[发明专利]温度探针

说明书

本发明涉及一种温度探针(10)，包括随温度变化的测量元件(ME)，该测量元件(ME)可以经由至少第一连接线(1)和至少第二连接线(2)被接触，第一连接线(1)具有第一区段(T1)和第二区段(T2)，并且第一区段(T1)和第二区段(T2)由不同的材料构成。

技术领域

本发明涉及一种温度探针、温度计以及用于操作温度计的方法，还涉及该温度探针、温度计及方法的使用。

背景技术

从现有技术中，专利文献DE 69733138 T2已知自检温度传感器。在该专利文献中，提供了具有第一热偶和第二热偶自检传感器，其特征在于：阻抗元件形式的随温度变化的元件具有第一端和第二端，其中第一热偶与第一端耦合，第二热偶与第二端耦合，并且热电偶与第一端和第二端之间的随温度变化的元件耦合。

在过程自动化中，温度计用于测量过程介质的温度。实际上，传感器元件经由多个串联热电阻(保护管、耦合器、测量插入物保护管、测量插入护套、传感器周围的粉末或铸件)来与过程介质分离开。基于经验值，以其几何长度来选择保护管，使得在传感器和过程介质之间获得完全的热平衡。

如果温度计对于完全的热平衡来说太短(注释：正确的长度取决于多个因素，诸如过程温度和环境温度之间的差异，温度计材料的导热性，测量插入物和保护管之间的耦合器，过程介质的导热性，过程介质的流量)，则在传感器最后几厘米的末端存在相对较强的温度梯度。

在文献中，存在用于确定等距温度传感器的正确过程值的方法(Klaus Irrgang，Lothar Michalowsky：Temperaturmesspraxis，ISBN-13：978380272204(“Practicaltemperature measurement(实际温度测量)”)。实际上，这在传感器设计方面以及其信号分析方面都是很耗成本的。由此，可再生性能的温度计的结构是非常有挑战的。

除了在几何上设计得太短的温度计，实际上，还存在下述温度计，其在最初安装进行正确的测量，但是例如如果在保护管上形成过程介质的沉积层，或者如果测量插入物和保护管之间的热耦合器退化，则在之后不再能够测量正确的过程温度。

发明内容

下面的发明能够简单实施(在传感器结构上，以及信号分析上)电阻温度计的相关诊断，以确定在传感器的末端区域是否存在热平衡，或者是否存在指向上述测量问题之一的“可疑”温度梯度：在4线电路的电阻传感器中，将四条连接线(所有的这些都位于传感器附近)中的一条的一片连接电缆替换成不同材料(参见附图1)，以便在连接电缆1和2之间，一旦沿“红线”产生温度梯度，则可以使用塞贝克效应(Seebeck effect)来测量热电势。差异的正确测量需要知道该点的温度；然而，如果选择温度EMF是相对恒定的一对材料，则足够使用电阻传感器ME的温度，以近似检测差异温度。在传感器末端的整个区域(沿线a-b定位)，如果建立了热平衡，则热电势是零，并且不再需要热电偶的评价。

原则上，显然，可以以相似方式替换最右边的电线，但是理想地，以其长度的一半的方式替换。这样，甚至可以进行有关耗散误差多高的相对精确的“预测”，并且确定“真实的过程温度”。

通过另外地安装的热电偶来确定沿其中定位测量元件的浸入体的温度梯度(热耗散误差)。热电偶集成在测量元件的一个或多个连接电缆中。

本发明可以在已知的测量元件和温度计中实施，由于高度适用的K型热电偶的腿部已经被用作连接电缆。可以经由变送器(测量变换器)的第二通道或经由简单的万用表进行差异温度的测量。可以将装置描述中的特定功能，例如DTM或温度计的固件用于执行温度梯度的监测，和/或确定温度差异的测量值是否表明“测量问题”(其中，使用另外的值，诸如测量元件的测量值，RTD，有关保护管的信息，环境温度，以及有关过程介质的信息)。

温度梯度的历史趋势记录可以提供关于测量的定性退化的信息。可以使用这种诊断(可以与其他已经可用的诊断一起)。