(57)【要約】  熱流束センサ用のセンサカプセル（３００）は、高温端部（３０４）と、低温端部（３０２）とを包含する。センサカプセル（３００）は、高温端部（３０４）から低温端部（３０２）に向かって伸びる熱伝導体（３１０）と、高温端部（３０４）から異なる距離で熱伝導体（３１０）に連結された複数の温度センサ（３１２、３５４）とを包含する。
2021515235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱流量センサ用のセンサカプセルであって、カプセルが：
熱流量センサの高温端部と；
熱流量センサの低温端部と；
高温端部から低温端部に向かって伸びる熱伝導体と；
高温端部から異なる距離で熱伝導体に連結された複数の温度センサと
を含むセンサカプセル。
【請求項２】
低温端部がポッティングを包含する、請求項１記載のセンサカプセル。
【請求項３】
熱伝導体が金属で形成される、請求項１記載のセンサカプセル。
【請求項４】
熱伝導体が銅で形成される、請求項３記載のセンサカプセル。
【請求項５】
熱伝導体がアルミニウムで形成される、請求項３記載のセンサカプセル。
【請求項６】
熱伝導体が鉄で形成される、請求項３記載のセンサカプセル。
【請求項７】
温度センサが熱電対である、請求項１記載のセンサカプセル。
【請求項８】
温度センサがタイプＴ熱電対である、請求項１記載のセンサカプセル。
【請求項９】
高温端部に隣接して配置されたＲＴＤ素子をさらに含む、請求項１記載のセンサカプセル。
【請求項１０】
ＲＴＤ素子が熱伝導体に直接連結される、請求項９記載のセンサカプセル。
【請求項１１】
複数のＲＴＤ素子が熱伝導体に連結され、複数のＲＴＤ素子の各々が低温端部から距離で連結され、距離が他の複数のＲＴＤ素子の距離と比べて異なる、請求項１０記載のセンサカプセル。
【請求項１２】
熱伝導体が熱伝導体の長さに沿って間隔を置かれた少なくとも二つの熱電対接点を含む、請求項１記載のセンサカプセル。
【請求項１３】
熱伝導体がソースに熱的に連結され、ソースが周囲温度を含む、請求項１記載のセンサカプセル。
【請求項１４】
熱伝導体が高温端部と低温端部との間の距離に沿って伸びる、請求項１記載のセンサカプセル。
【請求項１５】
プロセス流体の温度を測定する方法であって、方法が：
伝熱センサが伝熱センサの高温端部から伝熱センサの低温端部に向かって伸びる熱伝導体を含み、センサ信号が伝熱センサからの、中央熱伝導体に沿って取得される一式の測定を含み、伝熱センサからセンサ信号を受信する工程と；
処理コンポーネントを使用して、受信されたセンサ信号に基づいて伝熱を計算する工程と；
計算された伝熱に基づいてプロセス流体温度を推定する工程と
を含む方法。
【請求項１６】
推定されたプロセス流体温度の表示を無線通信回路を通じて提供する工程をさらに含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
表示が警報を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
推定されたプロセス流体温度測定をメモリコンポーネントに記憶する工程をさらに含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
伝熱センサが互い違いに置かれた熱電対センサを含み、一式の測定の各測定が熱伝導体の長さに沿った点で取得される、請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
伝熱センサがＲＴＤ素子を含む、請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
ＲＴＤ素子が中央熱伝導体に直接連結される、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
補正された伝熱を計算することが多次補正を適用することを含む、請求項１５記載の方法。
【請求項２３】
熱伝導体が伝熱センサの高温端部と低温端部との間に伸びる、請求項１５記載の方法。
【請求項２４】
プロセス流体用の温度測定アセンブリであって、アセンブリが：
トランスミッタと；
トランスミッタに連結され、プロセス流体を含有するパイプに連結するようにも構成された温度センサとを含み、温度センサが：
温度センサの高温端部と；
温度センサの低温端部と；
高温端部から低温端部に向かって伸びる熱伝導体と；
トランスミッタに連結され、各々が低温端部を通り、熱伝導体上の熱電対接点に連結するように構成された一連のリード線とを含み；
温度センサとパイプとの間の連結が高温端部がパイプに直接連結するようなものである
温度測定アセンブリ。
【請求項２５】
温度センサをパイプに連結するように構成されたパイプクランプをさらに含む、請求項２４記載の温度測定アセンブリ。
【請求項２６】
熱伝導体が高温端部から低温端部に伸びる、請求項２４記載の温度測定アセンブリ。
【請求項２７】
導管の外部の温度を検知し、導管内のプロセス流体の温度の推定値を提供する温度センサであって、温度センサが：
センサカプセルと；
複数の温度センサに連結され、導管内のプロセス流体の温度の推定値を生成するために伝熱算出を適用するように構成された回路とを含み、センサカプセルが：
導管に連結されるように構成された高温端部と；
高温端部から間隔を置かれた低温端部と；
高温端部から低温端部に向かって伸びる熱伝導体と；
高温端部から異なる距離で熱伝導体に連結された複数の温度センサと
を包含する温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
温度および熱流量測定の知識がプロセスを制御または監視するために重要である多くの工業用途がある。熱流束センサは、材料間の熱流量を測定することを可能にする公知の計器である。
【０００２】
発明の概要
熱流束センサ用のセンサカプセルは、高温端部と、低温端部とを包含する。センサカプセルは、高温端部から低温端部に向かって伸びる熱伝導体と、高温端部から異なる距離で熱伝導体に連結された複数の温度センサとを包含する。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】本発明の実施態様に従う温度測定アセンブリの概略図である。
【図２Ａ】本発明の実施態様が特に有効であるパイプスキン測定アセンブリの概略図を例示する。
【図２Ｂ】本発明の実施態様が特に有効であるパイプスキン測定アセンブリの概略図を例示する。
【図３Ａ】本発明の一部の実施態様に従うセンサ構成の例を例示する。
【図３Ｂ】本発明の一部の実施態様に従うセンサ構成の例を例示する。
【図３Ｃ】本発明の一部の実施態様に従うセンサ構成の例を例示する。
【図４】本発明の実施態様に従うリード線構成の一つの例を例示する。
【図５】本発明の実施態様に従う、伝熱熱伝導体に連結されたセンサを使用してプロセス流体の温度の表示を提供する方法のフロー図である。
【図６】本発明の実施態様に従う装置電子機器のブロック図である。
【図７Ａ】本発明の一部の実施態様に従うセンサ構成の例を例示する。
【図７Ｂ】本発明の一部の実施態様に従うセンサ構成の例を例示する。
【図７Ｃ】本発明の一部の実施態様に従うセンサ構成の例を例示する。
【図８】本発明の一部の実施態様に従う異なるセンサ構成の温度分布の例を例示する。
【０００４】
例示的な実施態様の詳細な記載
熱流量測定がプロセス温度を測定するより良いやり方を提供する多数の用途がある。例として、Emerson Automation Solutions社から入手可能なRosemount X-Well（商標）技術は、非侵入型または非侵襲型の要領でプロセス温度を測定するために使用され得る。この技術は、パイプ表面温度測定、トランスミッタ端子温度測定および導管内の内部プロセス流体温度を推測するための熱流量算出を使用する。サーモウェルは、通常、プロセス導管内に据え付けられて、それがサーモウェル先端の直径のおよそ１０倍伸びている。これは、周囲温度からのステップ伝導の効果を最小限に抑えるために使用される。「短い」サーモウェルは、サーモウェル先端の直径の１０倍未満の長さを有する。短いサーモウェル内の温度センサは、しかしながら、周囲およびプロセス温度の相違が増大するにつれ、周囲温度変動およびプロセス温度差によるステム温度伝導を通した有意な誤差を起こしやすい。熱流束センサは、これらの懸念に対処することができるが、素子配置は、十分な性能を確保し、熱流量の適切な把握を提供するために重要である。
【０００５】
図１は、本発明の実施態様に従う温度測定アセンブリの概略図である。アセンブリ１００は、プロセス容器壁１１０に連結されたセンサアセンブリ１３０を包含する。連結は、図１に例示されるように、パイプクランプ１２０であることができる。センサアセンブリ１３０は、センサアセンブリ１３０にローカルに、または、からリモートに接続され得るトランスミッタ１４０に伸びる一つまたは複数のリード線１５０を有することができる。トランスミッタ１４０は、熱流束算出を実施するように構成され得る。
【０００６】
トランスミッタ１４０は、センサアセンブリ１３０からのセンサ信号を使用して、導管内の内部プロセス温度を推測するために、熱流量算出を計算する。しかしながら、この算出は、プロセスからトランスミッタ端子への熱伝導率がわかっていることに依存し、多くの場合、センサがトランスミッタに直接接続されることを必要とする。また、一部の実施態様では、熱流は、リモートに測定可能であることもできる。
【０００７】
図２Ａおよび２Ｂは、本発明の実施態様が特に有効であるパイプスキン測定アセンブリの概略図を例示する。アセンブリは、パイプクランプ２１２の使用を通してセンサ２２０に連結されたパイプ２１０を包含する。センサ２２０は、トランスミッタ２２２に直接連結される。トランスミッタ２２２は、センサ２２０からの受信された信号に基づいて熱流量を算出するように構成され得る。
【０００８】
図２Ｂは、パイプ２１０とセンサカプセル２６０との間の連結の拡大図示２５０を例示する。センサカプセル２６０は、例として、トランスミッタに連結するように構成されたリード線２６２を包含する。図２Ｂは、センサ素子２７０の配置が測定精度にとって重要である理由を例示する。図示２５０に例示されるセンサカプセル２６０は、パイプ２１０の表面に隣接して配置されたセンサカプセル２６０内に測温抵抗体（ＲＴＤ）素子２７０を包含する。アセンブリ中、センサ素子２７０は、熱グリース層２８０内に設置される。素子配置またはパイプ２１０と素子２７０との間の距離２５２は、製造限界のために制御するのが難しい。熱グリース２８０は、パイプ２１０からセンサ素子２７０への伝熱を補助する。しかしながら、熱グリース２８０は、最適な熱伝導率を有しないが、空気や無機絶縁されたパウダーよりもより良いものであることができる。図示２５０に例示されるように、熱は、センサカプセル２６０の外側シースおよび熱グリース２８０を通って分配され、したがって、熱の一部分のみが素子２７０に伝えられる。低い熱伝導率では、素子２７０の配置は、測定仕様を生成する際、敏感なパラメータである。素子２７０のバリエーションおよび配置は、測定の精度、時間応答および再現性に影響を及ぼし得る。
【０００９】
単一のセンサ入力トランスミッタを使用して測定する熱流束センサを開発することが望ましい。センサ内に組み込まれた複数の測定点は、二つ以上のトランスミッタまたは高密度装置、例として、Emerson Automation Solutions社から入手可能な848TフィールドバスまたはWireless HART（登録商標）製品を必要とし得る。
【００１０】
以下にさらに詳細に記載したように、本発明の一部の実施態様は、熱流をセンサカプセルの高温端部から低温端部へ向かわせる改善されたやり方を提供する、熱流束センサの端部キャップに取り付けられた熱伝導性ロッドを提供する。そのような構成は、高温および低温素子にわたって温度勾配を生成することを補助し得る。これは、素子間の間隔感度を低下させ、高温および低温端部の両方における応答時間を改善する。これは、改善されたセンサ測定再現性および精度を可能にする。
【００１１】
熱伝導体は、取り付けられた温度センサ素子間で良好な相関関係を提供する。熱伝導体のいずれかの部分が外部の影響、例として、周囲温度によって影響を与えられる場合、すべての素子は、影響の一部を測定する。以下に論じた一つの実施態様では、三つの感温素子は、熱伝導性素子上に設置され得、二次補正係数を可能にし、熱流束センサが絶縁なしで水平に備え付けられる場合、好ましくは、有用であり得る。三つの素子すべては、シングルまたはデュアル温度トランスミッタで測定され得る。そのようなシナリオでは、センサアセンブリは、非線形熱損失を経験し得る。熱伝導体は、比較的高い熱伝導率を有する材料、例えば、金属（例えば、銅、アルミニウム、鉄など）または好適なポリマーで形成される。熱伝導体は、任意の好適な断面（円形を包含する）を有することができ、その長さに沿って異なり得る。一つの実施態様では、熱伝導体は、ロッドである。
【００１２】
図３Ａ〜３Ｃは、本発明の一部の実施態様に従うセンサ構成の例を例示する。図３Ａ〜３Ｃは、センサカプセルの中央にある熱伝導性熱伝導体の三つの変形態様を例示する。しかしながら、三つの変形態様のみが詳細に論じられるものの、他の好適な構成も想定される。例示される例では、熱伝導体は、絶縁物、例えば、無機絶縁されたパウダーを必要とするであろう標準的なセンサカプセルよりもずっとより速く高温端部と低温端部との間で温度が平衡を保つことを可能にする極めて良い熱伝導率を呈する、銅で形成される。銅は、その負のリード線として、タイプＴ熱電対に使用される材料でもある。タイプＴ熱電対の正のリード線を銅熱伝導体に取り付けることは、高インピーダンス測定入力装置、例として、任意の好適なトランスミッタ、例えば、Emerson Automation Solutions社から入手可能な644または3144トランスミッタのどちらかが６線式リード線構成を使用する三つの熱電対すべてを測定することを可能にする。もう一つの例では、トランスミッタ、例えば、Emerson Automation Solutions社から入手可能な248トランスミッタは、４線式リード線構成を使用する熱電対を測定することができる。
【００１３】
図３Ａは、実施態様に従う、センサカプセル内に配置され、異なる位置において銅熱伝導体に取り付けられた三つの熱電対電線を有する互い違いに置かれた熱電対構成を例示する。一つの実施態様では、銅熱伝導体は、センサカプセル３００内で中央に置かれる。しかしながら、他の内部位置および形状寸法も想定される。センサカプセル３００は、それらの間に伸びる熱伝導体３１０を有し、低温端部３０２から間隔を置かれた高温端部３０４を包含する。低温端部３０２は、何らかのポッティング樹脂３２０を包含する。ポッティングは、例として、衝撃、振動に耐える、および／または水分もしくは腐食性物質を除くように構成された任意の好適な固形またはゲル状樹脂を含む。熱伝導体３１０は、熱伝導体の材料が感温素子（例えば、コピーロッドおよびタイプＴ熱電対）に使用される熱電対のタイプとマッチする実施態様では、負のリード線としての機能を果たすこともできる。電線３２２は、二次補正係数が算出されることを可能にするために、ポッティング３２０を通って伸び、様々な長さにおいて熱伝導体３１０に連結して、熱伝導体３１０に沿って多数の熱電対を形成する。
【００１４】
図３Ｂは、実施態様に従う、ＲＴＤ補償を有する互い違いに置かれた熱電対を使用する実施態様を例示する。ＲＴＤセンサ３１２は、高温端部３３４の近くに設置され、伝熱のための熱伝導体３４０に直接連結される。ＲＴＤ素子３１２が熱電対よりもより安定した、精密な温度センサであるため、それは、改善された精度を提供できる。熱電対３５４は、熱流量の勾配評価に対して有効であり得る。熱電対３５４からの測定は、温度勾配を判定するために、各熱電対点において、または熱電対３５４間で別個に評価され得る。図３Ｂに例示されるように、追加の電線、例として、ＲＴＤ素子３１２と関連する３線式ＲＴＤ構成による図３Ａに例示される三つの電線と、熱伝導体３４０を伸ばす電線とが包含され得る。
【００１５】
図３Ｃは、互い違いに置かれたＲＴＤ構成を使用する実施態様を例示する。互い違いに置かれたＲＴＤ構成は、熱伝導体３７０に取り付けられた三つのＲＴＤ素子３７２を例示する。ＲＴＤ素子３７２は、精度および熱流量評価の両方に対して有効である。センサカプセル３６０を使用して、測定手法は、六つの電線３８２のリード線構成を使用して三つの素子すべてを測定するために、デュアルセンサ製品を使用できる。リード線を共有することによって、ＲＴＤ３７２の各々は、４線方式を使用して測定され得る。他の配線変形態様も検討される。また、図３Ｃに例示されるように、追加の電線３８６は、熱伝導体３７０から周囲温度測定ソースへの熱的接続を任意で提供できる。
【００１６】
図４は、本発明の実施態様に従うリード線構成の例を例示する。図４に例示されるように、リード線構成４００は、それぞれ電線４４２〜４５４として例示される６線式構成に連結された三つのＲＴＤ素子４１０、４２０および４３０を包含する。電線４４４と４４６との間に励磁電流を生成し、電線４４２と４４８との間の電圧降下を測定することによって、測定がＲＴＤ４１０から得られ得る。電線４４６と４４８との間に励磁電流を生成し、電線４４４と４５２との間の対応する電圧を測定することによって、測定がＲＴＤ４２０から得られ得る。電線４４８と４５２との間に励磁電流を生成し、電線４４６と４５４との間の対応する電圧降下を測定することによって、測定がＲＴＤ４３０から得られ得る。
【００１７】
図５は、本発明の実施態様に従う、伝熱熱伝導体に連結されたセンサを使用してプロセス流体の温度の表示を提供する方法のフロー図である。方法５００は、他の適宜に構成された熱流束または伝熱センサだけでなく、例として、図３Ａ〜３Ｃに例示される実施態様のいずれかと共に用いられ得る。
【００１８】
ブロック５１０では、センサ信号が受信される。例として、センサ信号は、ブロック５１２に示されるように、熱伝導性ロッド、例えば、図３Ａに図示されるそれに連結された互い違いに置かれた熱電対から受信され得る。センサ信号は、ブロック５１４に示されるように、ＲＴＤ補償熱電対からも受信され得る。また、センサ信号は、ブロック５１６に示されるように、単一のセンサカプセル内の複数のＲＴＤ素子から受信され得る。ブロック５１８に示されるように、他の適当な構成も想定される。
【００１９】
ブロック５２０では、伝熱、熱流束または伝熱に関係する他の量、例えば、センサ示度の比が計算される。熱流束は、トランスミッタ、例として、例えば、それぞれブロック５２２および５２４によって示されるように、伝熱センサにローカルにまたはリモートに連結されたトランスミッタ１４０を使用して計算され得る。また、伝熱は、ブロック５２６に示されるように、他の公知の計算方式を使用しても計算され得る。
【００２０】
例として、熱流束は、以下の式１を使用して算出され得る：
【数１】
2021515235.tif 000003
【００２１】
Ｑ／Ａが熱流束（単位面積当たりの伝熱）である場合には、Ｋはメータ材料の熱伝導率であり、ΔＴは二つの熱電対間で測定された温度の変化であり、Ｌは熱電対間の長さである。
【００２２】
ブロック５３０では、計算された伝熱が補正される。一部のプロセス構成では、ブロック５３２に示されるように、線形補正が入手可能である。しかしながら、本明細書で論じたように、とりわけ、絶縁が妥当でないシナリオにおいては、ブロック５３４に示されるように、二次補正が用いられる。しかしながら、ブロック５３６に示されるように、他の補正係数も想定される。例として、トランスミッタは、現在の周囲温度についての情報を受信し、それ応じて補正できる。ブロック５４０では、プロセス流体温度は、算出された伝熱に基づいて推定される。一部の実施態様では、補正された伝熱または熱流束値（単位面積当たりの伝熱）も算出される。
【００２３】
一部の実施態様では、ブロック５２０に例示されるように伝熱を計算し、ブロック５３０に示されるように伝熱を補正することは、伝熱の直接的な測定なしに達成される、複数のセンサの単一の比補正ステップを含む。
【００２４】
ブロック５５０では、プロセス流体温度の表示が提供される。表示は、例として、プロセスの状態、例えば、「過熱」または「許容範囲内」を包含することができる。また、数値の温度表示も、例として、華氏、摂氏またはケルビンで提供され得る。表示は、ブロック５５２に示されるように、可聴または視覚警報の形態、例として、所望の範囲を超えるもしくは満たない温度に対する点滅光または可聴出力でも提供され得る。表示は、温度センサと近接するまたは離れることができる別の計算装置にも提供され得る。表示を提供することは、ブロック５５８に示されるように、例として、スクリーンもしくはセンサに連結された視聴覚警報メカニズムに、またはもう一つのメカニズムを通して、プロセスの流れに沿った測定の点に近接している温度を映し出すことも包含する。
【００２５】
表示を提供することは、ブロック５５６に示されるように、測定された温度を記憶することも包含できる。検出されたプロセス温度またはセンサ信号の一部またはすべてを記憶することは、追加の分析、例えば、経時的なプロセスの流れ内のトレンドを生成することを可能にできる。提供された表示を記憶することは、ローカルに、例として、マイクロボルトメータのメモリ内に記憶することまたはリモートに記憶すること、例として、検出された温度を離れた記憶媒体に送ることを包含できる。
【００２６】
図６は、本発明の実施態様に従う装置電子機器のブロック図である。電子機器６００は、電子機器筐体６１４内に収容され得る。電子機器筐体６１４は、トランスミッタ、例として、図１のトランスミッタ１４０と関連され得る。また、電子機器６００の少なくとも一部は、センサアセンブリの部分、例えば、本明細書に記載したセンサを形成できる。電子機器６００は、一つの実施態様では、プロセッサ６５０、一つまたは複数のアナログ−デジタル（ＡＤ）コンバータ６５４およびメモリ６５６を包含する。プロセッサ６５０は、デジタルマイクロプロセッサであり得る。メモリ６５６は、プロセッサ６５０に電気的に連結されたデジタルデータ記憶装置を包含できる。電子機器６００は、例として、温度または装置状態を映し出せるローカルオペレータインターフェース６６６を通して、ローカルにアクセス可能であり得る。
【００２７】
プロセッサ６５０は、Ａ／Ｄコンバータ６５４と一つまたは複数のセンサリード線６４２との間の連結によって、温度センサ、例として、本明細書で論じたセンサに接続される。複数のＲＴＤセンサが存在する実施態様では、複数のＡ／Ｄコンバータが必要とされ得、それらが検知装置からのアナログ電気信号をプロセッサ６５０用のデジタル信号に変換できるようにする。
【００２８】
一つの実施態様では、電子機器筐体６１４は、通信インターフェース６５８も包含できる。通信インターフェース６５８は、電子機器６００と制御または監視システム６６２との間の通信を提供する。電子機器６００は、プロセス内のプロセス流体の算出された温度を制御システム６６２に送信できる。温度測定アセンブリ６００と制御システム６６２との間の通信は、任意の好適な無線または有線接続を通したものであり得る。例として、通信は、４〜２０mAに及ぶ２線式ループ上のアナログ電流によって代表され得る。あるいは、通信は、HART（登録商標）デジタルプロトコルを使用する２線式ループ上でまたはデジタルプロトコルを使用する通信バス、例えば、FOUNDATION（商標）フィールドバス上で、デジタル形態で送信され得る。
【００２９】
通信インターフェース６５８は、無線プロトコル、例えば、WirelessHART（ＩＥＣ６２５９１）を使用する無線送信による通信用の無線通信回路６６４を任意で包含できる。その上、コントローラ監視システム６６２との通信は、直接であるまたは任意の数の媒介装置のネットワーク、例として、無線メッシュネットワーク（図６には図示せず）を通したものであり得る。通信インターフェース６５８は、温度測定アセンブリ６００への／からの通信を管理および制御するのに役立ち得る。例として、制御または測定システム６６２は、通信インターフェース６５８と経由して、基本構造パラメータ、プロセス容器壁パラメータを入力もしくは選択することまたは具体的な用途のための伝熱モデルを選択することを包含する、温度測定アセンブリ６００の構成を提供できる。
【００３０】
図３Ａ〜Ｃに関して先に論じた伝熱センサが先行センサからの改善を代表するものの、素子配置は、依然として厄介であり得る。熱伝導性ロッド（例えば、ロッド３１０）は、高温端部（例えば、端部キャップ３０４）と低温端部（例えば、低温端部３０２）との間に伸びる。この位置付けは、アセンブリの至る所で改善された熱流を可能にし、素子が固定された所定の位置で測定されることを可能にする。ロッドが両方の端に接続し、均一な熱伝導率を有するため、理想的には、それは、温度の変化対高温端部からの距離に関して線形の温度分布を示すべきである。これは、ロッドの全長にわたって実質的に均一な感度（例えば、℃/mmで）を可能にすべきである。例として、センサの中間点に設置された素子は、高温と低温の平均であるべきである。このように、高温端部が３００℃、低温端部が２０℃、センサ長さが１４０mmである場合、感度は約２℃/mmである。しかしながら、一部のケースでは、感度は、素子接点を取り付ける際に一部の製造プロセス限界が±１mmの許容差を可能にするため、有意である。
【００３１】
図７Ａ〜７Ｃは、本発明の一部の実施態様に従うセンサ構成の例を例示する。図７Ａ〜７Ｃのセンサ構成は、高められた感度を提供できる。
【００３２】
図７Ａは、端部キャップ７０４に取り付けられた、そこに連結された二つのＲＴＤ素子７１２、７１７を有する熱伝導性ロッド７１０の形態の短い熱伝導体を例示する。ロッド７１０がセンサカプセル７００の中央に設置されるように例示されるものの、少なくとも一部の実施態様では、それは、依然として測定完全性を維持しつつ、中央から間隔を置かれ得る。二つのＲＴＤ素子７１２、７１７が図示されるものの、線形化を高めるために追加の素子が追加され得る。ＲＴＤ素子７１２、７１７は、精密なプロセス流体温度推定出力を提供するのに役立つ温度差の測定を可能にする信号を提供する。一つの実施態様では、無機的に絶縁されたパウダーは、それを通って電線７２２が伸びるセンサカプセル７００を満たす。電線７２２は、ロッド７１０を低温端部７０２に取り付ける第二の材料として働き、ロッド７１０に沿ったより制御され、感度が高く、線形の温度分布を提供するために、熱流を妨げる。
【００３３】
低温端部７０２は、何らかのポッティング樹脂７２０を包含する。ポッティングは、例として、衝撃、振動に耐える、および／または水分もしくは腐食性物質を除くように構成された任意の好適な固形またはゲル状樹脂を含む。
【００３４】
図７Ｂは、ＲＴＤ素子の代わりに熱電対を使用する実施態様を例示する。熱電対接点７５４、７５６は、高温端部７３４から異なる距離で伝導性ロッド７４０に連結する。センサカプセル７３０は、低温端部７３２にポッティング７５０を包含し、それを通って電線７５２が伸びる無機的に絶縁されたパウダーを包含できる。
【００３５】
図７Ｃは、第一の伝導性ロッド７７２に連結された追加の伝導性ロッド７７０を使用するもう一つの実施態様を例示する。第二の伝導性ロッド７７０は、第一の側にある第一の伝導性ロッド７７２に連結し、低温端部７６２内のポッティング７８０の中に伸びる。図７Ｃに例示されるように、電線７８２は、センサカプセル７６０を通って伸び、第一の伝導性ロッド７７２上の熱電対７７４、７７６に連結する。
【００３６】
図８は、本発明の一部の実施態様に従う異なるセンサ構成の温度分布の例を例示する。例示されるように、グラフ８００は、センサ先端からの距離８０２に沿った温度８０４の理想的な分布を提示する。グラフ８００は、伝熱のための二つ以上の材料を使用する複数材料ロッド８１０とは対照的に、単一材料ロッド８２０を使用するセンサ、例えば、図３Ａ〜３Ｃに関して先に記載したそれらの温度分布を例示する。図８の例では、複数材料ロッドは、低温端部に伸びる鉄ロッドに取り付けられた、高温端部から伸びる３０mm長の銅ロッドを使用して作成された。これは、ロッドの銅セクションにおいて最小限に抑えられた温度勾配を可能にした。しかしながら、銅および鉄が材料の例として論じられるものの、好適な熱伝導性特性を有する他の材料が理解される。
【００３７】
好ましい実施態様を参照しながら本発明が記載されてきたが、当業者は、本発明の本質および範囲を逸することなく、形態および詳細において変更が行われ得ることを認識する。
【図１】
2021515235.tif 000004
【図２Ａ】
2021515235.tif 000005
【図２Ｂ】
2021515235.tif 000006
【図３Ａ】
2021515235.tif 000007
【図３Ｂ】
2021515235.tif 000008
【図３Ｃ】
2021515235.tif 000009
【図４】
2021515235.tif 000010
【図５】
2021515235.tif 000011
【図６】
2021515235.tif 000012
【図７Ａ】
2021515235.tif 000013
【図７Ｂ】
2021515235.tif 000014
【図７Ｃ】
2021515235.tif 000015
【図８】
2021515235.tif 000016
【国際調査報告】
2021515235.tif 000017
2021515235.tif 000018