[發明專利]用于通過壁測量介質的溫度的設備

有效

• 申請號: 201511036220.0
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105784149B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: P·伍德
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: G01K1/20
• 分類號: G01K1/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 鄧斐

本發明涉及一種用于確定在容器內或在管內的介質的溫度的測量設備，其包括至少一個設置在容器或管的壁外部的溫度感測器，該溫度感測器包括由其記錄的溫度的輸出端。測量設備還具有用于由其確定的測量結果的輸出端。在溫度感測器輸出端和測量設備輸出端之間接入：第一微分器，其能確定由溫度感測器記錄的溫度的時間曲線的一階導數；第一乘法器，其用于將所述導數與第一因子相乘，該第一因子是用于熱傳遞通過壁的時間常數的量；以及加法器。容器或管的壁在傳遞函數中以良好近似地作為PT1元件起作用，介質溫度的變化以該傳遞函數傳播給由溫度感測器記錄的溫度。通過使測量設備修正該一階延時的方式，測量設備精確得多地示出介質的真實的溫度時間曲線。

技術領域

本發明涉及一種用于確定在容器內或在管內的介質的溫度的測量設備。

背景技術

在測量在容器內或在管內的介質的溫度時，經常出現對于測量不能接近容器或管的內部的問題。介質例如可能是腐蝕性的或者處于高壓下，使得在容器內或在管內的傳感器損壞。因此，在這樣的情況下，利用設置在容器或管的壁外部的溫度感測器來測量溫度。

然而，恰好在腐蝕性介質或高壓的情況下，一定的最小壁厚是必需的，該壁厚阻礙了熱穿透至設置在壁外部的傳感器。因此，測量結果經常是不精確的。

發明內容

因此，本發明的任務在于，提供一種測量設備，該測量設備能夠利用設置在容器或管的壁外部的溫度感測器與現有技術相比更精確地測量在容器內或在管內的介質的溫度。

根據本發明，該任務通過按照本發明的測量設備得以解決。在本發明的范圍內，研發了一種用于確定在容器內或在管內的介質的溫度的測量設備。該測量設備包括至少一個設置在容器或管的壁外部的溫度感測器，該溫度感測器包括由該溫度傳感器記錄的溫度的輸出端。所述測量設備還具有用于由該測量設備確定的測量結果的輸出端。

根據本發明，在所述溫度感測器的輸出端和所述測量設備的輸出端之間接入

·至少一個第一微分器，所述第一微分器能夠確定由所述溫度感測器記錄的溫度的時間曲線的至少一個一階導數，

·至少一個第一乘法器，所述第一乘法器用于將所述導數與第一因子相乘，該第一因子是用于熱傳遞通過壁的時間常數的量度，以及

·至少一個加法器。

在此，所述加法器的第一輸入端與所述乘法器的輸出端連接。所述加法器的第二輸入端與此無關地與所述溫度感測器的輸出端連接。所述加法器的輸出端提供所述測量設備的測量結果并且因此與用于所述測量結果的輸出端連接。

已知的是：容器或管的壁在傳遞函數中以良好近似地作為PT1元件 (PT1-Glied)起作用，介質溫度的變化以該傳遞函數傳播給由溫度感測器記錄的溫度。在介質的溫度上升時，在溫度感測器也記錄變熱之前，首先壁升溫并且由此能量儲存在壁中。如果介質的溫度突然下降，則相反地，在溫度感測器記錄冷卻之前，首先壁從內向外冷卻并且又釋放一部分所存儲的能量。因此，壁近似是具有一階延時的、而無放大的能量存儲器。

這導致：在介質的溫度變化快速的情況下，由溫度感測器記錄的溫度滯后于該溫度變化一個數值，該數值與在溫度感測器上記錄的溫度的變化率成正比。比例常數是熱傳遞通過壁的時間常數。對于由溫度感測器和壁構成的現有布置結構，該時間常數固定。該時間常數必須僅被確定一次，以便此后利用根據本發明的電路修正其來自溫度時間曲線的影響，并且由此能夠顯著地改善溫度測量的階躍響應。

精度還可以得到進一步改善，其方式是，按照本發明的一個特別有利的構造方案，在所述第一微分器的輸出端與所述加法器的第三輸入端之間接入由第二微分器和第二乘法器構成的串聯電路。該第二乘法器與第二因子相乘，該第二因子是用于所述溫度感測器的溫度變化的時間常數的量度。