[发明专利]磁性元件温度传感器

说明书

有关申请的交叉参照

本申请要求下列申请的权益：2006年8月9日提交的申请60/836,448、2006 年7月5日提交的申请60/818,385；2006年5月9日提交的申请60/798,591； 以及2007年1月2日提交的申请11/619,066。上述申请全部引用在此作为参 考。

技术领域

本发明宽泛地涉及磁性元件温度传感器、使用这种传感器的检测器、利用 这种传感器和检测器无线地确定物体温度并控制物体温度的闭环加热系统以 及相应的方法。更具体地讲，本发明涉及由至少一个易磁化的传感器元件构成 的温度传感器，较佳地，这种传感器由非晶或纳米晶体金属构成并且在所加的 交变磁场的影响下具有重新磁化响应，这种重新磁化响应在至少一个设置点温 度(比如传感器元件的居里温度)之下或之上是不同的。这些温度传感器可以 与用于温度检测的相关检测器一起使用，并且作为闭环加热系统的一部分。

背景技术

在市场上，可无线地读取的温度传感器有各种各样的应用。这些应用包括 检测并报告家畜的内部温度以及作为闭环温度反馈系统的一部分，这种闭环温 度反馈系统允许磁感应加热器精确地控制绝热食物递送盒的温度。美国专利 5,954,984、6,232,585、6,320,169和6,953,919揭示了许多这样的应用。

许多这样的应用目前使用的是射频标识(RFID)温度检测系统。这些RFID 温度检测系统包括RFID读取器及其相关的RFID“标签”，由此该标签具有某 一类型的温度传感器并且以之为其电路的一部分。

这些现有的RFID系统往往因标签成本的缘故而相对较贵，并且在超过125 ℃时就无法连续工作了。此外，它们在金属或其它导电材料附近无法发送信息， 特别是当RFID标签被嵌入导电材料之内的时候。

磁性元件标记(或“标签”)常常被用作电子物件监视(EAS)系统或 其它验证系统的一部分。这些标记或标签是无源的，通常比RFID标签要小且 更便宜，并且可以在高温下工作，还可以采用某些形式将其信息无线地发送给 检测器，即使是在被嵌入导体中的时候。

例如，美国专利4,484,184揭示了由软磁非晶合金条带制成的EAS标记或 标签。这些条带的成分由表达式M_aN_bO_cX_dY_eZ_f构成，其中M是铁和钴中的至少 一种，N是镍，O是铬和钼中的至少一种，X是硼和磷中的至少一种，Y是硅，Z 是碳，＂a＂-＂f＂是原子百分比，a大约介于35-85之间，b大约介于0-45之间，c大约 介于0-7之间，d大约介于5-22之间，e大约介于0-15之间，f大约介于0-2之间， 并且d+e+f之和大约介于15-25之间。上述标记条带能够按一些频率产生场扰动， 这些频率是场发射器所产生的入射交变磁场的频率的谐波。安排一检测装置， 来检测在询问区域附近因其内存在标记而产生的谐波的选定音调的磁场扰动。 上述标记产生谐波的过程是由该标记对入射磁场具有非线性磁化响应而导致 的。

本领域需要一种利用小巧且便宜的温度检测元件的无线温度检测系统， 这种系统可以在超过125℃的温度下连续地工作并且即使在金属或其它导电材 料附近也能够发送信息。此外，如果这种改进的温度检测元件能够携带与传感 器自身有关的预定数据或者携带与待测温度的物体有关的预定数据(比如物体 的身份、物体特征、或加热指令)，则将更为有利。最后，如果这种检测元件 可以被用作闭环反馈加热系统的一部分从而能够控制加热设备的输出并由此 控制物体的温度，则将会实现许多优点。

发明内容

本发明提供一种全新类型的温度传感器、温度检测方法和闭环加热系 统。在发现通过使用磁性温度检测元件就可以获得可靠的温度检测时，就预计 到本发明，其中每一个磁性温度检测元件在所加的交变磁场的影响下都具有特 征性的重新磁化响应，这些响应对温度很敏感并且可以很容易地被监控。