02。導(dǎo)體1302可將感測元件1312連接到信號調(diào)節(jié)電路或測量電路、芯片、或設(shè)備，它們未被示出。就RTD或熱電偶而言，在一個示例中導(dǎo)體1302可以連接到集成電路芯片，諸如由美信公司(Maxim)生產(chǎn)的熱電偶或RTD芯片，但是任何合適的芯片或電路可用于處理或解釋所感測的信號。
[0114]當使用內(nèi)部導(dǎo)體護套616時，導(dǎo)體1302可經(jīng)過內(nèi)部導(dǎo)體護套616并且借助通道1308與內(nèi)部導(dǎo)體護套616電隔離。導(dǎo)體1302可以或可以不包含電絕緣，諸如導(dǎo)線套或套筒(未示出)。在外部套筒604內(nèi)的區(qū)域1304可以或可以不用環(huán)氧樹脂、密封劑、灌封化合物、介電材料、陶瓷或玻璃盤、粉末、高溫鋪墊材料等完全或部分地填充。在一個示例性實施方案中，區(qū)域1304的鄰接同軸纜線602的背部30%可以用高溫環(huán)氧樹脂灌封材料填充，所述材料足以完全包封導(dǎo)體1302并填充通道1308和1306以提供電隔離、減震、附加支撐和密封連接。區(qū)域1304的剩余70%可以包含高溫鋪墊材料，然而，根據(jù)應(yīng)用可以使用任何比例和任何類型的材料。
[0115]在另一個實施方案張=中，內(nèi)部導(dǎo)體護套616可以在輔助傳感器612上延伸與外部套筒604—樣的長度。內(nèi)部導(dǎo)體614只可以在由內(nèi)部導(dǎo)體護套616覆蓋的長度上卷繞在輔助傳感器612周圍。在本實施方案中，輔助傳感器612的全長暴露于外部套筒604之外，從而提供改進的測量敏感性或響應(yīng)時間。內(nèi)部導(dǎo)體614可與輔助傳感器612直接電接觸，從而沿著輔助傳感器612的長度直接發(fā)射或接收RF信號。
[0116]在圖13中公開的系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢，特別是內(nèi)部導(dǎo)體614與輔助傳感器612或內(nèi)部導(dǎo)體護套616之間的高質(zhì)量連接。另外，用鋪墊材料、灌封材料等完全或部分地填充區(qū)域1304提供了穩(wěn)健且耐用的組件。通道1308和1306實現(xiàn)導(dǎo)體1302與同軸纜線602和外部套筒604及內(nèi)部導(dǎo)體套筒616之間的電隔離。通道1306和1308可以是孔、縫隙、或任何合適的通道?？梢允褂萌魏螖?shù)量的導(dǎo)體1302，諸如在雙線、三線或四線RTD或任何其他類型的傳感器中。
[0117]外部套筒604可以與導(dǎo)電腔體壁(諸如過濾器或催化劑外殼或管道)進一步接觸，但可以與任何壁或表面接觸。在另一個示例中，外部套筒604可以不與任何表面接觸。內(nèi)部導(dǎo)體護套616可以或可以不在端部處密封或封端，并且輔助傳感器612可以或可以不從內(nèi)部導(dǎo)體護套616伸出。內(nèi)部導(dǎo)體護套616可以或可以不通過壓接、摩擦配合、焊料、膠、或任何其他合適的方式連接到輔助傳感器612和內(nèi)部導(dǎo)體614。
[0118]現(xiàn)將參考圖1描述帶有集成的一個或多個輔助傳感器的射頻探針的操作。在一種操作方法中，射頻控制單元102產(chǎn)生處于單個頻率或多個頻率下的射頻信號并將這些信號發(fā)送到一個或多個射頻探針106。一個或多個射頻探針106可以接收處于一個或多個頻率下的一個或多個射頻信號，并借助纜線110將所接收的信號傳送回到射頻控制單元102。信號可以在微波共振腔體108或自由空間中傳送或接收。
[0119]射頻控制單元102還可包含集成的感測和處理電子設(shè)備，以監(jiān)測從集成在射頻探針106中的一個或多個輔助傳感器接收的信號。在一個示例中，輔助傳感器514為溫度傳感器，其經(jīng)由纜線110將與所感測溫度成比例的信號傳送到射頻控制單元102，但是可以監(jiān)測并傳送任何所感測的參數(shù)。纜線110可以是多導(dǎo)體纜線組件或線束。
[0120]在另一個實施方案中，射頻控制單元102—起處理從射頻探針接收到的測量或信號以及一個或多個輔助感測值。射頻信號可通過射頻控制單元102基于來自射頻探針106的輔助感測值進行修正或修改，諸如使射頻信號乘以或除以修正系數(shù)?？梢圆捎萌魏晤愋偷男盘栃薷?。
[0121]在一個實施方案中，可根據(jù)由質(zhì)量因子、振幅、頻率、頻移、相位、或前述參數(shù)中一或多個的一些派生組成的組，來計算一個或多個射頻信號參數(shù)。射頻信號可以或可以不處于共振。如果處于共振，則可以監(jiān)測一個或多個共振模式。也可以計算用于參數(shù)的另外的統(tǒng)計信息，諸如均值、中位數(shù)、模式、標準差、或任何其他參數(shù)。
[0122]射頻控制單元102可以基于一個或多個輔助傳感器值(諸如溫度、壓力、流量、濕度測量、氣體成分測量等)修改射頻參數(shù)或統(tǒng)計信息中的一個或多個。對RF信號或所計算參數(shù)的修改可以經(jīng)由單個或多個變量的方程、傳遞函數(shù)、比例系數(shù)、查找表等進行。所述修改可通過包含在計算機可讀存儲介質(zhì)(其包含在射頻控制單元102中)上并且由設(shè)置在射頻控制單元102內(nèi)的處理器執(zhí)行的指令、算法等實施。原始或修正的射頻和輔助感測信號的輸出可以經(jīng)由纜線或無線通信技術(shù)傳送或傳輸?shù)竭^程控制單元104。過程控制單元104可以或可以不被使用，或者可以不是單獨的而是集成在射頻控制單元102中，或反之亦然。
[0123]在一個示例性實施方案中，所計算的RF信號參數(shù)借助多變量方程進行修改，該方程可包括從集成在射頻探針106中的輔助傳感器測量所確定的至少一個附加變量，以便計算如下形式的最終值:
[0124]最終值=f(RF_參數(shù)，輔助_傳感器」直)，
[0125]其中最終值是從RF探針獲得的RF_參數(shù)和由輔助傳感器返回的值兩者的函數(shù)。
[0126]在一個具體實施方案中，方程可以是:
[0127]最終值=(1^_參數(shù))(A)+ (輔助_傳感器_值)(B)
[0128]然而，可以使用任何數(shù)量的輔助傳感器值或測量值和RF參數(shù)，并且方程可以是一階或更高階或任何形式(指數(shù)、對數(shù)、三角函數(shù))。變量A和B可以是常數(shù)，或者來源于查找表或其他方式。在另一個示例中，可以使用任何數(shù)量的常數(shù)或其他變量。在一個示例中，最終值是微粒過濾器上的煙塵或灰塵水平或吸附在催化劑上的氣相成分的質(zhì)量，但是可以是任何最終值。在另一個實施方案中，輔助傳感器值可來源于未集成在射頻探針106中的傳感器，但在優(yōu)選的實施方案中，從集成在射頻探針106中的至少一個輔助傳感器接收至少一個輔助傳感器測量值。
[0129]由射頻控制單元102確定的最終值可存儲在射頻控制單元102中或用于啟動操作，諸如停止或開始過程、觸發(fā)報警器、或一些其他操作。
[0130]在另一種操作方法中，射頻控制單元102執(zhí)行包含集成的至少一個輔助傳感器612(見圖6)的射頻探針的似然性或車載診斷檢查，以確定射頻傳送或接收是否正確地運行或者輔助傳感器是否正確地運行。在一個示例中，似然性檢查或自我診斷確定傳感器或天線是否失效。似然性檢查可以在已知的穩(wěn)態(tài)條件(基準條件)下實施，或者通過監(jiān)測信號行為的瞬態(tài)響應(yīng)或變化來實施。就RF傳輸或檢測功能而言，似然性檢查可確定信號強度或振幅、功率、頻率、相位或其一些派生是否在可接受的極限值以外。相同的方法可應(yīng)用于第二輔助傳感器值，其可與已知基準條件或未集成在射頻探針106中的外部傳感器進行比較。
[0131]在一個示例中，諸如就集成在射頻探針106中的輔助溫度傳感器而言，似然性檢查可包括:通過傳感器測量電阻；比較傳感器測量值和基準狀態(tài)(諸如可信的環(huán)境條件)；或監(jiān)測傳感器對于一些擾動的瞬態(tài)響應(yīng);或比較溫度值和來自已知第二或第三傳感器的值?？赏ㄟ^射頻控制單元102以這種方式診斷任何其他測量參數(shù)或輔助傳感器。
[0132]本文所公開的系統(tǒng)和方法的優(yōu)勢包括，來自能夠由同一探針組件進行一個或多個附加輔助測量的探針的高度可靠和可重復(fù)的RF測量。另一個優(yōu)勢包括基于集成在同一探針中的一個或多個輔助傳感器的測量值來修正或修改RF信號，以及探針自我診斷。
[0133]盡管在本公開中引用的示例中的許多涉及到微粒過濾器、催化劑體系、和其它排放控制裝置，但本裝置可以在任何數(shù)量的應(yīng)用中應(yīng)用于可使用射頻探針的任何類型的系統(tǒng)。此外，雖然探針參照同軸型電纜描述，但也可使用其他類型的纜線，諸如雙絞線。
[0134]雖然上面的描述包含了許多特殊性，但這不應(yīng)該被理解為限制任何實施方案的范圍，而是作為本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范例物。許多其他的后果和變化在各種實施方案的教導(dǎo)的范圍內(nèi)是可能的。
[0135]因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當由所附的權(quán)利要求及其法律等效物而不是由給出的實施例來確定。
【主權(quán)項】
1.一種射頻探針系統(tǒng)，包括: 同軸纜線，其具有由內(nèi)部介電材料包圍的內(nèi)部導(dǎo)體，所述內(nèi)部介電材料由導(dǎo)電同軸編織物覆蓋，并且所述導(dǎo)電同軸編織物由外部絕緣夾套覆蓋； 導(dǎo)電外部套筒，其與所述同軸編織物直接電接觸；以及 內(nèi)部導(dǎo)體護套，其包覆所述內(nèi)部導(dǎo)體，延伸到所述外部導(dǎo)電套筒之外。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括設(shè)置在所述內(nèi)部介電材料和所述導(dǎo)電同軸編織物之間的導(dǎo)電內(nèi)部套筒。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括一個或多個壓接連接，由此所述導(dǎo)電外部套筒被機械地壓縮以接觸所述同軸編織物。4.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述內(nèi)部導(dǎo)體比所述內(nèi)部電介質(zhì)材料、所述同軸編織物和所述外部絕緣夾套延伸得更遠。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述內(nèi)部導(dǎo)體護套包含導(dǎo)電材料。6.—種射頻探針系統(tǒng)，包括: 同軸纜線，其具有由內(nèi)部介電材料包圍的內(nèi)部導(dǎo)體，所述內(nèi)部介電材料由導(dǎo)電同軸編織物覆蓋，并且所述導(dǎo)電同軸編織物由外部絕緣夾套覆蓋； 導(dǎo)電外部套筒，其與所述同軸編織物直接電接觸；以及 輔助傳感器，其被設(shè)置為靠近所述內(nèi)部導(dǎo)體。7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述輔助傳感器纏繞在所述內(nèi)部導(dǎo)體周圍。8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其還包括同心內(nèi)部間隔環(huán)和同心外部間隔環(huán)，其中所述同心外部間隔環(huán)包括孔，所述輔助傳感器穿過所述孔。9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述輔助傳感器包括溫度傳感器。10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其還包括包覆所述內(nèi)部導(dǎo)體的內(nèi)部導(dǎo)體護套。11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述輔助傳感器設(shè)置在所述內(nèi)部導(dǎo)體護套中。12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述輔助傳感器纏繞在所述內(nèi)部導(dǎo)體護套周圍。13.—種射頻測量系統(tǒng)，包括: 同軸纜線，其具有由內(nèi)部介電材料包圍的內(nèi)部導(dǎo)體，所述內(nèi)部介電材料由導(dǎo)電同軸編織物覆蓋，并且所述導(dǎo)電同軸編織物由外部絕緣夾套覆蓋； 導(dǎo)電外部套筒，其與所述同軸編織物直接電接觸； 輔助傳感器，其被設(shè)置成靠近所述內(nèi)部導(dǎo)體；以及 射頻控制單元，其與所述輔助傳感器通信，并且功能包括與所述內(nèi)部導(dǎo)體通信的RF接收器。14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其還包括處理器，其中所述處理器基于得自所述內(nèi)部導(dǎo)體和所述輔助傳感器的所接收信號來計算參數(shù)的最終值。15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其還包括微波共振腔體，其中所述內(nèi)部導(dǎo)體和所述輔助傳感器設(shè)置在所述微波諧振腔體內(nèi)。16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述參數(shù)包括微粒過濾器上的煙塵或灰塵水平。17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述輔助傳感器包括溫度傳感器。18.—種使用射頻探針檢測一個以上的參數(shù)的方法，所述方法包括: 用射頻探針發(fā)射或接收射頻信號；以及用集成到射頻探針中的傳感器監(jiān)測至少一個附加參數(shù)。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述一個附加參數(shù)包括溫度。20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述一個附加參數(shù)用于修改所述射頻信號。
【專利摘要】公開了一種帶有集成到纜線組件中的發(fā)射或接收元件的射頻探針系統(tǒng)。在一些實施方案中，優(yōu)選的配置可包含集成在發(fā)射或接收元件中的一個或多個感測元件。在另一個實施方案中，射頻探針包括固定到同軸纜線的天線主體，其中同軸纜線的中心導(dǎo)體用作發(fā)射或接收元件。也公開了一種使用單個射頻探針來監(jiān)測、發(fā)射或檢測一個或多個參數(shù)的方法。
【IPC分類】G01K7/04
【公開號】CN105723196
【申請?zhí)枴緾N201480060638
【發(fā)明人】A·塞博克, R·史密斯三世, L·布朗伯格
【申請人】濾波器感知技術(shù)有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2014年11月7日
【公告號】US20150123688, WO2015069976A1