[發明專利]溫度探針

有效

• 申請號: 201580069290.8
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN107209064B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 阿爾弗雷德·烏姆克雷爾;帕沃·弗爾多利亞克;哈拉爾德·布林德爾;托馬斯·黑勒
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯+豪瑟爾韋澤爾有限商業兩合公司
• 主分類號: G01K1/20
• 分類號: G01K1/20;G01K7/02;G01K7/16
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 穆森;戚傳江

本發明涉及一種溫度探針(10)，包括隨溫度變化的測量元件(ME)，該測量元件(ME)可以經由至少第一連接線(1)和至少第二連接線(2)被接觸，第一連接線(1)具有第一區段(T1)和第二區段(T2)，并且第一區段(T1)和第二區段(T2)由不同的材料構成。

技術領域

本發明涉及一種溫度探針、溫度計以及用于操作溫度計的方法，還涉及該溫度探針、溫度計及方法的使用。

背景技術

從現有技術中，專利文獻DE 69733138 T2已知自檢溫度傳感器。在該專利文獻中，提供了具有第一熱偶和第二熱偶自檢傳感器，其特征在于：阻抗元件形式的隨溫度變化的元件具有第一端和第二端，其中第一熱偶與第一端耦合，第二熱偶與第二端耦合，并且熱電偶與第一端和第二端之間的隨溫度變化的元件耦合。

在過程自動化中，溫度計用于測量過程介質的溫度。實際上，傳感器元件經由多個串聯熱電阻(保護管、耦合器、測量插入物保護管、測量插入護套、傳感器周圍的粉末或鑄件)來與過程介質分離開。基于經驗值，以其幾何長度來選擇保護管，使得在傳感器和過程介質之間獲得完全的熱平衡。

如果溫度計對于完全的熱平衡來說太短(注釋：正確的長度取決于多個因素，諸如過程溫度和環境溫度之間的差異，溫度計材料的導熱性，測量插入物和保護管之間的耦合器，過程介質的導熱性，過程介質的流量)，則在傳感器最后幾厘米的末端存在相對較強的溫度梯度。

在文獻中，存在用于確定等距溫度傳感器的正確過程值的方法(Klaus Irrgang，Lothar Michalowsky：Temperaturmesspraxis，ISBN-13：978380272204(“Practicaltemperature measurement(實際溫度測量)”)。實際上，這在傳感器設計方面以及其信號分析方面都是很耗成本的。由此，可再生性能的溫度計的結構是非常有挑戰的。

除了在幾何上設計得太短的溫度計，實際上，還存在下述溫度計，其在最初安裝進行正確的測量，但是例如如果在保護管上形成過程介質的沉積層，或者如果測量插入物和保護管之間的熱耦合器退化，則在之后不再能夠測量正確的過程溫度。

發明內容

下面的發明能夠簡單實施(在傳感器結構上，以及信號分析上)電阻溫度計的相關診斷，以確定在傳感器的末端區域是否存在熱平衡，或者是否存在指向上述測量問題之一的“可疑”溫度梯度：在4線電路的電阻傳感器中，將四條連接線(所有的這些都位于傳感器附近)中的一條的一片連接電纜替換成不同材料(參見附圖1)，以便在連接電纜1和2之間，一旦沿“紅線”產生溫度梯度，則可以使用塞貝克效應(Seebeck effect)來測量熱電勢。差異的正確測量需要知道該點的溫度；然而，如果選擇溫度EMF是相對恒定的一對材料，則足夠使用電阻傳感器ME的溫度，以近似檢測差異溫度。在傳感器末端的整個區域(沿線a-b定位)，如果建立了熱平衡，則熱電勢是零，并且不再需要熱電偶的評價。

原則上，顯然，可以以相似方式替換最右邊的電線，但是理想地，以其長度的一半的方式替換。這樣，甚至可以進行有關耗散誤差多高的相對精確的“預測”，并且確定“真實的過程溫度”。

通過另外地安裝的熱電偶來確定沿其中定位測量元件的浸入體的溫度梯度(熱耗散誤差)。熱電偶集成在測量元件的一個或多個連接電纜中。

本發明可以在已知的測量元件和溫度計中實施，由于高度適用的K型熱電偶的腿部已經被用作連接電纜。可以經由變送器(測量變換器)的第二通道或經由簡單的萬用表進行差異溫度的測量。可以將裝置描述中的特定功能，例如DTM或溫度計的固件用于執行溫度梯度的監測，和/或確定溫度差異的測量值是否表明“測量問題”(其中，使用另外的值，諸如測量元件的測量值，RTD，有關保護管的信息，環境溫度，以及有關過程介質的信息)。

溫度梯度的歷史趨勢記錄可以提供關于測量的定性退化的信息?？梢允褂眠@種診斷(可以與其他已經可用的診斷一起)。