专利名称：带有沿横向轴线分隔开的两个接头的热电偶和方法
技术领域：
本领域总体涉及热电偶，并且更具体地涉及用于确定导电基底的一部分的温度的装置和方法。
背景技术：
对于各种应用，使用热电偶来测量直热式装置的温度是期望的。Adelsberg等人的公开号为2008/0175304的美国专利申请(下文称为“Adelsberg公开”)公开了一种呈现降低水平的热电偶漂移的热电偶电路。Adelsberg公开所公开的热电偶包括彼此分隔开的第一接头(tab)元件和第二接头元件。图1示出了热电偶101的常规布置的示意图，该热电偶101包括附接至导电基底 107的第一接头元件103和第二接头元件105。导电基底107被可操作地连接至直接加热装置109，该直接加热装置109被配置为使用流过所述基底的电流来加热所述基底。如所示出的，接头元件103和接头元件105沿着水平轴线111被彼此分隔开，所述水平轴线111平行于流过该基底的电流的方向113。如在Adelsberg公开中所描述的，所述分隔开的接头有助于降低热电偶漂移的水平。然而，由于(至少部分地由于)沿着所分隔开的接头103、105的轴线111的方向113上的电流的流动，如图1中所示的将接头元件分隔开可呈现过量电动势(EMF)噪声。热电偶通常生成随温度变化的EMF信号。所述EMF信号可引起干扰热电偶运行的过量信号噪声。 例如，在1650°C时，常规B型热电偶将生成11.848mVDC的EMF。在同一温度时，常规S型热电偶可生成17. 366mVDC的EMF。通过以图1中所示的取向将热电偶的接头元件分隔开，除了 B型热电偶和S型热电偶通常所产生的EMF信号噪声以外，还可生成额外的过量EMF信号噪声(例如，额外的64. SmVDC)。所述过量信号噪声可产生4°C至5°C的信号噪声。所述 4°C至5°C的信号噪声可导致所述基底的不精确的温度读数，从而使热电偶在监控能力或控制能力方面的使用复杂化。
发明内容
下文呈现了本公开内容的一个简化概括，从而提供对具体实施方式
中所描述的一些示例方面的基本理解。在一个示例方面，一种用于确定导电基底的一部分的温度的方法，包括提供一个热电偶，该热电偶包括由第一热电材料制成的且具有一个第一近端和一个第一远端的第一热电元件。该方法进一步提供由第二热电材料制成的且具有一个第二近端和一个第二远端的第二热电偶元件。该方法进一步包括如下步骤形成一个热电偶电路，所述热电偶电路是分别通过中间的第一接头元件和中间的第二接头元件将所述第一热电元件和所述第二热电元件的各自的近端耦合(couple)至所述导电基底的一部分来形成。所述第一接头元件和所述第二接头元件分别具有与所述第一热电材料和所述第二热电材料基本相同的成分。 所述第一接头元件和所述第二接头元件被分隔开，使得所述第一近端和所述第二近端未被物理地耦合至彼此。该方法进一步包括通过施加流过该导电基底的电流来加热该导电基底的步骤，其中所述第一接头元件和所述第二接头元件沿着横向于电流流动方向的轴线而被彼此分隔开。该方法进一步包括量化由所形成的热电偶电路所提供的电压的步骤，其中所述电压表示所述导电基底的一部分中的温度。在另一示例方面，一种装置，包括导电基底；以及，直接加热装置，所述直接加热装置被配置为使用流过所述基底的电流来加热所述基底。该装置进一步包括由第一热电材料制成的且具有一个第一近端和一个第一远端的第一热电元件。所述第一近端通过由所述第一热电材料所制成的一个中间的第一接头元件而在第一耦合位置处被耦合至所述导电基底。所述装置进一步包括由第二热电材料制成的且具有一个第二近端和一个第二远端的第二热电元件。所述第二近端通过由所述第二热电材料所制成的一个中间的第二接头元件而在第二耦合位置处被耦合至所述导电基底。所述第一耦合位置和所述第二耦合位置未被物理地耦合在一起，并且沿着一个横向于所述电流流动方向的轴线而被彼此分隔开。该装置进一步包括被电气耦合至所述第一远端和所述第二远端的电压测量器件。
这些方面以及其他方面将在参考附图来阅读下面的具体实施方式
时得到更好的理解，在附图中图1示出了一种热电偶的常规布置的示意图；图2示出了根据本发明的各个方面的一种示例热电偶的布置的示意图；图3是一种带有图2所示的热电偶的示例热电偶电路的示意图；图4是图2和图3中所示的示例热电偶的放大俯视图；图5是示出了图3的示例热电偶电路的一部分的立体图；图6示意性示出了示例热电偶电路的一部分，并且描绘了与基底具有最小接触面积的接头元件的一个实施方案；以及图7是根据本发明的一个实施方案的另一热电偶电路。
具体实施例方式下文将参考其中示出示例实施方案的附图来更加完整地描述实施例。任何时候可能的话，附图中使用相同的参考数字表示相同或相似的部件。然而，各个方面可以多种不同的形式实施，并且不应解释为受限于本文所描述的实施方案。本公开内容的各个方面可与包括了 Adelsberg等人的第2008/0175304号美国专利申请中所提及的热电偶和基底的装置一起使用，所述美国专利申请在此以全文引用的方式被全部纳入本文。图2示出了根据本公开内容的各个方面的热电偶201的示意性布置。 热电偶201包括附接至导电基底207的第一接头元件203和第二接头元件205。导电基底207可被可操作地连接至直接加热装置209，所述直接加热装置209被配置为使用流过该导电基底207的电流来加热该基底。如所示出的，第一接头元件203和第二接头元件205沿着一个横向于电流流动方向213的轴线211而被彼此分隔开。所述横向轴线211可相对于电流流动方向213以一宽范围的角度伸展。例如，横向轴线211可相对于方向213以一角度取向，使得横向轴线211不平行于电流流动方向213且不与电流流动方向213 —致。例如，如所示出的，横向轴线211基本垂直于电流流动方向213，使得角度“A”为约90°。在其他实施例中，横向轴线211和方向213之间的角度“A”可以从约45°至约90°，例如从约60°至约90°，从约70°至约90°，从约80°至约90°，从约85°至约90°，或者其他角度。仍参考图2，带有沿横向轴线211彼此分隔开的第一接头元件203和第二接头元件 205的热电偶201的取向，可减小或消除除了 B型热电偶和S型热电偶通常产生的EMF信号噪声以外而可能生成的过量EMF噪声。更具体地，通过使热电偶横向于电流流动方向取向 (例如，如图2所示)，可减小——诸如，消除——如图1中示出的将第一接头和第二接头分隔开时可能生成的额外EMF噪声。所述减小的——例如，消除的——过量EMF噪声可进一步允许使用一个较低漂移的热电偶。减小——例如，消除——过量EMF噪声可具有如下好处，即较低漂移的热电偶提供了精确温度读数。随着过量噪声减小，可相应地减小由于信号噪声所引起的4°C至5°C的变化，从而允许使用一个较低漂移的热电偶。可提供一个较低漂移的热电偶，用于更精确地检测和报告温度。现在参考图3，提供了一种用于形成热电偶电路的示例装置301。该装置301包括被配置为耦合至导电基底207的示例热电偶201。该热电偶201通常包括由第一热电材料制成的且具有第一近端303a和第一远端30 的第一热电元件303。所述第一近端303a被配置为在第一耦合点305处耦合至导电基底207。热电偶201还包括由第二热电材料制成的且具有第二近端307a和第二远端307b的第二热电元件307。第二近端307a被配置为在与第一耦合点305分隔距离“D”的第二耦合点309处耦合至导电基底207，使得第二近端 307a未被物理耦合至第一近端303a。第一近端303a和第二近端307a与导电基底207的耦合，这是导电的，在此被称为“热接点(hot junction)”。如所示出的，第二远端307b和第一远端30 可被耦合至与导电基底207有一段距离的测量器件311。该测量器件311可以例如是一个用于测量第一远端和第二远端之间电压的器件，并且可包括数据处理部件。例如，测量器件311可包括计算机、控制器、处理器、电压计、输入/输出卡(I/O卡)等。电压可在第一远端30 和第二远端307b的两端形成，其主要是沿着所述接线长度的温度梯度的结果。可使用测量器件来读取电压，并且所述电压可与基底的温度相关。如图3进一步示出的，在一个实施例中，在热电元件的近端和远端之间延伸的热电偶201的一部分可设置为热电引线或延长线。此外，第一热电元件303和第二热电元件 307中的每一个都由不同的热电材料制成，所述不同的热电材料的结合适于形成可呈现塞贝克(kebeck)热电效应的热电偶电路。为此，一方面，第一热电元件和第二热电元件事实上可由任何异种金属制成，包括贵金属和/或贵金属合金。用于制成各个第一热电元件和第二热电元件的热电材料可包括钼、铑、镍、铬、 铜、镍、铁、铝、硅、镁，及其合金。上述热电材料的组合可包括70%钼-30%铑合金，以及94%钼-6%铑(称为B型热电偶)；镍-铬合金和铜镍合金(称为E型热电偶)；铁和铜镍合金(称为J型热电偶)；镍-铬合金和镍-铝合金(称为K型热电偶)；镍-铬-硅合金和镍-硅-镁合金(称为N型热电偶)；13%钼-铑和钼-钼(称为R型热电偶)；10%铑和钼(称为S型热电偶)；以及，铜和铜-镍合金(称为T型热电偶)。如图3中进一步示出的，第一近端303a和第二近端307a可各自通过相应的分隔开的第一接头元件203和第二接头元件205耦合至导电基底207。第一接头元件203和第二接头元件205可各自被定位在相应的第一近端303a和第二近端307a与导电基底207的中间。在一个实施例中，相应的第一接头元件203和第二接头元件205各自可由与相应的第一热电元件303和第二热电元件307相同的热电材料制成。例如，当所形成的热电偶电路是B型热电偶时，第一热电元件303可由70%钼-30%铑合金组成，以及第二热电元件307 可由94%钼-6%铑合金制成。根据该实施例，第一接头元件203还可由70%钼-30%铑合金制成，以及第二接头元件205可由94%钼-6%铑合金制成。图4是图2和图3中示出的示例热电偶201的放大的俯视图。在一个实施例中， 热电偶201可包括一个或多个绝缘体401，所述绝缘体401被配置为局部或者完全环绕第一热电元件303和第二热电元件307中的每一个。基于待测温度，绝缘体401可包括各种不同材料。此外，第一热电元件303可设有由基本相似或相同材料制成的第一备用热电元件 403。同样，第二热电元件307可设有由基本相似或相同材料制成的第二备用热电元件407。 在主元件出现故障的情况下，备用热电元件可提供一个替代的电路连接。已发现，除了其他优势，分隔开的耦合点还可减少或消除所挥发的金属物质从一个第一成分的热电元件至一个第二成分的第二热电元件上的冷凝。如果热电元件被暴露在非常高的温度——例如可见于玻璃制作过程中的超过1500°C的温度——下，则可出现这样的挥发。挥发物质，例如，铑，可在热电元件的较冷部分上冷凝，并且扩散到热电元件中，从而改变热电元件的电气行为，进而改变热电偶电路中所检测到的电压(即，所观察到的热电偶的温度漂移)。因而，在一个实施例中，共同接合的元件——例如，接线和基底——之间的铑冷凝可开始达到平衡，使得所述漂移可引起温度变化。通过在紧邻导电基底207处以及在介于导电基底207与第一热电元件303和第二热电元件307之间处提供更大质量(mass)，第一接头元件203和第二接头元件205可减轻第一热电元件303和第二热电元件307各自与导电基底207之间的扩散和漂移效应，从而减小了由于扩散所引起的这些不同元件的成分的变化。第一接头元件203和第二接头元件 205可具有任何期望的形状和厚度，该期望的形状和厚度适于将第一热电元件303的第一近端303a和第二热电元件307的第二近端307a电气耦合至基底面。然而，第一接头元件 203和第二接头元件205中的每一个的质量可明显大于邻近于导电基底207的各自相应的热电元件的质量。每个接头元件可具有多种形状，包括矩形(如所示出的)、圆形、椭圆形等。在一个实施例中，第一接头元件203和第二接头元件205可以是大体矩形形状，具有与导电基底 207相耦合的约0. 1至0. 5英寸范围内的表面区域。例如，第一接头元件203和第二接头元件205可具有约0. 25英寸的耦合表面区域。第一接头元件203和第二接头元件205还可具有基本一致的厚度，g卩，在一个实施例中，该厚度可在约10密耳(mil)至约50密耳的范围内。在另一实施例中，接头元件可具有约30密耳的基本一致的厚度。实际状况中，第一接头元件203和第二接头元件205中的每一个可具有明显大于相应的热电元件的等效尺寸的标称长度-宽度测量值(假设为矩形)或直径(假设为圆形)。现在参考图5，示出了一个附接至第一接头元件203的第一热电元件303的实施例，该第一接头元件203被附接至导电基底207。第一热电元件303可以是具有一个接线的纵向轴线A的接线，以及第一接头元件203可置于所述接线和导电基底207中间。邻近于接头元件203的接线的一部分的体积(volume)可具有等于接头元件的厚度的长度，并且可具有明显小于接头元件体积的体积。因而，接头元件203的体积可明显大于邻近于且耦合至该接头元件203的接线的相应部分的体积。该接线可被看作附接至具有给定厚度的接头元件的正圆柱体。接头元件具有基于该接头元件的尺寸(包括接头元件的厚度)的某一体积Vt。具有一个长度L等于接头元件的厚度t的接线(即，正圆柱体)的一部分的体积乂 可明显小于该接头元件的体积，或者反过来说，该接头元件的体积可明显大于具有一个长度L且邻近于该接头元件的接线的一部分的体积。如图5中所示，接头元件203的体积可明显大于接线部分501的体积。明显大于可意味着接头元件的体积至少约为接线的相邻部分的体积的两倍，并且可至少约为接线的相邻部分的体积的4倍，以及甚至可至少约为接线的相邻部分的体积的8倍。当然，在典型情况下，接线可以是标称圆柱体，从而可具有垂直于纵向轴线A的圆形横截面。然而，热电元件(例如，接线)不需要是具有如上所描述的体积的一部分的圆形。现在参考图6，接头元件可被以使导电基底207和第一接头元件203的材料之间的接触面积最小化的方式连接至该导电基底207。根据该方面，使接头元件203、205和导电基底207之间的接触面积最小化可有效地减少两种热电材料之间的化学物质的扩散(例如， 铑的扩散)，并且从而进一步减小热电偶漂移。为此，具有高热导率的绝缘构件601可被放置在接头元件和导电基底之间。在所示出的实施例中，绝缘构件601被放置在第一接头元件203和导电基底207之间。下文中，该接头元件和导电基底207之间的耦合，可通过将接头元件203、205焊接至该接头元件203、205的周缘周围的导电基底207来实现，这恰如焊缝603所示。当然，可采用将接头元件203、205耦合至导电基底207的其他方法。例如，接头元件203、205可仅在第一接头元件203和第二接头元件205中的各自的不连续的、分隔开的位置处耦合至导电基底207，例如通过仅将接头元件203、205的拐角焊接至导电基底 207。尽管图6示出了附接至第一接头元件203的第一热电元件303和第一近端303a， 但是应理解，绝缘构件601可被放置在第一接头元件203和导电基底207之间，或者放置在第二接头元件205和导电基底207之间，或者放置在这两个位置中。因而，可设置两个绝缘构件601，一个在第一接头元件203和导电基底207之间，另一个在第二接头元件205和导电基底207之间。因此，还可设置两个焊缝603，每一绝缘构件处一个。当与通过常规热电偶器件所观察的典型热电漂移相比较时，根据该实施例所形成的热电偶电路可表现出热电偶漂移的减小。具体地，在操作中，常规热电偶器件和电路可随时间的推移而失准(lose calibration)。该失准部分地是由于两个异种热电元件之间所出现的扩散，所述两个异种热电元件在热电偶电路的“热接点”处物理地彼此连接。在此这种失准被称为热电漂移，并且造成热电偶器件的不精确性增大。如上面所描述的，本实施例的热电元件的近端在分隔距离为“D”的耦合点处被耦合至基底，使得本实施例的热电元件的近端未被物理地彼此耦合。然而，基底和各个热电元件之间的扩散仍会导致热电漂移。例如，考虑可用在玻璃制造过程中的用于保持/处理熔融玻璃的钼/铑合金容器。这样的容器可在超过15000C时工作。常规地，单独的钼-铑合金热电偶接线，每一个都具有不同的铑含量，已经被直接焊接至容器壁。在这样高的工作温度下，基底和热电偶接线之间的铑的扩散是相对快速的，这是由于接线和容器壁之间的接点上的铑的扩散达到了一个平衡浓度。结果是一个由测量器件所测量的持续降低的温度。接头元件可减小或者甚至消除可在两种异种热电材料之间出现的扩散，从而将可随时间的推移而出现的热电漂移(例如，电压漂移或温度漂移)减小至基本上无漂移。在一个实施例中，在30天的周期内，在温度等于或者大于约1500°C时，热电偶电路可呈现的漂移速率小于约2. 5°C。此外，在30天的周期内，在等于或大于约1500°C时，热电偶电路可呈现的漂移速率小于约2. O0CU. 5°C、1. 0°C或者甚至小于约0. 5°C。此外，应理解，第一耦合位置和第二耦合位置之间的分隔距离“D”可以是任何期望的距离，只要在基底材料的耦合位置处任何两种异种热电材料未被物理地耦合至彼此。还应理解，由一种示例热电偶电路所形成的“热接点”，是优选地通过第一接头元件203和第二接头元件205，而不通过两个异种热电元件它们自身的物理接点来将第一热电元件和第二热电元件与导电基底耦合来形成。这样，所产生的热电偶电路对基底自身温度的变化更为敏感。此外，所报告的温度还将更为代表性地表示了基底温度，这是因为基底是电路的实际热接点的一部分。应理解，热电元件的分隔确定了在第一耦合点305和第二耦合点309处耦合的两个异种热电元件之间的基底的平均温度。因而，在一个替代实施例中，热电偶装置可被用于提供能够实时地确定给定基底的三维温度模型的多个热电偶电路。现在参考图7，示出的装置701与装置301相似。装置701包括被配置为耦合至导电基底207的示例热电偶709。该热电偶709包括由第三热电材料制成的且具有第三近端 703a和第三远端70 的第三热电元件703。第三远端70 又可被耦合至一个合适的测量器件。第三近端703a可在与第一耦合点305和第二耦合点309分隔开的一个第三耦合点 705处被耦合至基底，使得第三近端703a未被耦合至第一近端303a和第二近端307a中的任意一个上。此外，第三热电元件还可包括耦合至第三近端703a的第三接头元件707。第三接头元件707又可由与第三热电元件相同的热电材料制成，并且与第一接头元件203和第二接头元件205 二者都分隔一个距离D，从而使得第一接头元件、第二接头元件和第三接头元件未被物理地彼此耦合。第一接头元件203和第三接头元件707之间的距离可等于、 大于或小于第二接头元件205和第三接头元件707之间的距离。在使用中，上面所描述的热电偶装置，并由此本实施例的热电偶电路提供了一种用于确定导电基底的一部分的温度的方法。该方法包括形成如上面所描述的热电偶电路。 具体地，由第一热电材料形成的第一热电元件的近端在第一耦合位置处优选地通过第一接头元件被耦合至导电基底。由第二热电材料形成的第二热电元件的近端在第二耦合位置处优选地通过与所述第一耦合位置分隔开的第二接头元件被耦合至导电基底，使得第一热电元件和第二热电元件以及它们各自的接头元件未被物理地耦合。在一个实施例中，可包括第三热电元件的第三近端，该第三热电元件的第三近端由第三热电材料制成且在第三耦合位置处优选地通过与第一位置和/或第二位置分隔开的第三接头元件被耦合至导电基底， 使得第一热电元件、第二热电元件和第三热电元件以及它们各自的接头元件未被物理地耦
I=I O应理解，本实施例的方法不限于与任何特定的基底材料一起使用，并且可被用于确定任何期望的导电基底的温度。然而，在一个实施例中，该基底是一个诸如例如用于玻璃 (例如，二氧化硅基玻璃)的制备中的基于钼和/或铑的传送装置之类的导电基底。一旦形成电路，则该热电偶电路就能够在所形成的电路中提供电压，该电压来自沿着热电元件的温度梯度。所提供的电压可通过与热电偶电路通信的常规测量器件而被量化。因此，所量化的电压指示第一耦合位置和第二耦合位置之间的基底部分内的平均温度。常规电压检测装置，例如，测量器件311，可被用于检测和量化在第一远端303b和第二远端307b之间的热电偶电路中所形成的净电压V12。为此，该检测装置可检测电压V1和 V2，确定所述净电压，以及将该净电压与导电基底207的一个估计温度相关联。由于两个异种接头元件被分隔开一个距离“D”，因此所估计的温度表示第一耦合点305和第二耦合点 309之间的基底的平均温度。一种示例检测装置可总体包括装备有用于热电偶的标准I/O 卡的计算机监控装置。该检测装置可读取热电偶的两个腿或两个引线之间的DC电压。通过使用本领域普通技术人员公知的标准ASTM测试方法，计算机可将该信号转换为温度输出。导电基底207可以多种方式被直接加热。例如，导电基底207可通过传导加热器、 对流加热器、辐射加热器或其他加热配置来加热。在本实施例中，导电基底207可被附接至包括电阻加热配置的一个或多个加热器件。该电阻加热配置可被设计为通过使电流(例如，交流电流)流过导电基底207的一部分来加热该导电基底207的该部分。因而，可沿着方向213施加流过导电基底207的电流来加热该导电基底。本申请的装置可包括其中热电偶被用于测量任一导电基底的温度的应用，例如在玻璃基底的制造中所使用的钼传送装置。因而，本公开内容的非限制性方面和/或实施方案包括Cl. 一种用于确定导电基底的一部分的温度的方法，包括提供一个热电偶，该热电偶包括由第一热电材料制成的且具有一个第一近端和一个第一远端的第一热电元件，以及由第二热电材料制成的且具有一个第二近端和一个第二远端的第二热电元件；形成一个热电偶电路，所述热电偶电路是分别通过一个中间的第一接头元件和一个中间的第二接头元件将所述第一热电元件和所述第二热电元件的各自的近端耦合至所述导电基底的一部分来形成，所述第一接头元件和所述第二接头元件分别具有与所述第一热电材料和所述第二热电材料基本相同的成分，以及其中所述第一接头元件和所述第二接头元件被分隔开， 使得所述第一近端和所述第二近端未被物理地彼此耦合；通过施加流过所述导电基底的电流来加热所述导电基底，其中所述第一接头元件和所述第二接头元件沿着一个横向于所述电流流动方向的轴线而被彼此分隔开；以及，量化由所形成的热电偶电路所提供的电压，其中所述电压表示所述导电基底的一部分中的温度。C2.根据Cl所述的方法，其中所述横向轴线基本上垂直于所述电流流动方向。C3.根据Cl或C2所述的方法，其中沿着横向于所述电流流动方向的轴线的所述第一接头元件和第二接头元件的位置减小了过量EMF噪声。C4.根据Cl至C3中任一所述的方法，其中所述第一热电材料和所述第二热电材料选自贵金属或贵金属合金。C5.根据Cl至C4中任一所述的方法，其中所述导电基底包括钼。C6.根据Cl至C5中任一所述的方法，其中所述热电偶是B型热电偶。C7.根据Cl至C6中任一所述的方法，其中所述热电偶是S型热电偶。C8.根据Cl至C7中任一所述的方法，其中所量化的电压表示所述第一近端和所述第二近端之间的导电基底的一部分中的平均温度。C9.根据Cl至C8中任一所述的方法，其中所述导电基底、所述第一热电元件、所述第二热电元件、所述第一接头元件和所述第二接头元件包括钼-铑合金。C10.根据Cl至C9中任一所述的方法，其中绝缘材料被放置在所述第一接头元件和所述第二接头元件中的每一个与所述导电基底的一部分之间。Cll.根据ClO所述的方法，进一步包括如下步骤通过仅在所述第一接头元件和所述第二接头元件的周缘处将所述导电基底的一部分耦合至所述第一接头元件和所述第二接头元件，来减少所述导电基底与所述第一接头元件和所述第二接头元件中的每一个之间的化学物质的扩散。C12. 一种装置，包括导电基底；直接加热装置，所述直接加热装置被配置为使用流过该基底的电流来加热该基底；第一热电元件，其由第一热电材料制成且具有一个第一近端和一个第一远端，其中通过由所述第一热电材料所制成的一个中间的第一接头元件， 所述第一近端在第一耦合位置处被耦合至所述导电基底；以及，第二热电元件，其由第二热电材料所制成且具有一个第二近端和一个第二远端，其中通过由所述第二热电材料所制成的一个中间的第二接头元件，所述第二近端在第二耦合位置处被耦合至所述导电基底，以及其中所述第一耦合位置和所述第二耦合位置未被物理地耦合在一起，且沿着一个横向于所述电流流动方向的轴线而被彼此分隔开；以及，电压测量器件，其被电气耦合至所述第一远端禾口所述第二远端。C13.根据C12所述的装置，其中所述横向轴线基本垂直于所述电流流动方向。C14.根据C12或C13所述的装置，其中横向于所述电流流动方向的所述第一耦合位置和所述第二耦合位置的取向减小了过量EMF噪声。C15.根据C12至C14中任一所述的装置，其中所述第一热电材料和所述第二热电材料选自贵金属或贵金属合金。C16.根据C12至C15中任一所述的装置，其中所述电路在30天的周期内在等于或大于约1500°C的温度时呈现的热电偶温度漂移速率小于约2. 5°C。C17.根据C12至C16中任一所述的装置，其中所述第一接头元件包括厚度、和体积Vtl，以及其中所述第一热电元件是一个具有纵向轴线的第一接线，以及其中Vtl明显大于所述第一接线的具有等于ti的长度L且被放置为邻近于所述第一接头元件的一部分的体积Vw。C18.根据C12至C17中任一所述的装置，其中Vtl至少为Vw的两倍。C19.根据C12至C18中任一所述的装置，其中绝缘材料被放置在所述第一接头元件和所述第二接头元件中的每一个与所述导电基底之间。C20.根据C12至C19中任一所述的装置，其中仅在所述第一接头元件的周缘处将所述第一接头元件耦合至所述导电基底，且其中绝缘材料被放置在所述第一接头元件和所述导电基底之间，进一步地，其中仅在所述第二接头元件的周缘处将所述第二接头元件耦合至所述导电基底，且其中绝缘材料被放置在所述第二接头元件和所述导电基底之间。
本领域普通技术人员应明了，在不背离所声明的本发明的精神和范围内，可做出各种改型和变体。
权利要求
1.一种用于确定导电基底的一部分的温度的方法，包括提供一个热电偶，该热电偶包括由第一热电材料制成的且具有一个第一近端和一个第一远端的第一热电元件，以及由第二热电材料制成的且具有一个第二近端和一个第二远端的第二热电元件；形成一个热电偶电路，所述热电偶电路是分别通过一个中间的第一接头元件和一个中间的第二接头元件将所述第一热电元件和所述第二热电元件的各自的近端耦合至所述导电基底的一部分来形成，所述第一接头元件和所述第二接头元件分别具有与所述第一热电材料和所述第二热电材料基本相同的成分，以及其中所述第一接头元件和所述第二接头元件被分隔开，使得所述第一近端和所述第二近端未被物理地彼此耦合；通过施加流过所述导电基底的电流来加热所述导电基底，其中所述第一接头元件和所述第二接头元件沿着一个横向于所述电流流动方向的轴线而被彼此分隔开；以及量化由所形成的热电偶电路所提供的电压，其中所述电压表示所述导电基底的一部分中的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述横向轴线基本上垂直于所述电流流动方向。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中沿着横向于所述电流流动方向的轴线的所述第一接头元件和所述第二接头元件的位置减小了过量EMF噪声。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一热电材料和所述第二热电材料选自贵金属或贵金属合金。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述热电偶是B型热电偶或S型热电偶。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中绝缘材料被放置在所述第一接头元件和所述第二接头元件中的每一个与所述导电基底的一部分之间。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括如下步骤通过仅在所述第一接头元件和所述第二接头元件的周缘处将所述导电基底的一部分耦合至所述第一接头元件和所述第二接头元件，来减少所述导电基底与所述第一接头元件和所述第二接头元件中的每一个之间的化学物质的扩散。
8.一种装置，包括导电基底；直接加热装置，所述直接加热装置被配置为使用流过该基底的电流来加热该基底；第一热电元件，由第一热电材料制成且具有一个第一近端和一个第一远端，其中通过由所述第一热电材料所制成的一个中间的第一接头元件，所述第一近端在第一耦合位置处被耦合至所述导电基底；以及第二热电元件，由第二热电材料制成且具有一个第二近端和一个第二远端，其中通过由所述第二热电材料所制成的一个中间的第二接头元件，所述第二近端在第二耦合位置处被耦合至所述导电基底；以及，其中所述第一耦合位置和所述第二耦合位置未被物理地耦合在一起，且沿着一个横向于所述电流流动方向的轴线而被彼此分隔开；以及电压测量器件，被电气耦合至所述第一远端和所述第二远端。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述横向轴线基本上垂直于所述电流流动方向。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中横向于所述电流流动方向的所述第一耦合位置和所述第二耦合位置的取向减小了过量EMF噪声。
11.根据权利要求8或9所述的装置，其中所述电路在30天的周期内在等于或大于约 1500°C的温度时呈现的热电偶温度漂移速率小于约2. 5°C。
12.根据权利要求8或9所述的装置，其中所述第一接头元件包括厚度、和体积Vtl， 以及其中所述第一热电元件是一个具有纵向轴线的第一接线，以及其中Vtl明显大于所述第一接线的具有等于^的长度L且被放置为邻近于所述第一接头元件的一部分的体积Vw。
13.根据权利要求12所述的装置，其中Vtl至少为Vw的两倍。
全文摘要
提供了一种用于确定导电基底的一部分的温度的方法，其中通过施加流过所述基底的电流来加热所述基底。所述用于确定所述温度的方法采用一个热电偶，所述热电偶包括沿着横向于所述电流流动方向的轴线而彼此分隔开的第一接头元件和第二接头元件。在另一实施例中，一种装置包括导电基底和被配置为使用流过该基底的电流来加热该基底的直接加热装置。该直接加热装置包括沿着一个横向于所述电流流动方向的轴线而彼此分隔开的热电偶的第一耦合位置和第二耦合位置。
文档编号G01K7/04GK102455224SQ20111033235
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月27日 优先权日2010年10月28日
发明者D·D·莱依, D·R·布德罗, K·P·欧利希 申请人:康宁股份有限公司