[发明专利]用于温度测量的传感器元件装置

说明书

本发明涉及一种用于自动化技术设备中的温度测量的具有传感器元件的装置。

众所周知，用于温度测量的传感器元件由于老化的结果在温度物理量向电气量的变换特性曲线中有一定的漂移。为了识别传感器元件的变化，从DE10249411B3中知道，测量装置冗余地具有第一和第二采集装置，它们被设置为使得同一测量量的采集信号彼此不同，并且相互比较传感器元件的测量值。为此建议，相同的电阻温度传感器与不同的前置电阻连接。

从DE 10 2004 035 014中知道，在具有不同额定电阻然而具有正温度系数的相同的特性曲线特征的多个铂电阻元件的装置中，例如由于水的进入，同步误差会导致部分不能通过测得的单个温度的比较来检测绝对的温度测量误差，使测量精度变差。其中建议，一个具有多个传感器元件的装置的所有传感器元件具有与温度有关的电阻抗，这些传感器元件的温度系数不同，并且在热力学上彼此、以及与要测量的介质耦合集成到一个传感器头内。

在EP 0828 146 A1中描述了具有两个传感器电阻的温度测量装置，它的第一传感器电阻具有正的温度系数，它的第二传感器电阻具有负的温度系数，并且与一个前置电阻和一个二极管串联后与第一传感器电阻并联。通过变换施加在该温度测量装置上的直流电压的极性，对传感器电阻的符合规定的状态进行监控。

已知的用于识别传感器电阻上发生的不希望的变化的技术解决方案依赖于电气上以一定方式不同的传感器电阻，另外的特征是超出测量任务的材料消耗、和用于执行和分析监控的复杂算法，以及对由于特定的差异引起的副作用的补偿。

因此本发明的任务在于，改进用于温度测量的具有至少两个传感器元件的已知装置，使得基本上不需要另外的设备开销就能识别传感器电阻上发生的不希望的变化。

在此要能够通过泄漏等特别是能够目测地识别由于处理介质进入封装的传感器外壳而引起的漂移。

本发明从用于温度测量的具有至少两个传感器元件的已知装置出发，这些传感器元件共同与要测量的介质耦合并集成到一个传感器头内。

根据本发明，这些传感器元件具有相同的电气特性，而以至少一种物理的非电气的特性区分。这点可以通过传感器头的结构措施以及传感器元件的特定特性来实现。所述物理特性特别是涉及但并非绝对涉及传感器元件的表面特性、传感器体的密度、传感器头的填充形状和方式、传感器元件或者载体材料的钝化作用。此外这可以通过使用在要识别的现象方面存在不同的两种不同的材料实现。

在任何情况下传感器元件均至少有一种特性不同，该特性在确定传感器元件的电路尺寸时无需考虑。

当以特定方式使用测量装置时，这些传感器元件承受相同的热负荷和电负荷，并且在允许的容差范围内特性基本相同。

一种不希望的和要检测的介质对于传感器元件的侵蚀在不同的物理特性方面产生不同的作用，其导致可区分的测量值或者测量值变化。

下面根据一个实施例详细说明本发明。在唯一的一幅附图中示出了一个传感器头10的测量尖端的部分截面图，该传感器头具有两个传感器元件11和12，它们共同与要测量的介质耦合并集成在传感器头10中。其温度要被确定的介质是可导电的液体，例如水。

传感器元件11和12分别被置入到不同的填充物13和14中，填充物13和14在它们的多孔性方面不同。详细地说，填充物13被构造为海绵状，填充物14被构造为表面密实。

在传感器头10破裂时，周围的水进入到传感器头10内并且接近传感器元件11和12。此时海绵状的填充物13比表面密实的填充物14提供更小的阻力。结果传感器元件11比传感器元件12被进入的水更强烈地沾湿。进入的水在传感器元件11和12上的中间侵蚀产生不同的作用，这导致可区分的测量值或者测量值变化。

通过传感器元件11和12的不同程度的沾湿，虽然也会导致同步误差，但是基本上导致在测量技术上可区分的关联，它们的差作为漂移被分析。

附图标记列表

10        传感器头

11、12    传感器元件

13、14    填充物