[發明專利]有源接地熱電偶及操作方法

有效

• 申請號: 201910992916.2
• 申請日: 2016-05-02
• 公開（公告）號: CN110849494B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 杰弗里·雷曼;約翰·P·羅德
• 申請（專利權）人: 沃特洛電氣制造公司
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K1/10;G01K1/12;F01N11/00
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 王蕊;楊倩

一種有源溫度測量系統，包括至少一個接地熱電偶和與所述至少一個接地熱電偶通信的處理器。所述處理器被配置成接收來自所述至少一個接地熱電偶的測量值。當所述處理器接收來自所述至少一個接地熱電偶的測量值時，所述至少一個接地熱電偶被隔離電壓偏置。

相關申請

本發明是申請日為2016年5月2日、申請號為201680038654.0、發明名稱為“有源接地熱電偶及操作方法”的專利申請的分案申請。

本發明要求申請號為No.62/155,559、發明名稱為“有源接地熱電偶及操作方法”的美國專利申請的優先權，該專利申請日期為2015年5月1日，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本公開總體上涉及溫度測量系統。更具體地，本公開涉及使用一個或多個接地熱電偶的溫度測量系統。

背景技術

這部分的陳述僅僅提供了關于本發明的背景信息，并且可能并不構成現有技術。

熱電偶是用來測量溫度的傳感器。熱電偶通常包括由不同材料制成的兩根線。這兩根線在一端被焊接在一起，形成一個接合。當接合經歷溫度改變時，產生了電壓。然后，這個電壓反過來可以被解釋以計算接合點處的溫度。

通常存在三種類型的在測量溫度時使用的熱電偶：曝露的熱電偶，接地熱電偶和非接地熱電偶。曝露的熱電偶具有在探針壁或者鞘外面的接合，從而直接曝露于目標介質。這些類型的熱電偶具有優異的熱傳遞和快速的響應時間，但是受限于可使用它們時的目標介質的類型。通常，這些熱電偶不適于苛性或者腐蝕性的環境。

對于非接地熱電偶，這類熱電偶的感測接合在物理上位于鞘內，但是與鞘電隔離。這導致響應時間較慢，但是具有的優點在于通過不連接到鞘而提供的電隔離賦予這些熱電偶由于噪聲降低而獲得更精確的測量。這些熱電偶也可以被用于苛性或者腐蝕性環境，并且是更結實的，因為鞘提供了對環境的保護。

接地熱電偶也使用了鞘，但是具有與鞘直接電接觸的接合。這些熱電偶比非接地熱電偶具有更快的響應時間且可以被用于苛性或者腐蝕性環境。但是，這些熱電偶通常易受電噪聲(諸如接地回路)的影響，所述電噪聲影響了精度，尤其當測量溫度變化小時。

發明內容

本公開提供一種溫度測量系統，其包括至少一個接地熱電偶和與所述至少一個接地熱電偶通信的處理器。所述處理器被配置成接收來自所述至少一個接地熱電偶的測量值。當所述處理器接收來自所述至少一個接地熱電偶的測量值時，所述至少一個接地熱電偶被隔離電壓偏置。

在另一形式中，提供了多個熱電偶。在這種形式中，當所述處理器接收來自多個接地熱電偶中的一個接地熱電偶的測量值時，僅所述一個接地熱電偶被所述隔離電壓偏置。其他熱電偶未被偏置，并且與所述隔離電壓斷開。

在又一形式中，該溫度測量系統可以包括多路復用器。該多路復用器被配置成將取自所述多個熱電偶中的一個熱電偶的測量值提供至所述處理器。另外，該多路復用器可以被進一步配置成當所述處理器接收來自所述至少一個接地熱電偶的測量值時，用所述隔離電壓偏置所述至少一個接地熱電偶。

在另一形式中，該溫度測量系統可以包括與所述處理器和所述至少一個接地熱電偶通信的模數轉換器。該模數轉換器被配置成將來自所述至少一個接地熱電偶的測量值轉換成數字并且將所述數字提供至所述處理器。

在又一形式中，所述至少一個接地熱電偶可以使用單根信號線。在這種形式中，所述至少一個接地熱電偶包括鞘，該鞘具有一個開口端和一個具有尖端的封閉遠端。該封閉遠端的尖端限定了一個接合。該信號線從所述開口端延伸到接合點。該信號線和該鞘由被配置成產生跨越該信號線和該鞘的電勢的不同金屬制成，該電勢與所述接合點處的溫度有關。

其他領域的適用性將由在本文中提供的描述而變得顯而易見。應當理解描述和具體實施例僅僅是為了說明目的而不意在限制本發明的范圍。

附圖說明