[发明专利]热通量传感器

说明书

提供了一种被配置为提供关于过程流体的温度指示的热流传感器。所述传感器包括第一电阻温度检测器(RTD)元件和在护套内与第一RTD元件间隔开的第二RTD元件。所述传感器还包括一组引线，所述一组引线包括第一子集和第二子集，其中第一子集耦合到第一RTD元件，并且第二子集耦合到第二RTD元件。

背景技术

在许多工业应用中，知道过程内的温度和热流测量对于控制或监测该过程是重要的。热电偶套管是已知的仪器，其允许测量容器(诸如管道)内的过程流体温度。然而，当周围环境温度和过程温度之间存在差异时，特别是对于热电偶套管而言，热电偶套管内的温度传感器可能容易出现误差。

发明内容

提供了一种热流传感器，所述热流传感器被配置为提供关于过程流体的温度指示。所述传感器包括第一电阻温度检测器(RTD)元件和在护套内与第一RTD间隔开的第二RTD元件。所述传感器还包括一组引线，所述引线包括第一子集和第二子集，其中第一子集耦合到第一RTD元件，而第二子集耦合到第二RTD元件。

附图说明

图1A-图1C示出了根据本发明的一些实施例的示例传感器配置。

图2A和图2B示出了根据本发明的一些实施例的示例引线配置。

图3是根据本发明的一个实施例的提供过程流体的温度指示的方法的流程图。

图4是根据本发明的一个实施例的温度测量组件的图解视图。

图5是根据本发明的一个实施例的设备电子器件的框图。

具体实施方式

针对现有工业过程温度传感器存在的问题，存在一些已知的解决方案。例如，工业管道皮肤温度传感器可被耦合到变送器，并且可以通过推断热流来检测和报告温度测量。然而，使用管道皮肤温度传感器要求从过程到变送器的热传导率是已知的，这可能需要传感器直接连接到变送器，这在过程温度测量相对于周围环境温度升高时可能是困难的。这可能限制在过程流体温度为高的情况下的应用。在传感器和变送器之间添加延伸部分在这种情况下可能有帮助。然而，由于环境影响，测量误差可能变得更加明显。另外，虽然绝缘会控制热通过传感器组件流入变送器壳体并且可以帮助降低可能引起非线性温度分布的环境影响，但是也使得对管道和与管道的接口的检查更加困难。

对于浅表热电偶套管中的温度传感器，周围环境温度可能在感测元件中引起误差。周围环境温度和过程温度之间的差异可能在传感器元件上产生梯度，这可能引起超过5摄氏度的测量误差。可能难以确定引入多少误差，并且难以获得准确的温度读数。

上述问题的一个可能的解决方案是使用热通量传感器，一些热通量传感器当前是可得到的。然而，当前的热通量传感器是脆弱的、造价昂贵的，并且具有有限的温度测量范围，该有限的温度测量范围可能不能用于所有工业过程。期望一种热通量传感器，其能够解决上述问题，并且是鲁棒的且有助于经济制造。本文中提出的至少一些实施例提供这样的解决方案。

电阻温度检测器(RTD)是具有电阻随温度变化的电阻元件的温度传感器。RTD传感器可以在更宽的温度范围上工作，提供比其他传感器配置更好的精度、更好的可互换性和更长期的稳定性。

图1A-图1B示出了可被组合和利用来提供根据本发明的实施例的热通量传感器(如图1C所示)的当前RTD配置。热通量传感器包括两个RTD，其可以处于面向前(forward-facing)配置，如图1A所示，或者背对孔(reverse-bore)结构，如图1B所示。图1C示出了利用面向前RTD配置和背对孔配置这二者的热通量传感器的一个示例。