具有诊断功能的温度计制造技术

本发明专利技术涉及一种用于通过具有至少一个温度传感器(T1)的温度计(1)来确定和/或监测介质(M)的温度(T)的方法，该方法包括以下方法步骤：通过温度传感器(T1)来确定介质的温度(T)的测量值；确定在温度传感器(T1)的区域中的热流(W)，特别是散热；以及基于在温度传感器(T1)的区域中的散热模型(MOD)来确定温度(T)的测量值的测量值偏差(δT)。量值的测量值偏差(δT)。量值的测量值偏差(δT)。

Thermometer with diagnostic function

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有诊断功能的温度计


[0001]本专利技术涉及温度计的状态监测。

技术介绍

[0002]在各种实施例中，温度计是从现有技术中已知的。因此，有温度计使用具有已知膨胀系数的液体、气体或固体的膨胀来测量温度，或者也有其它温度计使材料的电导率或由此衍生的变量与温度相关，所述变量诸如使用电阻元件时的电阻，或在热电偶的情况下的热电效应。另一方面，辐射温度计，特别是高温计使用物质的热辐射来确定物质温度。基本的测量原理已经在各种出版物中进行描述。
[0003]在呈电阻元件形式的温度传感器的情况下，已知在其他传感器中所谓的薄膜和厚膜传感器以及所谓的热敏电阻(也称为NTC热敏电阻)。在薄膜传感器，特别是电阻温度检测器(RTD)的情况下，例如，使用配备有连接导线并且安装在载体基板上的传感器元件，其中载体基板的背面通常具有金属涂层。例如，将呈铂元件形式的所谓的电阻元件用作传感器元件，此外这些电阻元件也可以在市面上以PT10、PT100和PT1000的名称买到。
[0004]然而，在呈热电偶形式的温度传感器的情况下，温度由在由不同材料制成的单面连接的热导线之间产生的热电压来确定。根据DIN标准IEC584的热电偶，例如K、J、N、S、R、B、T或E型热电偶通常用作用于温度测量的温度传感器。然而，其它材料对，特别是具有可测量塞贝克效应的那些材料也是可能的。
[0005]过程自动化中温度计的任务是可靠地并且尽可能准确地确定介质或过程介质的温度。实际上，存在以下问题：在每种情况下使用的温度传感器通过多个热电阻与介质分开。例如，由于温度计的各个组件以及可能由于介质所在的容器(例如，储液罐或管道)而产生这种热电阻。通常，温度传感器是所谓的测量插入件的一部分，所述测量插入件包括外壳元件，所述外壳元件围绕填料和嵌入其中的温度传感器。在这种情况下，例如由于外壳和填料而产生串联热电阻。
[0006]如果温度计还包括例如保护管，则由于保护管本身以及保护管与测量插入件之间的热耦合而产生另外的串联热电阻。保护管和测量插入件长度的选择对于实现过程介质与环境或温度计之间的热平衡起着决定性的作用。如果保护管和/或测量插入件太短，则可能在温度传感器的区域中出现温度梯度。这种温度梯度一方面取决于介质温度或过程温度(视情况而定)和环境温度的差异。然而，另一方面，温度计的分别使用的组件的热导率、各个组件之间的热耦合以及诸如过程介质的流率等不同过程参数也起着决定性的作用。
[0007]在温度传感器的区域中出现温度梯度的另一个原因是在温度计上，例如在保护管或测量插入件上，特别是在温度传感器的区域中形成沉积层和/或腐蚀。沉积物的形成或腐蚀的发生导致介质与分别与介质接触的温度计的组件(例如，保护管或外壳元件)之间的热耦合的变化，特别是劣化。
[0008]在温度计是应用到容器壁的非侵入式温度计的情况下，先前的考虑也类似地适用。
[0009]无论温度计的实施例如何，在温度传感器的区域中出现的不希望的温度梯度能够导致测量值的显著失真，而与确切原因无关。
[0010]为了避免测量值的这种失真，例如已知使用三个等距温度传感器来确定真实温度值(Klaus Irrgang，Lothar Michalowsky：TemperaturesPraxis《温度测量实践([Temperature Measurement Practice)》，ISBN
‑
13：978380272204)。然而，这种方法需要相对复杂的构造和信号评估。
[0011]DE102014119593A1公开了一种能够沿着连接线来检测温度梯度的温度计。所谓的4导体电路中的电阻元件用作温度传感器。在一条连接导线上，一段连接线由另一种材料代替，使得差分热电偶由此连接线和另一连接线形成。一旦在由两种元件或两种材料组成的连接导线上出现温度梯度，就会产生一个热电压，所述热电压提供关于沿着连接导线的温度梯度的信息。然而，此温度梯度仅与连接导线的延伸方向有关。不能直接说明在温度传感器的区域中直接出现的任何温度梯度。
[0012]先前未公布的专利申请文件102018116309.6公开了一种温度计，所述温度计包括温度传感器，所述温度传感器具有经由至少第一和第二连接线电接触的温度敏感传感器元件。第一连接线分成第一区段和第二区段，其中面向传感器元件的第一区段由第一材料组成，并且其中背向传感器元件的第二区段由不同于第一材料的第二材料组成，而第二连接线同样由第二材料组成。然后，第一连接线的第一区段和第二连接线的至少一部分形成呈热电偶形式的第一温差传感器，所述第一温差传感器是根据热电原理的热流传感器。以此方式，能够检测在温度传感器的位置处的温度梯度或热流。以下全文参考此申请。

技术实现思路

[0013]从在温度传感器区域中的不希望的温度梯度的问题出发，本专利技术的目的是指定一种具有尽可能高的测量性能，特别是具有高测量精度的温度计。
[0014]该目的通过根据权利要求1所述的方法实现。有利的实施例分别在从属权利要求中指定。
[0015]根据本专利技术的方法是用于通过具有至少一个温度传感器的温度计来确定和/或监测介质温度的方法，所述方法包括以下方法步骤：
[0016]通过温度传感器来确定介质温度的测量值，
[0017]确定温度传感器区域中的热流，特别是散热，或与热流相关的变量，以及
[0018]基于温度传感器区域中的散热模型来确定温度测量值的测量值偏差。
[0019]因此，根据本专利技术的方法允许在每种情况下关于能够出现在温度传感器区域中的不希望的温度梯度对通过温度传感器确定的测量值进行校正、调整和/或补偿。在这种情况下，可以在每种情况下输出介质温度的补偿值。关于补偿，能够将具有相反符号的所确定的测量值偏差添加到针对温度而确定的测量值。为了确定测量值偏差，确定温度传感器区域中的热流或与该热流相关的变量，例如从热流导出的变量或表示热流的变量(例如电压)，并且基于合适的模型从其中来确定温度测量值的测量值偏差。能够通过单独的装置或通过用于确定和/或监测温度的温度计来确定热流。
[0020]在方法的一个实施例中，基于所确定的测量值偏差来确定温度计的状态指示符。因此，在这种情况下，这是一种同样用于监测用于确定和/或监测温度的装置的状态的方
法。状态指示符是关于装置状态(例如，装置区域中的缺陷)的说明。
[0021]在另外的实施例中，温度计包括具有经由至少第一连接线和第二连接线电接触的温度敏感传感器元件的温度传感器，其中第一连接线分成第一区段和第二区段，其中面向传感器元件的第一区段由第一材料组成，并且其中背向传感器元件的第二区段由不同于第一材料的第二材料组成，其中第二连接线由第二材料组成，并且其中第一连接线的第一区段和第二连接线的至少一部分形成呈热电偶形式的第一温差传感器。因此，方法例如能够通过如先前提到的德国专利申请文件102018116309.6中描述的装置来执行。
[0022]在这方面，如果热流通过温差传感器来确定则是有利的。在这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过具有至少一个温度传感器(T1)的温度计(1)来确定和/或监测介质(M)的温度(T)的方法，所述方法包括以下方法步骤：通过温度传感器(T1)来确定所述介质的所述温度(T)的测量值，确定在所述温度传感器(T1)的区域中的热流(W)，特别是散热，或与所述热流相关的变量，以及基于在所述温度传感器(T1)的所述区域中的散热模型(MOD)来确定所述温度(T)的所述测量值的测量值偏差(δT)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所确定的测量值偏差(δT)来确定所述温度计(1)的状态指示符。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述温度计(1)包括具有经由至少第一连接线(9)和第二连接线(10)电接触的温度敏感传感器元件的温度传感器(T1)，其中，所述第一连接线(9)被分成第一区段(9a)和第二区段(9b)，其中，面向所述传感器元件的所述第一区段(9a)由第一材料组成，并且其中，背向所述传感器元件的所述第二区段(9b)由不同于所述第一材料的第二材料组成，其中，所述第二连接线(10)由所述第二材料组成，并且其中，所述第一连接线的所述第一区段(9a)和所述第二连接线(10)的至少一部分形成呈热电偶形式的第一温差传感器(T2)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过所述温差传感器(T2)来确定所述热流(W)。5.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其中，通过将所确定的测量值偏差(δT)与所述测量值偏差(δT)的参考值相比较来确定所述状态指示符。6.根据权利要求5所述的方法，其中，优选地当在过程中将所述温度计(1)投入运行时，使用所述过程、特别地通过实验来确定所述测量值偏差(δT)的所述参考值。7.根据权利要求5或6所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：恩德莱斯豪瑟尔韦泽尔有限商业两合公司，
类型：发明
国别省市：