区的线断裂的系统和装置。
技术介绍
通常，电加热纺织品是具有电加热元件的结构。例如，加热元件可以由电阻通过电流加热，并且可以作为穿过整个垫的一种或多种金属线提供。金属线的形状和尺寸可以变化，并且在一些情况中，线事实上可以是小金属丝。加热元件通常包括具有正温度系数(PTC)特性的金属线构造成的中心加热元件。中心PTC线周围是负温度系数(NTC)材料层。电加热垫通常被接通到电源插座，从而使得电源可以被供应至加热元件，从而使得热量产生。通过这种方式，电加热纺织品可以被用于为身体的期望区域取暖。同期的加热垫通常包括控制器和/或微处理器，其控制从加热垫输出的热量。一些电加热纺织品还包括被设计用于检测热区的电路。当电加热纺织品的任何部分的温度超过被设计为用于防止对不知情用户热损伤的限值时，热区产生。传感线具有低电阻，并且通常绕NTC层缠绕，其被用于为泄漏电流提供路径并监测由加热引起的NTC层中泄漏电流的增加。然而，传感线的断裂可能导致控制器无法检测热区。帮助检测传感线断裂的一种已知的方法是在电源开始被应用于产品上时检查传感线的电压。当电源开始被应用时，线相对而言处于低温。当加热垫变暖时，NTC电阻将减小。电阻的这一改变能够被用于确定传感线是否在其与控制器连接器连接点在线的端部或接近线的端部处断裂。尽管这可以在单元开始通电时确认传感线完整性，在加热垫达到操作温度时，其无法再继续充当“断裂传感线”检测器。而且，也无法检测在不接近NTC/PTC线的端部处连接至控制器连接器处的传感线的断裂。另一种传感线方法涉及将传感线的两端连接在一起。在这种情况下，弥补了沿NTC/PTC线的任何地方的单个断裂，并且热区的继续检测不受影响。然而，不可能知道传感线断裂发生。此外，如果第二个线断裂发生，热区检测遗失是非常可能的。具体而言，热区检测会在两处线断裂之间遗失。因此，期望提供一种能够持续检查传感线完整性的检测系统。如果传感线在使用期间的任何时间和以任何原因断裂，该系统将停机且阻止产品的使用。
技术实现思路
本专利技术包括一种用于监测电加热纺织品传感线的状况以确定传感线断裂是否发生的系统和装置。在一个实施例中，传感线的状况能够在不与电加热纺织品内的加热电路分离的情况下被确定。加热电路可以在大致标准50-60HzAC线电压下操作，从而使得传感线可以在相应的频率下正常操作。除了这种信号，传感线完整性可以通过首先利用来自微控制器的低电压电测试信号驱动传感线的一端，并且之后检查测试信号是否出现在传感线的另一端来确定。为了将出现在传感线上的测试信号与标准AC线电压区分，电测试信号优选地具有与标准50-60HzAC线电压不同的频率。在一个实施例中，测试信号频率为大约30kHz。测试信号的其他频率和电压也可以被使用。在一个实施例中，传感线被定位，用于检测和/或测量电加热纺织品的热量。优选地，传感线绕负温度系数(NTC)材料缠绕，并且传感线的每一端被连接至微控制器。在传感线的一端，微控制器内的脉冲宽度调制器产生低电压电测试信号。从而使得在传感线上进行温度监测处将测试信号与50-60HzAC线电压区分，测试信号优选处于截然不同的频率，并且更优选为大约30kHz。这一测试信号通过低通滤波器，以减少不期望的更高的频率信号成分，并且使信号变成“驱动”的。驱动信号之后通过高通滤波器，以使驱动测试信号产生电路与AC线电压隔离。测试信号之后通过缠绕的传感线。在连接回微控制器之前，传感线和信号优选地分离。一个为标准检测目的继续贯穿微控制器的模拟/数字转换器，而另一个优选贯穿通过高通滤波器，以过滤掉低频率AC线电压，从而产生“回波”信号。回波信号可以之后进入微控制器。如果传感线未断裂，回波信号的幅值将大致变化，但将处于与驱动信号相同的频率。在微控制器内，回波信号被发送至比较器，比较器将输出回波测试信号的每一次转换的转换。计数器计下一段时期中的转换数。如果微控制器检测到比较器的至少一个预先确定的转换阈值，传感线被确定为是完整的。然而，在计数少于转换阈值的情况下，传感线被确定为断裂。微控制器之后优选地为安全目的关闭加热垫的加热元件。应当理解为，其他频率可以被用于驱动测试信号。然而，驱动测试信号的改变可能需要不同的滤波器(例如特定带通滤波器)，以确保驱动测试信号频率被恰当地应用于传感线以及从传感线中获取。此外，滤波器、比较器、计数器、调制器和A/D转换器中的一些或全部可以被布置在微控制器上或者可以与微控制器分离。附图说明图1是现有技术加热垫的框图。图2是现有技术传感线配置的示意框图。图3A是另一现有技术传感线配置的框图，其中传感线是完整的。图3B是图3A的传感线的框图，其中传感线有一处断裂。图3C是图3A的传感线的框图，其中传感线有两处断裂。图4是根据本专利技术的教示的微控制器和传感线配置的框图。图5是根据图4的框图的示例示意电路图。图6是根据本专利技术的教示的用于确定传感线完整性的方法的流程图。图7示出根据本专利技术的教示的传感线完整性检测系统的替换实施例。图8示出根据本专利技术的教示的传感线完整性检测系统的替换实施例。图9示出根据本专利技术的教示的传感线完整性检测系统的替换实施例。应当理解为，本专利技术附图不必须是按比例的，并且本文中所公开的实施例有时是通过局部视图示出的。在某些示例中，对于本专利技术的理解非必须的细部或使其他细部难以理解的细部已省略。还应当理解为，本专利技术不必须限于本文中所示出的特定实施例。自始至终，各种附图中使用的同类附图标记表示同类或相似部分或结构。具体实施方式现参考附图，并且尤其参考图1，显示现有技术电加热纺织品的框图，例如加热垫1。加热垫1包括加热垫控制器2，其可以包括微处理器或微控制器，用于控制加热垫1的操作。微控制器2与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电加热纺织品，包括：/n与NTC材料通信的加热元件，其中第一信号通过所述加热元件以第一频率产生；/n传感线，用于检测由所述加热元件产生的热区；/n具有负温度系数(NTC)的层，被定位在所述加热元件与所述传感线之间，其中所述传感线绕所述NTC层缠绕；以及/n用于检测所述传感线的完整性的装置，包括：第一A/D转换器，所述第一A/D转换器被连接至所述传感线的第一端；第二A/D转换器，所述第二A/D转换器被连接至所述传感线的第二端；以及信号检测器，所述信号检测器用于检测来自所述第一A/D转换器的信号和来自所述第二A/D转换器的信号，其中当来自所述第一A/D转换器的所述信号不等于来自所述第二A/D转换器的所述信号时，所述传感线中存在断裂，且所述加热元件中存在热区。/n

【技术特征摘要】
20130917 US 14/028,6891.一种电加热纺织品，包括：
与NTC材料通信的加热元件，其中第一信号通过所述加热元件以第一频率产生；
传感线，用于检测由所述加热元件产生的热区；
具有负温度系数(NTC)的层，被定位在所述加热元件与所述传感线之间，其中所述传感线绕所述NTC层缠绕；以及
用于检测所述传感线的完整性的装置，包括：第一A/D转换器，所述第一A/D转换器被连接至所述传感线的第一端；第二A/D转换器，所述第二A/D转换器被连接至所述传感线的第二端；以及信号检测器，所述信号检测器用于检测来自所述第一A/D转换器的信号和来自所述第二A/D转换器的信号，其中当来自所述第一A/D转换器的所述信号不等于来自所述第二A/D转换器的所述信号时，所述传感线中存在断裂，且所述加热元件中存在热区。


2.根据权利要求1所述的电加热纺织品，其中当来自所述第一A/D转换器的所述信号等于来自所述第二A/D转换器的所述信号、且所述第一A/D转换器中的电压小于x伏时，所述传感线中无断裂，且所述加热元件中无热区。


3.根据权利要求1所述的电加热纺织品，其中当来自所述第一A/D转换器的所述信号等于来自所述第二A/D转换器的所述信号、且所述第一A/D转换器中的电压大于x伏时，所述传感线中无断裂，且所述加热元件中存在热区。


4.根据权利要求1所述的电加热纺织品，其中当来自所述第一A/D转换器的所述信号等于来自所述第二A/D转换器的所述信号、且所述第一A/D转换器中的电压小于x伏时，所述传感线中可能存在断裂，且所述加热元件中无热区。


5.根据权利要求2-4中任一项所述的电加热纺织品，其中x伏为与所述NTC层中温度直接相关的临界电压。


6.一种用于检测具有加热元件的电加热纺织品中传感线的完整性的方法，所述方法包括以下步骤：
提供传感线，以监测所述电加热纺织品的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·科恩，
申请(专利权)人：光达家电用品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US