用于热量梯度补偿的具有虚拟感测的加热器束制造技术

一种系统，包括加热器束，该加热器束具有至少一个加热器组件，该加热器组件具有多个加热器单元。至少一个加热器单元限定至少一个独立受控的加热区域，以及多个供电导线电连接到加热器单元。一种电源装置，包括控制器，该控制器配置成通过所述供电导线对所述至少一个独立受控的加热区域调制功率，并且所述控制器配置成基于预定模型和至少一个输入来计算所述至少一个加热器单元内的温度，并且控制器基于计算出的温度对至少一个加热器单元调制功率。计算出的温度对至少一个加热器单元调制功率。计算出的温度对至少一个加热器单元调制功率。

【技术实现步骤摘要】
用于热量梯度补偿的具有虚拟感测的加热器束
相关申请的交叉引用
[0001]本申请是2019年2月11日递交的、标题为“Heater Bundle for Adaptive Control”、申请号为16/272,668的美国申请的部分继续申请，其是2016年3月2日提交的、申请号为15/058,838的美国申请的继续申请(现在是美国专利No.10,247,445)。上述公开的内容以全文引用的方式并入本文。


[0002]本专利技术涉及电加热器，并且更具体地涉及用于加热流体(例如换热器内的流体)的加热器。

技术介绍

[0003]本节中的描述仅提供与本专利技术相关的背景信息，且不一定构成现有技术。
[0004]流体加热器可以是筒式加热器的形式，其具有杆配置，以加热沿着筒式加热器的外表面流动或流经筒式加热器的外表面的流体。筒式加热器可以设置在换热器内部，用于加热流过换热器的流体。如果筒式加热器未完全密封，湿气和流体会进入筒式加热器，从而污染将电阻加热元件与筒式加热器的金属护套电隔离的绝缘材料，导致介电击穿并因此导致加热器故障。湿气还会导致供电导线和外金属护套之间的短路。筒式加热器的故障会导致使用筒式加热器的设备的昂贵的停机。

技术实现思路

[0005]本节提供了本专利技术的总体内容，并不是其全部范围或所有特征的全面公开。
[0006]本专利技术提供了一种加热器系统，其包括具有至少一个加热器组件的加热器束，该加热器组件具有多个加热器单元，至少一个加热器单元限定至少一个独立受控的加热区域。多个供电导线电连接到加热器单元，并且电源装置包括控制器，该控制器配置成通过供电导线对至少一个独立受控的加热区域调制功率。控制器配置成基于预定模型和至少一个输入来计算至少一个加热器单元内的温度，并且控制器基于计算出的温度对至少一个加热器单元调制功率。
[0007]在该加热器系统的变型中，其可以单独地或以任何组合实施：至少一个加热器单元是端部加热器单元；至少一个输入包括加热器束内另一位置的温度；至少一个输入包括多个加热器单元中的至少一个的至少一个温度；至少一个输入包括加热器束的功耗；至少一个输入包括加热器束在预定时间段内的平均功耗；至少一个输入包括加热器束的电压和/或至少一个加热器单元的电压；至少一个输入包括加热器束的电流和/或至少一个加热器单元的电流；至少一个输入包括加热器束的电流泄漏；至少一个输入包括加热器束的绝缘电阻；至少一个输入包括流体温度、流体速率、流体速度和流体质量流率中的至少一个；控制器通过以下方式计算温度：向多个加热器单元供应已知电流，测量至少一个独立受控加热区域的电压，以及将所测量的电压与已知电流所关联的标称电压比较以识别电压偏差
和/或对应的电阻偏差；并且控制器通过以下方式计算温度：向多个加热器单元供应已知电压，测量至少一个独立受控加热区域的电流，以及将所测量的电流与已知电压所关联的标称电流比较以识别电流偏差和/或对应的电阻偏差。
[0008]在该加热器系统的另一变型中，用于加热流体的设备包括密封外壳，该外壳限定内腔并具有流体入口和流体出口，并且至少一个加热器组件设置在外壳的内腔内。至少一个加热器组件适于向外壳内的流体提供响应的热分布。基于如本文的虚拟感测的实施，热量分布是“响应式”的。
[0009]在本专利技术的另一个实施方式中，加热器系统包括加热器组件，该加热器组件包括多个加热器单元，至少一个加热器单元限定至少一个独立受控的加热区域。多个供电导线电连接到加热器单元，并且电源装置包括控制器，该控制器配置成通过供电导线对至少一个独立受控的加热区域调制功率。控制器配置成基于预定模型和至少一个输入来计算至少一个加热器单元内的温度，并且控制器基于计算出的温度对至少一个加热器单元的调制功率。
[0010]在该加热器系统的变型中，其可以单独地或以任何组合实施：至少一个加热器单元是端部加热器单元；控制器通过以下方式计算温度：向多个加热器单元供应已知电流，测量至少一个独立受控加热区域的电压，以及将所测量的电压与已知电流所关联的标称电压比较以识别电压偏差和/或对应的电阻偏差；并且控制器通过以下方式计算温度：向多个加热器单元供应已知电压，测量至少一个独立受控加热区域的电流，以及将所测量的电流与已知电压所关联的标称电流比较以识别电流偏差和/或对应的电阻偏差。此外，具有加热器系统的这些变型的装置包括密封外壳，该外壳限定内部腔室并具有流体入口和流体出口。加热器组件设置在外壳的内腔内，并且适于对外壳内的流体提供响应的热分布。
[0011]在又一个实施方式中，加热器系统包括加热器组件，该加热器组件包括多个加热器单元，多个加热器单元中的多于一个限定至少一个独立受控的加热区域。多个供电导线电连接到加热器单元，并且电源装置包括控制器，该控制器配置成通过供电导线对独立受控的加热区域调制功率。控制器配置成基于预定义模型和至少一个输入来计算至少一个加热器单元内的温度，并且控制器基于计算的温度对多于一个加热器单元调制功率。
[0012]在该加热器系统的变型中，其可以单独地或以任何组合实施：至少一个加热器单元是端部加热器单元；控制器通过以下方式计算温度：向多个加热器单元供应已知电流，测量至少一个独立受控加热区域的电压，以及将所测量的电压与已知电流所关联的标称电压比较以识别电压偏差和/或对应的电阻偏差；并且控制器通过以下方式计算温度：向多个加热器单元供应已知电压，测量至少一个独立受控加热区域的电流，以及将所测量的电流与已知电压所关联的标称电流比较以识别电流偏差和/或对应的电阻偏差。
[0013]从本文提供的描述中，另外的应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本专利技术的范围。
附图说明
[0014]为了可以很好地理解本专利技术，参考附图，现在将描述通过示例给出的其各种形式，其中：
[0015]图1是根据本专利技术的教导构造的加热器束的立体图；
[0016]图2是根据本专利技术的教导的图1的加热器束的加热器组件的立体图；
[0017]图3是根据本专利技术的教导的图1的加热器束的加热器组件的变型的立体图；
[0018]图4是根据本专利技术的教导的图3的加热器组件的立体图，其中，为了清楚起见，移除了加热器组件的外护套；
[0019]图5是根据本专利技术的教导的图3的加热器组件的芯体的立体图；
[0020]图6是根据本专利技术的教导的包括图1的加热器束的换热器的立体图，其中出于说明目的，加热器束被部分地从换热器拆卸以暴露加热器束；
[0021]图7是操作包括根据本专利技术的教导所构造的加热器束的加热器系统的方法的框图；
[0022]图8是根据本专利技术的教导的包括供热件的加热器组件的立体图；
[0023]图9是根据本专利技术的教导的加热器组件沿着图8的线9
‑
9的的剖视图；
[0024]图10是根据本专利技术的教导的加热器组件沿着图8的线10
‑
10的剖视图；
[0025]图11是根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加热器系统，包括：加热器束，所述加热器束包括：至少一个加热器组件，所述至少一个加热器组件包括多个加热器单元，至少一个加热器单元限定至少一个独立受控的加热区域；电连接到所述加热器单元的多个供电导线；和电源装置，所述电源装置包括控制器，所述控制器配置成通过所述供电导线对所述至少一个独立受控的加热区域调制功率，其中，所述控制器配置成基于预定义模型和至少一个输入来计算所述至少一个加热器单元内的温度，并且所述控制器基于计算出的温度对所述至少一个加热器单元调制功率。2.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个加热器单元是端部加热器单元。3.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个输入包括所述加热器束内的另一位置处的温度。4.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个输入包括所述多个加热器单元中的至少一个的至少一个温度。5.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个输入包括所述加热器束的功耗。6.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个输入包括所述加热器束在预定时间段内的平均功耗。7.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个输入包括所述加热器束的电压和/或至少一个加热器单元的的电压。8.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个输入包括所述加热器束的电流和/或至少一个加热器单元的电流。9.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个输入包括所述加热器束的电流泄漏。10.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个输入包括所述加热器束的绝缘电阻。11.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个输入包括流体温度、流体速率、流体速度和流体质量流率中的至少一个。12.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述控制器通过以下方式计算温度：向所述多个加热器单元供应已知电流，测量所述至少一个独立受控加热区域的电压，并且将所测量的电压与已知电流所关联的标称电压比较以识别电压偏差和/或对应的电阻偏差。13.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述控制器通过以下方式计算温度：向所述多个加热器单元供应已知电压，测量所述至少一个独立受控加热区域的电流，并且将所测量的电流与已知电压所关联的标称电流比较以识别电流偏差和/或对应的电阻偏差。14.一种用于加热流体的设备，包括：密封的外壳，所述外壳限定内腔并具有流体入口和流体出口；和根据权利要求1所述的加热器系统，所述至少一个加热器组件设置在所述外壳的所述内腔内，
其中，所述至少一个加热器组件适于向所述外壳内的流体提供响应的热分布。15.一种加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：沃特洛电气制造公司，
类型：发明
国别省市：