CN115606319A - 具有可互换的辅助感测接点的模块化加热器组件 - Google Patents

Abstract

提供了一种加热器系统，包括：多个加热器；控制器，该控制器用于向多个加热器供电；多组辅助线，该多组辅助线从多个加热器延伸；以及线束，该线束用于将多组辅助线连接到控制器。每组辅助线都包括三根线，三根线中的两根由不同材料制成并且被连结以形成热电偶接点，使得多个加热器中的每一个都可操作为用作加热器和温度传感器两者。

Description

具有可互换的辅助感测接点的模块化加热器组件

技术领域

本公开涉及电阻加热器和诸如热电偶的温度感测装置。

背景技术

本节中的陈述仅提供了与本公开有关且可以不构成现有技术的背景信息。

电阻加热器用于各种应用中以向目标和/或环境提供热量。本领域已知的一种电阻加热器是筒式加热器，其通常由缠绕在陶瓷芯周围的电阻丝加热元件构成。典型的陶瓷芯限定两个纵向孔，电源/端子引脚布置在其中。电阻丝的第一端电连接到一个电源引脚，而电阻丝的另一端电连接到另一个电源引脚。然后将该组件插入具有开口端和封闭端或两个开口端的较大直径的管状金属护套中，由此在护套与电阻丝/芯组件之间产生环形空间。将诸如氧化镁(MgO)等的绝缘材料注入到护套的开口端中，以填充电阻丝与护套的内表面之间的环形空间。

例如通过使用灌封化合物和/或分立的密封构件密封护套的开口端。然后，如通过型锻或其它合适的工艺压实或压缩整个组件，以减小护套的直径，由此压实和压缩MgO，并至少部分地压碎陶瓷芯，以便使芯在引脚周围塌缩，从而确保良好的电接触和热传递。压实的MgO在加热元件与护套之间提供了相对良好的热传递路径，并且它还使护套与加热元件电绝缘。

为了确定加热器应当操作的适当温度，在加热器上或附近放置分立的温度传感器，例如热电偶。向加热器及其环境添加分立的温度传感器可能是昂贵的，并且增加了整个加热系统的复杂性。

发明内容

本节提供了本公开的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，提供了一种加热器系统，包括：多个加热器；控制器，该控制器用于向多个加热器供电；多组辅助线，该多组辅助线从多个加热器延伸；以及线束，该线束用于将多组辅助线连接到控制器。每组辅助线都包括三根线，三根线中的两根由不同材料制成并且被连结以形成热电偶接点，使得多个加热器中的每一个都可操作为用作加热器和温度传感器两者。

在其它特征中，至少三根线中的一根由第一导电材料制成，并且线中的其余线由第二导电材料制成。第一导电材料是铜镍合金，第二导电材料是镍铬合金。多组辅助线分别包括温度感测线、辅助供电线和辅助电源返回线，其中，温度感测线连结到辅助供电线和辅助电源返回线中的一根以形成热电偶接点。热电偶接点还连结到每个加热器的电阻加热元件的端部。线束还包括直接连接到控制器的主供电线和主电源返回线，其中，主供电线和主电源返回线中的一根由与温度感测线相同的材料制成。

在另一些特征中，加热器系统还包括直接连接到多组辅助线的多个连接器。该线束还包括主供电线和主电源返回线，其中，主供电线和主电源返回线选择性地连接到相同的连接器，以将加热器中的一个敷设为独立加热器，或者主供电线和主电源返回线选择性地连接到不同的连接器，使得加热器中的至少一些串联连接。

在另一种形式中，提供了一种用于控制至少一个加热器的电源控制系统，包括：控制器；主供电线和主电源返回线，该主供电线和主电源返回线直接连接到控制器；第一线和第二线，该第一线和第二线将至少一个加热器连接到主供电线和主电源返回线。主供电线与第一线连接并且由第一导电材料制成。主电源返回线和第二线连接并且由不同于第一导电材料的第二导电材料制成。

在其它特征中，第一导电材料是铜镍合金，第二导电材料是镍铬合金。电源控制系统还包括至少一个连接器，该至少一个连接器用于将主供电线和主电源返回线连接到至少一个加热器。

在另一些特征中，电源控制系统还包括线束，该线束包括与多个加热器对应的多根主供电线、多根主电源返回线以及多个连接器。线束将控制器连接到多个加热器，使得多个加热器以串联连接或作为独立加热器连接。线束还包括多根连接线，该多根连接线用于连接多个连接器，使得多个加热器以不同的顺序串联连接。

在又一种形式中，提供了一种模块化加热器单元，包括加热器和从加热器延伸的一组三根线。三根线中的两根由不同的材料制成并且连结以形成热电偶接点。

在其他特征中，至少三根线包括由第一导电材料制成的温度感测线、由不同于第一导电材料的第二导电材料制成的辅助供电线和辅助电源返回线。温度感测线连结到辅助供电线和辅助电源返回线中的一根。第一导电材料是铜镍合金，第二导电材料是镍铬合金。加热器包括电阻加热元件，并且热电偶接点连结到电阻加热元件的端部。

在另一些特征中，模块化加热器单元还包括连接到一组至少三根线的连接器部分。连接器部分被配置为直接或经由连接线连接到另一连接器部分。一组至少三根线中的仅两根连接到另一电气部件以形成电路的一部分。

从本文提供的描述中，另外的应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图描述其以示例方式给出的各种形式，在附图中：

图1是根据本公开的示教构造的具有两用电源引脚的电阻加热器的截面侧视图；

图2是根据本公开的示教构造的图1的电阻加热器和具有引线的控制器的立体图；

图3是例示了根据本公开的一种形式构造的开关电路和测量电路的电路图；

图4是根据本公开的示教构造的具有多个加热区的加热器的替代形式的截面侧视图；

图5是根据本公开的示教构造的本公开的替代形式的侧立面图，其例示了多个顺序连接的加热器；

图6是根据本公开的示教构造的具有节距连续可变的电阻元件的加热器的另一形式的截面侧视图；

图7是根据本公开的示教构造的加热器的另一形式的截面侧视图，该加热器具有在多个加热区中具有不同节距的电阻元件；

图8是根据本公开的示教构造的采用加热器的热交换器的截面侧视图；

图9是例示了根据本公开的示教构造的采用两用电源引脚的分层加热器的截面侧视图；

图10是例示了根据本公开的示教的方法的流程图；

图11是根据本公开的示教构造的用于流体浸没加热中的加热器的立体图；

图12是根据本公开的示教的图11的加热器的一部分的截面侧视图；

图13是例示了根据本公开的示教的图10的加热器的各个接点处的示例性温度差的曲线图；

图14是根据本公开的示教构造的在多个区域中具有多个加热器芯的本公开的另一形式的立体图；

图15例示了根据本公开的示教的具有主感测接点的加热器；

图16例示了根据本公开的示教的具有两个主感测接点的加热器；

图17A和图17B是根据本公开的示教的具有主感测接点的筒式加热器的立体图；

图18是根据本公开的示教的具有主感测接点和双线加热元件的管式加热器的立体图；

图19例示了根据本公开的示教的具有增强温度测量特征的主感测接点；

图20是根据本公开的示教构造的包括多个加热器和电源控制系统的加热器系统的示意图，其中，电源控制系统包括以第一串联连接来连接多个加热器以形成第一模块化加热器组件的线束；

图21A是图20的部分A的放大图；

图21B是包括加热器、从加热器延伸的三线机构和连接器部分的模块化加热器单元的示意图；

图22是图20的电气图；

图23是根据本公开的示教构造的包括多个加热器和电源控制系统的加热器系统的示意图，其中，电源控制系统包括以第二串联连接来连接多个加热器以形成第二模块化加热器组件的线束；

图24是根据本公开的示教构造的包括多个加热器和电源控制系统的加热器系统的示意图，其中，电源控制系统包括以第三串联连接来连接多个加热器以形成第三模块化加热器组件的线束；

图25是根据本公开的示教构造的包括多个加热器和电源控制系统的加热器系统的示意图，其中，电源控制系统包括将多个加热器连接成独立加热器和第四模块化加热器组件的线束；

图26是图25的电气图；

图27是根据本公开的示教构造的包括多个加热器和电源控制系统的加热器系统的电气图，其中，电源控制系统包括将多个加热器连接成独立加热器和第五模块化加热器组件的线束；以及

图28是根据本公开的示教构造的包括多个加热器和电源控制系统的加热器系统的电气图，其中，电源控制系统包括将多个加热器连接成独立加热器和第六模块化加热器组件的线束。

本文描述的附图仅用于说明目的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或使用。应当理解，贯穿附图，对应的附图标记指示同样或对应的部分和特征。

参照图1，例示了根据本公开的示教的加热器，并且该加热器总体上由附图标记20指示。这种形式的加热器20是筒式加热器，然而，应当理解，本公开的示教可以应用于如以下更详细地阐述的其它类型的加热器，同时保持在本公开的范围内。如图所示，加热器20包括具有两个端部24和26的电阻加热元件22，并且电阻加热元件22是金属线的形式，例如镍铬合金材料。电阻加热元件22缠绕或布置在非导电部分(或这种形式的芯)28周围。芯28限定近端30和远端32，并且还限定至少延伸穿过近端30的第一孔口34和第二孔口36。

加热器20还包括由第一导电材料制成的第一电源引脚40和由与第一电源引脚40的第一导电材料不同的第二导电材料制成的第二电源引脚42。进一步地，电阻加热元件22由不同于第一电源引脚40和第二电源引脚42的第一导电材料和第二导电材料的材料制成，并且在端部24处与第一电源引脚40形成第一接点50，并且在其另一端部26处与第二电源引脚42形成第二接点52。因为电阻加热元件22在接点50处是与第一电源引脚40不同的材料并且在接点52处是与第二电源引脚42不同的材料，所以有效地形成热电偶接点，并且由此检测第一接点50和第二接点52处的电压变化(如以下更详细地阐述的)以确定加热器20的平均温度，而不使用单独/分立的温度传感器。

在一种形式中，电阻加热元件22是镍铬合金材料，第一电源引脚40是

镍合金，第二电源引脚42是

镍合金。替代地，第一电源引脚40可以是铁，第二电源引脚42可以是康铜。本领域技术人员应当理解，任何数量的不同材料及其组合都可以用于电阻加热元件22、第一电源引脚40和第二电源引脚42，只要这三种材料不同并且热电偶接点有效地形成在接点50和52处即可。本文所述的材料仅为示例性的，由此不应被解释为限制本公开的范围。

在一种应用中，加热器20的平均温度可用于检测湿气的存在。如果检测到湿气，那么可以经由控制器(以下更详细地描述)实施湿气管理控制算法，以便以受控的方式去除湿气，而不是继续操作加热器20并引起可能的过早失效。

如进一步所示，加热器20包括围绕非导电部分28的护套60和布置在非导电部分28的近端30处并至少部分地延伸到护套60中以完成加热器组件的密封构件62。另外，介电填充材料64布置在电阻加热元件22与护套60之间。筒式加热器的各种构造和另外的结构和电气细节在序列号为2,831,951和3,970,822的美国专利中更详细的阐述，这两个专利与本申请共同转让，并且其内容以引用的方式全文结合于此。因此，应当理解，本文例示的形式仅是示例性的，并且不应被解释为限制本公开的范围。

现在参照图2，本公开还包括控制器70，其与电源引脚40、42通信并且被配置为测量第一接点50和第二接点52处的电压变化。更具体地，控制器70测量接点50、52处的毫伏(mV)变化，然后使用这些电压变化来计算加热器20的平均温度。在一种形式中，控制器70测量接点50、52处的电压变化，而不中断到电阻加热元件22的电源。这可以通过例如在AC输入电源信号的过零处进行读取来实现。在另一形式中，电源被中断，并且控制器70从加热模式切换到测量模式以测量电压的变化。一旦确定了平均温度，控制器70就切换回加热模式，这将在下面更详细地描述。更具体地，在一种形式中，三端双向可控硅开关用于将AC电源切换到加热器20，并且在电源信号的过零处或附近收集温度信息。可以采用其它形式的AC开关器件，同时保持在本公开的范围内，由此，三端双向可控硅开关的使用仅仅是示例性的，不应被解释为限制本公开的范围。

替代地，如图3所示，FET 72用作开关器件和在具有DC电源的FET的截止周期期间测量电压的装置。在一种形式中，使用三(3)个相对大的电阻器73、74和75来形成用于测量电路76的保护电路。应当理解，该开关和测量电路仅仅是示例性的，并且不应被解释为限制本公开的范围。

参照回图2，一对引线80连接到第一电源引脚40和第二电源引脚42。在一种形式中，引线80都是相同的材料，例如铜。提供引线80以减小到达控制器70所需的电源引脚的长度，同时借助于接点82和84处的不同材料引入另一接点。在这种形式中，为了使控制器70确定测量哪个接点的电压变化，可以采用信号线86和88，使得控制器70在信号线86和88之间切换以识别测量的接点。替代地，可以消除信号线86和88，并且可以忽略或通过控制器70中的软件补偿跨引线接点82和84的电压变化。

现在参照图4，本公开的示教也可应用于具有多个区域90、92和94的加热器20’。每个区域都包括其自己的一组电源引脚40’、42’和如上所述的电阻加热元件22’(为了清楚起见，仅例示了一个区域90)。在这种多区加热器20’的一种形式中，控制器70(未示出)将与每个区域的端部96、98和100通信，以便检测电压变化，由此确定该特定区域的平均温度。替代地，控制器70可以仅与端部96通信，以确定加热器20’的平均温度以及是否可以存在湿气，如上所述。尽管示出了三(3)个区域，但是应当理解，可以采用任何数量的区域，同时保持在本公开的范围内。

现在转到图5，本公开的示教还可以应用于多个单独的加热器100、102、104、106和108，其可以是筒式加热器，并且如图所示依次连接。如图所示，每个加热器都包括不同电源引脚到电阻加热元件的第一接点和第二接点，由此每个加热器100、102、104、106和108的平均温度都可以由控制器70确定，如上所述。在另一形式中，加热器100、102、104、106和108中的每一个都具有其自己的电源引脚，并且单个电源返回引脚连接到所有加热器，以便降低这种多加热器形式的复杂性。在这种具有筒式加热器的形式中，每个芯都将包括容纳用于每个连续加热器的电源引脚的通道。

现在参照图6和图7，电阻加热元件110的节距可以根据本公开的另一形式而变化，以便提供沿着加热器120的定制的热分布。在一种形式中(图5)，电阻加热元件110限定沿着其长度连续可变的节距。更具体地，电阻加热元件110具有连续可变的节距，其能够适应在紧邻的下一个360度线圈环上的节距P₄-P₉的增大或减小。电阻加热元件110的连续可变节距提供加热器表面(例如，护套112的表面)的通量密度的逐渐变化。尽管该连续可变节距的原理被示出为应用于具有填充的绝缘材料114的管式加热器，但是该原理也可应用于任何类型的加热器，包括但不限于如上所述的筒式加热器。另外，如上所述，第一电源引脚122由第一导电材料制成，第二电源引脚124由与第一电源引脚122的第一导电材料不同的第二导电材料制成，而电阻加热元件110由与第一电源引脚122和第二电源引脚124的第一导电材料和第二导电材料不同的材料制成，使得检测第一接点126和第二接点128处的电压变化以确定加热器120的平均温度。

在另一形式中(图7)，电阻加热元件130在区域A、B和C中分别具有节距P₁、P₂和P₃。P₃大于P₁，P₁大于P₂。电阻加热元件130沿着每个区域的长度具有恒定的节距，如图所示。类似地，第一电源引脚132由第一导电材料制成，第二电源引脚134由与第一电源引脚132的第一导电材料不同的第二导电材料制成，而电阻加热元件130由与第一电源引脚132和第二电源引脚134的第一导电材料和第二导电材料不同的材料制成，使得检测第一接点136和第二接点138处的电压变化以确定加热器120的平均温度。

参照图8，如本文所述的加热器和两用电源引脚具有多种应用，包括例如热交换器140。热交换器140可包括一个或多个加热元件142，并且每个加热元件142都还可包括如上例示和描述的区域或可变节距电阻加热元件，同时保持在本公开的范围内。应当理解，热交换器的应用仅仅是示例性的，并且本公开的示教可以用于其中在还需要温度测量的同时提供热量的任何应用中，无论该温度是绝对的还是用于诸如如上所述的湿气的存在的另一环境根件。

如图9所示，本公开的示教也可以应用于其它类型的加热器，诸如分层加热器150。通常，分层加热器150包括施加到基板154的介电层152、施加到介电层152的电阻加热层156、以及施加到电阻加热层156上的保护层158。在电阻层158的迹线的一端与第一引线162(为了清楚起见，仅示出了一端)之间形成接点160，并且类似地，在另一端处形成第二接点，并且遵循如上所述的本公开的原理，检测这些接点处的电压变化，以便确定加热器150的平均温度。这种分层加热器在序列号为8,680,443的美国专利中更详细地例示和描述，该专利与本申请共同转让，其内容以引用的方式全文结合于此。

根据本公开的示教，也可以采用其它类型的加热器，而不是如上所述的筒式加热器、管式加热器和分层加热器，或者除了如上所述的筒式加热器、管式加热器和分层加热器之外，还可以采用其它类型的加热器。这些额外类型的加热器可以包括，例如，聚合物加热器、柔性加热器、伴热加热器(heat trace)和陶瓷加热器。应当理解，这些类型的加热器仅仅是示例性的，并且不应被解释为限制本公开的范围。

现在参照图10，示出了根据本公开的示教的控制至少一个加热器的方法。该方法包括以下步骤：

(A)激活加热模式，以向供电引脚供电，供电引脚由第一导电材料制成，并且通过电源返回引脚返回电源，电源返回引脚由与第一导电材料不同的导电材料制成；

(B)向供电引脚供电，向具有两端并且由与供电引脚和电源返回引脚的第一导电材料和第二导电材料不同的材料制成的电阻加热元件供电，电阻加热元件在一端处与供电引脚形成第一接点并且在其另一端处与电源返回引脚形成第二接点，并且进一步通过电源返回引脚供电；

(C)测量第一接点和第二接点处的电压变化以确定加热器的平均温度；

(D)基于在步骤(C)中确定的平均温度，根据需要调节供应给加热器的电源；以及

(E)重复步骤(A)至(D)。

在该方法的另一形式中，如短划线所示，当控制器切换到测量模式以测量电压变化时，中断步骤(B)，然后控制器切换回加热模式。

图11至图13中示出了本公开的又一形式，其中，例示了用于流体浸没加热中的加热器，并且该加热器总体上由附图标记200指示。加热器200包括：加热部分202，其被配置为浸入流体中，加热部分202包括多个电阻加热元件204；以及至少两个非加热部分206、208，其与加热部分202邻接(图11中仅示出一个非加热部分206)。每个非加热部分206、208都限定长度并且包括电连接到多个加热元件204的对应的多组电源引脚。更具体地，每组电源引脚都包括由第一导电材料制成的第一电源引脚212和由与第一电源引脚212的第一导电材料不同的第二导电材料制成的第二电源引脚214。非加热部分206、208内的第一电源引脚212电连接到第二电源引脚214以形成接点220、230和240。如进一步所示，第二电源引脚214延伸到加热部分202中且电连接到对应的电阻加热元件204。进一步地，第二电源引脚214限定大于对应电阻加热元件204的横截面积，以便在第二电源引脚24与电阻加热元件204之间的连接处不产生另一接点或可测量量的热。

如进一步所示，端接部分250与非加热部分206邻接，并且多个第一电源引脚212离开非加热部分206并延伸到端接部分250中，以用于电连接到引线和控制器(未示出)。类似于先前的描述，每个电阻加热元件204都由不同于第一电源引脚212和第二电源引脚214的第一导电材料和第二导电材料的材料制成，并且其中，第一电源引脚212到第二电源引脚214的接点220、230和240中的每一个都布置在沿着非加热部分206、208的长度的不同位置处。更具体地，并且例如，接点220在距离L₁处，接点230在距离L₂处，并且接点240在距离L₃处。

如图13所示，随着接点220、230和240的温度随时间“t”变化，接点220浸没在流体F中，接点230浸没在流体中但没有那么深，接点240没有浸没。因此，检测在接点220、230和240中的每一个处的电压的变化可以提供关于加热部分202的液位的指示。尤其是当流体是烹饪/油炸锅应用中的油时，期望加热部分202在操作期间不暴露于空气，以便不引起火灾。利用根据本公开的示教的接点220、230和240，控制器可以确定液位是否太靠近加热部分202，并且由此断开加热器200的电源。

尽管在该示例中例示了三(3)个接点220、230和240，但是应当理解，可以采用任何数量的接点，同时保持在本公开的范围内，只要接点不在加热部分202中即可。

现在参照图14，本公开的又一形式包括布置在加热器系统270的区域中的多个加热器芯300，如图所示。该示例性形式中的加热器芯300是如上所述的筒式加热器，然而，应当理解，也可以采用如本文所述的其它类型的加热器。因此，本公开的这种形式的筒式加热器构造不应被解释为限制本公开的范围。

如图所示，每个加热器芯300都包括多个电源引脚301、302、303、304和305。与上述形式类似，电源引脚由不同的导电材料制成，更具体地，电源引脚301、304和305由第一导电材料制成，电源引脚302、303和306由与第一导电材料不同的第二导电材料制成。如进一步所示，至少一根跳线320连接在不同的电源引脚之间，在该示例中，连接在电源引脚301与电源引脚303之间，以便获得跳线320位置附近的温度读数。跳线320可以是例如足以获得指示跳线320位置附近的温度的毫伏信号的引线或其他导电构件，其也与控制器70通信，如上例示和描述。可以跨不同的电源引脚使用任意数量的跳线320，并且在区域3与区域4之间在电源引脚303与电源引脚305之间的跳线322处例示了另一个位置。

在该示例性形式中，电源引脚301、303和305分别是相邻电源引脚302、304和306之间的加热器电路的中性脚。更具体地，区域1中的加热器电路将处于电源引脚301和302之间，其中电阻加热元件(例如，图1所示的元件22)处于这些电源引脚之间。区域2中的加热器电路将处于电源引脚303和304之间，其中电阻加热元件处于这两个电源引脚之间。类似地，区域3中的加热器电路将处于电源引脚305和306之间，其中电阻加热元件处于这两个电源引脚之间。应当理解，这些加热器电路仅仅是示例性的，并且根据上述筒式加热器的示教并参照图1来构造。可以采用具有多个加热器芯300和区域的任何数量和配置的加热器电路，同时保持在本公开的范围内。四(4)个区域和筒式加热器构造的图示仅仅是示例性的，并且应当理解，不同的电源引脚和跳线可以与其它类型的加热器一起采用，并且可以用于不同数量和/或配置的区域中，同时保持在本公开的范围内。

现在参照图15，在一种形式中，加热器400被配置为包括主感测接点，其可以布置在加热器400内或加热器400外，以用于测量温度。加热器400包括电阻加热元件402、第一电源引脚404和第二电源引脚406。电阻加热元件402具有第一端和第二端。第一电源引脚402连接到电阻加热元件402的第一端以形成第一接点408，并且第二电源引脚406连接到电阻加热元件402的第二端以形成第二接点410。第一电源引脚404和第二电源引脚406可操作为借助于控制器向加热元件402供电。

第二电源引脚406包括第一引线412和第二引线414。第一引线412连接到电阻加热元件402的第二端以形成第二接点410，第二引线414连接到第一引线412以在第一参照区域形成主感测接点416。第二引线414被配置为借助于第一引线412将电阻加热元件402连接到控制器。

在一种形式中，第一引线412和第二引线414由不同的导电材料制成，或者更具体地，由具有不同塞贝克系数的材料制成。例如，可以使用镍合金、铁、康铜、

等的各种组合。第一引线412和第二引线414的材料差异由图15中的不同类型线表示(例如，短划线用于第二引线414，点划线用于第一引线412)。由于材料不同，主感测接点416实际上是热电偶，以生成电压变化，测量该电压变化以确定第一参照区域的温度。因此，在这种形式中，用于连接到电阻加热元件402的接点408和410与感测位置分离。由此，加热器400不限于检测加热元件402的端部处的温度，并且可以在加热器400内的各个位置处检测温度测量。此外，在一种形式中，第一引线412和第二引线414被配置为具有在加热器400外部的主感测接点416。

如关于图2讨论的，控制器(图15中未示出)与第一电源引脚404和第二电源引脚406通信，并且被配置为经由电源引脚404和406向电阻加热器元件402供电。控制器还被配置为使用材料的塞贝克系数基于由感测接点416产生的电压变化来计算第一参照区域处的温度。

在一种形式中，电阻加热元件402、第一电源引脚404和第二电源引脚406的第一引线412由相同的导电材料或具有类似的塞贝克特性(即，大致相同的塞贝克系数)的材料制成。因此，由第一接点408和第二接点410产生的电压变化大致为零，并且由控制器确定的温度测量基于由主感测接点416产生的电压变化。

在另一形式中，电阻加热元件402、第一电源引脚404和/或第二电源引脚406的第一引线412由不同的导电材料制成。在这种配置的情况下，第二引线414的材料被选择为使得第二引线414的塞贝克系数与电阻加热元件402、第一电源引脚404和第二电源引脚406的第一引线412的塞贝克系数最不同。因此，主感测接点416被提供作为总体温度测量的最大贡献者，并且来自第一接点408和第二接点410的任何温度测量被最小化。

如上所述，可以在电源信号的过零处检测温度。替代地，控制器被配置为在用于将电源引导到电阻加热元件的加热模式与用于测量主感测接点416处的电压变化以确定参照区域处的温度的测量模式之间切换。

参照图16，在一种形式中，加热器420包括两个感测接点，其彼此接近，以检测两个感测接点之间的虚拟点处的温度。在此，加热器420包括电阻加热元件422、第二电源引脚424和第一电源引脚426。电阻加热元件422包括第一端和第二端。第一电源引脚426与加热元件422的第一端形成第一接点428，并且第二电源引脚424与加热元件422的第二端形成第二接点430。第二电源引脚424以与图15的第二电源引脚406类似的方式配置，由此包括连接到电阻加热元件422以形成第二接点430的第一引线432以及连接到第一引线432以在加热器420内的第一参照区域处形成第一主感测接点440的第二引线434。

在这种形式中，第一电源引脚426以与第二电源引脚424类似的方式配置，并且包括两根引线(即，第三引线436和第四引线438)以形成感测接点。更特别地，第三引线436连接到电阻加热元件422的第一端以形成第一接点428，并且第四引线438与第三引线436在第二参照区域处形成第二主感测接点442。第二主感测接点442设置在加热器420的第二参照区域，该第二参照区域邻近并接近具有第一主感测接点440的第一参照区域。虽然感测接点440和442设置在加热器420内，但是感测接点440和442也可以设置在加热器420外。

与第二电源引脚424类似，第三引线436由与第四引线438的导电材料不同的导电材料制成，并且由与第二电源引脚424的第二引线434的导电材料不同的导电材料制成。因此，第二主感测接点442实际上是与第一主感测接点结合使用以确定第一参照区域与第二参照区域之间的温度的热电偶。此外，电阻加热元件422、第二电源引脚424的第一引线432以及第一电源引脚426的第三引线436由相同的导电材料或具有类似塞贝克特性的材料制成，使得第一接点428与第二接点430所产生的电压变化大致为零，并且控制器所确定的温度测量基于感测接点440与442处的电压变化。

控制器(图16中未示出)被配置为经由第一电源引脚426和第二电源引脚424向加热元件422供电，并且基于由接点440和442产生的电压变化来测量两个感测接点440和442之间的虚拟点处的温度。在一种形式中，假定第一参照区域和第二参照区域处的温度大致相同，由此，由控制器检测的温度与第一参照区域和第二参照区域之间的虚拟点相关联。

参照图17A和图17B，在一种形式中，主感测接点设置在筒式加热器中，用于测量加热器外部的虚拟点处或加热器内的参照区域处的温度。图17A例示了筒式加热器450，其包括金属线形式的电阻加热元件452、第一电源引脚454和第二电源引脚456。筒式加热器450被配置为包括两个感测接点，其设置在加热器450外部，以测量两个感测接点之间的虚拟点处的温度。

更特别地，在一种形式中，电阻加热元件452缠绕或布置在非导电部分(或这种形式的芯)周围，如关于图1讨论的。第一电源引脚454包括第一引线458和第二引线460。第一引线458连接到电阻加热元件452的第一端以形成第一接点462，并且第二引线460在加热器450外部的第一参照区域处与第一引线458形成第一主感测接点464。第二电源引脚456包括第三引线466和第四引线468。第三引线466连接到电阻加热元件452以形成第二接点470。第四引线468连接到第三引线466，以在加热器450外部的第二参照区域处形成第二主感测接点472。第一主感测接点464和第二主感测接点472彼此相邻且接近地定位。

在一种形式中，电阻加热元件452、第一电源引脚454的第一引线458以及第二电源引脚456的第三引线466由相同的材料或具有类似塞贝克特性的材料制成，并且与第一电源引脚454的第二引线460和第二电源引脚456的第四引线468的材料不同。另外，第一电源引脚454的第二引线460的材料不同于第二电源引脚456的第四引线468的材料。因此，第一主接点464和第二主接点472作为热电偶操作，以检测两个接点464和472之间的虚拟点处的温度。

图17B例示了筒式加热器480，其具有位于加热器内的一个主感测接点。筒式加热器480包括具有两端的电阻加热元件482、第一电源引脚484和第二电源引脚486。第一电源引脚484与加热元件482的第一端形成第一接点488，并且第二电源引脚486与加热元件482的第二端形成第二接点490。与图15的加热器类似，第二电源引脚486包括由不同材料制成(即具有不同的塞贝克系数)的第一引线492和第二引线494。第一引线492连接到电阻加热元件482的第二端以形成第二接点490，第二引线494连接到第一引线492以在加热器480内的第一参照区域形成主感测接点496。因此，主感测接点490可操作为热电偶，以测量第一参照区域处的温度。

在一种形式中，电阻加热元件482、第一电源引脚484和第二电源引脚486的第一引线492由相同的导电材料或具有类似的塞贝克特性的材料制成。因此，由第一接点488和第二接点490产生的电压变化大致为零，并且由控制器确定的温度测量基于由主感测接点490产生的电压变化。

参照图18，本公开的主感测接点也可以用作热通量传感器的一部分，以估计加热器的内表面与加热器的外表面之间的温度。更特别地，在一种形式中，加热器500可操作为加热流经管的流体(例如气体)，并且包括电阻加热(即，热)元件502(以虚线示出)、第一电源引脚504和第二电源引脚506。虽然图18中未完全例示，但电阻加热元件502被配置为延伸穿过加热器500，并由盖保护。第一电源引脚504和第二电源引脚506延伸到加热器500的盖中，以分别与加热元件502的第一端形成第一接点并且与加热元件502的第二端形成第二接点。

电阻加热元件502是“双线”加热元件，使得其用作加热器和温度传感器。这种双线能力在例如序列号为7,196,295的美国专利中公开，该美国专利与本申请共同转让，并以引用的方式全文结合于此。通常，对于双线系统，加热元件502由高电阻温度系数(TCR)材料制成。控制器(图18中未示出)与第一电源引脚504和第二电源引脚506通信，并且被配置为测量跨电源引脚504和506的电压(即，mV)变化。使用电压变化，控制器计算电阻加热元件502(例如，大约R1)的平均温度。

第一电源引脚504包括由不同材料制成(即具有不同的塞贝克系数)的第一引线508和第二引线510。第一引线508与加热元件502形成第二接点，第二引线510与第一引线508在沿着加热器500的外表面(即，R2)(即，沿着与加热元件502的平面不同的平面)的第二参照区域处形成主感测接点512。因此，主感测接点512可操作为热电偶，以基于由感测接点512产生的电压变化测量第二参照区域处的温度。电阻加热元件502、第二电源引脚506以及第一电源引脚504的第一引线508由相同材料或具有类似塞贝克特性的材料制成。

在一种形式中，控制器被配置为基于加热元件502的温度测量、主感测接点512处的温度以及从控制器递送到加热器500的电源来估计加热器500的内表面(即，第一参照区域)与外表面(第二参照区域)之间的虚拟点处的温度。更特别地，控制器使用跨电源引脚506和504的电压变化来确定第一参照区域处的加热元件的平均温度，如关于两线系统描述的。控制器还基于由主感测接点512产生的电压变化以及第一引线508和第二引线510的塞贝克系数确定第二参照区域处的温度。使用这两个测量、所提供的电源以及加热器几何形状，控制器可以计算在加热器500中的期望位置(例如，加热器内的任何位置)处的第三参照区域处的温度。另外，如果加热器500的几何形状是已知的，则控制器也可以被配置为确定加热器500的内表面与外表面之间的热通量。热通量可用于例如检测冷流体的进入区域、调节温度设定点和/或其它合适的系统控制。虽然加热器500被例示为管，但是加热器可以被配置为其他合适的形状(例如，平板)并且仍然在本公开的范围内。

此外，在一种形式中，在加热器500通电之前，加热器500大致处于室温，使得主感测接点512处于与高TCR元件线(即，加热元件502)相同或大致相同的温度。控制器被配置为使用主感测接点512测量温度，并且进一步测量加热元件502的电阻。控制器将加热器500的电阻与由主感测接点512测量的温度相关联，并且使用该基线值来将其它电阻转换成温度，从而校准加热器元件502。

参照图19，主感测接点可以以各种合适的方式配置，以改进沿着表面的温度测量。例如，在一种形式中，主感测接点550由不同材料制成的第一引线552和第二引线554形成。感测接点550具有平面形状(即，平坦的)并且被是导热材料(例如，铜)的热扩散器556围绕，以改善与表面的热接触并且扩散来自加热元件的热量。

本公开的主感测接点作为热电偶操作，以使得能够在加热器内甚至加热器外的不同位置处进行温度测量。因此，温度测量不限于加热元件的端部。另外，加热器不再需要分立的温度传感器，从而降低了加热器的复杂性。

参照图20，示出了加热器系统700，其包括电源控制系统600和由电源控制系统600连接和控制的多个加热器602、604、606、608。电源控制系统600包括控制器610、线束612和连接到多个加热器并从其延伸的多组辅助线632、634、636。线束612和多组辅助线632、634、636将控制器610连接到多个加热器602、604、606、608。多个加热器包括第一加热器602、第二加热器604、第三加热器606和第四加热器608。线束612可以用于串联连接多个加热器602、604、606和608中的一些或全部，以形成不同的模块化加热器组件或作为独立加热器或其组合，这将在下面更详细地描述。在不脱离本公开的范围的情况下，任何数量的加热器可以通过线束612连接，并且加热器可以是任何类型的加热器。控制器610被配置为向多个加热器602、604、606、608供电，基于从加热器传输的温度信号确定多个加热器602、604、606、608的温度，并且基于测量的温度和目标温度控制多个加热器602、604、606、608的温度。

线束612包括多个连接器614、616、618、620和用于将控制器610连接到多个加热器602、604、606、608的多根电线。在一种形式中，多个连接器614、616、618、620可以是圆形塑料连接器(CPC)，其包括内置引脚和插座以允许宽范围的电源和信号传输选项，并且其在结构上被设计成允许连接器与电线之间的容易且快速的连接/断开。在图20的说明性示例中，多个连接器614、616、618、620的数量等于多个加热器602、604、606、608的数量，使得每个加热器经由对应的连接器连接到另一个加热器或控制器610。

在图20的说明性示例中，多根电线包括主供电线622、主电源返回线624和多根连接线626、628、630。主供电线622和主电源返回线624直接连接到控制器610，以用于分别将电流引导到多个加热器602、604、606、608和从其引导出来。多根连接线包括第一连接线426、第二连接线428和第三连接线430，用于将连接器614、616、618、620中的一个连接到连接器614、616、618、620中的另一个。多组辅助线布置在连接器614、616、618、620与多个加热器602、604、606、608之间。应当理解，三(3)根连接线和四(4)个加热器仅仅是示例性的，并且本文中的图示和描述不应被解释为限制本公开的范围。还应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，多组辅助线可以替代地配置为导电引脚的形式。

参照图21A，用于对应加热器的每组辅助线包括三根线，其中，三根线中的两根由不同材料制成并且被连结以形成热电偶接点635，该热电偶接点还连结到加热器602的电阻加热元件637的端部。更具体地，每组辅助线包括温度感测线432、辅助供电线634以及辅助电源返回线636。温度感测线632由第一导电材料制成(如短划线所示)，而辅助供电线634和辅助电源返回线634由不同于第一导电材料的第二导电材料制成(如实线所示)。

温度感测线632(由第一导电材料制成)连结到辅助供电线634和辅助电源返回线634(由第二导电材料制成)中的一个，以在它们之间形成热电偶接点635。如图21A所示，每组辅助线的温度感测线632连结到辅助供电线634，并且连结到电阻加热元件637的一对端子区域中的一个，以在它们之间形成热电偶接点635。辅助电源返回线636连接到电阻加热元件637的端子区域中的另一个。由此可见，电流从温度感测线632通过电阻加热元件637流到辅助电源返回线636。三根线可以固定到加热器的电阻加热元件637的端子区域以成为加热器的一部分。

虽然三根线从每个加热器延伸并且连接到对应的连接器，但是在加热器操作的每个模式期间，三根线中的仅两根用于承载电流，并且三根线中剩余的一根被旁路。三根线中的哪一根被旁路取决于如何通过线束、特别是通过分别包括第一连接器部分和第二连接器部分的连接器614、616、618、620连接加热器。例如，如图21A所示，连接器614包括第一连接器部分614a和第二连接器部分614b。所有三根线都连接到特定连接器的第一连接器部分，但是特定连接器的第二连接器部分仅将三根线中的两根经由连接线、主供电线或主电源返回线连接到另一连接器的第二连接器部分或控制器610。如图21A结合图20所示，用于第一加热器602的温度感测线632和辅助电源返回线636用于承载电流，并且辅助供电线634被旁路。如图20中清楚地示出，用于其它加热器604、606、608的辅助供电线634和辅助电源返回线636用于承载电流，并且温度感测线632被旁路。第一加热器602上的热电偶接点635测量第一加热器的温度，并且用于第一加热器602的温度感测线632和辅助电源返回线636将与加热器的温度有关的信号传输到控制器610。

作为示例，第一导电材料可以是诸如康铜的铜-镍合金，并且第二导电材料可以是诸如

的镍-铬合金。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用适于形成用于温度感测目的热电偶接点的第一导电材料和第二导电材料的任何组合。

参照图21B，连接器614、616、618、620中的每一个都可以包括第一连接器部分和配合的第二连接器部分(例如，其可以是插座和插头组件)。例如，连接器614可以包括第一连接器部分614a和第二连接器部分614b。加热器602和对应的一组辅助线(即，温度感测线632、辅助供电线634和辅助电源返回线636)附接到第一连接器部分614a，以形成模块化加热器单元603。通过使用配合连接器部分和适当的连接线以实现各种布线连接(其所有变型应被解释为落入本公开的范围内)，模块化加热器单元603可以容易地连接到其他电气部件，诸如另一个模块化加热器单元或控制器610。

从对应的加热器延伸的一组辅助线构成三线机构，以允许加热器用作加热器和温度传感器两者。在图20的第一模块化加热器组件中，第二加热器604、第三加热器606和第四加热器608通过线束612连接，使得第二加热器、第三加热器和第四加热器仅用作加热器以生成期望的热输出。在第二加热器604、第三加热器606和第四加热器608中，辅助供电线634和辅助电源返回线636被选择性地用于形成电路的一部分，而温度感测线632被旁路。通过选择性地使用温度感测线632和辅助供电线634以形成电路的一部分，并且通过旁路辅助供电线634，第一加热器602被用作加热器和温度传感器两者。在温度感测模式期间，第一加热器602上的热电偶接点635用于测量加热器的温度，并且用于第一加热器的温度感测线632和辅助电源返回线636以及电路中的其它线用于将温度信号传输到控制器610。

参照图22，示出了例示图20的包括电源控制系统600和多个加热器的加热器系统700的电路的电气图。多个加热器602、604、606和608以该顺序串联连接，以形成第一模块化加热器组件。主供电线622由与温度感测线632相同的第一导电材料制成，如短划线所示。主电源返回线624和连接线626、628、630由与辅助供电线634和辅助电源返回线636相同的第二导电材料制成，如实线所示。作为示例，第一导电材料可以是康铜，并且第二导电材料可以是

当控制系统600处于电源模式时，通过第一加热器602的主供电线622、温度感测线632和辅助电源返回线636、第二加热器604的连接线626、辅助供电线634和辅助电源返回线636、第三加热器606的连接线628、辅助供电线634和辅助电源返回线636、第四加热器608的连接线630、辅助供电线634和辅助电源返回线636从控制器610的CH2+供电。电流通过主电源返回线624返回到控制器610的CH2-。

当控制系统600处于温度感测模式时，电流路径与供电模式中的电流路径相同。第一加热器602的热电偶接点635用于测量第一加热器602的温度。第一加热器602的温度也是第一模块化加热器组件的温度，因为第一加热器、第二加热器、第三加热器和第四加热器串联连接。与温度测量有关的信号经由第一加热器602的温度感测线632和辅助电源返回线636以及形成电路的其它线传输到控制器610。

第一模块化加热器组件中的热电偶接点635中的仅一个用于温度感测。在第一模块化加热器组件中，通过主供电线622直接连接到控制器610的第一加热器602中的热电偶接点635用于温度感测。主供电线622由与温度感测线632相同的第一导电材料制成，并且可被认为是温度感测线在第一模块化加热器组件中的延伸。

参照图23，示出了加热器系统702，其包括电源控制系统600和由电源控制系统600连接和控制的多个加热器602、604、606、608。电源控制系统600包括线束612’，其以第二串联连接敷设多个加热器602、604、606、608。在下文中，同样的元件将由同样的附图标记表示，并且为了清楚起见将省略对其的描述。

在该布线连接中，第二加热器604、第一加热器602、第三加热器606和第四加热器608以该顺序串联连接以形成第二模块化加热器组件，并且首先向第二加热器604供电。在该布线连接中，通过选择性地使用用于第二加热器的温度感测线632和辅助电源返回线636来形成电路的一部分，仅第二加热器604用作加热器和温度传感器两者。通过选择性地使用辅助供电线634和辅助电源返回线636来形成电路的一部分并且通过旁路温度感测线，其它加热器602、606、608用于仅执行加热器的功能。仅第二加热器604的热电偶接点635用于第二模块化加热器组件的温度感测。与图20的第一模块化加热器组件类似，主供电线622和温度感测线632由第一导电材料(诸如康铜)制成，并且其余的线由第二导电材料(诸如

)制成。主供电线622可以被认为是用于温度感测目的的第二加热器604的温度感测线632的延伸。

参照图24，示出了加热器系统704，其包括电源控制系统600和由电源控制系统600连接和控制的多个加热器602、604、606、608。电源控制系统600包括线束612”，其以第三串联连接敷设多个加热器602、604、606和608。在该布线连接中，第三加热器606、第二加热器604、第一加热器602和第四加热器608以该顺序串联连接以形成第三模块化加热器组件，并且首先向第三加热器606供电。在该布线连接中，仅第三加热器606用于执行加热器和温度传感器两者的功能，并且第三加热器606的热电偶接点635用于温度感测。其它加热器602、604、608通过旁路与这些加热器相关联的温度感测线632而仅用作加热器。类似地，主供电线622和温度感测线632由第一导电材料(诸如康铜)制成，并且其余的线由第二导电材料(诸如

)制成。主供电线622可以被认为是用于温度感测目的的第三加热器606的温度感测线632的延伸。

参照图25和图26，示出了加热器系统706，其包括电源控制系统600’和由电源控制系统600’连接和控制的多个加热器602、604、606、608。电源控制系统600’包括线束720，其包括两组主供电线622和主电源返回线624，用于将加热器中的一个(即，第四加热器608)敷设为独立加热器，并且将加热器中的其余加热器(即，第一加热器602、第二加热器604和第三加热器606)敷设为串联连接。

第一组主供电线和主电源返回线将第一加热器602、第二加热器604、第三加热器606以该顺序串联连接，以形成第四模块化加热器组件，并且首先从控制器610向第一加热器602供电。第二组主供电线和主电源返回线将第四加热器608直接连接到控制器610，使得第四加热器408成为独立加热器。第四加热器608独立于第四模块化加热器组件控制。

在该第四模块化加热器组件中，仅第一加热器602用作加热器和温度传感器两者，并且第一加热器602的热电偶接点635用于温度感测。作为独立加热器的第四加热器也用作加热器和温度传感器两者，并且第四加热器的热电偶接点635也用于测量第四加热器608的温度。

类似地，两根主供电线622和温度感测线632由第一导电材料(诸如康铜)制成，并且其余的线由第二导电材料(诸如

)制成。

参照图27，示出了加热器系统708，其包括电源控制系统600”和由电源控制系统600”连接和控制的多个加热器650、652、654、656。电源控制系统600”包括附接到多个加热器650、652、654、656的多组辅助线632’、634’、636’、660、662以及用于将多组辅助线连接到控制器610的线束722。线束722包括两组主供电线622和主电源返回线624，其用于将加热器中的一个(例如，第四加热器656)敷设为独立加热器，并且将加热器中的其余加热器(即，第一加热器650、第二加热器652和第三加热器654)敷设为串联连接。第一加热器650、第二加热器652和第三加热器654以该顺序串联连接，以形成第五模块化加热器组件。

每组辅助线附接到对应的加热器，并且包括五根线，包括温度感测线632’、辅助供电线634’、辅助电源返回线636’、第一敷设线660和第二敷设线662。温度感测线632’、辅助供电线634’和辅助电源返回线636’的结构和功能与温度感测线632、辅助供电线634和辅助电源返回线636的结构和功能相同，由此为了清楚起见，本文中省略其详细描述。每组中的第一敷设线660和第二敷设线662彼此连接，并用于辅助以期望的顺序连接第一加热器、第二加热器和第三加热器。在每组五根线中，在每个加热器操作模式中仅使用每组辅助线中的五根线中的四根，并且旁路每组中的五根线中的一根。

第一组主供电线622和主电源返回线624连接到第五模块化加热器组件。在第五模块化加热器组件中，第三加热器654是主控加热器，其热电偶接点635和温度感测线632用于温度传感。通过选择性地使用用于第三加热器654的温度感测线632’来形成电路的一部分，第三加热器654用作加热器和温度传感器两者。第一加热器650和第二加热器652的温度感测线632被旁路，并且第一加热器和第二加热器仅执行加热器的功能。第二组主供电线622和主电源返回线624仅将一个加热器(即第四加热器656)连接到控制器610。第四加热器656的热电偶接点635和温度感测线632也用于测量第四加热器656的温度。

与第一模块化加热器组件至第四模块化加热器组件中的线束612、612’、612”、720不同，本形式的线束722包括与多个加热器650、652、654、656相对应的多对连接器614、614’、616、616’、618、618’、620、620’。每个加热器都连接到一对连接器。而且，温度感测线附接到从加热器延伸的每组辅助线中的辅助电源返回线，而不是辅助供电线。因此，热电偶接点形成在每组辅助线中的辅助电源返回线636’与温度感测线632’之间。温度感测线632’和主电源返回线624’由第一导电材料(例如康铜)制成，并且其余的线由第二导电材料(例如

)制成。主电源返回线624’被认为是用于温度感测目的的温度感测线632’的延伸。

参照图28，示出了加热器系统710，其包括电源控制系统600”’和由电源控制系统600”’连接和控制的多个加热器650、652、654、656。电源控制系统600”’包括线束720，其包括两组主供电线622和主电源返回线624，用于将加热器中的一个(即，第四加热器656)敷设为独立加热器，并且将加热器中的其余加热器(即，第一加热器650、第二加热器652和第三加热器654)敷设为串联连接。第一加热器650、第二加热器652和第三加热器654以该顺序串联连接，以形成第六模块化加热器组件。在第六模块化加热器组件中，第二加热器652是主控加热器，其热电偶接点635和温度感测线632’用于温度测量和温度信号传输。主控加热器布置在第六模块化加热器组件的中心。第一组主供电线622和主电源返回线624连接到第六模块化加热器组件。第二组主供电线622和主电源返回线624仅将第四加热器656连接到控制器610，使得第四加热器成为独立加热器。

三个连接器和六根辅助线用于将第二加热器652连接到控制器610、第一加热器650和第三加热器654。两个连接器和五根辅助线用于将第一加热器650和第三加热器654中的每一个连接到另一加热器。两个连接器和五根辅助线用于将第四加热器656连接到控制器610。用于第一加热器650、第三加热器654和第四加热器656的每组辅助线包括五根线，包括温度感测线632’、辅助供电线634’、辅助电源返回线636’、第一敷设线660和第二敷设线662，类似于图27的线。然而，用于用作主控加热器的第二加热器652的一组辅助线包括六根线。该六根线包括温度感测线632’、辅助供电线634’和四根敷设线664。在每个加热器操作模式中使用所有六根线。

在本形式中，用于第二加热器652的热电偶接点635形成在温度感测线632’与电阻加热元件637之间。用于第一加热器650和第三加热器654的热电偶接点635形成在温度感测线632’、辅助供电线634’和电阻加热元件637之间。用于第四加热器656的热电偶接点635形成在温度感测线632’、辅助电源返回线636’和电阻加热元件637之间。所有的温度感测线632’和两根主电源返回线624由第一导电材料(材料A，诸如康铜)制成，而其余的线(包括两根主供电线622、连接到相同或相邻的连接器的连接线640、辅助供电线634’、辅助电源返回线636’和敷设线660、662)由第二导电材料(材料B，诸如

)制成。

总之，根据本公开的示教构造的电源控制系统600、600’、600”或600”’包括线束612、612’、612”、720、722或724，其允许经由连接器敷设各种线以实现各种布线连接。多个加热器中的一些或全部可以以不同的顺序串联连接，而其它加热器可以作为独立加热器敷设并且独立于其它加热器来控制。尽管在任何形式中都没有示出，但是应当理解，线束可以包括与多个加热器相对应的多组主供电线和主电源返回线。每组主供电线和主电源返回线仅将一个加热器连接到控制器，使得每个加热器成为独立加热器并且被独立地控制。

而且，电源控制系统包括布置在多个连接器与加热器之间的多组辅助线。辅助线可以总是附接到加热器和连接器的相邻连接器部分(无论是阳部分还是阴部分)，以形成多个模块化加热器单元。多个模块化加热器单元可以容易地以任何顺序串联连接，或者通过经由适当的布线将连接器部分连接到另一连接器部分而作为独立加热器。因此，线束改进了多个加热器的模块性。

进一步地，在一些形式中，多组辅助线中的每一组包括三根线，其包括温度感测线、辅助供电线和辅助电源返回线。三根线中的两根连结以形成热电偶接点。根据相关联的加热器是仅用作加热器还是用作电路中的加热器和温度传感器两者，选择连结的两根线中的一根来形成电路的一部分。从每个加热器延伸的三线机构允许每个加热器选择性地用作加热器和温度传感器两者，从而消除了加热器系统中的额外温度传感器的使用，并且提供了具有更简单设计的加热器系统。

在其它形式中，辅助线组可包括五根线或六根线。除了温度感测线、辅助供电线和辅助电源返回线之外，还可以在每组辅助线中包括额外的敷设线以增加敷设选项，从而以不同的顺序连接这些加热器并且使用加热器中的任何一个作为主控加热器，该主控加热器用作加热器和温度传感器两盒。

在附图中，如箭头所指示的箭头的方向通常表示图示感兴趣的信息(诸如数据或指令)的流动。例如，当元件A和元件B交换各种信息但是从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。该单向箭头不意味着没有其它信息从元件B传输到元件A。进一步地，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对信息的请求或接收应答。

在本申请中，术语“模块”和/或“控制器”可以指以下各项、作为以下各项的一部分或者包括以下各项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或群组)；存储由处理器电路执行的代码的存储电路(共享、专用或群组)；提供所述功能的其他合适的硬件部件；或者上述中的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。

术语“存储器”是术语“计算机可读介质”的子集。如本文所用的术语“计算机可读介质”不涵盖通过介质(诸如在载波上)传播的暂时的电信号或电磁信号；因此，术语“计算机可读介质”可以被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性的有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储电路(诸如闪存电路、可擦可编程只读存储电路或掩模只读电路)、易失性存储电路(诸如静态随机存取存储电路或动态随机存取存储电路)、磁存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光存储介质(诸如CD、DVD或蓝光盘)。

本申请中描述的设备和方法可以部分地或完全地由通过配置通用计算机以执行计算机程序中具体实施的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来实施。上述功能块、流程图组成部分和其它元件用作软件规范，其可以由熟练技术人员或程序员的例行工作转换成计算机程序。

除非本文另有明确指示，否则在描述本公开的范围时，所有指示机械/热特性、组成百分比、尺寸和/或公差或其它特性的数值应被理解为由词语“约”或“大约”修饰。出于各种原因而期望这种修饰，包括工业实践；材料、制造和组装公差；以及测试能力。

如本文所用的，短语A、B和C中的至少一个应该被解释为意指使用非排他性逻辑或的逻辑(A或B或C)，并且不应该被解释为意指“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。

本公开的描述本质上仅是示例性的，由此，不偏离本公开的实质的变型旨在处于本公开的范围内。这些变型不应被认为是偏离本公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种加热器系统，包括：

多个加热器；

控制器，所述控制器用于向所述多个加热器供电；

多组辅助线，所述多组辅助线从所述多个加热器延伸；以及

线束，所述线束用于将所述多组辅助线连接到所述控制器，

其中，每组辅助线都包括至少三根线，所述三根线中的两根由不同材料制成并且被连结以形成热电偶接点，使得所述多个加热器中的每一个都能够操作为用作加热器和温度传感器两者。

2.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少三根线中的一根由第一导电材料制成，并且所述线中的其余线由第二导电材料制成。

3.根据权利要求2所述的加热器系统，其中，所述第一导电材料是铜镍合金，所述第二导电材料是镍铬合金。

4.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述多组辅助线分别包括温度感测线、辅助供电线和辅助电源返回线，其中，在每组辅助线中，所述温度感测线连结到所述辅助供电线和所述辅助电源返回线中的一根以形成所述热电偶接点。

5.根据权利要求4所述的加热器系统，其中，所述热电偶接点连结到每个加热器的电阻加热元件的端部。

6.根据权利要求4所述的加热器系统，其中，所述线束还包括直接连接到所述控制器的主供电线和主电源返回线，其中，所述主供电线和所述主电源返回线中的一根由与所述多组辅助线中的所述温度感测线相同的材料制成。

7.根据权利要求1所述的加热器系统，还包括直接连接到所述多组辅助线的多个连接器。

8.根据权利要求7所述的加热器系统，其中，所述线束还包括主供电线和主电源返回线，其中，所述主供电线和所述主电源返回线选择性地连接到相同的连接器，以将加热器中的一个敷设为独立加热器。

9.根据权利要求7所述的加热器系统，其中，所述线束还包括主供电线和主电源返回线，其中，所述主供电线和所述主电源返回线选择性地连接到不同的连接器，使得所述加热器中的至少一些串联连接。

10.一种用于控制至少一个加热器的电源控制系统，所述电源控制系统包括：

控制器；

主供电线和主电源返回线，所述主供电线和所述主电源返回线直接连接到所述控制器；以及

第一线和第二线，所述第一线和所述第二线将所述至少一个加热器连接到所述主供电线和所述主电源返回线，

其中，所述主供电线和所述第一线连接并且由第一导电材料制成，并且所述主电源返回线和所述第二线连接并且由不同于所述第一导电材料的第二导电材料制成。

11.根据权利要求10所述的电源控制系统，其中，所述第一导电材料是铜镍合金，所述第二导电材料是镍铬合金。

12.根据权利要求10所述的电源控制系统，还包括至少一个连接器，所述至少一个连接器用于将所述主供电线和所述主电源返回线连接到所述至少一个加热器。

13.根据权利要求10所述的电源控制系统，还包括线束，所述线束包括与多个加热器对应的多根主供电线、多根主电源返回线和多个连接器，其中，所述线束将所述控制器连接到所述多个加热器，使得所述多个加热器以串联连接或作为独立加热器连接。

14.根据权利要求13所述的电源控制系统，其中，所述线束还包括多根连接线，所述多根连接线用于连接所述多个连接器，使得所述多个加热器以不同的顺序串联连接。

15.一种模块化加热器单元，包括：

加热器；以及

一组至少三根线，从所述加热器延伸，

其中，所述至少三根线中的两根由不同的材料制成并且连结以形成热电偶接点。

16.根据权利要求15所述的模块化加热器单元，其中，所述至少三根线包括由第一导电材料制成的温度感测线、由不同于所述第一导电材料的第二导电材料制成的辅助供电线和辅助电源返回线，所述温度感测线连结到所述辅助供电线和所述辅助电源返回线中的一根。

17.根据权利要求16所述的模块化加热器单元，还包括连接到所述一组至少三根线的连接器部分，所述连接器部分被配置为直接或经由连接线连接到另一连接器部分。

18.根据权利要求16所述的模块化加热器单元，其中，所述一组至少三根线中的仅两根连接到另一电气部件以形成电路的一部分。

19.根据权利要求16所述的模块化加热器单元，其中，所述第一导电材料是铜镍合金，所述第二导电材料是镍铬合金。

20.根据权利要求15所述的模块化加热器单元，其中，所述加热器包括电阻加热元件，并且所述热电偶接点连结到所述电阻加热元件的端部。

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