[发明专利]用于检测电加热纺织品中传感线完整性的电路完整性检测系统

说明书

相关申请的交叉引用

本发明为于2013年7月8日提交的名称为用于检测电加热纺织品中传感线完整性的电路完整性检测系统的美国申请13/978,645的部分延续申请，该美国申请为2013年8月20日提交的名称为用于检测电加热纺织品中传感线完整性的电路完整性检测系统的国际申请PCT/US2012/053144的国家阶段申请，其国际申请要求于2012年4月30日提交的名称为保护利用NTC/PTC传感线的加热垫的强化系统的美国临时专利申请61/640,341以及与2011年10月26日提交的名称为保护利用NTC/PTC传感线的加热垫的强化系统的美国临时专利申请61/551,512的优先权，本发明内容完全引用上述申请的全部公开技术特征。

技术领域

本发明涉及电加热纺织品热区检测器，并且尤其涉及用于检测被设计用于检测电加热纺织品(例如，加热垫、电加热毯、电加热床罩或电加热床垫)中热区的线断裂的系统和装置。

背景技术

通常，电加热纺织品是具有电加热元件的结构。例如，加热元件可以由电阻通过电流加热，并且可以作为穿过整个垫的一种或多种金属线提供。金属线的形状和尺寸可以变化，并且在一些情况中，线事实上可以是小金属丝。加热元件通常包括具有正温度系数(PTC)特性的金属线构造成的中心加热元件。中心PTC线周围是负温度系数(NTC)材料层。电加热垫通常被接通到电源插座，从而使得电源可以被供应至加热元件，从而使得热量产生。通过这种方式，电加热纺织品可以被用于为身体的期望区域取暖。同期的加热垫通常包括控制器和/或微处理器，其控制从加热垫输出的热量。

一些电加热纺织品还包括被设计用于检测热区的电路。当电加热纺织品的任何部分的温度超过被设计为用于防止对不知情用户热损伤的限值时，热区产生。传感线具有低电阻，并且通常绕NTC层缠绕，其被用于为泄漏电流提供路径并监测由加热引起的NTC层中泄漏电流的增加。然而，传感线的断裂可能导致控制器无法检测热区。

帮助检测传感线断裂的一种已知的方法是在电源开始被应用于产品上时检查传感线的电压。当电源开始被应用时，线相对而言处于低温。当加热垫变暖时，NTC电阻将减小。电阻的这一改变能够被用于确定传感线是否在其与控制器连接器连接点在线的端部或接近线的端部处断裂。尽管这可以在单元开始通电时确认传感线完整性，在加热垫达到操作温度时，其无法再继续充当“断裂传感线”检测器。而且，也无法检测在不接近NTC/PTC线的端部处连接至控制器连接器处的传感线的断裂。

另一种传感线方法涉及将传感线的两端连接在一起。在这种情况下，弥补了沿NTC/PTC线的任何地方的单个断裂，并且热区的继续检测不受影响。然而，不可能知道传感线断裂发生。此外，如果第二个线断裂发生，热区检测遗失是非常可能的。具体而言，热区检测会在两处线断裂之间遗失。

因此，期望提供一种能够持续检查传感线完整性的检测系统。如果传感线在使用期间的任何时间和以任何原因断裂，该系统将停机且阻止产品的使用。

发明内容

本发明包括一种用于监测电加热纺织品传感线的状况以确定传感线断裂是否发生的系统和装置。在一个实施例中，传感线的状况能够在不与电加热纺织品内的加热电路分离的情况下被确定。加热电路可以在大致标准50-60Hz AC线电压下操作，从而使得传感线可以在相应的频率下正常操作。除了这种信号，传感线完整性可以通过首先利用来自微控制器的低电压电测试信号驱动传感线的一端，并且之后检查测试信号是否出现在传感线的另一端来确定。为了将出现在传感线上的测试信号与标准AC线电压区分，电测试信号优选地具有与标准50-60Hz AC线电压不同的频率。在一个实施例中，测试信号频率为大约30kHz。测试信号的其他频率和电压也可以被使用。

在一个实施例中，传感线被定位，用于检测和/或测量电加热纺织品的热量。优选地，传感线绕负温度系数(NTC)材料缠绕，并且传感线的每一端被连接至微控制器。在传感线的一端，微控制器内的脉冲宽度调制器产生低电压电测试信号。从而使得在传感线上进行温度监测处将测试信号与50-60Hz AC线电压区分，测试信号优选处于截然不同的频率，并且更优选为大约30kHz。这一测试信号通过低通滤波器，以减少不期望的更高的频率信号成分，并且使信号变成“驱动”的。驱动信号之后通过高通滤波器，以使驱动测试信号产生电路与AC线电压隔离。