[发明专利]热跟踪系统中的供电传感器

说明书

优先权要求

本申请要求在2013年8月14日提交的美国临时申请系列No.61/865851作为优先权，在这里加入其全部内容作为参考。

背景技术

热跟踪系统常用于工业和商业设施中，以通过电气加热元件或与要被加热的管路物理接触的热跟踪装置保持或升高管路的温度。大多数的热跟踪系统由温度控制系统控制。这种系统在整个管路传输系统中包括温度传感器，并且，基于由传感器检测的温度，中心计算机系统控制通向各种加热元件的电流，以由此控制系统中的各种管路或箱体的跟踪加热。

虽然无线传感器在许多工业中得到认可，但它们在热跟踪系统中没有得到很多认可，原因是不存在适当的无线传感器供电方式。电池在热跟踪系统中不是优选的，原因是电池失效会导致灾难性的失效(诸如当具有用过的电池的无线传感器不能检测管路的温度下降时，冷凝管路爆裂)。并且，运行通向传感器的电力电缆是十分昂贵的并且违背了使用无线传感器的目的。

发明内容

在一个一般的方面中，本发明涉及向用于加热管路传输系统或设备中的管路或箱体的热跟踪系统的传感器模块供电。传感器模块可包括测量管路或箱体部分的温度的温度传感器和通过无线或有线数据链路向热跟踪系统的基于微处理器的控制器传送感测温度的传送器。控制器使用来自传感器模块的感测温度控制施加到热跟踪装置的电压，并由此控制由热跟踪装置提供给到管路或箱体部分的热。特别地，在各种实施例中，传感器模块由存储来自跨热跟踪电缆中的一对总线布线的电压差的能量的能量存储装置供电。在各种实施例中，控制器被编程以控制施加到热跟踪电缆的电压，以在能量存储装置快用完时立即向传感器模块供电。用热跟踪电缆向传感器模块供电使得不需要用于传送器的电池，并且不需要使用单独的电力线(与热跟踪电缆分开)向传感器模块供电。

阅读以下的描述之后，本发明的这些和其它益处将变得清晰。

附图说明

这里结合以下附图作为例子描述发明的各种实施例，其中，

图1是根据本发明的各种实施例的热跟踪系统的简化框图；

图2示出根据本发明的各种实施例的热跟踪电缆的多个方面；

图3和图4是根据本发明的各种实施例的具有热跟踪装置的管路区段的侧视图；

图5是根据本发明的各种实施例的具有热跟踪装置的管路区段的横截面图；

图6是根据本发明的各种实施例的传感器模块的框图；以及

图7示出根据本发明的各种实施例的控制器的处理流程。

具体实施方式

本发明一般针对用于向热跟踪系统中的诸如温度传感器的传感器供电的系统和方法。热跟踪装置用于加热承载流体的管路传输系统中的管路或箱体(这里，有时统称为“容器”)。在以下的描述中，热跟踪系统被描述为用于管路，但应理解，它可被用于其它类型的流体承载或容纳容器，诸如箱体等。图1是根据本发明的各种实施例的热跟踪系统10的简化框图。为了简化，图1仅表示管路传输系统的管路12的三个区段，每个接近用于加热其相关的管路区段12的热跟踪装置14。当然，在工业设施中，可能存在需要加热的管路的更多区段。在后面关于图2～5提供关于在图1中示意性地表示为电阻器的热跟踪装置14的更多细节。特别地，如后面描述的那样，热跟踪装置14优选与管路区段12接触，并且被绝缘体覆盖。热跟踪装置14优选是在导通电流时加热管路区段12的电气加热元件。由热跟踪装置14产生的热用于保持管路12的温度。跟踪加热可被用于保护管路以避免冻结、在热水系统中保持恒定的流动温度或者保持必须管路传输运送在环境温度下凝固的物质的处理温度。

如图1所示，热跟踪系统10可包括基于中心或分布式的微处理器的温度控制系统16。温度控制系统16可包含控制器和电源20等。控制器18可实现为智能的、基于微处理器的计算机装置，该计算机装置通过编程控制热跟踪系统10的动作。在该连接中，控制器18可包含至少一个微处理器6和至少一个半导体存储器单元8。存储器单元8存储由处理器6执行的指令，例如软件或固件。特别地，控制器18单独地控制通过各单个回路-每个热跟踪装置14一个回路-供给到各热跟踪装置14的电流，以由此控制管路传输系统中的管路12的加热。电源20可包含AC主电源，例如，100～480VAC三相。电源20通过各回路上的调节器22与热跟踪装置14连接。调节器22控制从电源20供给到各回路的电压。在各种实施例中，调节器22包含硅控整流器(SCR)。控制器18控制SCR的占空比以由此控制供给到其相关的热跟踪装置14的电压。