CN1038880A - 采用差分温度敏感器的仪表及监测系统 - Google Patents
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Abstract
监测压力容器内液位的差分温度敏感器具有双重化的加热、分裂槽热电偶套管安装在容器侧壁上，每探头至少有一平行于轴线的膛孔，探头对内装有加热器和测温元件，水位上升时，该加热的温度敏感器因与水接触而降温，该系统中多个这样敏感器输出监测的差温而产生报警，对敏感器的输出指示能检错和验证，双重敏感器方案允许自动和人工操作地反复切换相关探头对元件故障时可在线替换互补元件。
Description
本申请是一个以与本申请同一发明人的名义于1987年6月5日提交的系列号为NO.058956并转让给本申请的共同受让人的部份继续申请。本申请还涉及到一个名为“差分温度敏感器”的同时提交的申请，它是上述同一个申请的部份继续，并以同一个发明人的名义转让给与本申请共同的受让人。两个交义申请相结合作为本申请的参改。
本发明涉及采用差分温度敏感器或探测器的仪表及监视系统，更具体讲，本系统采用改进的，巧妙分裂的差分温度敏感器或探测器，用来探测压力容器中是否存在水，诸如在蒸汽透平系统中的一个抽水管。
正如在本技术领域已经熟知的，差分温度敏感器凭借热力学的及流体学的原理，有选择地感知在液态或气态下的物质是否存在及/或是否在流动。第3366942号美国迪安尼（Deane）专利阐述了一种类似的先有技术的差分温度敏感器，用作一个流体阻塞的探测器。该敏感器或探测器包括一对热敏探头，该探头与一个加热器探头具有热联系。敏感器与加热器探头适当地安置在一个有物质流动的导管内。加热器探头被安置在距离其中一个敏感器探头较另一个更靠近些。在无流体流动时，更靠近加热器探头的敏感探头较另一敏感探头具有更高的温度;相反，当一种流体物质流经这些探头时，将从加热器探头把热逸出，因而在两个敏感探头之间的温度差降低或消失。
第3898638号美国迪安尼等人的专利阐述了另一种此类差分温度敏感器，它与前述的第3366942号迪安尼专利具有相同的基本结构，但有一个改进的有关温度敏感探头的内部结构，它具有更高的测量精度。如该专利所指出的，加热器探头对于两个温度敏感探头的差分加热可以部份地用以下方法完成，例如，在加热器探头与两个敏感探头中更靠近的那个探头之间进行热分流，再就是在静止的介质中对流及/或传导以及在分流中的传导，用来在探头之间进行差分载热。
另一型式的这种差分温度敏感探头，也具有相同的基本构造，即有一对温度敏感器和一个加热器元件，后者被安置在更靠近两个温度敏感器中的一个，该构造在NO.4449403号姆斯昆（McQueen）的美国专利中予以揭示。姆斯昆装置的详细申请书中利用多个此类敏感器，将其置于一个垂直的多层管束中，后者又被放入一个反应容器中的导管内，用多个敏感器的输出指示燃料棒范围内介质的湿/干状况，这属于另外的目的及功能。对于此种反应容器，特别关心的是是否存在穴，如汽穴，它将核燃料棒的反应堆冷却剂挤出去，于是燃料棒将得不到充分的冷却而引起过热。更具体地说，所揭示的合成装置乃被用来感知处于以下三种工况的冷却剂性质，即：低温冷却态（正常运行工况）;饱和液态（沸腾工况）及饱和蒸汽态（一种真空工况）。如该专利所揭示的，不正确的工况将引起“水击”作用，它产生压力冲击，这种冲击能破坏管路，管路支架，容器，阀以及其他类似的重要设备。
NO4440717号美国别维拉克（Bevilacgua）等人的专利同样揭示了一种仪表系统，它使用若干敏感器，处于在垂直方向被隔开的几个高度上并被置于一个核反应容器内，每一敏感器包括一个加热器，用来对一对热偶中的一个进行加热，该热偶用导线连接借以提供绝对温度及其间的差分温度，为了探测容器内的液态冷却剂水位，还利用对液体及气体或蒸汽进行热传导时，其热传导特性的差异来感知液体的水位。用于核反应堆容器或其他压水系统的类似的敏感器及相关系统的原理在斯密士（Smith）的NO.4418035美国专利及NO.4439396号劳勒斯泰德（Rolstad）的美国专利中进行了阐述。斯密士的NO.4418035号专利还进一步阐述了采用这种敏感器的多功能监测系统。
如上述相互参考的申请中所揭示的，差分温度敏感器或探测器以及本发明的检测系统都已被广泛应用，其中包括如在上面所参考的专利中那样用于检测并监视核反应系统的压力容器状况，随着具体地参考汽轮发电机的运行与予防性维修，它们已经被发展了。这些发电机由于将水或冷却蒸气导入汽轮机而发生了问题，变得更加危险，特别是它们越来越多地处于周期性及/或轮换性运行方式下。在热循环中，设备的不正常工作将引起上述的在不同位置上出现水等的导入现象，包括在主蒸汽的进汽管，热-再热蒸汽的进汽管、冷-再热蒸汽的管路、抽汽连接管路、蒸汽密封系统及汽轮机的排汽管路等。除了由于导入水或冷蒸汽而造成构造上的损害及机械上的故障外，由此而引起的不定期仃机（维修）时间也是一个被严重关切的问题。
除了发生导入现象的具体位置之外，确认各种不同的导入类型亦即可能出现的导入水的类型也是很重要的。例如，当在与汽轮机相联结管路的侧面上的水膜流动时会出现导入现象，其典型的原因是由于在冷管侧面的蒸汽凝结或由于一种过喷工况而凝结而产生的。可能出现水的微滴或“碎流”（Chunk flow），这可想象如一种连续的水喷射，由水滴转变成雾状并与蒸汽相混合。可能产生未蒸发的液滴，也就是，水滴完全充满在一段管路内，且顺管喷射，估计此现象是由于水的闪蒸留所造成。双相流现象也已被发现，它通常是由一种被定义为不利的“水-汽”的混合物组成，该混合物是由高能量水的闪蒸留所产生，且可能包含一部分固态水的芯流（Core flow）。最后，管路中可能出现水的原因是很多的，诸如由于凝结、喷射或流动、给水加热器管路泄漏、及/或排出系统的设计缺陷和它们的某些结合等造成。但是，绝大多数水的导入事件是属于上述的最后一种类型，即缓慢产生型，而且，它还可能是另一类水导入事件的前期过程。因此，并无需乎如此限制在它的范围内，本发明的敏感器或探测器以及所属的检测系统是针对这一更为宽广的，即最后所述的范畴的，因此，也即为了监测管路内的工况，更明确地说，乃是为了探测在与汽轮机系统相联结的管路内水的较缓慢的产生过程。如所指出的，这种水源可以是锅炉及给水加热器、由于凝结而积聚的，喷射器，出故障及管路破损产生的、在汽轮机自身内部由于凝结而集聚的以及当处在湿域内的工作阶段时产生的水。
除了以前专利中所揭示的具体敏感器之外，将这些用于监视及探测是否存在水份的差分温度敏感器加以具体化的商业上可用的系统也已被发展了。所有权归施拉姆贝格（Schlumgerger）的“太阳能传感器的一个部件-”太阳能保护系统（Solartron pro-tective Systems）”提供了一个“自行生效的进水监视系统”，其注册商标为HYDRATECT-2455D。借助于电极的方法在一个集流管（manifold）内进行电阻测量，该电极法可用来对水和蒸汽（或空气）的电阻进行鉴别。如在其推销说明书中所述，电极的通电尖端与导管管体相关，且将此尖端与管体之间用一个高纯度绝缘体加以绝缘，一对此类电极可安装在各导管（如被监视的排气管）的双口集流管中，每一电极则探测是否有水或蒸汽存在，而其输出则被独立的连线引至一个电子鉴别电路上。一个鉴别电路用来检查部件的故障并显示每一电极电路内是否存在故障。对处于相同条件下的两个电极电路的有效检查，如本文所述，乃是作为指示是否存在故障的一个基础。但是，HYDRATECT-2455D的太阳能系统在许多方面存在缺陷，且其自身无法提供可靠而长寿命的特性。例如，敏感器通常是圆柱形构造，且制成适于透过一定穿嵌在一个压力容器的侧壁并固定在其上，如常规者同，圆柱结构的一部份包括一个由绝缘材料制成的环状带，它将敏感器的电极尖端与构造的其他部份绝缘地隔开。必须在绝缘带与电极以及与敏感器的圆柱形侧壁的其余部份各自的结合面上提供一个紧密的压力密封，例如，用瓷与金属“焊接”。不同材料，即陶瓷与金属的接触面，也就是敏感器构造的涂面，非常易于漏泄以致完全破碎，这特别是考虑到当它处于相当有害的环境（如温度循环、振动等等）下时更是如此。根据有代表性的经验，此类敏感器最多仅有1-3年的可靠寿命。不仅此种类型的敏感器不能提供长寿命特性（而这正是一个有效的监视系统所必不可少的），它们易于泄漏和破损的倾向对人身也是一个严重的威胁。再者，由于它们的构造，正如已经描述及将予评价的那样，当予定要进行监视的系统处于工作状态时其敏感器是不可能在线修理或置换的。
另一个商品化系统是由弗路易德公司分部（Fluid Compon-ents，Inc）提供的，並在其为“液体平面及接触面控制器”的小册子中引述了属于以上所参考的NO.3366942，3898638及4449403等号专利所公开的系统中的保护措施。如在这些专利中所阐述的那样，结合有探头的敏感器用作测量温度差。各输出信号的比值受介质探头相接触的支配，例如，可以对液体/气体及液体/液体的表面以及湿/干工况等进行探测。与敏感器相连接的液面及接触面控制器所使用的监视及校准电路被认为是可以使用的。但是，这些敏感器及所连接的控制器不适宜用于汽轮机系统的有害环境中，特别是，不宜用于为予知水导入所需执行的探测功能。例如，敏感器不能承受有关的高压高温工况。再者，敏感器是不对称的并本来就缺乏任何双重的功能能力，这些是指按照本发明进行有效而可靠的监视和控制来说是必不可少的。例如，一个由本发明的敏感器及相关引流所完成的重要的阻碍试验（fouling test）是非对称敏感器及包含该敏感器的系统所不能完成的：再者，由于缺乏任何双重构造，后者也无能“在线”地自动地替换一个故障元件，例如一个加热器元件。还有敏感器的具体结构不允许在工作中对故障加热器及/或热偶元件进行物理置换。再就是，这种敏感器及所需的相关系统，如果在加热器及热偶元件周围不设隔离措施，则无法在有蒸汽流的环境中工作，这是因为即使很低的汽流速度也会比水更快地将热带走。
尽管在技术上具有某些先进性，现时应用的敏感器及监视与警报系统采用了相同的装置，如在上面所标出的文件中所述及的那样，它们在工业上希望“安全”这一关键要求上是失败的。例如，在上面所指出的有关汽轮机的水导入问题上，早在1970年开始的研究工作已能较好地予以解决了。
水导入事故已经变得如此令人关心，美国机械工程师学会（ASME）在予防汽轮机遭受水份害问题上建立了一个委员会;在美国国家标准协会/美国机械工程师学会（ANSI/ASME）的TDP-1-1985号标准中载有建议电站设计包含予防水伤害的条款。最近，本发明的受让人为EPRI（工程部件要求协会）对实际运行的发电设备的研究报告由在EPRI所准备并发行的CS-4285号最后报告中，名为“汽轮机进水探测（“Detection of water Induction in Steam Turbiness”），阶段Ⅲ，”现场实验中予以公开。这些研究强调了对于在汽轮机的环境下探测水导入的严重问题而使用的可靠敏感器及监测系统所提出的连续性与关键性要求。
因此，为了可靠地探测汽轮机潜在的严重的水导入问题，同时，也为了探测一种液体/气体（蒸汽）工况及/或诸如在核反应容器中所存在的其他高压及高温环境下所出现的任何变化，仍然存在一种对应用差分温度敏感器的改进的检测及监视系统仍保留了关键性的严格要求。或许，对用于汽轮机的水导入监视系统来说，最为关键的一点是这样一个事实：敏感器及与之相连系的控制系统在被要求产生一个反应来指示可能发生水导入现象以前多年来基本上处于不起作用的状态。但是，在这么长的过程中，可想而知电气元件，亦即加热器及热偶元件，由于它们所承受的振动及循环式工况而导致周期性故障。由此引出结论是，敏感器本身必须具有坚固的构造和足够的机械强度，以便在实际上无限长的时间内，去承受高温、高压工况，循环工况和振动等，並在上述恶劣工况下仍能发出高度准确且可靠的输出。由于无论在敏感器内的热元件还是温度探测元件都存在发生故障的潜在可能性，所以敏感器及所连接的监视与控制电路必须具备在线试验能力，以及对敏感器的加热器及热偶元件进行在线置换的能力。再者，每一敏感器应是双重备用的或有多余部件，同时，所连接的控制与监视电路应能产生自动警报信号以指示对这种故障的探测结果，还应能根据所测到的故障而自动切换到双重的或沉余的元件上去。
一件被密切关注的相关事情是：穿过容器侧壁的穿透件的数目应为最少，这无论是从构造的整体性以及装置的效率观点看都应是如此;上述容器乃指其中状态属于被监视范围，也就是其中设置有敏感器。再者，考虑到所期望的双重化能力，敏感器输出所保证的精确度限定：被监视的同一个状态应大体上受到每个敏感器的独立的双重化元件的监视。
如在上面相互参考的申请中所揭示的并包括在本发明的检测及监视系统中差分温度敏感器，它克服了前述及其他问题并消除了先有技术中存在的缺陷，能够满足上述各项目标。
根据所揭示的各种不同的实施例，敏感器或探测器一律设计得很坚固并提供可靠而安全的带穿过物的压力容器而且在一定水平的精确度以及所连接的检测系统具备经过鉴定的监视能力的前提之下此类穿过物具有最小的数量。所揭示的各种实施例装有必不可少的加热器与热偶元件从而提供所要求的差分温度检测和探测功能，还有这些元件的在线试验和在线置换的能力：再者，在某些个最佳的双特性敏感器实施例中还包括在实际运行中利用所连接的检测系统实现对故障元件的自动置换。整个装置共用一个基座，并同属一个普通圆柱形的热电偶套管体构造，该构造由一个小间隙沿一个双向平面形成的两个等同的半圆柱形探头，该探头组合地连接到一个共用的圆柱形支座并从该处延伸出来。在另一个实施例中，该体被第二个双向平面所隔开，即进行十字交叉的隔断或横向第一个平面并由此而划定了四个完全相同的1/4圆柱体探头。因此，所阐述的部份圆柱体，都可同等条件地被采用。后部的外周上有部分螺纹并被焊接至一个蒸汽管或其他压力容器上的夹持器接收和固定住;另外也可用套管焊接的方式来替代。部份圆柱体探头由此而伸进管路内部，或被嵌到一个夹持器上，在每一个此类装置中，探头与管路或容器中的液体是相通的，以便于完成此敏感/探测功能。因此，采用了共通的阐述方法：探测器或敏感器被安置在压力容器上，其探头与被监视的压力容器内的液体接触。其支座从上方自由端钻孔界限出一般的圆柱体通路腔在其中，直通到后部与半圆柱探头接合处的底板上为止。
根据该敏感器的第一个最佳实施例，有一个中心膛孔和相对于中央膛孔对称排列的膛孔，它们以平行的轴线关系从其底板延伸到每个半圆柱探头;在每个半圆柱探头中，加热器元件被嵌到中心孔而且有一对热电偶敏感元件被嵌到相应对的对称排列的膛孔中。于是，敏感器成为双重构造和功能的敏感器，每个探头可被选定为加热探头/热电偶，从而，加热器元件可被供以电力，另一个探头则成为无加热效果的元件，它作为非加热的热电偶元件，借此而使其功能如同一个差分温度敏感器。如下面所更详细描述的，两个探头的相连互补元件可被互换地选用，这种双重构造具有许多好处，包括为了完成检验及阻塞性试验以及在探测出元件故障时为了自动替换互补元件而进行自动切换或在加热器元件的互补部件之间进行往复切换从而具备连续监视功能而不必再介意单独元件的故障。
借助于将该支座连至管路或容器壁上，后者作用如同一个温度散热器，它在被加热的和不被加热的半圆柱形探头之间提供热隔离，这就提高了热电偶输出的精确度。有一个接线盒固定于上方、支座的自由端用来连接加热器和热电偶的电气引线通过一根电缆连至外部的监测、控制及电力电路上。在敏感器设计中提供了将元件夹紧在其被嵌在的位置上，且较容易地在线置换加热器和热电偶的各元件的而无任何取下热电偶套管外壳的要求。
如此处所揭示并要求专利权的仪表和监测系统，在一个连续的基础上完成了对于加热器及所属每对敏感器探头的热电偶元件的持续检查，同时，对于这些元件中任一个所发生的故障提供了适当的指示。当探测到一个故障元件后，系统自动地切换到元件的互补组件上，根据需要而纠错和将故障元件排除。这就确保了敏感器的连续工作并防止由于部件故障而发生虚警。更具体地说，如上所述该敏感器即作用如前述的一个差分温度敏感器。这样，将两个半圆柱形探头分别加标记A及B，那么加热器A可以在最初即带上电。对称设置的热电偶A1和A2中的一个，比如A1，被用来连接探头B的热电偶B1和B2中的一个，例如B1，不管热电偶A1与B1中有哪一个故障，系统都将自动切换至各自的备用热电偶A2及B2上。同理，如加热器A故障，则系统将自动切换至加热器B。如下所述，差分温度指示（8T）将有相同的值及相反的符号。由敏感器的双重化特性所提供的切换或转接能力由此可使我们将故障元件代之以完好的元件，而不需中断连续性监视及发出虚警。再者，由于在线试验中加热器A与加热器B之间的往复切换，使试验工作的有效性提高了。比较其各自的输出的结果，亦即产生了数值相等而符号相反的T读数，系统能确认出敏感器没有由于材料的堆积而被阻塞，以及确认该校验保持有效。
第二个组合式探测器或敏感器的第二个实施例类似地采用了一个基本上为圆柱形的热电偶套管体，它有2个（或4个）等同的部分圆柱体探头，但在每一个探头中仅形成一个简单的膛孔。一个简单个加热器/温度计元件，同时有效地加热并测量探头温度，它们被安置在每个膛孔内。加热器/温度计元件是由镍、铁或其他类似的纯金属制成，其电阻值与温度基本上是线性关系。对于每对相关的探头来说，其中的一个加热器/温度计元件被供以足够的电流以便将其相应的探头加热，而另一个则供以小的多的电流，前者执行加热元件（或探头）的功能，后者则执行基准元件（或探头）的功能。两个加热器/温度计元件可以方便地连接作为一个桥的相应臂，并对之供以一定的成正比关系的电流，跨在基准探头的加热器/温度计元件两端的电压降被相应地乘以相同的比例系数，并将其乘积以相反的方向，用差分放大器与跨在加热元件两端的电压降进行比较。由此而得到的合成差分电压（V）代表了在所选的一对问题之间的差分温度（T）（亦即T＝K（V），此处K为已知常数）。与第一实施例相同，当敏感器探头暴露在蒸汽中时，将保持一个高电平的差分电压;而当该探头被水包围时，差分电压被降低。此实施例有双重化特性，如上所述，为了提高监视/试验运行水平，它允许反复切换。
根据组合式敏感器式检测器的另一个实施例，两个膛孔对称地安置在两个“半圆柱”式探头的每一个中，有四个此类加热器/热电偶元件被放置在各膛孔内。这样提供的两对加热器和基准元件，每一这样的对包括了由两个半圆柱式探头中的一个。最好是各膛孔以对称关系形成在各探头中，而且两组具有对角关系的元件分别连接成两对。因此，本实施例具有一种双重化特点，它提供了上述转换式往复切换的能力，从而提高了监视/试验工作的效能，并在元件故障时使能自动进行校正/替换。
根据组合式敏感器或探测器的另一个实施例，圆柱式热电偶套管被两个小而相互正交的间隙沿相应的正交双平面分裂开，这两个平面最好相互垂直并沿圆柱式热电偶本体的轴线相交连，由此而有效地界限出四个等同的半-圆柱式探头。正如上面所述，这个实施例提供了相同的双重化特点以及相关的替换式反复切换的能力，以对该双重的监视状态的T输出的选择能力而进一步提供了並列而独立的工作能力。将如前所述的四个元件相关组合成两个相应对，从这两对中产生的重复的高温差输出将会提高检测蒸汽中无水份指示的确保程度，同样地，重复的低的温差输出将提高检测出有水存在的状态可靠性。另一方面，从各对中指示出的相互矛盾的无论任何方向的高及低的温差输出都表明敏感器发生或可能发生了故障。
组合式敏感器或探测器，在其进一步复合的结构中，除了提供扩大的及更加多方面适用的功能之外，还在减小体积及伴随地降低制造与安装造价方面提供了附加的利益，甚至更加重要的是，在热工性能及机械温度方面作出了改进。
结合有组合式敏感器在内的仪表与监测系统，其功能行为已如上述的第一系统实施例所述，它简化了内部结构也减少了连接线，这都有助于降低制造、安装及维修的费用。
从下面有关最佳实施例的叙述中可以更加详细地了解本发明，下面用举例並参照附图加以阐述。
图1为本发明的可用在第一个仪表和监测系统实施例的第一个敏感器实施例中分裂的热电偶套管的透视图;
图2为图1的分裂的热电偶套管底平面视图;
图3为图1的分裂的热电偶套管顶视图;
图4为第一实施例中敏感器组件的立剖面图，该剖面取自穿过图1所示分裂的热电偶套管轴线的平面，该图还包括一个电气接线盒及相关的结构;
图5为穿过图4剖线5-5所得切面的一部分顶视图;
图6为示于图4及5断面中接线盒外罩部件的立面图;
图7及图8分别为在第一实施例敏感器所用的加热器及热电偶部件的平面图;
图9为一个仪表和监测系统的方块示意图，该系统采用本发明第一实施例的多个分裂套管型敏感器;
图10为图9的仪表和监测系统中部份为方块图形式的示意图;
图11A，11B，11C为显示及运行人员控制盘的部件平面视图，是根据本发明的第一个仪表和监测系统而作的;
图12A为一个分裂式热电偶套管透视图，基本上与图1相同，但更详细，其中，具有不同于第2、3两个实施例中敏感器的内部构造;
图12B为图12A的敏感器套管的探头部份横剖面图，该剖面取自横穿中心轴线的平面，及说明根据第二个实施例中而制成的敏感器内部构造;
图12C为图12A的敏感器探头部份之剖面图，该剖面取自横过中心轴线的平面，及说明根据第三个实施例而制成的敏感器内部构造;
图13A为根据第四个实施例而制成的热电偶套管的简化透视图，该例中有4个对称的部份圆柱体探头，该4部份是被两个正交平面界限而成;
图13B为图13A热电偶套管的探头的横剖面图，为取自横过后者的中心轴线的平面;
图14为一个电流源及桥电路的简化接线图，该电路用于产生并探测一个差分电压（或电压差），是由加热器/温度计元件所测得的温度差，这些元件是在本发明各不同实施例所示的组合敏感器中成对连接的;
图15为用于阐明温度水平的温度线图，该温度水平的测定以及相应温差之产生都是由根据组合敏感器实施例中加热器/热电偶元件的一个连结对来实现的;
图16是一个阐明整定触发电平依据的曲线图，它区分出图14电路分别代表蒸汽与水的指标的差分电压输出;
图17是根据第二实施例的一个监测系统的连接方块图，它采用了自第二至第四实施例中组合的分裂型多敏感器;以及
图18是图9的仪表和监测系统的部份方块形式的系统图。
图1是一个根据第一实施例制作的分裂式热电偶敏感器管套10的立面图，它适用于根据本发明实现的仪表与监测系统，並且需要同时参照图2及图3的底视与顶视图进行阐述。敏感器管套10最好由不锈钢制成的圆柱形棒制成，或其他机械强度大但热传导能力差的金属也可。它被加工成图中所示的结构並在此加以阐述。棒的一端加工成两个相同的，大体上为半圆柱棒形的敏感器探头12A与12B，它是被一个双侧平面划分开的，该平面标以13，正切在二者之间。探头12A与12B的端部或尖端14A与14B进一步加工成界限出小腔15A与15B，探头12A与12B的相反端即基端由敏感器管套10的支座20整体延伸出来;直径略大于探头12A与12B外围的一个套环18形成在靠近支座20与探头12A及12B的接合处，其目的后述。支座20的节22上车有管路丝扣，这是为了将管套10安装在一个相应的带丝扣的夹持器上，该夹持器则被用一种常见的方式焊入蒸汽管道上。一个环状的固定用凸缘形成在上方的外表面，处于支座20的自由端，带有丝扣的孔洞26与27形成在支座20的环状端面28内，用于下述。
从支座20的上方自由端膛出一个普通的圆柱形膛孔30，该膛孔同轴延伸地贯穿支座20的大部分长度。並终止在32处，与探头12A及12B的底端连接处相邻接。中心膛孔34A与34B以轴线相平行的关系由底壁32延伸分别进入探头12A与12B，伸到与端部14A与14B非常接近的位置为止。膛孔34A及34B通常用来容纳细长的圆柱形加热器元件（未在图1至3中表示），该元件容后述。与膛孔34A及34B对称布置的还分别有腔孔36A1，36A2及36B1，36B2等，它们大致分别延伸到探头12A与12B轴长的三分之二，用于容纳相应的热电偶元件（未在图1至3中表示）。
敏感器本体10的全轴长约150毫米（6英寸），其最大直径约50毫米（2英寸）丝扣部份22相当于一个标准长度约40毫米（1 1/2 英寸）的管螺丝以便于将管套10装入夹持器中，如前所述。两侧分开的平面间隙13将敏感器探头12A及12B分开大约为3毫米（1/8英寸）宽，探头12A及12B的外圆周之直径大约为32毫米（1 1/4 英寸），用于容纳加热器元件的膛孔34a及34B之直径可为0.257英寸而从底壁32所测得的深度为63毫米（2.5英寸）用于容纳热电偶元件的膛孔36A1，36A2及36B1，36B2的直径可为0.136英寸而其深度则为2.00英寸。这些膛孔的每一个进一步扩孔成稍大的直径，且约为6.5毫米（1/4英寸）深，如等同的标号但带撇号的指示，即34A′、34B′、36A′…36B2′。
图4是一个关于敏感器管套10的立面剖面图，取自沿图5中线4-4的剖面，它说明敏感器的整个部件。保护用外壳40在其圆柱形侧壁43上有许多小孔42，通常还有一个底座44，也钻有许多小孔，该底座设在探头12A及12B的圆周，并在其上部，其与敏感器外壳10的支座20的卡圈18的自由端籍溶敷焊道46而紧固在一起。外壳40的主要功能是降低围绕敏感器的分裂探管或探头蒸汽流速而且还允许水进入。一个高的蒸汽流速将会导致加热的敏感器探头，如水一样有效地冷却。于是，若干小孔42被对称地安排在外壳40上，以便当敏感器被置于蒸汽流通路中时只允许最小量或有限量的蒸气流直接与这样限定外壳40内部的敏感器腔室内的敏感器探头相接触。由于许多小孔42相对于探头12A及12B是对称的，不需要围着外壳40的圆柱形侧壁43均匀地布置，而代之以沿与汽流相垂直的方向进行排列，在安装时敏感器必须相对于蒸汽流的方向正确取向。还可将孔钻在外壳的底板上。
延伸的组件50上安装有一个可卸下的电气接线盒60，该盒通到外壳10的上方自由端。组件50包括一个圆柱形套筒51，该套筒下端可抽拉地安置在外壳10的环状凸缘24上，而其上端则被焊在接线盒60的底壁61上，如图中的熔敷焊道52所指出的那样。为了更好地理解对图4的阐述，沿图5的折线4-4取一段剖面。延伸的组件50包括二个伸长的管子53A和53B，安放于其底端如图4所示。在扩孔34A′和34B′中置有加热器元件A及B（未示出），其上端延伸到与接线盒60的底壁61的内表面相齐平的位置。同理，但其直径更小的管子54A1，54A2及54B1，54B2之下端置入到相应的扩孔36A′，36A2′及36B′，36B2′并同样地伸到底壁61的上表面及接线盒处。底壁61包括一个中心孔62以容纳多种管子，如以上所述。
在接线盒60内，小平板63跨置于孔62的上面。螺丝杆64套进敏感器外壳10的螺丝孔26上，并穿过小平板63的孔65，且向上延伸套进螺母66以紧固小平板63，并通过它，将接线盒60及延伸组件50固定到敏感器外壳10上。为了穿过加热器元件上引出之电气联线（未示出），在小平板63上钻有洞66A及66B;同样，为了将4个热电偶置入敏感器外壳10内，在小平板63上相应地钻有洞67A1，67A2及67B1和67B2。图4表示一个所述的热电偶70，通过小平板63置入在被破开的上端。一个经过调准的防闪络环置于围绕着热电偶70的上端，並被啮合在小平板63的下表面上，在那里将热电偶70紧固就位。弹簧型扣环74A与74B通过相应管子53A与53B的侧壁上的切口而被置入，它将加热器元件（在图4及图5中未示出）紧固在相应的管子53A及53B上，端子排80A与80B被螺丝及螺母82A及82B紧固在底板61上;在每个端子排80A及80B上都有足够多的接线螺丝84A与84B以便连接从探头12A及12B的各自热电偶和加热器上所引出的电气连线，-下面了解到每个半探头有6根连线。
同时参考图4、5及6，一个盖板86有4个悬垂的侧边87，它们挡住並盖在基板61的向上卷的侧边61a的外面，並用自攻螺丝88固定住。配合性开口89及66b用于穿过一根电缆（未示）该电缆连至端子排80A及80B的接线螺丝84A及84B上。
图7示明一个在图1至图6中的敏感器所用的加热器元件90，它包括一个普通的圆柱形加热器元件，具有一个螺纹端头部份92，电气连线由其中伸出。参考图4及5，夹件74被安装在螺纹部份92上，用于将加热器元件90紧固住。一个较佳的加热器元件是一个在商业上可用的型式，叫做菲路德-卡垂治（FIREROD CARTRDGE）加热器，由圣路易斯，密斯瑞的互特劳公司（Watlow Company of st.Louis，Missouri）制造，並用编码E1A51作标记;其直径为 1/4 英寸，长度为3英寸，额定电压120伏，额定功率80瓦。
图8为热电偶95的平面图，予期将其用于图1至图6的敏感器中，它有一个基本上伸长的圆柱体和引线96。可采用商品化的热电偶，最好采用俄亥俄洲克利夫兰的马林制造公司（Marlin Manufacturing Company）生产的CA1N-18U-10Rp型热电偶。该构造约255毫米（10英寸）长，如以上图4及5所示，它可相应地装在敏感器外套10和延伸组件50中。
除了构造坚固和制造及安装的价格低廉外，敏感器10的双重化特性提供了重要的运行上的优点，同时由于能在线置换有缺陷及发生故障的元件而简化了维修操作。参照一个系统的图9、10，11A至11C，以及利用上述根据本发明制造的敏感器的相关电路，通过以下的描述可以更容易地理解双重化敏感器的这些优点。
图9是本发明的仪表和监测系统的第一实施例，为了与图1至图8的型式的多个敏感器一起使用而专门设计的。图9中，对分别标以敏感器Ⅰ及敏感器Ⅱ那样的敏感器进行了说明，可认为，多个敏感器是以典型的方式被安置在系统中。由于每个敏感器的结构相同，探头的双重的内部元件则仅针对敏感器Ⅰ予以系统阐述，在图1-8中，元件的数字/字母标志是一致的，敏感器Ⅰ包括两个探头A和B，它们各自又有加热器（HTR）A和加热器（HTR）B，热电偶（TC）A1、A2和热电偶（TC）B1、B2。同样地敏感器Ⅰ的处理机Ⅰ包括一个加热器控制器100和一个热电偶（TC）控制器102，它们分别通过双向总线Ⅰ（HC）和Ⅰ（TC）而连至一个系统控制元件104上。元件104更通过多路此类总线Ⅱ（HC）…及Ⅱ（TC）…连至各自的多个处理机Ⅱ，…和所属敏感器Ⅱ…的相应控制器（HC及TC）上，此外，还通过双向总线106连至中央显示及操作人员控制盘108上。详细说明如下，加热器控制器100，在系统控制元件104的控制之下，可以进行校定，在线试验，（例如连续性检查，短接及接地等），警报指示处理，以及在敏感器Ⅰ的加热器A及B之间进行反复切换等。同样，在系统控制元件104的控制之下，热电偶（TC）控制器102分别为每个热电偶A1及A2以及B1及B2执行相应的功能，例如，在线试验及当元件故障时进行自动切换。
图10为示意的说明图，其中有部份用方块图形式，针对单个的处理机Ⅰ（例如在图9中），它包括一个加热器控制器100和一个TC控制器102，籍该图来说明本发明的仪表和检测系统各部件的细节。如图所示，分别处于控制器100和102中的接口电路118和129分别接口在后者的内部部件与系统控制元件104之间，加热器元件HTRA及HTRB通过一个连续性检查，电流检查和校定元件（“CCCFCC”）110并通过一个切换开关，或反复切换、选择电路（“选择器”）112，直到一个可调电流116。显示元件14包括警报信号灯116及118，它们分别与加热器元件HTRA及HTRB相对应，当相应的加热器元件故障时，它们分别地独立地由相应的部件110的输出而被点亮。所连接的元件110和114，元件112以及可调的直流电流116，如图所示，通过接口电路118与适当总线而连接至系统控制元件104上。
系统控制元件104根据由CCCFCC元件110所决定的状态以及根据对于加热器元件HTRA或HTRB的选择在系统控制元件104使选择器112有效时自动地调节直流电源元件116的输出，以便确保加热器A及B产生相同的热输出。如后所述，元件104在中央显示盘108上也产生一个加热器故障的显示。
图10中所描绘的敏感器包括4个热电偶TCA1，TCA2，TCB1及TCB2;在通常的方式下，对于一个差分温度敏感器，一个探头A的一个热电偶与探头B的相应热电偶连接，而且这两个串连成一对且为互相抵偿或相反方向的关系。热电偶元件TCA1和TCB1连接成第1对而热电偶元件TCA2及TCB2连接成第2对，两对互补，每对内部则如上述那样连成相互抵偿或相反的关系。图10中，这样的两对标以TCP-1及TCP-2。连续性检查元件121在运转中检查每对热电偶的连续性，当其连续性中断则说明所检测元件发生故障，于是向TC故障警报元件120发送输出信号以燃亮分别与故障热电偶对TCP-1或TCP-2相对应的相应警报信号灯120-1或120-2，还要向系统控制元件104输出以在中央显示盘108上产生一项故障显示，如后所述。
选择器元件122被操作到选择两个温度电路TC的124-1及124-2中之一的输出，並将所选定的上述各自的输出T1及T2输送给接口电路129。由温度电路TC的124-1与124-2中所选定的一个产生一个输出电压信号（STEMP），它与所选定的热电偶对测得的温度差（T）成正比。如图所示，接口电路129将元件120，121，122，124-1及124-2与系统控制元件104通过适当的总线与系统控制元件104相连接。在正常监视条件下，元件104还在中央显示元件108上产生一个所选定的温度显示，还可显示故障敏感器及故障加热器/热电偶对，在该显示盘108上自动指示每个敏感器的一种警报状态并加以核实。
图11A，11B及11C表示相应于图9及10中显示与运行人员控制盘108上的各种显示器与控制模块的盘而构成。图11A的读出及控制模块130包括一个数字显示器132，用以指示由一个给定敏感器所即时测得的温度差T（华氏度0F），如后所述，该敏感器是被选定用于显示的。
通过操作员控制开关140可将系统置于自动试验方式下，这可用点亮灯138来显示，或置于选择试验方式可用点亮灯139来显示;在后一种方式下（后将详述）运行人员还可测试多个敏感器中选择的一个。后面还将说明，开关142的短时激励可产生“试验全部敏感器”或“单个敏感器试验”的工作方式。只有运行人员针对一个选定的敏感器发出温度T显示的操作，数字显示器132即能显示。最后所设置的一个“故障敏感器”灯135及一个“故障加热器或TC（热电偶）”灯136发出相应的警报，这些在以后将详细说明。最后，按下开关137可对系统中全部显示灯进行试验。
图11B显示一个抽汽监视器150，一个典型汽轮机系统应用许多此类监视器，因此设了一个这样的小盘152用来确定具体的监视功能以及所连接的敏感器位置。如监视盘150上的接线所示，敏感器被安置在抽汽管和与一台汽轮机相连的加热器内，对应于警报信号灯/开关155、156，157和160的位置。具体地讲，警报灯/开关155与位于一个隔离阀158的汽轮机一侧的一个敏感器相对应;警报灯/开关156与位于隔离阀158及逆止阀159之间的敏感器相对应;警报灯/开关157与位于抽汽管内的低位点的敏感器相对应，而警报灯/开关160则与加热器内的一个敏感器相对应，该敏感器用于检测加热器内出现的高水位状态。一旦水被一个给定的敏感器检测到，则在盘150上的警报灯/开关将自动点亮。
系统可包括若干个不同型式的监视器，因此，如同监视器盘150那样设置了包括有同类警报灯/开关的相应的监视器显示及控制盘，图11C中所显示的是一个水监视器盘170，它有警报灯/开关1001至1004，由此可以理解为与相应的监视器显示及控制盘在一起的发明中包括各种不同类型的监视器，而每种型式也应有足够的数量。为了方便起见，今后将仅参考图12B的抽汽系统监视器盘150，以之作为所有此类盘的典型示例。
敏感器的双重化特点使重大系统的运行能得到更大的监测及检验能力。参考图10中关于敏感器Ⅰ的系统图，其中假定选择器112正常选定加热器HTRA，而选定器122则正常选定包括热电偶TCA1和TCB1的热电偶对TCP-1。在正常的工作方式下（此时没有水围绕着敏感器Ⅰ的双探针A及B），TCA1将被HTRA加热，其所测温度要较TCB1所测得的要高，因此，在所假定的极性或方向下，也就是将两个独立输出综合起来的测量结果，使温度表产生一个正温度。反之，如果选定了互补的加热器B並使之带电，借以替代加热器A，则在这一相同的分析之下，温度表输出将是负温度，也就是，温度差的绝对值相等但符号相反。与上述相同並解释如下，在系统控制元件104的控制下，元件110的校准电路，通过对可调直流电源116的调整，对于分别加到加热器A及B上的电源电压进行控制以便保证在加热器A及B中产生相同的加热器功率，其结果，如敏感器不出故障的话，将会产生相同的温度绝对值T。
系统借助于在加热器A及加热器B之间进行的自动往复切换或单一切换，可进一步利用敏感器双重化的能力。该切换在加热器A故障时用加热器B替代（或反之），从而提供了一个连续的监测功能，並阻止由于加热器故障而发出故障警报。例如，如加热器A故障，元件104将操作选择器112使运行转换至加热器B。
参照图10中TC控制器102，敏感器的双重化特性还对包括热电偶在内的系统提供了一个重要的能力。因此，如果被连续性检查电路121查出TCP-1对儿中的一个或两个热电偶元件发生了故障，则系统控制元件104将引起选择器122自动替换到第二个TCP-2对儿，借以通过TC的温度电路124-2提供输出，并由此而取得温度的数值T。如在图10中所示，如同热电偶TCA1及TCB1的第一个TCP-1对那样，TCP-2对的TCA2及TCB2也以同样方式连接成互补的。因此，根据对加热器元件HTRA及HTRB的互补对TCP不同的选择，将产生同上述的温度T有效符号，可以理解，通过以下的方法就能达到具备较大的故障指示能力的更复合或更完善的组合，方法是：把TCA2与TCB2的方向对调一下，由此TCP-2对与TCP-1对的关系也就被对调。这样一来，例如，当采用一个给定的加热器如HTRA时，假定第一个TCP-1对故障，则系统自动地切换至第二对TCP-2，而敏感器将按另一种方式工作，将产生一个负温度T，亦即，温度差输出数值相同而符号相反。这样就指明是哪个热电偶对故障，从而简化了维修工作。
敏感器的加热器元件与热电偶元件的人工置换（亦即不同于自动替换）可以在线进行，跟踪处理机Ⅰ可在远离中央盘108的地方，指定的鉴定的故障元件进行。于是，如所示，HTR的故障警报显示114及120乃分别包括在加热器控制器100及TC控制器102之中，从可认为：显示器114及120应放在维修人员得看的合适的地方。当一个故障元件被检测出来后，加热器A或B的相应警报灯/开关116或118或热电偶对TCP-1及TCP-2的警报灯/开关120-1或120-2将分别燃亮。
当两个加热器A及B及/或两个热电偶对TCP-1及TCP-2故障，以及敏感器通道失灵，将阻止发出故障警报。此时灯/开关135（图11A）与警报灯/开关二者的协调闪亮将告诉用户本通道已故障并已失灵。为验证一项被检测的警报状态可以进行自动往复切换。具体地讲，当水面升高且包围两个探头A及B时，则正常温度T值将极大地降低至一个警报门槛值，但一般不会是零。因此，警报状态将能自动地得到验证，其方法是反复切换至加热器上并比较相应温度T值。如果数字不相等（但符号相反），则可得出敏感器Ⅰ已故障的结论且降低的T值反应的是一项故障警报。另一方面，经过如此处所描述的验证试验的敏感器故障，可用来提醒运行人员注意系统维修的需要。
根据前述技术背景，由中央显示器显示和运行人员控制盘108控制的这种系统的运行现在将更容易理解。
首先研究一个正常的运行状态，並且是在“自动”或是“选择”测试方式的情况下，运行人员通过将监测盘150上相应的报警灯/开关，例如压下报警灯/开关155以确定该系统中每个敏感器的T值。籍助于该报警灯/开关如155的激励而起动的一个延时电路保持T显示在模块130的显示器132中为一予定的时间间隔，例如为2分钟。该延时电路根据在监测盘150或任何其它监测盘上报警灯/开关如156的进一步激励而复归。
上述这些同类的报警灯/开关是在相应的敏感器检测到一项警告状态的事件中被点亮，同前所述，该系统由开关140选择在自动测试方式下，它在产生该警报指示之前借助于反复切换各加热器对发布警报状态的敏感器通道执行一项自动校验测试，但是，由于其中任一敏感器内的一个加热器失敷，则用作校验的反复起动功能即不起作用，实际上，反复起动功能可以三个不同的方式之一来实现，其一是“自动测试”，其二是手动方式，或是由运行人员操作的测试方式，如下所述。
具体讲，将开关140置于自动方式的位置並籍此而点亮灯/开关138，该系统控制单元104即响应一个已知敏感器检测到的警报状态而执行一项反复切换功能对该敏感器进行校验测试，（如前所述，除非由于在该敏感器通道中有一个加热器失效而拒绝执行反复切换测试，在这样的事件中，将根据专门反应敏感器加热器单独故障发出警报）。在该事件中，产生了大小相同而符号相反的T值（並因此而两者的绝对值都低于报警门限值），並发出警报。如果两个T值的大小相差到大于一予定值，例如3°F，则发出一敏感器故障警报，如上所述，这项报警通过将开关140转换到中线不带电位置或“选择测试方式”（139）而被消除。在本系统的最佳实施例中，在自动测试方式中，反复切换测试只用于“指出报警的各敏感器检测通道”，以为根据这项基本规定进行校验;此外，该反复切换测试只在自动测试方式中响应一项警报指示执行一个周期。此外，根据开关140从不带电的中性位置或“选择测试方式”之一返回到“自动测试方式”正在指示一项警报的任一通道将在该警报再发送之前承担反复切换测试。
反复切换测试的第二种方式是可以由运行人员选择的方式，先将开关140置于“选择测试方式”的位置（籍此而点亮灯/开关139），然后同时地瞬时将开关142压下到“单个敏感器测试”位置（143）和压下所期望通道的报警灯/开关，例如监测盘150上的报警灯/开关155，然后，该反复切换敏感器用的T即被显示在监测器130的盘132上。如前所述，延时电路将此显示保持2分钟，或保持到另一开关激励出一项显示为止。
关于第三种方式的反复切换测试，它同时对全部通道执行任务，借助于将开关140置于139位置，並短时地将开关142压到“测试全部敏感器”位置（点亮灯/开关144），这样将全部敏感器由加热器A转换到加热器B（或相反地，在相反起始取向的事件中由B转换到A）。在经过2分钟后，运行人员手动地将这些报警灯/开关（例如在监测盘150上的155、156、157……）逐个顺序地压下到在模块130的显示盘132上产生相应顺序的T显示，将为这些顺序的敏感器通道用的合成的T显示与全部加热器被转换之前记录的这些同样的通道的T值相比较。
在这些手动测试方式的每一方式中，运行人员可以确定一项实际的报警状态的存在，也即，各T显示为绝对相同值（但符号相反），该值低于一予定的门限值，或属于不良敏感器发出的值，也即对各被反复切换位置具有不同数值的T显示。
对这些手动方式的反复切换起动测试也设有其它各种可操作的校验，例如前面指出的，在一个已知敏感器（如敏感器Ⅰ）的一个加热器已失效的事件中，在任一手动测试方式中，反复切换被禁止，並且观察到T中无变化，这就证明有传感器带有单独失效的加热器，具体失效的加热器和热电偶对的失效可分别被显示器114和120上的灯/开关识别出来。
一个失效的敏感器可以由失效的敏感器灯/开关135的熄灭的和为该敏感器通道用的相应的报警灯/开关（例如控制盘150的报警灯/开关155）的熄灭两者识别出来。失效敏感器的指示可由单元104产生，是由于下述任一项造成的，即（1）一已知敏感器的两个热电偶对TCP-1和TCP-2中的连续损耗，被单元121检测出;（2）一个已知敏感器的两个加热器元件A和B都失效，被单元110检测出;以及（3）一个敏感器在通过“自动方式”中的反复切换测试中失效，如前所述。
最后，在模块130上的按钮137被压到测试中央显示和运行人员控制盘108（图10）上的所有的灯和灯/开关，同时也就包括测试各模块如130、152、170（图11A-11C）上的指定的指示器、各报警灯和灯/开关。
图12A为一分裂式热电偶套管的透视图，表示了第二和第三敏感器实施例的外部构形，后者在其相应的内部结构方面是不同的，下面将叙述，敏感器210的外部构形基本上同于图1的外套10，不过，因为其所述的整体特性基本上可以尺寸较小，因此所需的加热功率可以降低，此外，由于组合的特性故也减少了加热和敏感元件的数量，从而节省了材料，降低了电子电路的复杂性，降低了制造和安装的成本。例如图1的敏感器外套可做成螺纹尺寸为1-1.5英寸的螺纹管使用，而敏感器外套210则可构成为1英寸螺纹尺寸的螺纹管设备之用。
与图1的外套10相同，图12的外套210包括基本上为半圆柱形的探头212A和212B，它们被相对于外套210轴线对称的侧平面所界限的一个间隙213分开。与图1者相同的该外套210包括一个支柱部分220，在其上形成有一管状螺纹222或其它不同装置，用于将该外套210通过一适当的轴套而装在一根管子或其它压力容器中。该支柱220再被膛孔而界限出在其中的大体为圆柱形的小室（图12A中未示出），基本上相应于图1外套10中的带底板32的小室30。
图12B为取自垂直于外套210的轴线穿过探头212A和212B的横剖面图，说明设在相应的探头212A和212B内各自的中央並相互对称的腔孔224A和224B，它们以平行于轴线的关系延伸到临近各自探头的自由端214A和214B的位置，按照本发明的自这个实施例，一个向外露出和外部尺寸基本上等同于图8的加热器元件95的一个组合的加热器/温度计元件被容纳在每个膛孔224A和224B中;对图1的敏感器10来讲，后者相应地可为：直径6.5毫米（0.257英寸），深度63.5毫米（2.5）英寸），这样的加热器元件设在图12B中表明，但它们的位置在靠近各自膛孔224A和224B处以括号中式子H/TA和H/TB指定。
元件H/TA和H/TB包括镍、铁或其它类同的纯金属构成的加热器元件，该金属呈现的电阻与温度关系基本上为直线的或依赖关系。如下面参照图14到16所解释的，例如这些元件之一H/TA，被供给一足够大的电流即产生一个加热器的作用，並同时作为一个温度计，且因此而作为被加热的元件;另一元件，在本例中即H/TB，引入一低得多的电流，以致提供的为可以忽略其加热器的效应，而起一个温度计的作用，因此可作为基准元件，对本例相应地为，探头212A是被加热的探头，而探头212B为基准探头，从本发明第一个实施例的描述可知，蒸汽或水的不同出现将在给定的敏感器元件对的输出方面分别造成高和低的温度差，如后面所述。
图12C为取自横切于外套210的轴线通过探头212A和212B的横剖面图，但其中外套210的内部结构已改变成按本发明第三实施例构成的，以致包括有4个等同的膛孔，膛孔224A1和224A2被布置在探头212A′中，而膛孔224B1和224B2则被布置在探头212B′中，每个膛孔的尺寸相同，如上所述，並对称地分开且与各自探头212A′和212B′的侧壁具有相等的距离关系，4个加热器/温度计H/T（元件A1、A2、B1和B2）被装在相应的指定膛孔中，图12C的实施例提供了对图1到图8公开的本发明第一实施例中敏感器10完全加倍的能力，並因此可按照容纳H/T元件的组合加热器/温度计特性的要求对此加以修改而能代替地应用于上述涉及图9-11C所公开的讨论的系统中，利用图12C（以及下面描述的第四实施例）的组合敏感器专门设计的一个系统进一步公开在图17到18，並在下面讨论。
图13A为第四实施例的敏感器外套310的透视图，基本上相应于图12A的外套210，不过具有4个部分圆柱（即4个对称的基本为1/4圆柱）探头312A1到312B2，它们被相互垂直相关的並与外套310的轴线对称而交叉的侧平面所界限的十字间隙313-1和313-2所分开，由图13B的横剖面可见（並采用图12C中相同的术语），膛孔324A1和324A2分别形成在探头312A1和312A2中，而膛孔324B1和324B2分别形成在探头312B1和312B2中，各加热器/温度计元件被置于各自相应的膛孔中，应用外套310的敏感器可以工作于相互的对角线的关系组成加热器/温度器元件对儿（即H/TA1和H/TB1对儿，H/TA2和H/TB2对儿），作为两组完全独立的差分温度敏感器。
图12A到13B的敏感器还设有一个电气接线盒和相关构件，基本上与第一实施例公开的相同，不过，由于减少了电气元件数目並因此而减少了所需的相关电路连接，因而简化了结构。
图14为一电路的简化接线图，用于激励和热器/温度计（H/T）元件A和B相关对儿中所选出的一个，同时也用于从各电压输出导出检测的代表差分温度的差分电压;同时说明单对儿的相关元件H/TA和H/TB，诸如应用于外套210中，这时内部结构为图11B，同时可理解为，在图12C和13B的每一结构中，每一对角线相关的H/T元件对儿也为相似连接。此外，对于这样的电路接线和运行典型地每一次选择图12C的结构中单一选择相关的H/T对儿，两个图13B结构的对儿可以连接成同时进行控制运行所需的各种电路。
现参照图15和16讨论图14的电路运行，在图14中，恒定电流97′和94′分别提供电流Io和Io÷50，它们分别连接到桥电路的第一和第二臂上，並分别与相应元件H/TA和H/TB串联，这两个臂在竖向相关（第一组对角线相对连接）的方面是並联连接，因此在这些连接之间的外部电路即载有电流51/50Io，在水平线上的电压输出Va和Vb（第二组对角线连接）提供到差分放大器98′的输入，首先电压Vb被电路94″乘以比例因数（“X50”），该比例因数是电源97′和94′通过两个臂提供的电流差值的倒数，以便能使电压输出Va和Vb相比较，因此，电路94″即产生输出50Vb而提供到差分放大器98′的输入端。差分放大器98′的差分电压输出V＝Va-50Vb，此即代表被元件H/TA和H/TB所检测的温度之间的温度差，也即T＝K（V）。差分放大器98′的V输出被加到一个触发器和报警电路99上，它的输出即指示被检测的状态为蒸汽（正常）成水（警报）而且可为各自的实际T值。
由于电路94′和94″的互补作用，加热器元件H/TB的温度检测功能等价于元件H/TA者，然而H/TA附加地作用如同被加热元件：基本上得加热（即极微地加热）的H/TB即被作为基准元件。
对组合敏感器210和310的一个H/T元件对儿的热力作用可用下述的温度及差分温度的定义来解释：
T（H2O）：管道或容器中蒸汽或水的温度，
T（IWDI-蒸汽）：探头212A和212B的外表面与蒸汽之
间的温度降，通常为60°F。
T（IWDI-水）：探头212A和212B的外表面与水之间的温度降，通常为0°F，
T（金属）：围绕加热探头（212A）的膛孔（如224A）周围穿过金属的温度降，较小並假定为零值，
T（IWDI-H/T）：在探头212A中膛孔224A的内表面和加热元件H/TA之间穿过（空气）间隙的温度降。
在蒸汽和水中H/TA和H/TB（Ta和Tb）检测的温度方面各自的变化说明在图15中，示于图14的差分放大器98′减去T（水），该T（水）对H/TA和H/TB是共用的。T（IWDI-H/T）只决定于H/TA当膛孔H/T间隙＜10密耳时的功率损耗，由于供给H/TA的功率电平（即电流Io）和供给H/TB的功率电平（即电流I÷50）基本上被各电源97′和94′保持为常数，所以T（IWDI-H/T）几乎也为常数。
于是蒸汽中H/TA的温度：
TA＝T（水）+T（IWDI-蒸汽）+T（IWDT-H/T）… …（1）
在水中，TA降到：
TA＝T（水）+T（IWDI-H/T） …（2）
H/TB的温度保持为：
TB＝T（水） …（3）
在蒸汽和水中，差温即为，在蒸汽中：
T＝Ta-Tb＝K（Va-50Vb）＝T（IWDI-蒸汽）+T（IWDI-H/T） …（4）
在水中：
T＝T（IWDI-H/T） …（5）
这即表示出T的变化，典型地，在蒸汽中为T＝80°F，在水中为T＝20°F。
图16为指示上述的温度图，在蒸汽情况下80°F，在水的情况下20°F出现並被控制到的温度差的典型值，並用图解说明这种典型的各自温度差中的变化为60°F，图16进一步说明T＝35°F的起动电平值，比起在各蒸汽和水的温度差值之间的温度范围有某些下降，用于提供一个有水出现的确定的报警状态，如图14所实现的，触发器和报警电路99可以利用相当于T＝35°F的电压门槛作为触发电平，以用其输出自动反映出是蒸汽（正常）状态指示仰或水（报警）状态指示。
图13A和13B的敏感器310具有与图12C和图1-8的方案同样的作用能力，因此可以用作如图1-8相关叙述的完全双重的敏感器。实际上，因为敏感器310附加具有作用如两个独立的温度差分敏感器的能力，这可由两个独立的H/T元件对儿的各自温差指示的逻辑组合来提供一个“选择”功能，它作用为状态检测，因此提供了一个自校验的能力。简言之，对4个H/T元件单独地选择这些目标A1、A2、B1和B2：
A1-B1对儿 A2-B2对儿 对被检测状态的指示
高T 高T 正常
高T 低T 故障
低T 高T 故障
低T 低T 报警
须知图12C和13B的各实施例当其中的每一相关的H/T对儿被选到运行中时，其运行情况可同样地完全用前述的方程式（1）到（5）解释，可带有少数条件，即在定义中指定的某些典型的温度降可以有某些变化，特别是对于图13B的结构，由于单个探头的质量和壁厚的减少，又假设与外套210相比，除了尺寸和材料方面以外，在外套310中其他都是与之相同而形成的。
一个控制系统和相关的部件，诸如一个显示器和利用第二到第四实施例中的整体双分裂探头的敏感器，各种不同情况示于图17和18。如前所述，图12B的实施例具有反复切换的双重能力，而图12C的实施例具有双重能力和冗余部分，允许自动地代换各元件，以及可作用如图1到8的第一实施例相同的功能。另一方面，图13A和13B的实施例还提供了进一步的能力，因为它能主要地作用如两个独立的差分温度敏感器或检测器。首先参照图17，多个组合敏感器1、2、…48分别连接到敏感器控制单元400的相应号数的通道401，每路通道401顺次连接到一个系统控制单元402和一个显示与运行人员控制盘404。该敏感器控制单元400的每个通道单元最好包括分别指定一失效的H/TA1-B1对儿和一失效的H/TA2-B2对儿的状态的报警灯/开关401和403，安装这样识别失效的对儿设备以便简化维修工作，如果一已知敏感器的两对H/T都已失效，则该通道即因此变为无能，並较早地显示在盘404上。
该显示和运行控制盘404包括许多模块在其上面，它们基本上等同于图11A到11C中的模块130、152和170，主要的例外是，用于各组合敏感器的图11A的该出控制模块130具有一个仅指示“失效的H/T元件”，它代替用灯/开关136指定的“失效加热器或TC”。须知，在这个关系上，由于第三和第四实施例的组合敏感器重复第一实施例的差分温度检测功能，所有后者的运行功能都可同样地用大体相同的手动和/或自动控制来执行，全如前述，图17的系统控制单元402插在盘404和敏感器控制单元400的各个通道的H/T对儿的有效选择之间，或是自动地或是响应于运行人员选择手动操作地向显示和运行人员控制盘404输入，如前对图9、10和11A-11C的监测系统所述。
图18说明单个敏感器控制通道410的控制电路，例如图17的敏感器控制器单元400的1号通道。考虑到该组合敏感器的双重性质，一个单个这样的通道控制器410包括两个等同的属通道，如图18所描绘的並等同于目标H/T对儿A1-B1通道410-1和H/T对儿A2-B2属通道410-2。因为属通道410-1和410-2是等同的，故只详细地示出A1-B1属通道。该敏感器通道控制器410在两个附属的属通道410-1及410-2之间进行选择，並控制它们的工作並且直接和图18的系统控制单元402以所描述的方式接口。
电流选择开关412在通道控制器410的控制下有选择地将Io电流源414和Io÷50电流源416通过导线418和420接通到H/T元件A1和B1上。H/T温度选择开关422通过信号线424和426从H/TA1和H/TB1接收到该电压电平信号，並在敏感器通道控制器410的控制下通过线路418和420传来的相应信号按照所描述的方式对上述电压信号进行处理。
具体讲，当在线路418上的该控制信号是高位（418′为低位）时，H/T元件对儿A1-B1被选择到运行，而H/T元件对儿A2-B2处于备用，相反，当线路418′为高位，而线路418为低位时，H/T元件对儿A2-B2（即属通道410-2）被选择到运行;然后，在线路420上的高位信号造成由电源414提供电流Io给H/T元件A1，以及从电源416提供电流Io÷50到H/T元件B1。如果在线路420上的信号为低位，则形成与上述相反的连接。因此，通道控制器410能够有选择地反复切换地接入H/T元件对儿A1-B1（当418在高位时），选择其中的哪个元件作为加热的元件和哪个作为基准元件，在线路420′上的信号对属通道410-2的H/TA2-B2执行同类的任务。通常，敏感器通道控制器410将正常地选择一套给定的元件对儿，例如线路420为高位时的H/TA1-B1，线路418为高位时载有Io的元件A1，並且将响应于从系统控制单元402（图18）沿输入线471和474的一项输入而反复切换到相反的选择，也即接到载有IO（加热）的H/TB1或被激励的H/TA2-B2。当在线路418′和420′为高位（418和420为低位）时，开关412即从电源416′将电流IO÷50提供到H/T的两个元件A2和B2。
假定H/T元件对儿A1-B1因线路418上为高位信号而被选定。並且元件A1载有电流IO（线路420也是高位），则温度选择开关422分别将通过线路424和426接收的H/T元件对儿A1-B1的较高和较低的电压输出分别送到输出线路428和430上，这些输出由乘法电路432和434进行处理，乘法器可以是分别具有乘法因数“X1”（即“乘1”）和“X50”（即“乘50”）的运算放大器，如图所示。线路436和438上的各自输出被这样地作成相应的大小以用于由差分放大器440进行差分比较，各H/T元件的A1和B1所检测的任何温度差例外，这些电路运行于与前述图14中所述的参考号相对应，即乘法电路434和差分放大器440分别对应于图14中的元件94″和98′。温度选择开关422自然根据它们的选择为基准和加热元件而引导H/TA1、B1的输出。例如，如果线路420为低位，在线路426上的H/TB1的电压输出大于线路424上的，因此开关422即将前者引至输出线428上，而将后者引至输出线430。因此，放大器434永远接收该基准探头（由提供IO÷50电流到该基准探头的H/T元件所给定）的元件的输出电压。
差分放大器440的结果输出是代表被H/T元件对儿A1、B1检测的各温度的温度差T的、信号，这里T＝KV，T输出进一步通过线路440传到开关442，该开关442是由敏感器通道控制器410通过控制线444操作到有选择地将相应的属通道410-1或410-2的输出接通，选定哪一个被操作投入运行，则即将哪个通过接到控制器410的474输入线而接到通道输出线446，並籍此将该线上的T信号按照图17而传送到系统控制单元402和显示与运行人员控制盘404。
敏感器通道控制器410同时地对运行通道和籍此而产生的T输出状态执行一项检错和验证功能，並监测和验证附属于它的所有4个H/T元件、组合敏感器以及相关的支持电路的运行状态。
检错和通道运行性能的验证工作采用两种属通道的H/T元件对儿的工作和备用两种状态中的电压电平的正常范围，首先考虑误差的最典型原因，即电线断了或加热器元件烧掉和失效，以及如从图14的系统中看得到的，主要是造成开路状态。由于恒定电流源97′和94′的特性，该相应的桥路输出电压Va或Vb，相应于各H/T元件和/或其支持电路，现在是处于开路状态，电压驱向于电流源97′和94′的所谓的“干线电压”，也即电流源为保持恒流状态而提升到的最高电压，参照图14，该干线电压，例如在接收IO的支路中Va输出可达到150伏，对接受IO÷50的臂Vb输出可达到12伏。另一方面，正常工作电压范围，对Va来说为50到125伏，对Vb为1到2.5伏。相反地，H/T元件之一或两者的短路将使输出Va和Vb为零（0）电压。因此，输出电压Va的工作范围可以界限在从较低限门槛电压25伏延伸到较高限门槛电压125伏。同理，对输出电压Vb，工作范围可界限在低限门槛电压约0.5伏和上限门槛电压2.5伏的范围中。但是前面讲过，低电压输出电压Vb被图18中的（×50）电路434和462相对于Va电压进行了规范化，因此，在图18中提供给比较器电路450和452的基准电压VREF1和VREF2两者分别界限出25伏和125伏的下限和上限电压，即对各H/T元件A1和B1的电压输出作为相关的工作范围的基准。
首先研究一下H/T元件对儿A1-B1处于运行时的状态，然后在线路420上的信号是高位，以致元件A1收到高位电流IO，温度选择开关422除了在线路428上提供元件A1的电压输出之外，还沿线路464向比较器450提供同一电压输出。元件B1的低电平输出（以I÷50电流提供的）先是通过线路430加到乘法器434，然后，被乘过的输出通过线路439加到比较器452上。线路464和439上的电压都应当是在VREF1和VREF2所建立的电压范围内（即25到125伏），若有一个不如此，则相应的比较器450或450即产生一个检错信号送到相关的输出451和453上。“或门”454将任一这样的错误输出通过线路458而送到控制器410，当元件A1和B1被反复切换时，为相应的输出用的相反的电路通道随之接入，具有同样结果。
在线路418上的信号为低位的情况下，元件对儿A1-B1不被选中，並因此而处于备用状态，两元件A1-B1是由开关412从电源416提供电流IO÷50，因此各电压输出也为同一个低位。在这种状态下，开关422将线路424上的输出电压转送到线路428和将线路426上的转送到线路430。温度选择开关422在此瞬间选择输入460，它通过线路437和（×50）乘法器电路462接收线路436上的信号，並沿线路464提供该乘过的信号到比较器450以外对该基准VREF1进行比较，从开关422输出在线路430上的电压在其正常数值范围内相应于基准探头（当元件对儿H/TA1-B1被选定时）的未被加热的元件电压：因此，如前所述，输出信号被（×50）电路434乘，然后通过线路435加到比较器452。因此，下限和上限门槛电压和在其间的范围（由VREF1和VREF2提供）同样地能够应用于确定在备用状态中的H/T元件A1和B1的运行。
显然，运行的H/T元件A1和B1及其支持电路，例如电源414和416、开关412和422等这类任何失效，对于无论元件对儿A1-B1被选定运行或处于备用以及相应地对元件对儿A2-B2…都将导致一个错误信号送到线路458上。敏感器通道控制器410将此相应的错误信号通过输出端470送到系统控制单元402（图17）以便指示给定的属通道的H/T对儿的失效，例如作为元件对儿H/TA1-B1的属通道410-1和作为元件对H/TA2-B2的属通道410-2。同理，通过输出线472传输一项错误信号指示全部敏感器通道失败，在该事件中，给定通道的两个属通道也都失效。敏感器通道控制器410进一步或从内部根据检测到的一个属通道中一组元件对儿的失效，或是响应于对接通H/T元件对儿的一项检测信号（自系统控制单元通过线路474传来）的请求而接通到另一个现在处于备用中的属通道上。当然，当两个属通道都处于故障状态时，就需要运行人员介入了。
如前所述，属通道410-2实际上等同于属通道410-1，因此而承担着相同的工作和通过相应信号线路的信号联系因为在图18中它们是相同取向的，除了尾参考号不同以外大号也是等同的。检错功能在这两个属通道410-1和410-2之间采取连续地执行。
显然，图20的系统对相关的属通道410-1和410-2以及H/T元件对儿也如图9-12C系统中的监测系统相同，提供了同样的状态指示信号，並因此完全工作于和上述相同的自动和运行人员控制的方式下。不过，组合敏感器提供了比前述系统更为简化的内部连接和信号处理，提高了可靠性，降低了安装、维护和运行的造价，而且也提供了同样的灵活和可靠的监测和校验的功能。
总之，本发明的监测系统提供了一个报警状态的显示，首先是用于正常选定的敏感器和有源元件对儿，除易于被利用互补的第二加热器元件进行反复切换测试的自动校验者以外;在执行连续的在线测试的同时，进行利用发送的适当失效指示自动检测元件的失效，以及自动地代换这些互补的元件，如此则所有敏感器的位置处都能经常地监测和诊断，並且以较快的条件提供指示，同时还进一步消除由于其它部件失效所引起的故障警报。此外，提供了自动並连续在线测试，以及运行人员控制的选择测试的方式，重要还在于该系统的这些能力是双重特性的，以及本发明敏感器具有反复切换的能力，除了由于其坚固的结构而保证了长的寿命外，敏感器具有在线代换失效的加热器和敏感器元件的能力，互补元件的自动替换使双重化和备用的敏感器保持着完整的功能。对本发明的敏感器和代表系统，本领域技术人员显然不难做出数值上的改动和修正，因此拟用下述的权利要求覆盖所有这样的改动和修正。
Claims (22)
1、一个检测仪表系统，用于监测一个含有蒸汽和变化水位的水的压力容器内的流体状态，包括：
至少一个双向的差分敏感器、(a)，它包括至少两个实质上等同的测温探头(12A、12B)相互成为一对儿並在应用中设置在与压力容器内包含的流体相联系，以及两个探头包含有互补组成的加热器(HTR∶A.B)和温度敏感元件(C)(TC∶A、A2)，每个这样的互补组成附带有一给定成对儿相关的探头(b)並且可选择地投入运行，当受激励时加热给定对儿的一个探头，籍此而确定该对儿中加热的和基准的探头关系，並检测该给定对儿的相互关联的加热和基准探头的温度，从而产生具有温度差(d)在其间的相应的被检测的输出，该温度差分别出现较高值和较低值，反应于该敏感器(a)中那对儿相关的加热和基准探头改变地曝露到该压力客器内蒸汽和水的状态，其特征为，至少两个等同的测温探头彼此隔热，以及特点在于：
选择激励的装置(e)，用于有选择地激励一个从给定敏感器的加热器和测温元件的互补组成中选出的一个加热器元件；
确定装置(f1)，用于确定指定的一个互补组成中所检测到的各温度输出之间的温度差值，並产生一相应的检测出的温度差输出；以及
控制装置(g)，在正常监测方式下运行于选择两个互补组之一作为运行组，並且保持这两个互补组的另一个作为备用状态，该控制装置控制该选择激励装置激励该选定的一组，並且控制该确定装置确定在所选定组的各检测温度输出之间的温度差和产生一相应的检测的温度差输出。
2、如权利要求1所述的一个系统，还包括：
装置（h），用于确定给定敏感器的互补组中任一温度检测和加热器元件（C）的无能力运行状况，並产生一项相应于此不能运行元件的输出;
控制装置（g）响应于在正常监测方式下确定装置（h）确定的一个无能运行的元件的输出，並对应于所选择的运行的那组而处于备用状态中互补组的另一个作为运行组，以及控制该选择激励装置（e）去激励，並用于控制确定装置确定在这样选出的另一组的检测温度输出之间的温度差。
3、如权利要求2的一个系统，还包括：
敏感器显示装置（i），响应于一个不能运行的元件输出，用于产生指示该无能运行元件的显示。
4、如权利要求1的一个系统，还包括：
装置（j），用于确定该确定装置的检测温度差输出相对较高值和较低值中间的一个基准温度差值，该确定装置的输出的较高较低值是响应于给定的互补组的检测温度输出产生的，並且分别对应于相关的该敏感器探头曝露在该压力容器内蒸汽和水中的情况;以及
装置（K），用于将响应于一个选定运行组检测的温度输出而产生的该确定装置的检测温度差输出的数值与该基准温度差值作比较，並在该检测的温度差输出小于基准的温度差值时产生一项报警输出。
5、如权利要求4的一个系统，其中：
该控制装置（g）工作于验证的方式中，响应于该比较装置的报警输出，而选择处于备用状态的另一互补组的元件，並用于控制该激励装置的激励，以及控制该确定装置去确定在另外的这样选择的互补组的各检测温度输出之间的温度差，並产生一相应的检测温度差输出。
6、如权利要求5的一个系统，还包括：
装置（l），用于比较在监测方式中对一个给定的敏感器产生的该确定装置的检测温度差输出，以及另外在验证方式中结果输出报警去证实该警报状况。
7、如权利要求6的一个系统，还包括：
装置（m），响应于一个报警输出而产生一项报警指示显示。
8、如权利要求1的一个系统，其中：
装置（h），用于确定给定敏感器的互补组中任一温度检测和加热器元件无能运行，並产生相应的无能运行元件输出;以及其中：
该控制装置是可选择地运行，在正常监测的在线测试期间，用于改变地选择另一个处于备用状态的互补组作为运行组，並且用于控制该选择激励装置的激励，和控制该确定装置对应地确定在这样地改选的另一互补组的各检测温度输出之间的温度差。
9、如权利要求8的一个系统，还包括：
多个差分温度敏感器和分别附属的激励装置和确定装置;
该控制装置包括系统控制装置，分别附属于多个敏感器的多个敏感器控制装置;以及
该系统控制装置控制多个敏感器控制装置去执行与各敏感器分别相关的在线测试。
10、如权利要求9的一个系统，还包括：
比较装置，用于比较在正常监测方式期间和在在线测试期间分别产生的温度差输出，籍助于多个确定装置的每一个去测试各相应敏感器的运行能力。
11、如权利要求10的一个系统，还包括：
蒸汽显示装置（n），用于在正常监测方式和在在线测试期间为多个敏感器的每一个显示与各个敏感器的识别相关的多个确定装置中每个相关的温度差输出。
12、如权利要求11的一个系统，其中：
系统显示装置（n）仅为一选定的单个敏感器的温度差输出进行显示（o）;以及
在每种监测方式和在线测试中，该系统控制装置逐个连续地选择多个敏感器控制装置和相应的各自附属的多个敏感器和多个确定装置，並且提供从那里发出的相应的差分温度输出，该输出相应于在该监测方式下敏感器的选定的组和在线测试中每敏感器的互补组的並被提供到系统显示装置，以便相应地逐个连续的並与所选定敏感器的识别一起进行显示。
13、如权利要求11的一个系统，其中该系统显示装置还包括：
多个报警指示显示装置，分别对应于多个敏感器，每一这样相对应的报警指示敏感器显示装置提供出一项与个别敏感器相关的警报状态的指示。
14、如权利要求13的一个系统，还包括：
附属于每个敏感器的装置，用于确定各互补组中温度检测和加热元件中任一个无能运行能力，並产生相应的无能运行元件输出：
多个敏感器控制装置之一可操作到响应于涉及到与一个选定的运行组相应的确定装置的一个不运行元件输出，产生一项不运行组输出，以及响应接收用于两个互补组的确定装置的一个不工作元件输出，产生一项失效的敏感器输出：
该系统控制装置将该失效的组和多个敏感器控制装置的失效敏感器输出与相应的敏感器的识别一起提供到该系统显示装置;以及
该系统显示装置还包括分开显示装置，用于响应于分别收到的失效敏感器输出，而分开地显示失效组和与相应的敏感器识别一起的失效敏感器指示。
15、如权利要求9的一个系统，还包括：
运行人员控制装置，用于有选择地控制该系统控制装置执行可选择地在线测试多个敏感器。
16、如权利要求1的一个系统，其中：
每个互补组包括一个独立的加热器元件和两个温度检测元件：
探头对儿的每一个具有设在其中的一个独立加热器元件和两个温度检测元件，后者定位成对加热器元件为对称的关系，一个探头的加热器元件和温度检测元件之一以及另一个相关探头中两个温度检测元件中指定的一个被联合作为第一互补组，並且该相关对儿探头的另一个中的独立加热器元件和该相关对儿探头的剩余的温度检测元件即作为第二互补组。
17、如权利要求1的一个系统，其中：
每一互补组包括有一对儿组合的加热器/温度检测元件：
一个敏感器的相关探头对的每一个具有一对组合的加热器/温度检测元件在其中，每个这样组合的元件具有实质上与温度线性相关的电阻值，並可工作如一个测温元件用于产生一项检测的温度输出，並且当被激励时，可选择地工作于如一个加热器元件的作用可加热所属的探头，一对相关探头之一的每个这样组合的加热器/温度检测元件被与相关探头对儿的另一个组合的加热器/温度检测元件之一联合而为一给定敏感器的给定对儿的相关探头确定出第一和第二组合的加热器/温度检测元件的互补组;
在正常监测方式中，该控制装置选择组合的加热器/温度检测器的第一互补组投入运行，此时第二互补组处于备用状态，以及控制该激励装置去激励被选定组的组合加热器/温度检测元件中给定的一个元件，该元件与一给定敏感器的给定对儿相关探头中予定的一个探头相关联。
18、如权利要求17的一个系统，还包括：
确定装置、用于确定一个给定敏感器的互补组中任一温度检测和加热器元件的运行失效，並产生相应的运行失效元件输出：以及
控制装置在正常监测方式下对所选定的组和选择另一处于备用状态下的那组反应该确定装置的一个无能运行元件输出，以及控制该激励装置去激励这样选定的与该相关探头对的另一个有关联的另一组中组合的加热器/温度测量元件。
19、如权利要求17的一个系统，其中的激励装置包括：
一个桥电路，它具有在第一和第二结点之间並联连接的第一和第二臂;
第一和第二恒定电流源与一互补组的相关的第一和第二加热器/温度检测元件串联连接，由此而处在相关的第一和第二臂中，在相关的第一和第二臂中的该串联连接确定出第三和第四结点;
该第一恒定电流源提供电流给第一臂中的第一元件，提供的第一电平足能激励该元件成为一加热器元件;
该第二恒定电流源连接到第二臂提供第二电平电流给该第二元件，相对于第一电平电流按一予定的比例因数而减低，以致该第二加热器/温度检测元件仅被流过的第二电平电流轻微的加热;
一个差分放大器具有第一和第二输入和一个输出;
连接装置，用于连接该桥网络的串联结点到该差分放大器的第一和第二输入上，以及用于按照流过相关的第一和第二加热器/温度检测元件的第一和第二电平电流，有效地用该比例因数的倒数将在第三和第四结点上相关的电压输出标准化;以及
该差分放大器产生一检测的温度差代表在该互补组的组合加热器/温度检测元件的各相关的检测温度输出之间的温度差。
20、如权利要求17的一个系统，其中该激励装置包括：
装置，用于对一给定的互补组第一和第二组合的加热器/温度检测元件分别提供由一已知的比例因数而划分成的高和低不同电平的恒定电流，借此而产生相应的高和低电平的电压输出代表相应的被测的温度输出，高电平电流使该第一组合的加热器/温度检测元件产生足够大的热量从而作用如一个加热器，並且其相应的探头即作用如一个加热的探头，以及该低电平电流使第二组合的加热器/温度检测元件产生可被忽略的热，並且其所属的探头作用如一个基准探头。
21、如权利要求20的一个系统，其中的确定装置还包括：
装置，用于改变该第一和第二组合的加热器/温度检测元件各电压输出的相对电平，是在确定各检测的温度输出之间温度差的过程中借助于该已知的比例因数的倒数实现的，以及产生相应的检测温度差输出。
22、如权利要求21的一个系统，其中的确定装包括：
装置，用于提供一连续的基准电压值范围，它对应于一个运行的组合加热器/温度检测元件的检测温度输出电压值的范围;以及
装置，用于将每一组合加热器/温度检测元件检测的温度输出电压与该连续基准电压值的范围进行比较，以及当检测的温度输出电压在该连续的基准电压范围以外时产生一无能运行的元件输出。
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