[发明专利]具有智能功能的智能加热电缆及制造该智能加热电缆的方法

说明书

技术领域

本发明在一种或多种实施例中涉及提供智能加热的智能加热电缆以及制造该智能加热电缆的方法，更具体地，本发明涉及一种提供智能加热的智能加热电缆，其中，光缆传感器（optical cable sensor）嵌在伴热系统的加热电缆上，以至于所述加热电缆具有感知所述伴热系统温度的功能以精细地测量所述伴热系统中不易感知温度部分的温度，从而适当地控制所述加热电缆的输出，因此减少了不必要的能量消耗或防止了由于热量供应不足对所述加热系统的损害，以及一种制造所述智能加热电缆的方法。

背景技术

一般地，伴热系统是用来补偿由一个设备或物体，如管道或罐体，引起的热量损失的，或给物体提供均匀的热量，因此，可以防止物体因冻结而破裂或均匀地保持物体的温度。另外，伴热系统能够防止在混凝土板上形成霜冻或清除道路的积雪或者作为室内地板采暖系统被安装。

在伴热系统中，加热电缆是用来为安装有该系统的物体供应热量所必须的，加热电缆被构造成具有包括产生热量的加热元件的多层结构，用于保护加热元件的绝缘层和外部保护套，在该伴热系统中，加热电缆基于测量系统或物体的温度工作。例如，为了防止管道或罐体因冻结而破裂，当该系统的测量温度低于作为防止管道或者罐体因冻结而破裂的临界温度的基准温度时，接通伴热系统的电源以通过加热电缆给管道或罐体供应热量。

当测量的温度超过基准温度时，伴热系统断电从而中断加热电缆的工作，因此减少不必要的能量消耗。如果安装加热电缆以维持管道或罐体的温度，假如测量温度超过了预定温度范围的上限，加热电缆断电而中断供应热量。另一方面，如果测量温度低于预定温度范围的下限，加热电缆通电对物体供应热量。加热电缆的操作规则也适用于用于防止霜冻或冷冻或者加热房间。

为了有效和正确地操作伴热系统中的加热电缆，需要考虑加热能力适当地设计加热电缆，且需要及时并准确地测量伴热系统的温度。

常规的加热电缆包括加热元件、用于保护加热元件的绝缘层和外部外部保护套。基于通过外部温度传感器感知的温度变化以适当地调整加热电缆的输出，来控制加热电缆的供电。由于控制给加热电缆供电的必要温度被安装在物体上的温度传感器所测量，如罐体或者管道，所以，传感器的位置是至关重要的。

在常规的伴热系统中，测量该系统温度的传感器通常被安装在代表该系统温度的点上或暴露在严酷条件下的点上，测得的温度是用作控制加热电缆的操作的参考或用作检查该系统状态的基础数据。为此，该系统温度的测量是对系统有效的操作至关重要的以及，因此，在各个点上测量该系统的温度并基于此而操作系统是合理和适当的。

由于，在大多数情况下，温度传感器被安装在一个点上，例如代表物体的温度的点或暴露在严酷条件下的点，该温度传感器不能代表物体的整体温度。

虽然所描述的常规方法能够提供一种伴热系统的简单构造，但是它并没有考虑到测量整个物体的温度，而是将随后假定为整体温度的单个选定点作为用于控制系统的基础。通过这样做，能够实现简单的和常规的温度测量，然而不能提供物体的整体温度。然而，如果基于精确的物体的温度测量，必须控制热量供应，常规的方法提供这种适当的控制是无效的。

如果物体具有不均匀的温度分布，不能在所有的点配置传感器来测量物体的温度。因此，基于有限数量的点上测量的温度来调整加热电缆的热容量（thermal capacity）是低效和不恰当的。

在伴热系统的多个点上配置传感器并测量该伴热系统的点上的温度花费较高，另外，为了准确地测量整个系统的温度花费也较高。

发明内容

技术问题

因此，本发明致力于有效地解决上述缺陷并提供一种结合有光缆传感器的加热电缆，所述加热电缆能够该加热电缆本身的温度，这是常规的加热电缆无法实现的。因此，本发明提供了一种提供智能加热和对额外有效热量供应系统的自我诊断的智能加热电缆以及一种制造该智能加热电缆的方法。

技术方案

根据本发明的一些实施例，用在智能加热系统中的智能加热电缆包括加热元件和在所述加热元件外表面的绝缘外层。所述加热电缆具有与所述加热电缆相结合的光缆作为传感器的混合结构。

所述加热元件可以选自表现出电阻正温度系数（PTC）特性的聚合物加热元件（polymeric heating element），所述聚合物加热元件利用电能产生热量，金属电阻合金导体和铜导体中的任何一种。

所述聚合物加热元件可以包括，在组成所述加热元件的聚合物材料中，选自炭黑，金属粉末和碳纤维中的任何一种，作为表现出导电性的导电材料。