專利名稱：自適應(yīng)溫度控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)加熱元件的溫度進(jìn)行同步控制并對(duì)^t顯度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的裝 置。具體來(lái)說(shuō)，該裝置涉及控制用于色譜分析的加熱元件的溫度控制，其包括 對(duì)柱、檢測(cè)器和其它構(gòu)件進(jìn)行加熱，盡管該裝置也可用于任一期望在一定范圍 溫度內(nèi)進(jìn)行精確加熱的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
公開(kāi)了一種與任意導(dǎo)電材料一起使用的自適應(yīng)溫度控制器。通常必須將試 驗(yàn)設(shè)備或其它產(chǎn)品的一部分維持在環(huán)境溫度以上。這在現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)各種溫 度控制器而實(shí)現(xiàn)。公知提供一種易于控制的熱源。大多數(shù)情況下熱從導(dǎo)體材料 傳遞出來(lái)。在現(xiàn)有技術(shù)中該導(dǎo)體材料的溫度由一個(gè)單獨(dú)的裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，該裝
置通常為電阻溫度檢測(cè)器(RTD)。然而這需要多個(gè)部件，從而增加了該設(shè)備所 占的空間、該設(shè)備的重量以及其成本。此外，這種系統(tǒng)通常不能產(chǎn)生快速的溫 度變化。而且，設(shè)備的加熱不是恒定的并且通常不夠ffiil。
因此期望具有一禾中改進(jìn)的溫度控制器，其具有較少的部件，可M^、重量、 空間和成本，可提供恒定的加熱，以及f,進(jìn)^M的加熱和^i卩。

發(fā)明內(nèi)容
在此所公開(kāi)的自適應(yīng)溫度控制器包含溫度傳感器，用于測(cè)量電阻的裝置， 導(dǎo)電材料和電源。在操作中，該控制器確定該導(dǎo)電材料處于環(huán)境溫度時(shí)的電阻 并能夠確定處于一溫度范圍內(nèi)的溫度時(shí)該導(dǎo)電材料的相應(yīng)電阻以及施加必須的 電壓或電流以獲得該電阻。可以通過(guò)IOT溫度傳感器或通過(guò)基于環(huán)境空氣溫度 的估算來(lái)確定該導(dǎo)電材料的溫度。從而，可以即時(shí)改變電壓或功率以對(duì)材料溫 度進(jìn)fi^似無(wú)限控制。
結(jié)合附圖考慮下自本發(fā)明的描述可以更容易地理解前述和其它本發(fā)明的 目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


參考在作為說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖中所述的實(shí)施例，可以得到并詳細(xì)理解將變得明顯的所述本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)和目的、以及其它，可以獲得對(duì)上述簡(jiǎn) 要概括的本發(fā)明的更具體的說(shuō)明。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅示出了本發(fā)明典型 的1雄實(shí)施例，因此不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)其范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可以包括其它 等效的實(shí)施例。
附圖la描述了現(xiàn)有技術(shù)中一個(gè)實(shí)施例的截面圖。
附圖lb描述了現(xiàn)有技術(shù)中另一實(shí)施例的截面圖。
附圖2a描述了由自適應(yīng)溫度控制器對(duì)部件進(jìn)行的直接加熱。
附圖2b描述了由自適應(yīng)M^控制器控制進(jìn)行直接加熱的部件。
附圖3a描述了由自適應(yīng)t^控制器對(duì)部件進(jìn)行的間接加熱。
附圖3b描述了由自適應(yīng)溫度控制，制進(jìn)行間接加熱的部件。
附圖4描述了由自適應(yīng)^j度控制器通過(guò)脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān)電源控制加熱的部件
101 ，其中脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān)電源由微控制驟微處理器所控制。
附圖5描述了由自適應(yīng)、鵬控制離制加熱和^i啲部件101 。
附圖6描述了由包含計(jì)嶽幾接口的自適應(yīng)溫度控制器控制加熱的部件101 。
附圖7描述了一個(gè)實(shí)施例的流程圖，其中該實(shí)施例的步驟將自適應(yīng)^M控
制器對(duì)照導(dǎo)電材料進(jìn)行校正。
附圖8描述了另一實(shí)施例的流程圖，其中該實(shí)施例的步驟將自適應(yīng)溫度控
制器對(duì)照導(dǎo)電材料進(jìn)行校正。
具體實(shí)施例方式
如附圖la和lb所示，在已知溫度控制器中，導(dǎo)體元件250和傳感器251 緊鄰系統(tǒng)300的部件301或位于部件301的周?chē)苑謩e對(duì)元件301加熱和對(duì)元 件301的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。公知可提供一種易于控制的加熱源。大多數(shù)情況下熱 從導(dǎo)電元件250傳出并隨后散發(fā)至元件301。導(dǎo)電元件250可田比鄰(附圖la) 或圍繞(附圖lb)元件301放置。在現(xiàn)有技術(shù)中，導(dǎo)電元件250的溫度由一個(gè) 單獨(dú)的溫度傳感器250進(jìn)行監(jiān)測(cè)，該溫度傳感器250通常為RTD。這就需要多 個(gè)部件，從而增加了該設(shè)備所占的空間、該設(shè)備的重量以及其成本。
可《頓導(dǎo)電材料50輛系統(tǒng)圃的部件101謝于直接或間接加熱，該部件 101例如為色譜分析中的檢測(cè)器或柱。在進(jìn)行色譜分析時(shí)，部件IOI可以是色譜 系統(tǒng)100的色譜柱102，系統(tǒng)100包括分析物注射器103和檢測(cè)器104。,接 加熱過(guò)程中，如附圖2a所示，系統(tǒng)100的部件101， 一個(gè)柱，至少部分由導(dǎo)電材料50構(gòu)成，如附圖2b中截面所示。在間接加熱過(guò)程中，如附圖3a所示，導(dǎo) 電材料50接觸系統(tǒng)100的部件101 ，如附圖3b中截面所示。在間接加熱過(guò)程中， 所接觸或環(huán)繞的部件101可以是檢測(cè)器、柱、或其它裝置。在附圖3a中，部件 IOI仍為柱。導(dǎo)電材料50加熱該元件所達(dá)到的溫度、加熱速率、和在任意i^Jt 下的加熱持續(xù)時(shí)間由自適應(yīng)溫度控制器10控制。在可選實(shí)施例中，該自適應(yīng)溫 度控制器可結(jié)合任一期望在一個(gè)范圍內(nèi)精確控制M的系統(tǒng)來(lái)4OT 。
如附圖2a和3a中所示，在操作中，與自適應(yīng)溫度控制器10—起使用的導(dǎo) 電材料50具有已知的與溫度成函數(shù)關(guān)系的電氣電阻。自適應(yīng)溫度控制器10與 導(dǎo)電材料50導(dǎo)電通信。對(duì)于導(dǎo)電材料50來(lái)說(shuō)，其電阻和Mit之間的關(guān)系可以 由自適應(yīng)^^控制器10通過(guò)應(yīng)用公式^Iiill:匕類數(shù)據(jù)表的插值計(jì)算而獲得。由 于己知導(dǎo)電材料50的電氣電阻為溫度的函數(shù)，因此可以Mil動(dòng)態(tài)測(cè)量導(dǎo)電材料 50的電氣電阻確定導(dǎo)電材料50的溫度。如下所述，導(dǎo)電材料50的溫度可以通 過(guò)與溫度傳感器30聯(lián)系或通過(guò)基于傳感器30所確定的周?chē)諝鈄JS進(jìn)行估算 而確定得到。從而可依據(jù)施加給導(dǎo)電材料50的電流(或電壓或二者)來(lái)控制導(dǎo) 電材料50的溫度。在優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)電材料50是鎳。
當(dāng)不會(huì)遣接得知導(dǎo)電材料50的電阻，但已知其歸一化電阻特性時(shí)，例如當(dāng) 鎳導(dǎo)線的長(zhǎng)度或直徑未知時(shí)，可以通過(guò)在使用、M傳感器30測(cè)量導(dǎo)電材料50 的相應(yīng)溫度時(shí)測(cè)量導(dǎo)電材料50的電阻來(lái)校準(zhǔn)該與導(dǎo)電材料50 —起使用的自適 應(yīng)溫度控制器10。 fflM將測(cè)得的導(dǎo)電材料50的電阻除以在該參考溫度下構(gòu)成導(dǎo) 電材料50的材料的歸一化電阻推導(dǎo)得出比例因數(shù)，然后可將該比例因數(shù)應(yīng)用到 歸一化電阻特性以確定特定溫度下導(dǎo)電材料50的電阻。
不同于現(xiàn)有技術(shù)的是，艦l頓自適應(yīng)溫度控制器io，可以使用任意長(zhǎng)度 或大小的導(dǎo)電材料50來(lái)加熱。能夠j柳任意長(zhǎng)度或大小的材料具有重大的意義， 這是因?yàn)橛捎诓牧系牟▌?dòng)和切割的技術(shù)，加熱材料的尺寸也將變化。此外，不 同于現(xiàn)有技術(shù)的是，由于可通過(guò)測(cè)量所施加的電壓和電流來(lái)在任意時(shí)刻確定得 到溫度，因此不需要單獨(dú)的溫度傳感器。
期望自適應(yīng)旨控制器10包括一個(gè)學(xué)習(xí)步驟以確定電流、電壓或功率改變 下導(dǎo)電材料50的電阻、進(jìn)而溫度的響應(yīng)度。確定響應(yīng)度對(duì)ffiil自適應(yīng)、^控制
器10來(lái)M^或消除^^超調(diào)和/或欠調(diào)非常重要。在確定了處于環(huán)境^iS時(shí)導(dǎo)電
材料50的電阻后，自適應(yīng)溫度控制器10可接著確定相對(duì)于電壓、電流或功率的增加溫度增加的速率。質(zhì)量大的導(dǎo)電材料50其與電流、電壓或功率的增加成
比例的M^升高的速率較低。類似地，質(zhì)量小的導(dǎo)電材料50其與電流、電壓或
功率的增加成比例的溫度升高的速率較高。在各種情況下，溫度的變化還與構(gòu)
成導(dǎo)電材料50的材料的已知熱電阻系數(shù)有關(guān)。對(duì)操作范圍來(lái)說(shuō)，該熱電阻系數(shù) 可以被假設(shè)為一常數(shù)。自適應(yīng)溫度控制器10因此可確定由施加給導(dǎo)電材料50 的電流、電壓或功率的突發(fā)所引起的電阻的變化。從而自適應(yīng)溫度控制器10通 過(guò)提前確定導(dǎo)電材料50對(duì)于電流、電壓或功率的變化的響應(yīng)度避免了溫度變化 率的預(yù)期 鵬的超調(diào)或欠調(diào)。在可選實(shí)施例中，自適應(yīng)溫度控制器10可包括各 種溫度下用于導(dǎo)電材料50的己知材料的查找表并包括導(dǎo)電材料50在該溫度下 的適當(dāng)?shù)臒犭娮柘禂?shù)以確定相關(guān)的溫度的增加。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，自適應(yīng) ^M控制器10可在旨操作中記錄作為電流變化的函數(shù)的電阻變化，從而繪制 出M操作過(guò)程中的函數(shù)。
自適應(yīng)溫度控制器10可控制或保持一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電材料50。
進(jìn)一步地，自適應(yīng)溫度控制器10可控制一導(dǎo)電材料50以向特定裝置或在 相應(yīng)的時(shí)間周期中提供不同的溫度，例如階躍式或斜坡式的溫度增加。
在進(jìn)--步的實(shí)施例中，自適應(yīng)溫度控制器10可結(jié)合由例如鎳的導(dǎo)電材料 50所構(gòu)成的部件101 —起使用。 一旦知道導(dǎo)電材料50的熱電阻系數(shù)，就可以控 制部件101的溫度，這樣溫度可以以階躍式或固定速率增加以增強(qiáng)具有相似沸 點(diǎn)的化合物間的分離。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，特別是使用加熱管的溫度控制器而言，M確定電阻和 施加功率、電流或電壓來(lái)控制導(dǎo)電材料50的溫度的自適應(yīng)、皿控制器10具有 許多優(yōu)點(diǎn)。由于在加熱元件和溫度控制器之間不需要單獨(dú)的加熱管，自適應(yīng)溫 度控制器10的質(zhì)量小于該溫度控制器的質(zhì)量。此外，由于熱通量經(jīng)由大面積散 發(fā)出去，而不是從與加熱管有關(guān)的特定位置發(fā)射出去，因此可以避免局部區(qū)域 溫度增加或降低。進(jìn)一步地，由于熱從表面?zhèn)鬟f出去而不是從與加熱管有關(guān)的 一側(cè)傳遞出去，因此、M可以更均勻的分布。最后由于熱量在導(dǎo)電材料50內(nèi)部
產(chǎn)生而不是從外部元件經(jīng)由導(dǎo)熱材料傳遞，因此可以非常mii地完成升溫。
如附圖4所示，在一個(gè)實(shí)施例中，部件IOI由導(dǎo)電材料50構(gòu)成，產(chǎn)生熱量 的電源由自適應(yīng)溫度控制器10通過(guò)由微控制器/微處理器12控制的脈寬調(diào)制開(kāi) 關(guān)電源ll供給，雖然也可f頓本領(lǐng)域已知的其它電源控制系統(tǒng)。供給導(dǎo)電材料50的電 ; 過(guò)檢測(cè)電流檢測(cè)電阻60兩端的電壓降而得到，其中電流檢測(cè)電阻 60位于脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān)電源和導(dǎo)電材料50之間，典型為0.1歐姆。同樣地對(duì)導(dǎo)電 材料50兩端的電壓進(jìn)行檢測(cè)。在代表信號(hào)被傳遞至模數(shù)轉(zhuǎn)換器之前可以使用放 大器來(lái)適當(dāng)縮放所檢測(cè)到的電壓。由此得到的例如為iooo次每秒的數(shù)字信號(hào)被 傳遞給微控制器，其中有關(guān)電阻值通過(guò)歐姆定律而得到，即通過(guò)將轉(zhuǎn)換后的電 壓值除以轉(zhuǎn)換后的電流值而得到。該有關(guān)電阻值可與參考電阻值進(jìn)纟亍比較以用 于采用傳統(tǒng)比例積分微分(PID)控制算法的溫度控制。還可ffl31解答本領(lǐng)域公 知的關(guān)于溫度電阻的方程或者從表中計(jì)算差ftt確定導(dǎo)電材料50的溫度以用于 顯示或記錄。
在附圖5所示的進(jìn)一步的實(shí)施例中，自適應(yīng)溫度控制器10可用于控制導(dǎo)電 材料50的溫度和風(fēng)扇70，其中風(fēng)扇70可弓胞部件101周?chē)目諝饬鲃?dòng)。為了 使^itl;線上升，可根據(jù)對(duì)導(dǎo)電材料50中恒定電流的控制使用來(lái)自電流檢測(cè)電 路的檢測(cè)信號(hào)來(lái)控制溫度變化的速率、線性、指數(shù)或其它。風(fēng)扇70可用于增加
導(dǎo)電材料50的;ti卩皿。
在附圖6所示的進(jìn)一步的實(shí)施例中，自適應(yīng) 鵬控制器10包含計(jì)^t幾終端 80。計(jì)算機(jī)終端80經(jīng)由鍵盤(pán)81和監(jiān)視器82提供控制接口。計(jì)^t幾終端80可 以是包括傳統(tǒng)的臺(tái)式計(jì)算機(jī)或掌上電腦的任一計(jì)創(chuàng);幾，例如Palm⑧的相關(guān)產(chǎn)品， 導(dǎo)電材料50校正可在附圖7中所示的下述步驟中實(shí)現(xiàn)
1) 步驟701 _識(shí)別導(dǎo)電材料50的材料；
2) 步驟702_自適應(yīng)、皿控制器10獲得導(dǎo)電材料50的歸一化電阻；
3) 步驟703—將導(dǎo)電材料50的溫度穩(wěn)定在預(yù)定溫度，該預(yù)定溫度可以是 環(huán)境^S:或接近于導(dǎo)電材料50的JOT^Jt的高溫；
4) 步驟704—自適應(yīng) 驢控制器10至少提供一次電壓或電流給導(dǎo)電材料 50并測(cè)量流經(jīng)的電流或電壓；
5 )步驟705 —由 鵬傳感器30測(cè)量導(dǎo)電材料50的、驢；
6) 步驟706—自適應(yīng)^Jt控制器10接收導(dǎo)電材料50的溫度；
7) 步驟707 —自適應(yīng)溫度控制器10確定導(dǎo)電材料50處于所接收溫度時(shí)的 電阻；
8) 步驟708—自適應(yīng)溫度控制器10接收來(lái)自操作員或計(jì)算機(jī)終端80的指 令以將導(dǎo)電材料50的溫度改^SHt定溫度；9) 步驟709—自適應(yīng)^^控制器10確定與接收自操作員或計(jì)算機(jī)終端80 的溫度指令有關(guān)的電壓；
10) 步驟710—自適應(yīng)^jt控制器10使得與溫度指令有關(guān)的電壓或電流被 施加給導(dǎo)電材料50。
或者，如附圖8所示，導(dǎo)電材料50的校正也可在下述步驟中完成
1) 步驟801 —將導(dǎo)電材料50的溫度穩(wěn)定在環(huán)衞，或接近于導(dǎo)電材料50 將被使用的高溫；
2) 步驟802—測(cè)量導(dǎo)電材料50的溫度并將該測(cè)量溫度輸出給自適應(yīng)溫度 控制器10;
3) 步驟803—導(dǎo)電材料50的觀糧^S作為參數(shù)iaA控制器單元；
4) 步驟804—控制器由相對(duì)電阻和預(yù)設(shè)歸一化電阻特性計(jì)算用于導(dǎo)電材料 50的測(cè)量纟鵬的比例因數(shù)-,
5) 步驟805—輸入用于導(dǎo)電材料50的測(cè)量 驢的溫度選擇點(diǎn)。 在前述說(shuō)明書(shū)中所采用的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)在其中用作描述性術(shù)語(yǔ)且不是限制性
的，使用這些術(shù)語(yǔ)和表達(dá)并不意在排除所示或所述特征或其部分的等效方式。
權(quán)利要求
1、一種自適應(yīng)溫度控制器(10)，用于同步進(jìn)行溫度測(cè)量和控制以與導(dǎo)電材料(50)一起使用來(lái)加熱系統(tǒng)部件(101)，包括溫度傳感器(30)，所述溫度傳感器(30)確定所述導(dǎo)電材料(50)的溫度；用于測(cè)量電阻的裝置，所述用于測(cè)量電阻的裝置記錄對(duì)由功率、電流和電壓所構(gòu)成的組中的兩個(gè)成員的測(cè)量；所述用于測(cè)量電阻的裝置通過(guò)對(duì)所述由功率、電流和電壓所構(gòu)成的組中的兩個(gè)成員應(yīng)用歐姆定律確定所述導(dǎo)電材料(50)的電阻；電源，所述電源與所述導(dǎo)電材料(50)電連通；所述導(dǎo)電材料(50)基于來(lái)自所述電源的所述電連通改變溫度；用于控制所述電源的輸出的裝置，所述用于測(cè)量電阻的裝置將所述確定的所述導(dǎo)電材料(50)的電阻輸出至所述用于控制所述電源的輸出的裝置，所述溫度傳感器(30)將確定的所述導(dǎo)電材料(50)的溫度輸出給所述用于控制所述電源的輸出的裝置；所述用于控制所述電源的輸出的裝置基于所述用于測(cè)量電阻的裝置的輸出和所述溫度傳感器(30)的輸出確定所述導(dǎo)電材料(50)的熱電阻系數(shù)；所述用于控制所述電源的輸出的裝置基于功率、電壓或電流的組中的一個(gè)的輸出控制所述導(dǎo)電材料(50)的溫度。
2、 如權(quán)利要求l所述的自適應(yīng)溫度控制器(10)，其特征在于，還包括由 微控制器/微處理器(12)控制的脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān)電源(11)。
3、 如權(quán)利要求l所述的自適應(yīng)溫度控制器(10)，其特征在于，還包括在 所述部件(101)周?chē)鹂諝饬鲃?dòng)的風(fēng)扇(70)。
4、 如權(quán)禾腰求2所述的自適應(yīng)溫度控制器(10)，其特征在于，還包括在 所述部件(101)周?chē)鹂諝饬鲃?dòng)的風(fēng)扇。
5、 如權(quán)禾腰求l所述的自適應(yīng)溫度控制器(10)，其特征在于，所述自適應(yīng)溫度控制器(10)與計(jì)算t/lit^S信。
6、 如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)溫度控制器(10)，其特征在于，所述自適應(yīng)、鵬控制器(10)與計(jì)^mi^預(yù)信。
7、 如權(quán)禾腰求4所述的自適應(yīng)M控制器(10)，其特征在于，所述自適 應(yīng)^Jt控制器(10)與計(jì)^t/liS，Tffi信。
8、 一種校正自適應(yīng)溫度控制器(10)的方法，其中所述自適應(yīng)溫度控制器 (10)用于同步進(jìn)行溫度測(cè)量和控制以與導(dǎo)電材料(50) —起使用來(lái)加熱系統(tǒng)部件(101)，所述自適應(yīng)溫度控制器(10)包括 'M傳感器(30)，所述、M傳感器(30)確定所述導(dǎo)電材料(50)的溫度； 用于測(cè)量電阻的裝置，所述用于測(cè)量電阻的裝置記錄對(duì)由功率、電流和電壓所構(gòu)成的組中的 兩個(gè)成員的測(cè)量；所述用于測(cè)量電阻的裝置M3W所述由功率、電流和電壓所構(gòu)成的組 中的兩個(gè)成員應(yīng)用歐姆定律確定所述導(dǎo)電材料(50)的電阻； 電源，所述電源與所述導(dǎo)電材料(50)電^rn;所述導(dǎo)電材料(50)基于來(lái)自所述電源的所述電^il改變溫度； 用于控制所述電源的輸出的裝置，所述用于測(cè)量電阻的裝置將所述確定的所述導(dǎo)電材料(50)的電阻輸出至所述用于控制所述電源的輸出的裝置，所述溫度傳感器(30)將確定的所述導(dǎo)電材料(50)的溫度輸出給所述用 于控制所述電源的輸出的裝置；所述用于控制所述電源的輸出的裝置基于所述用于測(cè)量電阻的裝置的輸出 和所述溫度傳感器(30)的輸出確定所述導(dǎo)電材料(50)的熱電阻系數(shù)；以及所述用于控制所述電源的輸出的裝置基于功率、電壓或電流的組中的一個(gè) 的輸出控制所述導(dǎo)電材料(50)的溫度，該方纟去包括確定所述導(dǎo)電材料(50)的材料；所述自適應(yīng)溫度控制器(10)獲取所述導(dǎo)電材料(50)的歸一化電阻;使得導(dǎo)電材料(50)的溫度穩(wěn)定在預(yù)定溫度；所述自適應(yīng)溫度控制器(10)至少提供一次電壓或電流給導(dǎo)電材料 (50)并測(cè)量流經(jīng)其中的電流或電壓；所述^Jt傳感器(30)測(cè)量導(dǎo)電材料(50)的溫度； 所述自適應(yīng)溫度控制器(10)接收所述溫度傳感器(30)的測(cè)量結(jié)果； 所述自適應(yīng)^j^控制器(10)確定處于所述^j度傳感器(30)的測(cè)量結(jié)果時(shí)的導(dǎo)電材料的電阻；所述自適應(yīng)、，控制器(10)接收指令以將導(dǎo)電材料(50)的溫度改，特定、，；所述自適應(yīng)、M控制器(10)確定與所接收的溫度指令相關(guān)的電壓； 所述自適應(yīng)溫度控制器(10)將與溫度指令相關(guān)的電壓和電流的組中 的一個(gè)施加給導(dǎo)電材料(50)。
9、 一種校正自適應(yīng)溫度控制器(10)的方法，其中所述自適應(yīng)溫度控制器 (10)用于同步進(jìn)行溫度測(cè)量和控制以與導(dǎo)電材料(50) —起使用來(lái)加熱系統(tǒng) 部件(101)，所述自適應(yīng)^J^控制器(10)包括 ^Jt傳感器(30)，所述皿傳感器(30)確定所述導(dǎo)電材料(50)的溫度； 用于測(cè)量電阻的裝置，所述用于測(cè)量電阻的裝置記錄對(duì)由功率、電流和電壓所構(gòu)成的組中的 兩個(gè)成員的測(cè)量；所述用于測(cè)量電阻的裝置M^t所述由功率、電流和電壓所構(gòu)成的組 中的兩個(gè)成員應(yīng)用歐姆定律確定所述導(dǎo)電材料(50)的電阻； 電源，所述電源與所述導(dǎo)電材料(50)電超通； 所述導(dǎo)電材料(50)基于來(lái)自所述電源的所述電m改變溫度； 用于控制所述電源的輸出的驢，所述用于測(cè)量電阻的裝置將所述確定的所述導(dǎo)電材料(50)的電阻輸 出至所述用于控制所述電源的輸出的裝置，所述溫度傳感器(30)將確定的所述導(dǎo)電材料(50)的溫度輸出給所述用 于控制所述電源的輸出的裝置；所述用于控制所述電源的輸出的裝置基于所述用于測(cè)量電阻的裝置的輸出和所述溫度傳感器(30)的輸出確定所述導(dǎo)電材料(50)的熱電阻系數(shù)；以及所述用于控制所述電源的輸出的裝置基于功率、電壓或電流的組中的一個(gè)的輸出控制所述導(dǎo)電材料(50)的溫度，該方法包括穩(wěn)定所述導(dǎo)電材料(50)的溫度； 測(cè)量所述導(dǎo)電材料(50)的溫度；將所述導(dǎo)電材料(50)的所述溫度的測(cè)量結(jié)果輸出至所述自適應(yīng)溫度 控制器(10);將所述導(dǎo)電材料(50)的所述、鵬的所述測(cè)量結(jié)果作為參數(shù)輸入所述自適應(yīng)溫度控制器(10);所述自適應(yīng)溫S控制器(10)由相對(duì)電阻和預(yù)設(shè)歸一化電阻特性計(jì)算 用于所述導(dǎo)電材料(50)的所述纟鵬的所述觀懂結(jié)果的比例因數(shù)；以及將用于所述導(dǎo)電材料(50)的所述溫度的所述觀懂結(jié)果的至少一個(gè)溫度設(shè)定點(diǎn)輸入所述自適應(yīng)、鵬控制器(io)。
全文摘要
自適應(yīng)溫度控制器(10)包括環(huán)境溫度傳感器(30)、用于測(cè)量電阻的裝置、導(dǎo)電材料(50)、電源、和用于控制電源的裝置。在操作中，控制器(10)判定處于環(huán)境溫度或接近環(huán)境溫度下的材料電阻?；谠撆卸?，只要已知電壓和功率，就可得知材料的電阻，并從而得知其瞬時(shí)溫度。此外，自適應(yīng)溫度控制器(10)確定導(dǎo)電材料(50)的響應(yīng)度以確定相對(duì)于電壓、電流或功率的增加的預(yù)測(cè)溫度增量和溫度增加速率。從而可即時(shí)改變電壓或功率以對(duì)材料溫度進(jìn)行近似無(wú)限控制。
文檔編號(hào)H05B1/02GK101485229SQ200780008877
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者C·S·考爾斯, S·D·斯蒂爾恩斯, 蔡華民 申請(qǐng)人:萬(wàn)科儀器公司