CN106465476A - 带有前面和中间菊花链功率注入、屏蔽、和防水特征的流线型加热器组件 - Google Patents
带有前面和中间菊花链功率注入、屏蔽、和防水特征的流线型加热器组件 Download PDFInfo
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Abstract
加热器模块(12)被配置用于流线型菊花链连接，包括前端和中间菊花链功率注入装置(14)，防水加热器组件(20，32，34)，和屏蔽件(210)。功率注入装置(14)被配置有连接性，用于将功率注入位于前面和中间菊花链位置的加热器模块(12)内，同时使得数据通信能够在被定位于该功率注入位置的相反两侧上的加热器模块(12)之间实现。
Description
发明领域
本发明涉及加热器，包括带有用于加热管、阀、和其它管道系统部件的多个加热器模块的加热器组件。
背景技术
在工业中用于从一点向另一点传导或移动各种气体、液体或固体材料的许多清洁、加工、运输和其他系统包括各种长度、尺寸和形状的管、阀、和其它管系统部件，它们必须进行加热以将管和/或管中的材料保持在某一特定温度范围内。出于这些和其他目的，用于加热管的管加热器对于本领域内的技术人员已经广泛已知了并且已经从包裹在管周围的简单电阻丝和带变成更加复杂的、被绝缘的管加热器，比如在以引用方式并入本文的美国专利No.5,714,738(Hauschultz等人)中公开的那些，以及从商业上可得到的许多这种加热器产品。
随着用于各种管加热应用的管加热器的发展，还需要更好的管加热器控制系统，用于调节沿着管的长度从加热器的热输出以及用于监测和控制这种加热器操作。这种加热器控制系统的许多类型和配置，比如在以引用方式并入本文的美国专利No.6,894,254(Hauschultz)中公开的那些。管加热器组件的更加多用性和更好的控制特征也已经研发出来，例如，在美国专利No.7,932,480(Gu等人)和8,541,716(Gu等人)，它们都以引用方式并入本文。然而，这种多样性和特征增加了复杂性，并且组装笨重、安装困难的部件在安装在管道系统上时容易漏水并且容易由于湿气侵入、磁干扰、增强的无线电频率(RF)、电磁辐射干扰、紫外(UV)辐射和其它环境问题而损坏，它们比较脏乱而且容易被挂住，容易意外断开和具有其它问题。
相关领域的前述示例和与之有关的局限性是说明性的不是排外性的。本领域内的技术人员在阅读了本说明书、学习了附图之后对相关领域的其它局限性和相关领域的其它示例很容易理解。
发明内容
下面的实施例及其方面结合了以示例性和说明性给出但在范围上不具有限制性的系统、工具和方法进行了描述和说明。在各种实施例和实施方式中，上述问题的一个或多个已经得到减轻或消除，其它实施例则旨在其它的改进和益处。
包括一个或多个加热器模块的加热器设备可以菊花链的形式与一个或多个功率注入装置连接在一起，用于向加热器模块提供功率。在一个示例实施例中，每一个加热器模块包括加热器，通过初级加热器线连接到加热器的控制器装置，所述控制器装置包括具有初级高压功率端子、初级中性端子、和至少第一初级通信端子的前端连接器，从控制器装置延伸到后端连接器的次级加热器线，所述后端连接器包括后端中性端子、后端高压功率端子、和至少第一后端通信端子，所述后端连接器34被构造成使其能够配合连接到所述前端连接器，包括将所述后端高压功率端子配合电连接到所述初级高压功率端子、将所述后端中性端子配合电连接到所述初级中性端子、以及将所述第一后端通信端子配合通信连接到第一初级通信端子。
在一个实施例中，功率注入装置包括注入装置功率输入连接器，包括注入装置高压输入端子和注入装置中性输入端子；注入装置通信输入连接器，至少包括第一注入装置通信输入端子，所述注入装置通信输入连接器被构造成使其能够配合连接到所述后端连接器，包括将所述第一注入装置通信输入端子配合通信连接到所述第一后端通信端子；和注入装置组合功率和通信输出连接器，包括注入装置高压功率输出端子、注入装置中性输出端子、和至少第一注入装置通信输出端子，所述注入装置组合功率和通信输出连接器被构造成使其能够配合连接到前端连接器，包括将所述注入装置高压功率输出端子配合电连接到所述初级高压功率端子，将所述注入装置中性输出端子配合电连接到所述初级中性端子，以及将所述第一注入装置通信输出端子配合通信连接到所述第一初级通信端子。在一个实施例中，所述次级加热器线从控制器装置伸出、穿过加热器延伸到后端连接器。在另一实施例中，所述次级加热器线从控制器装置直接延伸到后端连接器。在另一实施例中，所述次级加热器线从控制器装置伸出、通过T型接合装置延伸到后端连接器。
在一个实施例中，所述功率注入装置包括被电连接到注入装置高压功率输入端子以及电连接到注入装置高压功率输出端子的注入装置高压功率导体；被电连接到注入装置中性输入端子以及电连接到注入装置中性输出端子的注入装置中性导体；和被连接到第一注入装置通信输入端子以及电连接到第一注入装置通信输出端子的至少第一注入装置通信导体。
在一个实施例中，所述前端连接器和所述后端连接器都是为初级高压功率端子、初级中性端子、第一初级通信端子、后端高压功率端子、后端中性端子、和第一后端通信端子提供了防水密封的类型。
在一个实施例中，所述前端连接器、所述后端连接器、所述注入装置通信输入连接器、和所述注入装置组合功率和通信输出连接器都是为后端高压功率端子、后端中性端子、第一后端通信端子、第一注入装置通信输入端子、注入装置高压功率输出端子、注入装置中性输出端子、第一注入装置通信输出端子、初级高压功率端子、初级中性端子、第一初级通信端子提供了防水密封的类型。
在一个实施例中，所述控制器装置包括具有被大致成形为回转体的外壁的控制器壳体130，所述外壁沿着控制器纵向轴线在限定出前孔隙的、被大致成形为回转体的壳体前端和限定出后孔隙的、被大致成形为回转体的壳体后端之间延伸。所述控制器壳体具有外表面并且围封内部控制器腔。在一个实施例中，保护屏蔽件是热缩材料。在另一实施例中，所述保护屏蔽件是不透水的。在另一实施例中，所述保护屏蔽件是化学惰性的。在另一实施例中，所述保护屏蔽件是磁场屏蔽材料。在另一实施例中，所述保护屏蔽件是RF屏蔽材料。在另一实施例中，所述保护屏蔽件是尘土不能透过的。在另一实施例中，所述保护屏蔽件反射或吸收紫外辐射。在另一实施例中，所述保护屏蔽件是缓冲材料。在另一实施例中，所述保护屏蔽件是热绝缘材料。在另一实施例中，所述保护屏蔽件是至少传输一些可见光的材料。
在一个实施例中，加热器设备包括控制器壳体，所述控制器壳体具有前孔隙和后孔隙，延伸通过前孔隙的前端线，延伸通过后孔隙的初级加热器线，在壳体的前端、包括保护屏蔽件的前端部分上，以及在前端线位于壳体外面的部分上延伸的防水前护罩。在一个实施例中，所述前护罩和后护罩包括热缩材料。
在一个实施例中，加热器设备包括加热器中的加热器元件和与所述加热器元件相邻的至少一个温度传感器。
在一个实施例中，加热器设备的控制器装置包括至少部分地包含下述的控制器壳体：(i)初级中性导体，其从初级中性端子伸出，经过控制器壳体并且经过初级加热器线延伸到加热器，其中所述初级中性导体被电连接到加热器元件并且电连接到次级中性导体，所述次级中性导体经过次级加热器线延伸至后端中性端子；(ii)初级高压功率导体，其从初级高压功率端子伸出，经过控制器壳体并且经过初级加热器线延伸到加热器，其中所述初级高压功率导体被电连接到次级高压功率导体，所述次级高压功率导体经过次级加热器线延伸到后端高压功率端子；和(iii)至少第一初级通信导体，其从第一初级通信端子伸出，经过控制器壳体并且经过初级加热器线延伸到加热器，其中所述第一初级通信导体被连接到第一次级通信导体，所述第一次级通信导体经过次级加热器线延伸到第一后端通信端子。
在一个实施例中，所述控制器壳体包含：(i)控制电路，其被配置用于至少部分地基于通过所述至少一个温度传感器感测到的温度来控制加热器的温度，以及响应于通过所述至少一个温度传感器感测到的温度超过了高极限温度参数而关停至加热器元件的高压功率；和(ii)通信电路，其被配置用于产生通信信号。
在一个实施例中，加热器设备包括：(i)温度信号导体，其从温度控制电路伸出，经过初级加热器线延伸到加热器内，所述温度信号导体被电连接到加热器中的所述至少一个温度传感器并且电连接到温度控制电路；和(ii)受控高压功率导体，其从控制器壳体中的控制电路伸出，经过初级加热器线延伸到加热器内，其中所述受控高压功率导体被电连接到加热器元件，并且其中所述控制电路，响应于通过所述至少一个温度传感器感测到的温度，而将所述受控高压功率导体连接到初级高压功率导体和从初级高压功率导体断开所述受控高压功率导体，以控制加热元件的产热量。
在一个实施例中，(i)所述前端连接器包括第二初级通信端子；(ii)所述后端连接器包括第二后端通信端子并且被配置为能够将第二后端通信端子配合通信连接到第二初级通信端子；(iii)所述注入装置通信输入连接器包括第二注入装置通信输入端子，并且所述注入装置通信输入连接器被配置为能够配合连接到后端连接器，包括将第二注入装置通信输入端子配合通信连接到第二后端通信端子；并且(iv)所述注入装置组合功率和通信输出连接器包括第二注入装置通信输出端子，并且所述注入装置组合功率和通信输出连接器被配置为能够配合连接到前端连接器，包括将第二注入装置通信输出端子配合通信连接到第二初级通信端子。
功率注入装置被配置有连接性，用于将功率注入到位于前面和中间菊花链位置的加热器模块内，同时使得数据通信能够在被定位于该功率注入位置的相反两侧上的加热器模块之间实现。在一个实施例中，所述功率注入装置包括：(i)注入装置高压功率导体，其被电连接到注入装置高压功率输入端子并且电连接到注入装置高压功率输出端子；(ii)注入装置中性导体，其被电连接到注入装置中性输入端子并且电连接到注入装置中性输出端子；(iii)第一注入装置通信导体，其被连接到第一注入装置通信输入端子并且电连接到第一注入装置通信输出端子；和(iv)第二注入装置通信导体，其被连接到第二注入装置通信输入端子并且电连接到第二注入装置通信输出端子。
在一个实施例中，加热器设备包括辅助通信线，所述辅助通信线在一端具有辅助通信输出连接器，所述第一辅助通信输出连接器包括第一辅助通信输出端子和第二辅助通信输出端子。所述辅助通信输出连接器被构造成使其能够配合连接到注入装置通信输入连接器，包括将第一辅助通信输出端子配合通信连接到第一注入装置通信输入端子以及将第二辅助通信输出端子配合通信连接到第二注入装置通信输入端子。
在另一实施例中，一种功率注入装置包括：(i)注入装置功率输入连接器，其包括注入装置高压输入端子和注入装置中性输入端子；(ii)注入装置功率输入连接器，其包括注入装置高压输入端子和注入装置中性输入端子；(iii)注入装置通信输入连接器，其至少包括第一注入装置通信输入端子；和(iv)注入装置组合功率和通信输出连接器，其包括注入装置高压功率输出端子、注入装置中性输出端子、和至少第一注入装置通信输出端子
在一个实施例中，功率注入装置的注入装置通信输入连接器包括第二注入装置通信输入端子，并且所述注入装置包括功率注入装置的组合功率和通信输出连接器。
在一个实施例中，功率注入装置，包括：(i)注入装置高压功率导体，其被电连接到注入装置高压功率输入端子并且电连接到注入装置高压功率输出端子；(ii)注入装置中性导体，其被电连接到注入装置中性输入端子并且电连接到注入装置中性输出端子；(iii)第一注入装置通信导体，其被连接到第一注入装置通信输入端子并且电连接到第一注入装置通信输出端子；和(iv)第二注入装置通信导体，其被连接到第二注入装置通信输入端子并且电连接到第二注入装置通信输出端子。
本发明的另一方面包括一种向或从菊花链式连接到一起的多个加热器模块提供功率和通信数据的方法，所述加热器模块12中的每一个加热器模块包括位于加热器中的加热器元件，通过初级加热器线连接到加热器的控制器装置，高压功率导体、中性导体、和通信导体从控制器装置伸出、通过初级加热器线延伸到加热器，并且通过从加热器伸出的次级加热器线延伸至所述加热器模块中的另一个加热器模块的控制器装置。在一个实施例中，所述方法包括：(i)通过将第一功率注入装置连接到所述加热器模块中的第一个加热器模块，并且通过注入装置功率输入连接器从高压电源提供功率以及从注入装置组合功率和通信输出连接器输出功率至所述加热器模块中的第一个加热器模块，向所述第一个加热器模块内注入功率同时使通信数据传入或传出所述第一个加热器模块；和(ii)通过将第二功率注入装置连接到所述加热器模块中的另一个加热器模块并且将加热器模块菊花链中的一中间加热器模块的次级加热器线连接到所述第二功率注入装置以在通过所述功率注入装置在所述另一个加热器模块和所述中间加热器模块之间传输通信数据，来向所述另一个加热器模块注入辅助功率。
本发明的另一方面包括一种提供防水加热器组件的方法，所述防水加热器组件包括菊花链式电连接的多个加热器模块，其中每一个加热器模块具有加热器，所述加热器包含通过高压电源供电的加热元件以及与所述加热器元件相邻地定位于加热器中的至少一个温度传感器，每一个加热器模块还具有被电连接到高压电源并且电连接到加热器元件并且电连接到加热器中的温度传感器的控制器装置。在一个实施例中，所述方法包括：(i)提供每一个加热器模块的控制器装置，所述控制器装置具有壳体，所述壳体具有被大致成形为回转体的外壁，所述外壁沿着控制器纵向轴线在限定出前孔隙的、被大致成形为回转体的壳体前端和限定出后孔隙的、被大致成形为回转体的壳体后端之间延伸，所述壳体具有外表面202并且围封内部控制器腔；(ii)将所述控制器装置定位成距加热器一距离；(iii)为每一个加热器模块提供至多一个电输入连接器和至多一个电输出连接器，所述加热器模块的电输入连接器和电输出连接器能够以不漏水的方式连接到一起，以抵抗水泄漏至与电输入连接器和电输出连接器中的电导体和端子接触；(iv)使高压功率导体、中性导体、和至少一个数据通信导体在加热器模块的电输入连接器和同一加热器模块的电输出连接器之间延伸，包括穿过控制器装置的壳体；(v)使不透水的保护屏蔽件收缩包裹在控制器的壳体周围；和(vi)通过将一个或多个加热器模块的电输出连接器34连接到一个或多个其它加热器模块的电输入连接器，将多个加热器模块以菊花链形式连接在一起。
在本发明的另一方面中，功率注入设备被配置用于向或从菊花链式连接到一起的多个加热器模块提供功率和通信数据，所述加热器模块中的每一个加热器模块包括位于加热器中的加热器元件，通过初级加热器线连接到加热器的控制器装置，高压功率导体、中性导体、和通信导体从控制器装置伸出、通过初级加热器线延伸到加热器，并且通过从加热器伸出的次级加热器线用于连接到所述加热器模块中的另一个加热器模块的控制器装置20。在一个实施例中，所述功率注入设备包括：(i)向所述加热器模块中的第一个加热器模块内注入功率同时使通信数据传入或传出所述第一个加热器模块的装置；和(ii)通过将第二功率注入装置连接到所述加热器模块中的另一个加热器模块并且将加热器模块菊花链中的一中间加热器模块的次级加热器线连接到所述第二功率注入装置以通过所述功率注入装置在所述另一个加热器模块和所述中间加热器模块之间传输通信数据、来向所述另一个加热器模块注入辅助功率的装置。
在本发明的另一方面中，一种防水加热器组件通过一种设备提供，所述设备包括菊花链式电连接的多个加热器模块，其中每一个加热器模块具有加热器，所述加热器包含通过高压电源供电的加热元件以及与所述加热器元件相邻地定位于加热器中的至少一个温度传感器，每一个加热器模块还具有被电连接到高压电源并且电连接到加热器元件并且电连接到加热器中的温度传感器的控制器装置。在一个实施例中，所述设备包括：(i)提供每一个加热器模块的控制器装置的装置，所述控制器装置具有壳体，所述壳体具有被大致成形为回转体的外壁，所述外壁沿着控制器纵向轴线在限定出前孔隙的、被大致成形为回转体的壳体前端和限定出后孔隙的、被大致成形为回转体的壳体后端之间延伸，所述壳体具有外表面并且围封内部控制器腔；(ii)将所述控制器装置定位成距加热器一距离、同时具有导电部件在控制器装置和加热器之间延伸的装置；(iii)为每一个加热器模块提供至多一个电输入连接器和至多一个电输出连接器的装置，所述加热器模块的电输入连接器和电输出连接器能够以不漏水的方式连接到一起，以抵抗水泄漏至与电输入连接器和电输出连接器中的电导体和端子接触；(iv)使高压功率导体、中性导体、和至少一个数据通信导体在加热器模块的电输入连接器和同一加热器模块的电输出连接器之间延伸、包括穿过控制器装置的壳体的装置；(v)被收缩包裹在控制器的壳体周围的不透水的保护屏蔽件；和(vi)以菊花链形式连接在一起的多个加热器模块，其中一个或多个加热器模块的电输出连接器被连接到一个或多个其它加热器模块的电输入连接器。
在另一示例实施例中，提供了一种向或从多个加热器模块提供功率和通信数据的方法。示例实施例中的方法至少可应用于被菊花链连接到一起的加热器模块，每个加热器模块包括加热器本体中的加热器元件，通过初级加热器线连接到加热器本体的控制器装置，高压功率导体、中性导体、和通信导体从控制器装置伸出、通过初级加热器线延伸到加热器本体，并且通过从加热器本体延伸的次级加热器线用于连接到另一个加热器模块的控制器装置。示例实施例的方法包括通过将第一功率注入装置连接到所述加热器模块中的第一个加热器模块，并且通过注入装置功率输入连接器从高压电源提供功率以及从注入装置组合功率和通信输出连接器输出功率至所述加热器模块中的第一个加热器模块，向所述第一个加热器模块内注入功率同时使通信数据传入或传出所述第一个加热器模块；和通过将第二功率注入装置连接到所述加热器模块中的另一个加热器模块并且将加热器模块菊花链中的一中间加热器模块的次级加热器线连接到所述第二功率注入装置以通过所述功率注入装置在所述另一个加热器模块和所述中间加热器模块之间传输通信数据，来向所述另一个加热器模块注入辅助功率。
除如上所述的那些示例性方面、实施例和实施方式之外，其它方面、实施例、和实施方式对于熟悉了附图并且学习了下面描述的本领域内技术人员来说是很显然的。
附图说明
附图被引入本说明书中并且形成说明书的一部分，示意出一些、但不是仅有的或排外性的示例实施例和/或特征。这里公开的实施例和图应认为是说明性的而不是限制性的。图中：
图1是示例型管加热器组件的透视图，包括直列连接配置的若干加热器模块；
图2是图1中的两个示例型加热器模块与两个示例型功率注入装置一起的侧视图；
图3是在图2中示出的示例型功率注入装置的一个代表的侧视图；
图4是若干示例加热器模块以直列菊花链连接的形式组装在一起的示意图，其中示例功率注入装置连接到此菊花链中的第一加热器模块而另一功率注入装置连接在两个中间加热器模块之间；
图5是在图4中示出的示例型加热器模块的一个代表的放大示意图；和
图6是在图4中示出的示例型功率注入装置的一个代表的放大示意图；
图7是在图1中示出的示例型控制器装置的一个代表的放大侧视图；
图8是图7中的代表性示例控制器装置的端视图；
图9是沿着图8中的剖面线9-9截取的控制器装置的剖视图；
图10是包括T型连接配置的若干加热器模块和功率注入装置的另一示例型管加热器组件的侧视图；
图11是若干示例型加热器模块以如图10所示的T型菊花链连接形式组装在一起的示意图，其中示例型功率注入装置连接在两个中间加热器模块之间；
图12是包括混合式直列/T型连接配置的若干加热器模块和功率注入装置的另一示例型管加热器组件的侧视图；
图13是若干示例型加热器模块以如图12所示的混合式直列/T型菊花链连接形式组装在一起的示意图，其中示例型功率注入装置连接在两个中间加热器模块之间；和
图14是装备有另一示例型控制器装置的加热器模块的等轴测视图。
具体实施方式
图1中示出了加热器设备10的示例组件，其包括以菊花链形式电连接到一起的三个示例加热器模块12，即互相串联的加热器模块12。图1中示出的示例加热器模块12被配置用于安装在待加热管P上，但这些加热器模块12不限制于安装到管上的配置或不限制于用于加热管的用法。它们可以被制成几乎任意配置并且可以用于加热各种物体或材料中任一种。功率注入装置14被配置有连接性，用于将功率注入到位于前面和中间菊花链位置的加热器模块12内，同时使得数据通信能够在被定位于该功率注入位置的相反两侧上的加热器模块12之间实现。图1中示出的加热器设备10的示例组件包括用于向加热器模块12提供高压电功率的两个示例型功率注入装置14。在图1中示出，其中一个功率注入装置14被电连接到菊花链组件中的第一加热器模块12，而另一个功率注入装置14被示出为，例如，连接在第二和第三加热器模块12之间。加热器模块12是防水的，但可以在其它实施例中提供，包括用于各种环境条件的其它保护，或者没有这种保护，如下面更详细描述的。
示例加热器模块12的设计和结构仅利用两个连接器、例如前端连接器32和后端连接器34提供了各加热器模块到电力源(electric power)、到数据通信装置、以及相互之间的完整连接能力，以及控制器装置20和相应加热器30之间的完整电连接。至每个加热器模块12以及从每个加热器模块12的全部功率、过程温度和高极限温度感测和控制和数据通信，以及加热器模块12至另一加热器模块12的连接都通过这两个连接器提供。如下面更详细解释的，不需要必须连接其他的功率、数据通信装置、或其它连接器进入或离开控制器装置20或加热器30中任一个，就能提供加热器模块12的全部功能。因此，如图1所示的菊花链形式中的加热器模块12的电连接不但整洁容易，而且将进入和离开每个加热器模块12的连接限制到仅仅两个连接器、例如前端连接器32和后端连接器34，这便于使加热器模块12更能抵抗水泄露和湿气侵入以及抵抗其它恶劣环境因素，这也在下面解释了。
每个加热器模块12要求某一水平的电功率来供电其加热功能。用于本加热功能的功率的值取决于加热器模块12的设计以及其在应用中产生多少热量。在典型的管加热器产品中，包括此加热器设备10的示例型组件，高压功率被用于供电这些加热器中的生热元件。在典型的工业处理应用中，110-120伏特、15至30安培的AC电功率是令人满意的并且通常用于供电加热器30，虽然也可以使用更高的电压，例如，220-240伏特的AC或440-480伏特的AC，例如，在欧洲、在军事应用中等。较低的电压也有一些应用，例如在用DC电功率供电加热器30时，例如在便携式或远程的情况下。例如，在一些这种情况下，使用24伏特或30伏特的DC功率来供电加热器30。这些示例不是穷尽性或排外性的，并且其它的AC或DC电压也可以用于供电加热器30。一般来讲，在本文中以及在本说明书中使用的，术语“高压”当参考用于供电加热器30的加热元件60(在图1中看不到，但在图4，5，11和13中示出了)的电功率时使用，与在特定的加热器设备10中实际上用于该功能的实际特定电压无关。
控制器装置20，在下面也将更加详细地解释，包括电子部件和通信装置，数据，以及以低压功率、例如3至6伏特操作的控制信号，但其它电压也可以使用，例如，9，12或14伏特。本领域内的技术人员理解如何设计和以适当的功率水平供电电子电路和部件，控制信号，通信信号和其它电子功能，并且他们理解本文中的低压。为说明目的，在提及用于电子部件和电路，控制信号，数据信号和通信信号的电功率时使用术语“低压”，与用于这些功能或电子部件和电路的实际特定电压无关。在一些设计和电路中，用于启动电子部件和电路，控制信号，数据信号和通信信号的“低压”来源于“高功率”导体，例如，通过将低压功率供应部件连接到高功率线，用于将高功率转变为低功率以在供电这些电子部件和电路，控制信号，数据信号或通信信号时使用。在这些情况下，实际上用来供电电子部件和电路，控制信号，数据信号或通信信号的电功率在本说明书中仍称为“低压”功率，即使该功率初始是通过低压功率供应源从高压导体得到。
用于加热器模块12的高压功率可以通过各加热器模块12的初级加热器线22和次级加热器线24从菊花链组件中的一个加热器模块12传导到下一个加热器模块12。如图1中所示，一个加热器模块12的次级加热器线24连接到菊花链中的下一个加热器模块12的控制器装置20。控制器装置20到前一个加热器模块12的次级加热器线24的连接利用前端线26实现，如图1中所示。可选地，一个加热器模块12的次级加热器线24可利用如本领域内的技术人员理解的适当连接器(未示出)直接连接到下一个加热器模块12的控制器装置20。此说明书将继续解释经由前端线26到控制器装置20的连接，但是理解前端线26对于次级线24或功率注入装置14到控制器装置20的连接不是必要的。
初级加热器线22，次级加热器线24和前端线26也具有通信导体，如下面更详细描述的，用于从一个加热器模块12至下一个加热器模块12传导通信数据。这种通信数据可在任一方向上传导，即，从一个加热器模块12向菊花链中的下一个随后的加热器模块12或从一个加热器模块12向菊花链中的前一加热器模块12。数据通信也可以在控制模块12和一个或多个基站，图1中示出的监测或编程装置D、例如数据处理器D、手提电脑D或智能手机D，或本领域内技术人员所理解的任何其它这种装置之间来回进行。为方便起见，在本说明书中任何这种装置都被称为数据处理装置D。
如上所述，每个加热器模块12需要某一水平的电功率用于其加热功能，取决于加热器模块12的设计和在应用中其产生多少热量。本领域内的技术人员理解功率是电流I的平方与电阻R的乘积，即I2R。按照欧姆定律，电压V＝IR。因此，对于加热器中的给定电阻R和给定电压V来说，每个加热器30需要特定值的电流I(安培)。因此，初级加热器线22、次级加热器线24、和前端加热器线26必须具有承载所有加热器模块12所需要的、通过那些线22，24，26供应的电流(安培)的能力。通过线22，24，26供电的加热器模块12越多，那些线中的高压电导体越大。具有大规格(large gauge)电导体的线22，24，26可被用于供电更多和更大的加热器，如本领域内的技术人员所理解的，但特别大规格的导体笨重且昂贵。本领域内的技术人员还理解，在美制电线标准(AWG)系统中，增大AWG线材号数意味着减小线直径，减小AWG线材号数意味着增大线直径。本文中使用的术语“大规格”是指大直径的线，因而被指定为小AWG线材号数。
在图1中示出的加热器设备10的示例组件中，线22，24，26被提供有足够大规格的导体，以适应供电在菊花链中相连接的适度数量的加热器模块12所需的电流安培数，例如，但不具有限制性地，也许供电八至二十个加热器模块12，当然，取决于每个加热器模块12的大小(电流牵引)。少于如上所述的八至二十个的加热器模块12在图1，2，4和10-13中被以菊花链形式连接到一起，以避免在图中杂乱和与其他的加热器模块12不必要的重复，但说明了原理并且对于本领域内的技术人员来说是可以理解的，一旦他们熟悉了在这里描述的原理他们能够菊花链式连接任何预期数量的加热器30。相应地，连接到图1中示出的菊花链中的第一加热器模块12的功率注入装置14被示意为向菊花链中的两个加热器模块12供电。然后，为了供电图1中的第三加热器模块12，另一功率注入装置14被连接到第三加热器模块12、在第二加热器模块12的次级加热器线24和第三加热器模块12的前端线26之间。
如在下面更加详细解释的，功率注入装置14被构造和配置用于从高压电源向前端线26或控制器装置20内传导功率，以及用于在通过功率注入装置14菊花链式连接到一起的加热器模块12之间进行数据通信，但功率注入装置14不是在一个加热器模块12中的高功率导体、通过功率注入装置14至下一个加热器模块12之间建立电连接。因此，当功率注入装置14连被接在两个加热器模块12之间时，如图1中所示的连接在第二和第三加热器模块12之间，数据通信在那两个加热器模块12之间进行，但在功率注入装置14后面的加热器模块12利用通过该功率注入装置14传递的电功率供电，而不是利用来自菊花链中该功率注入装置14前面的任一加热器模块12的功率供电。
如上所述，数据处理装置D可被连接到加热器模块12，用于从加热器模块12中的一个或多个接收数据通信或用于提供数据通信到加热器模块12中的一个或多个。例如，加热器模块12的控制器装置20可被装备以用于输出与感测到的温度、特定温度范围内的操作、过热有关的数据，或其它数据，所述数据处理装置D可进行接收，以用于处理、显示、报警或警告响应，或本领域内的技术人员所理解的其它功能。控制器装置20也可以被装备以用于从数据处理装置D接收数据通信。例如，温度设定点、温度操作范围、占空因数、询问、停工信号、或其它数据通信可被控制器装置D接收。因为功率注入装置14如在上面解释的那样进行数据通信，所以控制器装置D可被连接到控制器装置20，用于通过辅助通信线28数据通信至连接到菊花链中的第一个加热器模块12的功率注入装置14，如图1中所示并且如下面更详细解释的。
示例加热器模块12包括适于放置在管P或其它管系统部件(未示出)，例如阀、计量器、T接头(Tee)、连接件、夹具，或各种其它部件中任一上的加热器30。图1和2中示出的示例加热器30可与在以引入方式并入本文的美国专利No 5,714,738，6,894,254，7,932,480和8,541,716中的一个或多个中描述的那些加热器类似地构造，其中加热器元件60和一个或多个温度传感器62，64(参考图4和5)嵌置在包括绝缘泡沫材料的加热器本体31(图1和2)中。沿着加热器本体31的纵向狭缝36便于将加热器本体31展开到足以将加热器30放置在管P(图1)上，在管P上加热器本体31围绕着管P封闭。
前端连接器32(有时被称为输入连接器)设置在前端线26(或者在没有前端线26的情况下直接设置在控制器装置20上)，后端连接器34(有时被称为输出连接器)设置在次级加热器线24上。前端连接器32和后端连接器34被配置成使得它们能够相互配合连接，从而使相应线24，26中的高压导体连接到一起并且将相应线24，26中的通信导体连接到一起。当然，不希望加热器模块12的前端连接器32连接到同一加热器模块12的后端连接器34，但是连接器32，34被配置成使一个加热器模块12的后端连接器34能够以配合的方式连接到另一加热器模块12的前端连接器32，从而能够实现多个加热器模块12的便捷的菊花链连接，如图1和2中所示并且如在下面更详细解释的。
图1，2和3中示出的示例功率注入器装置14在图2和3的放大视图中以及在图4和6中的示意图中更详细示出了。因此，初始主要参考图2和3的放大图，图2和3中的每一个示例功率注入器装置14包括具有三个连接器的芯体40，这三个连接器例如是注入装置功率输入连接器42，注入装置通信输入连接器44和注入装置组合功率和通信输出连接器46。芯体40可以是实心体、柔性体、交互连接的线、或这些特征或特性的组合。图2和3中示出的示例芯体40具有沿着纵向轴线49(图3)和沿着横向轴线52延伸的实心T-截面48。注入装置通信输入连接器44和注入装置组合功率和通信输出连接器46被定位于实心T-截面48在纵向轴线49上的相反两侧。柔性直线部分50从实心T-截面48沿着横向轴线52延伸至注入装置功率输入连接器42。注入装置通信输入连接器44以与加热器模块12的前端连接器32相同的方式配置，使功率注入装置14能够方便且有效地连接到如图1和2中示出的加热器模块12的后端连接器34。注入装置组合功率和通信输出连接器46以与加热器模块12的后端连接器34相同的方式配置，使功率注入装置14能够方便且有效地连接到如图1和2中示出的加热器模块12的前端连接器32。注入装置功率输入连接器42可根据需要以任何方式进行配置，用于连接到外部高压电源。例如，注入装置功率输入连接器42可以是常规的NEMA(美国电气制造商协会)插头，用于与常规的NEMA插座R(图3)配合，用于为加热器模块12供电的诸如AC或DC电源，例如120伏特AC电源，220伏特AC电源，30伏特DC电源，或任何其它电源。现在主要参考图4，5和6的示意图其次参考图1和2，示例型五个加热器模块12在图4中被示出为以如上所述的菊花链形式连接到一起。此外，图4中的示意图示出了加热器模块12，它们被配置为在本说明书中所谓的“直列式”菊花链连接，如图1和2中所示。在本文中，“直列式”配置是指每个加热器模块12的连接线26，22和24电地和物理地相互直列式布置，在前端连接器32、经过控制器装置20、离开控制器装置20、经过加热器30、离开加热器装置30、至后端连接器34之间，如图1，2和3中所示。
在图1-3中的加热器模块12的示例直列式配置中，第一功率注入装置14被示出为连接到第一加热器模块12以为第一、第二、第三、和第四加热器模块12提供高压功率。第二功率注入装置被示出为连接到菊花链内，第四加热器模块12和第五加热器模块12之间以为第五加热器模块12(以及为在第五加热器模块12之后的、未示出的后面的加热器模块)提供高压AC功率。数据处理装置D也被示出为通过第一功率注入装置14连接到第一加热器模块12，以从其中的一个或多个加热器模块12接收数据通信，或提供数据至其中的一个或多个加热器模块12。图5是其中一个加热器模块12的放大图并且在本示例中代表所有加热器模块12，所以在图5中示出的加热器模块12的细节也可以适用于图4中的其它加热器模块12。图6是其中一个功率注入装置14的放大图并且在本示例中代表所有功率注入装置14，所以在图6中示出的功率注入装置14的细节也可以适用于图4中的其它功率注入装置14。
如上所述，每个加热器模块12具有包括加热器元件60的加热器30，加热器元件60在被连接到高压电源时生热。在图4和5中示出的示例加热器模块12中，两个温度传感器，例如第一温度传感器62和第二温度传感器64，被定位在加热器30中、与加热器元件60相邻，使得它们能够感测加热器元件60处的真实温度。虽然在图4和5中示出的示例加热器30被示出为具有两个温度传感器，但一些加热器系统(未示出)可以仅有一个温度传感器或甚至三个或更多个温度传感器。每个加热器模块12还具有用于预期功能的控制器装置20，所述功能例如是，但不具有限制性，控制过程温度、监测该温度来确定过热或加热不足、建立状态和报告信号、以及其它功能。在图4和5中示出的示例控制器装置20中，加热器30中的其中一个温度传感器，例如第一温度传感器62，提供表示加热器30温度的信号，用于在监测和控制由加热器30提供的过程热温度时被控制器装置20使用，加热器中的另一个温度传感器，例如第二温度传感器64，提供代表加热器温度的信号，用于在高温极限监测、控制、和关停功能时被控制器装置20使用。来自温度传感器62，64之一或两者的信号也可以被控制器装置使用用于其它功能。可能首选的、但不必须的是控制器装置20不直接安装在加热器30上，以不将控制器装置20暴露于可能产生于加热器30中的高温中。因此，在示例加热器模块12中示出的控制器装置20通过初级加热器线22连接到加热器30，初级加热器线22也包含在控制器装置20和加热器30之间延伸的导体，如将在下面描述的。初级加热器线22提供在加热器30中的温度传感器或各传感器62，64与控制器装置20之间所需的电线或连接。次级加热器线24被提供有高压导体和通信导体，用于加热器模块12至其它加热器模块12的菊花链连接，如在上面解释的。同样如在上面解释的，设置在次级加热器线24上的后端连接器34被配置用于配合连接到前端线26上的前端连接器32(或者如果不使用前端线26的话，则直接在控制器装置20上)，用于将菊花链形式中的其它加热器模块12连接到特定加热器模块12。
在示例加热器模块12中，控制器装置20根据特定加热器模块12的需要或设计提供控制功能。在一个示例实施例中，控制器装置20中的过程温度控制电路70可被提供，用于基于通过加热器30中的温度传感器、例如第一温度传感器62感测到的温度来控制至加热器元件60的高压功率。而且，高极限控制电路72可被提供于控制器装置20中，用于基于通过加热器30中的温度传感器、例如第二温度传感器64感测到的温度来监测加热器30中的温度，以及用于在加热器30中的温度超过预定高极限温度时关停至加热器元件60的高压功率。控制器装置20中的信号产生线路74可被提供用于如上所述地产生数据通信。示例控制器装置20被示出具有低压DC电源76，低压DC电源76被连接到控制器装置20中的高压电源用于为过程温度控制电路70、高极限控制电路72、信号产生线路74中的电子部件以及加热器模块12中的其它电子部件供电。而且，如上所述的控制器装置20的部件和功能是示例，对于控制器装置20来说既不是必要的也不是排外的。其它部件和功能可被提供在控制器装置20中，或者图示的部件可提供除上述功能之外、或作为上述功能的替代的其它功能，如本领域内的技术人员所理解的。这种控制器装置的部件和功能对于本发明来说不是必要的，但本发明的加热器设备被提供用于适应特定加热器模块12所可能具有的诸如此类的部件和功能。
现在主要参考图4和5中示出的电路图，前端连接器32具有初级高压功率端子80，初级中性端子82，第一初级通信端子84和第二初级通信端子86。后端连接器30具有后端高压功率端子90，后端中性端子92，第一后端通信端子94和第二后端通信端子96。后端连接器34被配置为能够配合连接到前端连接器32，包括将后端高压功率端子90配合电连接到初级高压功率端子80，将后端中性端子92配合电连接到初级中性端子82，将第一后端通信端子94配合通信连接到第一初级通信端子84，以及将第二后端通信端子96配合通信连接到第二初级通信端子86。
示例加热器模块12中的控制器装置20可具有控制器壳体130，可选的过程温度控制电路70，高极限控制电路72和通信电路74，如在上面解释的。控制器壳体130还至少部分地包含初级高压功率导体140，初级中性导体142，第一初级通信导体144和第二初级通信导体146，所有这些都从前端连接器32伸出、经过控制器壳体130并且经过初级加热器线22延伸到加热器30。次级高压功率导体150，次级中性导体152，第一次级通信导体154和第二次级通信导体156都从加热器30伸出、经过次级加热器线24延伸到后端连接器34。为了从前端连接器32至后端连接器34的高压功率导体、中性导体、第一通信导体、和第二通信导体的连续性，初级导体至次级导体的连接被建立在图1-5中示出的示例直列式配置的加热器模块12的加热器30中。利用这些连接，与高压功率导体、中性导体、第一通信导体、和第二通信导体相关的，在图5中可以看到，次级加热器线24有效地从控制器装置20伸出、经过加热器30、延伸到后端连接器34。在该视图中，次级加热器线24是控制器装置20和加热器30之间的初级加热器线22的一部分并且是加热器30的一部分，其中高压功率、中性、和低压数据通信导体延伸经过加热器。然而，连续性连接或导体布置可以以其它方式或在加热器模块12中的其它位置建立，下面将描述一些这样的示例。
在图4中总体示出的并且在图5中更详细示出的示例直列式配置的加热器模块12中，初级高压功率导体140(图5)从初级高压功率端子80伸出、经过控制器壳体130并且经过初级加热器线22延伸到加热器30，其中初级高压功率导体140电连接到次级高压功率导体150，次级高压功率导体150经过次级加热器线24延伸到后端高压功率端子92。初级中性导体142从初级中性端子82伸出、经过控制器壳体130并且经过初级加热器线22、延伸到加热器30，其中初级中性导体142电连接到加热器元件60并且电连接到次级中性导体152，次级中性导体152经过次级加热器线24延伸到后端中性端子92。第一初级通信导体144从第一初级通信端子84伸出、经过控制器壳体130并且经过初级加热器线22、延伸到加热器30，其中第一初级通信导体144连接到第一次级通信导体154，第一次级通信导体154经过次级加热器线24延伸到第一后端通信端子94。第二初级通信导体146从第二初级通信端子86伸出、经过控制器壳体130并且经过初级加热器线22、延伸到加热器30，其中第二初级通信导体146被连接到经过次级加热器线24延伸到第二后端通信端子96的第二次级通信导体156。
一对第一温度信号导体158，160在图5中示出了，它们从示例过程温度控制电路70伸出、通过初级加热器线22延伸到加热器30内，其中第一温度信号导体158，160被电连接到加热器30中的第一温度传感器62。因此，过程温度控制电路70通过第一温度信号导体158，160接收表示第一温度传感器62感测到的温度的信号，过程温度控制电路70利用该信号通过控制至加热器元件60的高压功率来控制加热器30的温度。受控的高压功率导体162从控制器壳体130中的过程温度控制电路70伸出，通过初级加热器线22延伸到加热器30内，其中受控的高压功率导体162被电连接到加热器元件60。示例过程温度控制电路70，响应于通过第一温度传感器62感测得到的温度，而将受控的高压功率导体162连接到初级高压功率导体140和从初级高压功率导体140断开受控的高压功率导体162以来控制加热元件60的产热量。
如上所述，图4和5中的示例高极限控制电路72可被提供用于监测由加热器30中的温度传感器、例如第二温度传感器64感测的温度，并且如果感测到温度过高则高极限控制电路72关停至加热器元件60的高压功率。一对第二温度信号导体164，166从控制器壳体130中的高极限控制电路72伸出、经过初级加热器线22延伸到加热器30内。示例第二温度信号导体164，166被电连接到加热器30中的第二温度传感器64并且电连接到高极限控制电路72。示例高极限控制电路72在电方面被定位成，使得高极限控制电路72能够响应于通过第二温度传感器64感测到的温度超过了高温极限而从初级高压功率导体140断开受控的高压功率导体162。
如图4和6中示出的示意性电路图中，功率注入装置14具有包括注入装置高压输入端子100和注入装置中性输入端子102的注入装置功率输入连接器42。注入装置通信输入连接器44具有第一注入装置通信输入端子104和第二注入装置通信输入端子106。注入装置通信输入连接器44被配置为能够配合连接到后端连接器34，包括将第一注入装置通信输入端子104配合通信连接到第一后端通信端子94和将第二注入装置通信输入端子106配合通信连接到第一后端通信端子96。注入装置通信输入连接器44的配置适合与后端连接器34中的后端高压功率端子90和后端中性端子92配合连接，例如，通过提供第一注入装置空白输入端子108和第二注入装置空白(blank)输入端子109，用于分别与后端连接器34中的后端高压功率端子90和后端中性端子92配合连接。注入装置组合功率和通信输出连接器46包括注入装置高压功率输出端子110，注入装置中性输出端子112，第一注入装置通信输出端子114和第二注入装置通信输出端子116。注入装置组合功率和通信输出连接器46被配置为能够配合连接到前端连接器32，包括将注入装置高压功率输出端子110配合电连接到初级高压功率端子80，将注入装置中性输出端子112配合电连接到初级中性端子82，将第一注入装置通信输出端子114配合通信连接到第一初级通信端子84，以及将第二注入装置通信输出端子116配合通信连接到第一初级通信端子86。
在功率注入装置14中，注入装置高压功率导体120电连接到注入装置高压功率输入端子100并且电连接到注入装置高压功率输出端子110，注入装置中性导体122电连接到注入装置中性输入端子102并且电连接到注入装置中性输出端子112，第一注入装置通信导体124连接到第一注入装置通信输入端子104并且连接到第一注入装置通信输出端子114，第二注入装置通信导体126连接到第二注入装置通信输入端子106并且连接到第二注入装置通信输出端子116。注入装置通信输入连接器44中的第一注入装置空白输入端子108和第二注入装置空白输入端子109不电连接到功率注入装置14中的任何其它部件。因此，第一注入装置空白输入端子108至注入装置高压功率输出端子110没有电连接，并且第二注入装置空白输入端子109至注入装置中性输出端子112没有电连接。因此，次级加热器线24的后端连接器34至注入装置通信输入连接器44的连接分别提供次级加热器线24第一和第二次级通信导体154，156和第一和第二初级通信导体144，146之间的电连续性。然而，次级加热器线24的后端连接器34至注入装置通信输入连接器44的连接有效地端接次级加热器线24的次级高-电压功率导体150和次级中性导体152。
如上所述，辅助通信线28可被用于将数据通信传出加热器模块12和传入加热器模块12内。如图1和4中所示，数据通信可通过被连接到菊花链中的第一加热器模块12的功率注入装置14传导到加热器模块12内。辅助通信线28在辅助通信线28一端具有辅助通信输出连接器170(参考图4)，辅助通信输出连接器170包括第一辅助通信输出端子174和第二辅助通信输出端子176。辅助通信输出连接器170被配置为能够配合连接到注入装置通信输入连接器44，包括将第一辅助通信输出端子174配合通信连接到第一注入装置通信输入端子104和将第二辅助通信输出端子176配合通信连接到第二注入装置通信输入端子106。
示例加热器模块12中的数据通信导体154，156和144，146是电导体，通常是低压线。然而，其它类型的数据通信导体、例如光纤数据通信导体可被使用。而且，对于电数据通信来说，所述一对两个低压数据通信导体，例如154，156和144，146，被提供在示例加热器模块12中。然而，根据需要或对于特殊应用的期望，任何数量的数据通信导体可被提供。
可选的扩展线178也在图4中示出了，其包括扩展高压导体，扩展中性导体182，第一通信导体184和第二通信导体186。扩展线178包括适当的扩展输入和输出连接器188，190，根据上面的解释用于分别与加热器模块12的前端连接器32和后端连接器34连接。
如上所述，加热器设备、例如在图1-6中示出的示例加热器设备10有时被用于加热管、容器或环境中可能损坏或与加热器模块12中的电子电路、部件、导体或触点的适当功能发生干涉的其他设备。例如，对于使用加热器设备10的设施和空间来说用水、蒸气或其它清洁剂进行喷射和清洗是很常见的，在这种情况下，加热器模块中的电子电路、部件、导体、或触头可能被喷射环境中的水或湿气浸泡，或者液流可能泄露或渗到连接器内以及控制器装置20的壳体130中的缝或开口内。此湿气还可能损坏控制器20中的电子部件或电路或者损坏前端连接器32中或后端连接器34中的导体、触头、或端子。对控制器20中的电子部件或电路的损坏或者对前端连接器32中或后端连接器34中的导体、触头、或端子的损坏也可能由于其它环境条件导致，包括反应性或腐蚀性化学物品、尘土、或紫外(UV)辐射、热或冷。磁场，例如由等离子发生器或者由磁悬浮涡轮泵产生的磁场可能干扰或者甚至损坏控制器装置20中的电子电路或部件。而且，例如，加热器设备10的环境中或附近的无线电频率(RF)或微波电磁辐射可能干扰控制器20中的电子部件或电路的功能性和可靠性。
如上所述图1-6中的示例加热器设备10的配置被提供为防水加热器组件是特别有利的，其中加热器设备10的每个加热器模块12仅有两个连接器，例如，前端连接器32和后端连接器34(有时称为输入连接器32和输出连接器34)，不存在其它连接器或暴露的导体或端子便于提供用于防止或最小化水泄露和湿气侵入的可能性的保护性特征。例如，加热器设备10可被提供为防水加热器组件，通过使用为前端连接器32和后端连接器34提供水密封的不漏水电连接器以及通过提供如将在下面关于图7-9更详细描述的防水控制器装置20。
适合用作图1-3中示出的前端连接器32和后端连接器34的不漏水电连接器已经广泛已知了并且从商业可得到，所以为了理解本发明就不必详细地显示和解释了。只要说至少一些这种商业上可得到的不漏水电连接器提供有O-环密封件或提供有在这些连接器连接到一起时防止湿气泄露或侵入的其它类型的密封件即可，这样连接器环境中的水或湿气不能到达连接器内部的电导体、触头或端子。提供防止水泄露或湿气侵入的不漏水密封件的适当的不漏水电连接器例如由英国剑桥的Elektron Technology,plc制造并且以BulginTM and BuccaneerTM商标在全世界范围内出售和分配。因此，不漏水电连接器本身不是本发明的特征，但是在每个加热器模块12中仅有两个连接器(例如前端连接器32和后端连接器34)的、提供如上所述全部功能性和菊花链连接性的本加热器模块12配置使所需的不漏水连接器的数量最少，因而使示例加热器设备10不漏水的成本最小并且使具有错误的不漏水连接器或不漏水连接器的错误安装或应用的机率最小。功率注入装置14也可以至少为注入装置通信输入连接器44和注入装置组合功率和通信输出连接器46提供这种不漏水连接器，用于与加热器模块12的不漏水前端连接器32和后端连接器34配合，从而保持加热器模块12的不漏水电连接，即便是需要临时功率注入装置14的地方(例如，在菊花链中的八个至二十个加热器模块12之后，取决于加热器30中的加热器元件60的尺寸和电流牵引，如在上面所解释的)。当然，如果需要，功率注入装置14的注入装置功率输入连接器42也可被提供有不漏水连接器。
为了进一步提供保护避免受到漏水或湿气侵入、化学降解或腐蚀、磁干涉、RF干涉、UV辐射、极热或冷、振动或冲击、尘土、或其他环境危险或条件的影响，加热器模块12可被提供有控制器装置20，此控制器装置20被配备有适当的示例保护屏蔽件210，如图7-9中所示的，用于提供保护以不受那些环境条件、干扰、危险或暴露影响。如图7-9中所示，示例控制器装置20具有控制器壳体130，控制器壳体130具有外壁190，外壁190被大致成形为围绕着纵向轴线192的回转体。术语回转体是用于通过围绕一轴线旋转一平面图形而得到的图形的一常见几何术语，有时也称为回转实体，虽然带外壁190的控制器壳体130是空心的，内部的内部控制器腔204在图9中能很好地看到。
对于在图7-9中示出的示例控制器装置的控制器壳体130来说，回转体形状包括细长的圆柱形形状，在壳体前端194和壳体后端198两者处朝向纵向轴线192逐渐收敛。壳体前端194被大致成形为限定出前孔隙196的回转体(例如，圆柱形)。类似地，壳体后端198被大致成形为限定出后孔隙200的回转体(例如，圆柱形)。壳体130上的前孔隙196容纳穿过前孔隙196延伸到内部控制器腔204中的控制器电路板206的前端线26，内部控制器腔204通过壳体130围封。壳体130上的后孔隙200容纳从内部控制器腔204中的控制器电路板206伸出穿过后孔隙200的初级加热器线22。在图7-9中示出的一个示例实施例中，壳体130被形成为通过紧固件(例如螺钉)108保持在一起的两个半体，其中一个半体在图9的剖视图中可见。
在图7-9中示出的保护屏蔽件210紧密适配在控制器壳体130的外表面202周围。在一个示例实施例中，保护屏蔽件210用热缩材料制成，例如在被加热和收缩时不透水的热缩管或热可收缩套管。热缩管或套管(即，已经被加热和收缩的热缩套管)以热缩材料遮盖整个外表面202，包括壳体130的两个半体之间的连接和紧固件108，使得壳体130的外壁190不漏水。大致回转体形状的壳体130便于使用热缩管或热可收缩套管来形成保护屏蔽件210。例如，被成形为回转体的控制器壳体130可在不挂住、不刺穿、或不撕裂热缩管或套管的情况下插入该热缩管或套管，然后加热该热缩管或套管使其收缩和缩小到控制器壳体130的外壁190的整个外表面202上。这种热缩管或套管在内部可具有热塑性胶粘剂层，这提高了对湿气和其它外来或环境元素的抵抗。不透水的适当的热缩管和热可收缩套管可很容易从各种制造商和商业供应商得到。例如，但不具有限制性，从德克萨斯州绍斯莱克的HeatShrink Supply(例如，零件号GSHS-4635WT-2-C)得到的透明(clear)、热缩材料适合用于保护屏蔽件210。
在这一点上，图7-9中示出的示例控制器壳体130的圆柱形形状具有圆柱形横截面。然而，此形状不必须具有完美的圆形横截面来便于使用热可收缩套管形成保护屏蔽件210。壳体130的外表面202上的一些平面区域(未示出)可并不阻止热可收缩套管用于形成保护屏蔽件210的安装和使用，只要这些平面不会大到在外表面202上形成尖锐外角。具有下述形状横截面的改型圆柱形形状也可以起作用，例如，二十边形(二十个边)、即二十面体，十六边形(十六个边)、即六角四面体，十二边形(十二个边)、即十二面体，十边形(十个边)、即十面体，八边形(八个边)、即八面体，或六边形(六个边)、即六面体。六面体具有那些平面满足的240度的外角。八边形具有225度的外角。多边形形状具有的边数越多，这些边满足的外角越小。为此说明目的，术语“大致成形为回转体”是指在其横截面形状中具有不大于240度外角的三维图形。关于这一点，各种形状，包括上述修改的圆柱形形状以及圆柱形、圆锥形、以及具有圆形、椭圆形、抛物线或双曲线横截面的其它曲线形状，棱柱状，角锥状，球状，和其它形状可以满足这些标准。
用不透水的热缩管制成的热缩前护罩220被提供用于包围壳体前端194和前端线26的相邻部分，以围绕着前端线26的外围密封前孔隙196，以更加不漏水。如图9中所示，热缩前护罩220在壳体前端194处环绕着并且密封在保护屏蔽件210上。类似地，不透水热缩后护罩226被提供用于包围壳体后端198和初级加热器线22的相邻部分，以围绕着初级加热器线22的外围密封后孔隙200以更加不漏水。如图9中，热缩后护罩226在壳体后端198处环绕着并且密封在保护屏蔽件210上。适于前护罩220和后护罩226的不透水热缩管很容易从各制造商和商业供应商得到。例如，但不具有限制性，可从伊利诺伊州埃尔姆赫斯特的Mcmaster-Carr Supply Company得到(例如，零件号6855K15或7270K2)的透明、热缩材料适于热缩前护罩220并且适于热缩后护罩226。
除不透水之外，保护屏蔽件210可以是透明或半透明的，即，至少传输一些可见光，使由一个或多个发光装置、例如发光二极管(LED)212(图9)发出的、被传输通过控制器壳体130上的透明或半透明窗口214(在图7中以虚线表示)的可见光通过保护屏蔽件210也可见。而且，带有这些特征、例如不可透水和透光特征的适当的热缩管或套管可很容易从各制造商得到，包括得克萨斯州(TX)绍斯莱克(Southlake)的Heat Shrink Supply(例如，零件号GSHS-4635WT-2-C)。
如上所述被大致成形为回转体的控制器装置20的壳体130还促进保护屏蔽件210适于其它目的的应用，例如，用于禁止或最小化化学降解或腐蚀，磁干扰，RF干扰，UV辐射、极热或冷，震动或冲击，尘土或其它环境危险或条件的不利影响。带有有效防止或最小化那些环境条件中的一些的不利影响的热可收缩管或套管材料从商业上可得到，例如，化学惰性的热可收缩材料，UV吸收或反射性的热可收缩材料，或防尘材料。适当的化学惰性的热缩管道材料可包括例如由南卡罗来纳州(South Carolina)奥兰治堡(Orangeburg)的ZeusIndustrial Products,Inc.制造的PTFE(聚四氟乙烯)或PTFE/FET(聚全氟乙丙烯)。UV吸收性热缩管材料可包括，例如，深色热缩材料、厚壁热缩材料或高性能热缩材料，例如，由马萨诸塞州(Massachusetts)沃本(Woburn)的InsulTab,Inc.制造的Crystal Clear商标热缩材料。防尘热缩管道材料可从如上所述来源中的任一个得到。
被大致成形为回转体的控制器装置20对于防止或最小化来自磁场和RF电磁辐射的干扰是有益的。例如，磁屏蔽材料是围绕着或远离正在被屏蔽的物品或部件、例如控制器装置20中的电子部件和电路重新引导磁场的磁材料。EMI屏蔽用热缩管材料是从商业上可得到的，例如，由亚利桑那州(Arizona)钱德勒(Chandler)的The Zippertubing Company制造和出售的“Shrink-N-Shield”商标。然而，为了屏蔽更极限的磁场和电磁场，磁材料或EMI屏蔽材料以能够被包裹或应用到大致成形为回转体的控制器装置20外表面202的成片的方式获得。RF屏蔽材料和热绝缘材料也是以能够方便地包裹或应用到大致成形为回转体的控制器壳体130的片或带的形式获得。本文中术语“热绝缘”是指具有比壳体130的热传递系数小的热传递系数。以硅酮泡沫、金属箔、玻璃纤维、硅酸盐、陶瓷形式获得的热绝缘材料以及其它热绝缘材料可被用于提供任何需要的热绝缘。而且，例如，大致成形为回转体的控制器壳体130当用缓冲材料遮盖时与带有尖角或尖拐角的形状相比更加不受震动或冲击影响。上述的任何屏蔽功能也可以通过机械可附接的壳体或封壳(未示出)提供，上述壳体或封壳被模制为或以其它方式形成为完好地适配到控制器壳体130的外表面上用提供预期屏蔽效果的材料制成，例如，湿气，化学物质，灰尘，EMI，磁的，热学的，或其它环境条件。
包括若干具有T型配置的代表性加热器模块312的另一示例管加热器组件310在图10和11中示出了，它们与功率注入装置14以菊花链形式连接在一起。图11中的示意性电路图示出了图10的示例T型配置的线和导体。本质上，在每一个T型配置的加热器元件312中的、带有加热器元件60和温度传感器62，64的加热器30与在上面所述的以及在图1-9中示出的直列式配置中的加热器30实质上相同。而且，加热器模块312中的T型配置的控制器装置320的电子部件与如上所述的直列式配置的加热器模块12的电子部件实质相同，例如，过程温度电路70，高极限控制电路72，通信电路74，以及低压DC电源76，并且那些部件都以与如上所述相同的方式和功能电连接。而且，前端连接器32和后端连接器34也与如上所述的相同。同样，功率注入装置14及其连接器44，46与如上所述的相同。此T型配置的各直列式导体，即初级高压功率导体140、初级中性导体142、第一初级通信导体144、第二初级通信导体146、次级高-电压功率导体150、次级中性导体152、第一次级通信导体154和第二次级通信导体15都与如上所述的直列式加热器模块12中的导体实质上相同。因此，对T型配置的加热器模块312中的那些部件和导体的额外描述对于理解本示例实施例不是必须的。
在此T型配置的加热器模块312中，前端线26与如上所述直列式配置的加热器模块12的前端线26相同，但相邻的控制器装置320之间的高压功率和数据通信被直接从控制器装置320通过后端线324布线到后端连接器34，而不经过加热器30。因此，次级高压功率导体150，次级中性导体152，第一次级通信导体154和第二次级通信导体156包含在后端线324中。分支初级中性导体342和受控高压功率导体162，与第一温度信号导体158，160、第二温度信号导体164，166一起被通过分支初级加热器线322布置在控制器装置320和加热器30之间。功率注入装置14以如上对于直列式配置的加热器模块12所述的相同的方式被连接和使用在这些T型配置的加热器模块312之间。如在上面对于直列式加热器模块12所述的，这些T型配置的加热器模块312中的每一个仅有两个连接器、即前端连接器32和后端连接器34。
包括若干具有T型配置的代表性加热器模块412的另一示例性管加热器组件410在图12和13中示出了，它们与功率注入装置14以菊花链形式连接在一起。图13中的示意性电路图示出了在图12的示例T型配置中的线和导体。加热器模块412与如上所述的加热器模块312非常相同，除了加热器模块412中的T型配置通过T型接合装置400而不是直接从控制器装置420提供之外。此T型配置的各直列式导体，即初级高压功率导体140、初级中性导体142、第一初级通信导体144、第二初级通信导体146、次级高-电压功率导体150、次级中性导体152、第一次级通信导体154和第二次级通信导体156基本上都与如上所述的加热器模块312中的导体相同。然而，不同的是，次级高-电压功率导体150，次级中性导体152，第一次级通信导体154，和第二次级通信导体156被通过T型接合装置400布线延伸至后端连接器34。分支初级中性导体342和受控高压功率导体162，与第一温度信号导体158，160和第二温度信号导体164，166一起，被通过T型接合装置布线延伸在控制器装置420和加热器30之间，然后通过分支初级加热器线422。分支初级加热器线422在T型接合装置400和加热器30之间延伸。功率注入装置14以在上面关于直列式配置的加热器模块12所述的相同的方式被连接和使用于这些T型配置的加热器模块412之间。T型配置的加热器模块412的控制器装置420和加热器30的其余连接器、部件、和功能基本上与在上面关于直列式配置的加热器模块12所述的相同。因此，对于本领域内的技术人员来说不需更多的解释就能理解T型加热器模块412的结构和功能。如上面对于直列式加热器模块12所述的，这些T型配置的加热器模块312中的每一个仅具有两个连接器，即，前端连接器32和后端连接器34。
另一示例性直列式配置的加热器模块512在图14中示出为具有另一示例控制器装置520。控制器装置520具有矩形形状。两个连接器、前端连接器32和后端连接器34与在上面关于直列式配置的加热器模块12所描述的相同。
前面的介绍提供了用于解释本发明的原理的示例，该原理通过下面的特征限定。因为本领域的技术人员一旦理解了本发明就很容易想到许多微小的修改和变化，所以不希望将本发明限制于图示的和如上所述的具体示例性构造和过程。因此，本发明诉诸于落在通过这些特征限定的本发明范围内的所有适当的组合、子组合、修改、和等效替代。词语“包括”在本说明书中使用时意于明确指出所述的特征、整数、部件、或步骤的存在性，但不排除存在或添加一个或多个其它的特征、整数、部件、步骤或由它们构成的组。
Claims (35)
1.本发明和要求了排外性所有权和特权的若干实施例限定如下：
一种加热器设备，包括：
(i)包括下述的加热器模块：
加热器；
通过初级加热器线连接到加热器的控制器装置，所述控制器装置包括具有初级高压功率端子、初级中性端子、和至少第一初级通信端子的前端连接器；
从控制器装置延伸到后端连接器的次级加热器线，所述后端连接器包括后端中性端子、后端高压功率端子、和至少第一后端通信端子，所述后端连接器被构造成使其能够配合连接到所述前端连接器，包括将所述后端高压功率端子配合电连接到所述初级高压功率端子、将所述后端中性端子配合电连接到所述初级中性端子、以及将所述第一后端通信端子配合通信连接到第一初级通信端子；和
(ii)包括下述的功率注入装置：
注入装置功率输入连接器，包括注入装置高压输入端子和注入装置中性输入端子；
注入装置通信输入连接器，至少包括第一注入装置通信输入端子，所述注入装置通信输入连接器被构造成使其能够配合连接到所述后端连接器，包括将所述第一注入装置通信输入端子配合通信连接到所述第一后端通信端子；和
注入装置组合功率和通信输出连接器，包括注入装置高压功率输出端子、注入装置中性输出端子、和至少第一注入装置通信输出端子，所述注入装置组合功率和通信输出连接器被构造成使其能够配合连接到前端连接器，包括将所述注入装置高压功率输出端子配合电连接到所述初级高压功率端子，将所述注入装置中性输出端子配合电连接到所述初级中性端子，以及将所述第一注入装置通信输出端子配合通信连接到所述第一初级通信端子。
2.根据权利要求1所述的加热器设备，其中，所述次级加热器线从控制器装置伸出、穿过加热器延伸到后端连接器。
3.根据权利要求1所述的加热器设备，其中，所述次级加热器线从控制器装置直接延伸到后端连接器。
4.根据权利要求1所述的加热器设备，其中，所述次级加热器线从控制器装置伸出、通过T型接合装置延伸到后端连接器。
5.根据权利要求1所述的加热器设备，其中，所述功率注入装置包括：
(i)被电连接到注入装置高压功率输入端子以及电连接到注入装置高压功率输出端子的注入装置高压功率导体；
(ii)被电连接到注入装置中性输入端子以及电连接到注入装置中性输出端子的注入装置中性导体；和
(iii)被连接到第一注入装置通信输入端子以及电连接到第一注入装置通信输出端子的至少第一注入装置通信导体。
6.根据权利要求1所述的加热器设备，其中，所述前端连接器和所述后端连接器都是为初级高压功率端子、初级中性端子、第一初级通信端子、后端高压功率端子、后端中性端子、和第一后端通信端子提供了防水密封的类型。
7.根据权利要求1所述的加热器设备，其中，所述前端连接器、所述后端连接器、所述注入装置通信输入连接器、和所述注入装置组合功率和通信输出连接器都是为后端高压功率端子、后端中性端子、第一后端通信端子、第一注入装置通信输入端子、注入装置高压功率输出端子、注入装置中性输出端子、第一注入装置通信输出端子、初级高压功率端子、初级中性端子、第一初级通信端子提供了防水密封的类型。
8.根据权利要求1所述的加热器设备，其中，所述控制器装置包括：
具有被大致成形为回转体的外壁的控制器壳体，所述外壁沿着控制器纵向轴线在限定出前孔隙的、被大致成形为回转体的壳体前端和限定出后孔隙的、被大致成形为回转体的壳体后端之间延伸，所述控制器壳体具有外表面并且围封内部控制器腔；和
遮盖控制器壳体的外表面的保护屏蔽件。
9.根据权利要求8所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件是热缩材料。
10.根据权利要求9所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件是不透水的。
11.根据权利要求8所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件是化学惰性的。
12.根据权利要求8所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件是磁场屏蔽材料。
13.根据权利要求8所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件是RF屏蔽材料。
14.根据权利要求8所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件是尘土不能透过的。
15.根据权利要求8所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件反射或吸收紫外辐射。
16.根据权利要求5所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件是缓冲材料。
17.根据权利要求8所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件是热绝缘材料。
18.根据权利要求8所述的加热器设备，其中，所述保护屏蔽件是传输可见光的材料。
19.根据权利要求8所述的加热器设备，包括：
延伸通过前孔隙的前端线；
延伸通过后孔隙的初级加热器线；
在壳体的前端、包括保护屏蔽件的前端部分上，以及在前端线位于壳体外面的部分上延伸的防水前护罩；和
在壳体的后端、包括保护屏蔽件的后端部分上，以及在初级加热器线位于壳体外面的部分上延伸的防水后护罩。
20.根据权利要求19所述的加热器设备，其中，所述前护罩和后护罩包括热缩材料。
21.根据权利要求1所述的加热器设备，包括加热器中的加热器元件并且包括在加热器中与所述加热器元件相邻的至少一个温度传感器。
22.根据权利要求21所述的加热器设备，其中，所述控制器装置包括至少部分地包含下述的控制器壳体：
(i)初级中性导体，其从初级中性端子伸出，经过控制器壳体并且经过初级加热器线延伸到加热器，其中所述初级中性导体被电连接到加热器元件并且电连接到次级中性导体，所述次级中性导体经过次级加热器线延伸至后端中性端子；
(ii)初级高压功率导体，其从初级高压功率端子伸出，经过控制器壳体并且经过初级加热器线延伸到加热器，其中所述初级高压功率导体被电连接到次级高压功率导体，所述次级高压功率导体经过次级加热器线延伸到后端高压功率端子；和
(iii)至少第一初级通信导体，其从第一初级通信端子伸出，经过控制器壳体并且经过初级加热器线延伸到加热器，其中所述第一初级通信导体被连接到第一次级通信导体，所述第一次级通信导体经过次级加热器线延伸到第一后端通信端子。
23.根据权利要求22所述的加热器设备，其中，所述控制器壳体包含：
(i)控制电路，其被配置用于至少部分地基于通过所述至少一个温度传感器感测到的温度来控制加热器的温度，以及响应于通过所述至少一个温度传感器感测到的温度超过了高极限温度参数而关停至加热器元件的高压功率；和
(ii)通信电路，其被配置用于产生通信信号。
24.根据权利要求23所述的加热器设备，包括：
(i)温度信号导体，其从温度控制电路伸出，经过初级加热器线延伸到加热器内，所述温度信号导体被电连接到加热器中的所述至少一个温度传感器并且电连接到温度控制电路；和
(ii)受控高压功率导体，其从控制器壳体中的控制电路伸出，经过初级加热器线延伸到加热器内，其中所述受控高压功率导体被电连接到加热器元件，并且其中所述控制电路，响应于通过所述至少一个温度传感器感测到的温度，而将所述受控高压功率导体连接到初级高压功率导体和从初级高压功率导体断开所述受控高压功率导体，以控制加热元件的产热量。
25.根据权利要求1所述的加热器设备，其中：
所述前端连接器包括第二初级通信端子；
所述后端连接器包括第二后端通信端子并且被配置为能够将第二后端通信端子配合通信连接到第二初级通信端子；
所述注入装置通信输入连接器包括第二注入装置通信输入端子，并且所述注入装置通信输入连接器被配置为能够配合连接到后端连接器，包括将第二注入装置通信输入端子配合通信连接到第二后端通信端子；并且
所述注入装置组合功率和通信输出连接器包括第二注入装置通信输出端子，并且所述注入装置组合功率和通信输出连接器被配置为能够配合连接到前端连接器，包括将第二注入装置通信输出端子配合通信连接到第二初级通信端子。
26.根据权利要求25所述的加热器设备，其中，所述功率注入装置包括：
(i)注入装置高压功率导体，其被电连接到注入装置高压功率输入端子并且电连接到注入装置高压功率输出端子；
(ii)注入装置中性导体，其被电连接到注入装置中性输入端子并且电连接到注入装置中性输出端子；
(iii)第一注入装置通信导体，其被连接到第一注入装置通信输入端子并且电连接到第一注入装置通信输出端子；和
(iv)第二注入装置通信导体，其被连接到第二注入装置通信输入端子并且电连接到第二注入装置通信输出端子。
27.根据权利要求26所述的加热器设备，包括辅助通信线，所述辅助通信线在辅助通信线的一端具有辅助通信输出连接器，所述第一辅助通信输出连接器包括第一辅助通信输出端子和第二辅助通信输出端子，所述辅助通信输出连接器被构造成使其能够配合连接到注入装置通信输入连接器，包括将第一辅助通信输出端子配合通信连接到第一注入装置通信输入端子以及将第二辅助通信输出端子配合通信连接到第二注入装置通信输入端子。
28.一种功率注入装置，包括：
注入装置功率输入连接器，其包括注入装置高压输入端子和注入装置中性输入端子；
注入装置通信输入连接器，其至少包括第一注入装置通信输入端子；和
注入装置组合功率和通信输出连接器，其包括注入装置高压功率输出端子、注入装置中性输出端子、和至少第一注入装置通信输出端子
29.根据权利要求28所述的功率注入装置，包括：
(i)注入装置高压功率导体，其被电连接到注入装置高压功率输入端子并且电连接到注入装置高压功率输出端子；
(ii)注入装置中性导体，其被电连接到注入装置中性输入端子并且电连接到注入装置中性输出端子；和
(iii)至少第一注入装置通信导体，其被连接到第一注入装置通信输入端子并且电连接到第一注入装置通信输出端子。
30.根据权利要求28所述的功率注入装置，其中：
所述注入装置通信输入连接器包括第二注入装置通信输入端子；并且
所述注入装置组合功率和通信输出连接器包括第二注入装置通信输出端子。
31.根据权利要求30所述的功率注入装置，包括：
(i)注入装置高压功率导体，其被电连接到注入装置高压功率输入端子并且电连接到注入装置高压功率输出端子；
(ii)注入装置中性导体，其被电连接到注入装置中性输入端子并且电连接到注入装置中性输出端子；
(iii)第一注入装置通信导体，其被连接到第一注入装置通信输入端子并且电连接到第一注入装置通信输出端子；和
(iv)第二注入装置通信导体，其被连接到第二注入装置通信输入端子并且电连接到第二注入装置通信输出端子。
32.一种向或从菊花链式连接到一起的多个加热器模块提供功率和通信数据的方法，所述加热器模块中的每一个加热器模块包括位于加热器中的加热器元件，通过初级加热器线连接到加热器的控制器装置，高压功率导体、中性导体、和通信导体从控制器装置伸出、通过初级加热器线延伸到加热器，并且通过从加热器伸出的次级加热器线延伸至所述加热器模块中的另一个加热器模块的控制器装置，所述方法包括：
通过将第一功率注入装置连接到所述加热器模块中的第一个加热器模块，并且通过注入装置功率输入连接器从高压电源提供功率以及从注入装置组合功率和通信输出连接器输出功率至所述加热器模块中的第一个加热器模块，向所述第一个加热器模块内注入功率同时使通信数据传入或传出所述第一个加热器模块；和
通过将第二功率注入装置连接到所述加热器模块中的另一个加热器模块并且将加热器模块菊花链中的一中间加热器模块的次级加热器线连接到所述第二功率注入装置以通过所述功率注入装置在所述另一个加热器模块和所述中间加热器模块之间传输通信数据，来向所述另一个加热器模块注入辅助功率。
33.一种提供防水加热器组件的方法，所述防水加热器组件包括菊花链式电连接的多个加热器模块，其中每一个加热器模块具有加热器，所述加热器包含通过高压电源供电的加热元件以及与所述加热器元件相邻地定位于加热器中的至少一个温度传感器，每一个加热器模块还具有被电连接到高压电源并且电连接到加热器元件并且电连接到加热器中的温度传感器的控制器装置，所述方法包括：
提供每一个加热器模块的控制器装置，所述控制器装置具有壳体，所述壳体具有被大致成形为回转体的外壁，所述外壁沿着控制器纵向轴线在限定出前孔隙的、被大致成形为回转体的壳体前端和限定出后孔隙的、被大致成形为回转体的壳体后端之间延伸，所述壳体具有外表面并且围封内部控制器腔；
将所述控制器装置定位成距加热器一距离；
为每一个加热器模块提供至多一个电输入连接器和至多一个电输出连接器，所述加热器模块的电输入连接器和电输出连接器34能够以不漏水的方式连接到一起，以抵抗水泄漏至与电输入连接器和电输出连接器中的电导体和端子接触；
使高压功率导体、中性导体、和至少一个数据通信导体在加热器模块的电输入连接器和同一加热器模块的电输出连接器之间延伸，包括穿过控制器装置的壳体；
使不透水的保护屏蔽件收缩包裹在控制器的壳体周围；和
通过将一个或多个加热器模块的电输出连接器连接到一个或多个其它加热器模块的电输入连接器，将多个加热器模块以菊花链形式连接在一起。
34.一种向或从菊花链式连接到一起的多个加热器模块提供功率和通信数据的功率注入设备，所述加热器模块中的每一个加热器模块包括位于加热器中的加热器元件，通过初级加热器线连接到加热器的控制器装置，高压功率导体、中性导体、和通信导体从控制器装置伸出、通过初级加热器线延伸到加热器，并且通过从加热器伸出的次级加热器线用于连接到所述加热器模块中的另一个加热器模块的控制器装置，所述功率注入设备包括：
向所述加热器模块中的第一个加热器模块内注入功率同时使通信数据传入或传出所述第一个加热器模块的装置；和
通过将第二功率注入装置连接到所述加热器模块中的另一个加热器模块并且将加热器模块菊花链中的一中间加热器模块的次级加热器线连接到所述第二功率注入装置以通过所述功率注入装置在所述另一个加热器模块和所述中间加热器模块之间传输通信数据、来向所述另一个加热器模块注入辅助功率的装置。
35.一种提供防水加热器组件的设备，所述防水加热器组件包括菊花链式电连接的多个加热器模块，其中每一个加热器模块具有加热器，所述加热器包含通过高压电源供电的加热元件以及与所述加热器元件相邻地定位于加热器中的至少一个温度传感器，每一个加热器模块还具有被电连接到高压电源并且电连接到加热器元件并且电连接到加热器中的温度传感器的控制器装置，所述设备包括：
提供每一个加热器模块的控制器装置的装置，所述控制器装置具有壳体，所述壳体具有被大致成形为回转体的外壁，所述外壁沿着控制器纵向轴线在限定出前孔隙的、被大致成形为回转体的壳体前端和限定出后孔隙的、被大致成形为回转体的壳体后端之间延伸，所述壳体具有外表面并且围封内部控制器腔；
将所述控制器装置定位成距加热器一距离、同时具有导电部件在控制器装置和加热器之间延伸的装置；
为每一个加热器模块提供至多一个电输入连接器和至多一个电输出连接器的装置，所述加热器模块的电输入连接器和电输出连接器能够以不漏水的方式连接到一起，以抵抗水泄漏至与电输入连接器和电输出连接器中的电导体和端子接触；
使高压功率导体、中性导体、和至少一个数据通信导体在加热器模块的电输入连接器和同一加热器模块的电输出连接器之间延伸、包括穿过控制器装置的壳体的装置；
被收缩包裹在控制器的壳体周围的不透水的保护屏蔽件；和
以菊花链形式连接在一起的多个加热器模块，其中一个或多个加热器模块的电输出连接器34被连接到一个或多个其它加热器模块的电输入连接器。
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