[發明專利]用于測量和控制加熱器系統性能的傳感器系統和集成加熱器-傳感器

有效

• 申請號: 201880059920.7
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN111108350B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 杰里米·奧澤;路易斯·P·辛德豪爾;馬卡·埃弗利;布雷特·拉德肖
• 申請（專利權）人: 沃特洛電氣制造公司
• 主分類號: G01F23/24
• 分類號: G01F23/24;A47J37/12;H05B1/02
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 李翠;王蕊

一種流體傳感器系統檢測加熱流體的加熱系統的一個或多個性能特性。該傳感器系統包括具有有限長度的探針，該探針的一部分浸入流體中。該探針包括電阻加熱元件和用于測量一個或多個性能特性的流體溫度傳感器，其中流體溫度傳感器配置成測量流體溫度，電阻加熱元件可作為加熱器操作以在流體和空氣之間產生溫差來檢測流體，并且可作為傳感器操作以測量液位。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年7月27日提交的美國臨時專利申請62/537,922的權益和優先權。該申請的公開內容通過引用而并入本文。

技術領域

本發明涉及一種用于測量加熱器系統的特性的傳感器。

背景技術

本部分的陳述僅提供與本公開相關的背景信息，不構成現有技術。

一種加熱系統，例如流體加熱系統，通常包括可操作以加熱物體(例如，晶片、液體、氣體等)的加熱器和用于控制加熱器的控制系統。多個獨立的傳感器通常用于測量加熱系統的不同性能特性。例如，流體加熱系統，例如電炸鍋，可以使用多個傳感器裝置來測量流體溫度、環境溫度、流體質量、液位等。控制系統從傳感器裝置接收數據以獲得性能特性，并最終確定施加到加熱器的適當功率量。

在多個傳感器裝置的情況下，加熱器系統變得相當復雜，并且可能僅能夠檢測大的增量變化。本公開解決了這些和其他問題。

發明內容

本部分提供了本公開的一般概述，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。

在一種形式中，本公開涉及一種用于加熱系統的流體傳感器系統。該傳感器系統包括具有有限長度的探針，該探針的一部分浸入流體中。該探針包括電阻加熱元件和用于測量一個或多個性能特性的流體溫度傳感器。流體溫度傳感器配置成測量流體溫度，電阻加熱元件可作為加熱器操作以沿著探針的長度產生溫差來檢測流體，并且可作為傳感器操作以測量液位。

在另一種形式中，流體傳感器系統還包括控制系統，該控制系統配置成操作探針并基于作為傳感器操作的電阻加熱元件的電響應和流體溫度傳感器的電響應中的至少一個來確定加熱系統的一個或多個性能特性。性能特性包括液位和流體溫度中的至少一個。

在又一種形式中，控制系統配置成基于流體溫度、電阻加熱元件的電阻以及將給定電阻和給定溫度與液位相關聯的預定信息來確定液位。

在一種形式中，控制系統配置成當流體溫度與環境溫度基本上相同時，將第一功率量施加到電阻加熱元件以產生溫差，并且當流體溫度與環境溫度不同時，施加小于第一功率量的第二功率量以測量電阻加熱元件的電阻。

在另一種形式中，探針還包括環境溫度傳感器，以測量環境溫度，其中環境溫度傳感器設置在探針的遠離流體的部分處。

在又一種形式中，環境溫度傳感器是熱電偶。

在一種形式中，探針還包括電阻溫度檢測器RTD，并且電阻加熱元件和流體溫度傳感器中的至少一個連接到RTD。

在另一種形式中，探針還包括四線電阻溫度檢測器RTD。具有高電阻溫度系數TCR的第一環線連接到RTD以形成電阻加熱元件，第二環線連接到RTD以形成流體溫度傳感器。

在又一種形式中，探針還包括用于檢測最大流體溫度的極限傳感器。

在一種形式中，流體溫度傳感器是熱電偶。