TWI675605B - 具有前部和中間的菊鏈功率注入、屏蔽和抗水性特徵的流線型加熱器組件 - Google Patents

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保羅 杜梭瑞特茲
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Abstract

加熱器模組(12)被配置成用於流線型菊鏈式連接，該流線型菊鏈式連接包含前端和中間的菊鏈功率注入裝置(14)、抗水性加熱器組件(20、32、34)以及屏蔽(210)。一功率注入裝置(14)被配置成具有用以將功率插入至位於前部和中間的菊鏈位置處的加熱器模組(12)之中的連接功能，同時致能資料通訊於被定位在該些功率注入位置之相反側的加熱器模組(12)之間。

Description

具有前部和中間的菊鏈功率注入、屏蔽和抗水性特徵的流線型加熱器組件
本發明和加熱器有關，其包含具有用於加熱管線、閥門以及其它輸送系統部件之多個加熱器模組的加熱器組件。
在用於將各種氣體材料、液體材料或是固體材料從其中一個位置點傳導或是移動至另一個位置點的產業中所使用的許多真空系統、處理系統、運輸系統以及其它系統，其包含各種長度、尺寸以及形狀的管線、閥門以及其它管線系統部件，其必須被加熱以便維持該些管線及/或該些管線中的材料在特定的溫度範圍裡面。針對此些目的及其它目的來加熱管線的管線加熱器為熟習本技術的人士所熟知並且種類範圍從纏繞該些管線之簡單的電阻式電線與磁帶至比較精密的絕緣式管線加熱器，例如，在美國專利案第5,714,738號(Hauschultz等人所提申)中所述的加熱器，本文以引用的方式將其併入，並且還涵蓋市售的許多此類加熱器產品。
隨著用於各種管線加熱應用的管線加熱器的發展，其亦需要更加的管線加熱器控制系統來調節沿著管線長度從該些加熱器處輸出的熱 量並且監視與控制此些加熱器操作。此些加熱器控制系統有許多種類與配置，例如，在美國專利案第6,894,254號(Hauschultz所提申)中所述的種類與配置，本文同樣以引用的方式將其併入。更多樣的管線加熱器組件以及較佳的控制特徵已經被開發出來，舉例來說，在美國專利案第7,932,480號(Gu等人所提申)以及第8,541,716號(Gu等人所提申)中，本文以引用的方式將兩案併入。然而，此多樣性及此些特徵卻增加複雜性以及麻煩組裝和難以安置的部件，並且，當安裝在輸送系統中時，該些部件可能會因濕氣入侵、磁性干擾、高射頻(Radio Frequency，RF)電磁輻射干擾、紫外線(UltraViolet，UV)輻射以及其它環境問題而容易受到漏水影響並且遭到破壞，而且它們略為凌亂並且會受到磨削(snagging)、不慎中斷連接以及其它問題的影響。
相關技術的前述範例以及與其有關的限制僅為解釋性而沒有排他性。熟習本技術的人士閱讀本說明書並且研究圖式便會明白相關技術的其它限制以及相關技術的其它範例。
下面的實施例及其觀點將配合範例性與解釋性的系統、工具以及方法來作說明與解釋，其並沒有限制範疇。於本發明的各種實施例及施行方式中已經減少或消弭上面所述問題中的一或更多項問題，而其它實施例則係關於其它改良以及好處。
包括一或更多個加熱器模組的加熱器設備可以菊鏈方式連接，該加熱器設備具有一或更多個功率注入裝置，以便提供功率給該些加熱器模組。於其中一範例實施例中，每一個加熱器模組皆包括：一加熱器；一控制器裝置，其藉由一主要加熱器纜線被連接至該加熱器，該控制器裝 置包括一前端連接器，其具有一主要高電壓功率終端、一主要中性終端、以及至少一第一主要通訊終端；以及一次要加熱器纜線，其從該控制器裝置處延伸至一後端連接器，其包含一後端中性終端、一後端高電壓功率終端以及至少一第一後端通訊終端，該後端連接器34被配置成使得能夠配接連接至該前端連接器，其包含配接該後端高電壓功率終端的電氣連接線至該主要高電壓功率終端、配接該後端中性終端的電氣連接線至該主要中性終端以及配接該第一後端通訊終端的通訊連接線至該第一主要通訊終端。
於其中一實施例中，一功率注入裝置包括：一注入裝置功率輸入連接器，其包含一注入裝置高電壓輸入終端以及一注入裝置中性輸入終端；一注入裝置通訊輸入連接器，其包含至少一第一注入裝置通訊輸入終端，該注入裝置通訊輸入連接器被配置成能夠配接連接至該後端連接器，其包含配接該第一注入裝置通訊輸入終端的通訊連接線至該第一後端通訊終端；以及一注入裝置組合功率與通訊輸出連接器，其包含一注入裝置高電壓功率輸出終端、一注入裝置中性輸出終端以及至少一第一注入裝置通訊輸出終端，該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器被配置成能夠配接連接至該前端連接器，其包含配接該注入裝置高電壓功率輸出終端的電氣連接線至該主要高電壓功率終端、配接該注入裝置中性輸出終端的電氣連接線至該主要中性終端以及配接該第一注入裝置通訊輸出終端的通訊連接線至該第一主要通訊終端。於其中一實施例中，該次要加熱器纜線從該控制器裝置處延伸並且經過該加熱器延伸至該後端連接器。於另一實施例中，該次要加熱器纜線從該控制器裝置處直接延伸至該後端連接器。於另一實施例中，該次要加熱器纜線從該控制器裝置處延伸經過一T型接頭裝 置而抵達該後端連接器。
於其中一實施例中，該功率注入裝置包含：一注入裝置高電壓功率導體，其被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸出終端；一注入裝置中性導體，其被電氣連接至該注入裝置中性輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置中性輸出終端；以及至少一第一注入裝置通訊導體，其被連接至該第一注入裝置通訊輸入終端並且被連接至該第一注入裝置通訊輸出終端。
於其中一實施例中，該加熱器設備的前端連接器與後端連接器兩者為相同類型，其為該主要高電壓功率終端、該主要中性終端、該第一主要通訊終端、該後端高電壓功率終端、該後端中性終端以及該第一後端通訊終端提供水密閉式密封墊(water tight seal)。
於其中一實施例中，該加熱器設備的前端連接器、後端連接器、注入裝置通訊輸入連接器以及注入裝置組合功率與通訊輸出連接器全部為相同類型，其為該後端高電壓功率終端、該後端中性終端、該第一後端通訊終端、該第一注入裝置通訊輸入終端、該注入裝置高電壓功率輸出終端、該注入裝置中性輸出終端、該第一注入裝置通訊輸出終端、該主要高電壓功率終端、該主要中性終端以及該第一主要通訊終端提供水密閉式密封墊。
於其中一實施例中，該加熱器設備包括一具有一外側壁的控制器殼體130，其形狀實質上被設計為一沿著介於一殼體前端與一殼體後端之間的一控制器縱軸延伸的旋轉圖形，該殼體前端的形狀實質上被設計為一界定一前孔徑的旋轉圖形，而該殼體後端的形狀實質上被設計為一界定 一後孔徑的旋轉圖形。該控制器殼體有一外表面並且封閉一內控制器腔室。於其中一實施例中，該保護屏蔽為一熱縮材料。於另一實施例中，該保護屏蔽無法讓水滲透。於另一實施例中，該保護屏蔽有化學惰性。於另一實施例中，該保護屏蔽為一磁場屏蔽材料。於另一實施例中，該保護屏蔽為一RF屏蔽材料。於另一實施例中，該保護屏蔽無法讓灰塵穿透。於另一實施例中，該保護屏蔽會反射或吸收紫外線輻射。於另一實施例中，該保護屏蔽為一緩衝材料(cushion material)。於另一實施例中，該保護屏蔽為一熱絕緣材料。於另一實施例中，該保護屏蔽為一透射至少部分可見光的材料。
於其中一實施例中，該加熱器設備包含一控制器殼體，其具有：一前孔徑；一後孔徑；一前端纜線，其延伸穿過該前孔徑；一主要加熱器纜線，其延伸穿過該後孔徑；一不可滲水的前套管(front boot)，其延伸在該殼體前端上方，其包含延伸在該保護屏蔽的一前端部分上方，並且延伸在位於該殼體外部的前端纜線的一部分上方。於其中一實施例中，該前套管與該後套管(end boot)包括熱縮材料。
於其中一實施例中，該加熱器設備包括位在該加熱器中的一加熱器元件以及相鄰於該加熱器元件的至少一溫度感測器。
於其中一實施例中，該加熱器設備的控制器裝置包含一控制器殼體，其至少部分含有：(i)一主要中性導體，其從該主要中性終端處延伸，經過該控制器殼體並且經過該主要加熱器纜線，延伸至該加熱器，並且延伸至一次要中性導體，其會經過次要加熱器纜線延伸至該後端中性終端，該主要中性導體於該加熱器處被電氣連接至該加熱器元件；(ii)一主要高電 壓功率導體，其從該主要高電壓功率終端處延伸，經過該控制器殼體並且經過該主要加熱器纜線，延伸至該加熱器，該主要高電壓功率導體於該加熱器處被連接至一次要高電壓功率導體，其會經過次要加熱器纜線延伸至該後端高電壓功率終端；以及(iii)至少一第一主要通訊導體，其從該第一主要通訊終端處延伸，經過該控制器殼體並且經過該主要加熱器纜線，延伸至該加熱器，該第一主要通訊導體於該加熱器處被連接至一第一次要通訊導體，其會經過次要加熱器纜線延伸至該第一後端通訊終端。
於其中一實施例中，該控制器殼體含有：(i)控制電路系統，其被配置成用以至少部分基於由至少一個溫度感測器感測到的溫度來控制該加熱器的溫度並且響應於由至少一個溫度感測器感測到的溫度超過一溫度上限參數而關閉送往該加熱器元件的高電壓功率；以及(ii)通訊電路系統，其被配置成用以產生通訊訊號。
於其中一實施例中，該加熱器設備包含：(i)溫度訊號導體，其從該溫度控制電路系統處延伸，經過該主要加熱器纜線，並且延伸至該加熱器之中，該些溫度訊號導體被電氣連接至該加熱器中的至少一溫度感測器並且被電氣連接至該溫度控制電路系統；以及(ii)一受控高電壓功率導體，其從該控制器殼體中的控制電路系統處延伸，經過該主要加熱器纜線，並且延伸至該加熱器之中，該受控高電壓功率導體於該加熱器處被電氣連接至該加熱器元件，且其中，該控制電路系統會響應於被一第一溫度感測器感測到的溫度而將該受控高電壓功率導體連接至該主要高電壓功率導體以及中斷該受控高電壓功率導體與該主要高電壓功率導體的連接，用以控制該加熱元件的熱生產。
於其中一實施例中：(i)該前端連接器包含一第二主要通訊終端；(ii)該後端連接器包含一第二後端通訊終端並且被配置成使得能夠配接該第二後端通訊終端的通訊連接線至該第二主要通訊終端；(iii)該注入裝置通訊輸入連接器包含一第二注入裝置通訊輸入終端並且該注入裝置通訊輸入連接器被配置成使得能夠配接連接至該後端連接器，其包含配接該第二注入裝置通訊輸入終端的通訊連接線至該第二後端通訊終端；以及(iv)該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器包含一第二注入裝置通訊輸出終端，並且該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器被配置成能夠配接連接至該前端連接器，其包含配接該第二注入裝置通訊輸出終端的通訊連接線至該第二主要通訊終端。
一功率注入裝置被配置成具有用以將功率插入至位於前部和中間的菊鏈位置處的加熱器模組之中的連接功能，同時致能資料通訊於被定位在該些功率注入位置之相反側的加熱器模組之間。於其中一實施例中，該功率注入裝置包含：(i)一注入裝置高電壓功率導體，其被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸出終端；(ii)一注入裝置中性導體，其被電氣連接至該注入裝置中性輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置中性輸出終端；(iii)一第一注入裝置通訊導體，其被連接至該第一注入裝置通訊輸入終端並且被連接至該第一注入裝置通訊輸出終端；以及(iv)一第二注入裝置通訊導體，其被連接至該第二注入裝置通訊輸入終端並且被連接至該第二注入裝置通訊輸出終端。
於其中一實施例中，該加熱器設備進一步包含一輔助通訊纜線，其在其中一端具有一輔助通訊輸出連接器，該輔助通訊輸出連接器包 含一第一輔助通訊輸出終端與一第二輔助通訊輸出終端。該輔助通訊輸出連接器被配置成能夠配接連接至該注入裝置通訊輸入連接器，其包含配接該第一輔助通訊輸出終端的通訊連接線至該第一注入裝置通訊輸入終端以及配接該第二輔助通訊輸出終端的通訊連接線至該第二注入裝置通訊輸入終端。
於另一實施例中，一功率注入裝置包括：(i)一注入裝置功率輸入連接器，其包含一注入裝置高電壓輸入終端以及一注入裝置中性輸入終端；(ii)一注入裝置功率輸入連接器，其包含一注入裝置高電壓輸入終端以及一注入裝置中性輸入終端；(iii)一注入裝置通訊輸入連接器，其包含至少一第一注入裝置通訊輸入終端；(iv)一注入裝置組合功率與通訊輸出連接器，其包含一注入裝置高電壓功率輸出終端、一注入裝置中性輸出終端以及至少一第一注入裝置通訊輸出終端。
於其中一實施例中，該功率注入裝置的注入裝置通訊輸入連接器包含一第二注入裝置通訊輸入終端，並且該注入裝置包含該功率注入裝置的一組合功率與通訊輸出連接器。
於其中一實施例中，該功率注入裝置包含：(i)一注入裝置高電壓功率導體，其被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸出終端；(ii)一注入裝置中性導體，其被電氣連接至該注入裝置中性輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置中性輸出終端；(iii)一第一注入裝置通訊導體，其被連接至該第一注入裝置通訊輸入終端並且被連接至該第一注入裝置通訊輸出終端；以及(iv)一第二注入裝置通訊導體，其被連接至該第二注入裝置通訊輸入終端並且被連接至該第 二注入裝置通訊輸出終端。
本發明的另一觀點包含一種提供功率給複數個加熱器模組以及提供通訊資料給複數個加熱器模組或從複數個加熱器模組處提供通訊資料的方法，該些加熱器模組被菊鏈式連接在一起，該些加熱器模組12中的每一者皆包括位於一加熱器中的一加熱器元件、藉由一主要加熱器纜線被連接至該加熱器的一控制器裝置、多個高電壓功率導體、多個中性導體以及多個通訊導體，該些通訊導體從該控制器裝置處延伸，經過該主要加熱器纜線抵達該加熱器並且從該加熱器處延伸經過一次要加熱器纜線以便連接至該些加熱器模組中另一加熱器模組的控制器裝置。於其中一實施例中，該方法包括：(i)藉由連接一第一功率注入裝置至該些加熱器模組中的一第一加熱器模組並且從一高電壓電源處經過一注入裝置功率輸入連接器以及離開一注入裝置組合功率與通訊輸出連接器提供功率給該些加熱器模組中的該第一加熱器模組而注入功率至該些加熱器模組中的該第一加熱器模組之中，同時傳遞通訊資料至該些加熱器模組中的該第一加熱器模組之中或是從該些加熱器模組中的該第一加熱器模組處將通訊資料往外傳遞；以及(ii)藉由連接一第二功率注入裝置至該些加熱器模組中的另一加熱器模組並且連接該加熱器模組菊鏈中的中間加熱器模組的次要加熱器纜線至該第二功率注入裝置，而將輔助功率注入至該加熱器模組菊鏈中的該些加熱器模組中的該另一加熱器模組，以便經由該功率注入裝置在該些加熱器模組中的該另一加熱器模組與該中間加熱器模組之間傳送通訊資料。
本發明的另一項觀點包含一種提供抗水性加熱器組件的方法，該抗水性加熱器組件包含以菊鏈方式被電氣連接的複數個加熱器模 組，其中，每一個加熱器模組皆有一加熱器，該加熱器含有由高電壓電源來供電的一加熱元件以及被定位在該加熱器中且相鄰於該加熱器元件的至少一溫度感測器，且其中，每一個加熱器模組還具有一控制器裝置，其被電氣連接至一高電壓電源並且被電氣連接至該加熱器元件並且被電氣連接至該加熱器中的該溫度感測器。於其中一實施例中，該方法包括：(i)提供每一個加熱器模組的該控制器裝置一殼體，該殼體具有一外側壁，其形狀實質上被設計為一沿著介於一殼體前端與一殼體後端之間的一控制器縱軸延伸的旋轉圖形，該殼體前端的形狀實質上被設計為一界定一前孔徑的旋轉圖形，而該殼體後端的形狀實質上被設計為一界定一後孔徑的旋轉圖形，該殼體有一外表面202並且封閉一內控制器腔室；(ii)定位該控制器裝置為與該加熱器分隔一距離；(iii)提供每一個加熱器模組不超過一個電氣輸入連接器以及不超過一個電氣輸出連接器，該些加熱器模組的該些電氣輸入連接器以及電氣輸出連接器可以水密閉的方式連接在一起，以阻止水洩漏接觸到電氣導體以及該些電氣輸入連接器以及電氣輸出連接器之中的終端；(iv)延伸一高電壓功率導體、一中性導體以及至少一資料通訊導體於該加熱器模組的電氣輸入連接器與同一個加熱器模組的電氣輸出連接器之間，其包含經過該控制器裝置的殼體；(v)收縮纏繞一不可滲水的保護屏蔽於該控制器的殼體上；以及(vi)藉由將一或更多個加熱器模組的該些電氣輸出連接器34連接至一或更多個其它加熱器模組的電氣輸入連接器，而以菊鏈的方式來連接複數個加熱器模組。
於本發明的另一項觀點中，功率注入設備被配置成用以提供功率給複數個加熱器模組以及提供通訊資料給複數個加熱器模組或從複數 個加熱器模組處提供通訊資料，該些加熱器模組被菊鏈式連接在一起，該些加熱器模組中的每一者皆包括位於一加熱器中的一加熱器元件、藉由一主要加熱器纜線被連接至該加熱器的一控制器裝置、多個高電壓功率導體、多個中性導體以及多個通訊導體，該些通訊導體從該控制器裝置處延伸，經過該主要加熱器纜線抵達該加熱器，並且從該加熱器處延伸經過一次要加熱器纜線以便連接至該些加熱器模組中另一加熱器模組的控制器裝置20。於其中一實施例中，該功率注入設備包括：(i)用以注入功率至該些加熱器模組中的一第一加熱器模組之中，同時傳遞通訊資料至該些加熱器模組中的該第一加熱器模組之中或是從該些加熱器模組中的該第一加熱器模組處將通訊資料往外傳遞的構件；以及(ii)用以藉由連接一第二功率注入裝置至該些加熱器模組中的另一加熱器模組並且連接該加熱器模組菊鏈中的中間加熱器模組的次要加熱器纜線至該第二功率注入裝置而將輔助功率注入至該加熱器模組菊鏈中的該些加熱器模組中的該另一加熱器模組以便經由該功率注入裝置在該些加熱器模組中的該另一加熱器模組與該中間加熱器模組之間傳送通訊資料的構件。
於本發明的另一項觀點中，一抗水性加熱器組件係由一設備來提供，其包含以菊鏈方式被電氣連接的複數個加熱器模組，其中，每一個加熱器模組皆有一加熱器，該加熱器含有由高電壓電源來供電的一加熱元件以及被定位在該加熱器中且相鄰於該加熱器元件的至少一溫度感測器，且其中，每一個加熱器模組還具有一控制器裝置，其被電氣連接至一高電壓電源並且被電氣連接至該加熱器元件並且被電氣連接至該加熱器中的該溫度感測器。於其中一實施例中，該設備包括：(i)用以提供每一個加熱 器模組的該控制器裝置一殼體的構件，該殼體具有一外側壁，其形狀實質上被設計為一沿著介於一殼體前端與一殼體後端之間的一控制器縱軸延伸的旋轉圖形，該殼體前端的形狀實質上被設計為一界定一前孔徑的旋轉圖形，而該殼體後端的形狀實質上被設計為一界定一後孔徑的旋轉圖形，該殼體有一外表面並且封閉一內控制器腔室；(ii)用以定位該控制器裝置為與該加熱器分隔一距離的構件，其係利用延伸在該控制器裝置與該加熱器之間的多個導電部件；(iii)用以提供每一個加熱器模組不超過一個電氣輸入連接器以及不超過一個電氣輸出連接器的構件，該些加熱器模組的該些電氣輸入連接器以及電氣輸出連接器可以水密閉的方式連接在一起，以阻止水洩漏接觸到電氣導體以及該些電氣輸入連接器以及電氣輸出連接器之中的終端；(iv)用以延伸一高電壓功率導體、一中性導體以及至少一資料通訊導體於該加熱器模組的電氣輸入連接器與同一個加熱器模組的電氣輸出連接器之間的構件，其包含經過該控制器裝置的殼體；(v)一不可滲水的保護屏蔽，其被收縮纏繞於該控制器的殼體上；以及(vi)複數個加熱器模組，其以菊鏈的方式被連接在一起，其中一或更多個加熱器模組的該些電氣輸出連接器被連接至一或更多個其它加熱器模組的電氣輸入連接器。
於另一範例實施例中，本發明提供一種提供功率給複數個加熱器模組以及提供通訊資料給複數個加熱器模組或從複數個加熱器模組處提供通訊資料的方法。該範例實施例中的方法至少可應用於被菊鏈式連接在一起的多個加熱器模組，每一個加熱器模組皆包括位於一加熱器本體中的一加熱器元件、藉由一主要加熱器纜線被連接至該加熱器本體的一控制器裝置、多個高電壓功率導體、多個中性導體以及多個通訊導體，該些通 訊導體從該控制器裝置處延伸，經過該主要加熱器纜線抵達該加熱器本體並且從該加熱器本體處延伸經過一次要加熱器纜線以便連接至該些加熱器模組中另一加熱器模組的控制器裝置。該範例實施例的方法包含：藉由連接一第一功率注入裝置至該些加熱器模組中的一第一加熱器模組並且從一高電壓交流(AC)電源處經過一注入裝置功率輸入連接器以及離開一注入裝置組合功率與通訊輸出連接器提供功率給該些加熱器模組中的該第一加熱器模組，而注入功率至該些加熱器模組中的該第一加熱器模組之中，同時傳遞通訊資料至該些加熱器模組中的該第一加熱器模組之中或是從該些加熱器模組中的該第一加熱器模組處將通訊資料往外傳遞；以及藉由連接一第二功率注入裝置至該些加熱器模組中的另一加熱器模組並且連接該加熱器模組菊鏈中的中間加熱器模組的次要加熱器纜線至該第二功率注入裝置，而將輔助功率注入至該加熱器模組菊鏈中的該些加熱器模組中的該另一加熱器模組，以便經由該功率注入裝置在該些加熱器模組中的該另一加熱器模組與該中間加熱器模組之間傳送通訊資料。
除此上面所述的範例觀點、實施例以及施行方式之外，熟習本技術的人士熟悉圖式並且研究下面的說明之後便會明白進一步的觀點、實施例以及施行方式。
P‧‧‧管線
D‧‧‧資料處理器、膝上型電腦或智慧型電話
R‧‧‧插座
10‧‧‧加熱器設備組件
12‧‧‧加熱器模組
14‧‧‧功率注入裝置
20‧‧‧控制器裝置
22‧‧‧主要加熱器纜線
24‧‧‧次要加熱器纜線
26‧‧‧前端纜線
28‧‧‧輔助通訊纜線
30‧‧‧加熱器
31‧‧‧加熱器本體
32‧‧‧前端連接器或輸入連接器
34‧‧‧後端連接器或輸出連接器
36‧‧‧縱向狹縫
40‧‧‧核心
42‧‧‧注入裝置功率輸入連接器
44‧‧‧注入裝置通訊輸入連接器
46‧‧‧注入裝置組合功率與通訊輸出連接器
48‧‧‧T型部
49‧‧‧縱軸
50‧‧‧可撓性纜線部
52‧‧‧橫軸
60‧‧‧加熱器元件
62‧‧‧第一溫度感測器
64‧‧‧第二溫度感測器
70‧‧‧製程溫度控制電路系統
72‧‧‧上限控制電路系統
74‧‧‧訊號產生電路系統
76‧‧‧低電壓DC電源供應器
80‧‧‧主要高電壓功率終端
82‧‧‧主要中性終端
84‧‧‧第一主要通訊終端
86‧‧‧第二主要通訊終端
90‧‧‧後端高電壓功率終端
92‧‧‧後端中性終端
94‧‧‧第一後端通訊終端
96‧‧‧第二後端通訊終端
100‧‧‧注入裝置高電壓輸入終端
102‧‧‧注入裝置中性輸入終端
104‧‧‧第一注入裝置通訊輸入終端
106‧‧‧第二注入裝置通訊輸入終端
108‧‧‧第一注入裝置空白輸入終端
108‧‧‧鎖扣件(螺絲)
109‧‧‧第二注入裝置空白輸入終端
110‧‧‧注入裝置高電壓功率輸出終端
112‧‧‧注入裝置中性輸出終端
114‧‧‧第一注入裝置通訊輸出終端
116‧‧‧第二注入裝置通訊輸出終端
120‧‧‧注入裝置高電壓功率導體
122‧‧‧注入裝置中性導體
124‧‧‧第一注入裝置通訊導體
126‧‧‧第二注入裝置通訊導體
130‧‧‧控制器殼體
140‧‧‧主要高電壓功率導體
142‧‧‧主要中性導體
144‧‧‧第一主要通訊導體
146‧‧‧第二主要通訊導體
150‧‧‧次要高電壓功率導體
152‧‧‧次要中性導體
154‧‧‧第一次要通訊導體
156‧‧‧第二次要通訊導體
158‧‧‧第一溫度訊號導體
160‧‧‧第一溫度訊號導體
162‧‧‧受控高電壓功率導體
164‧‧‧第二溫度訊號導體
166‧‧‧第二溫度訊號導體
170‧‧‧輔助通訊輸出連接器
174‧‧‧第一輔助通訊輸出終端
176‧‧‧第二輔助通訊輸出終端
178‧‧‧延伸纜線
180‧‧‧延伸高電壓導體
182‧‧‧延伸中性導體
184‧‧‧第一通訊導體
186‧‧‧第二通訊導體
188‧‧‧延伸輸入連接器
190‧‧‧延伸輸出連接器
190‧‧‧外側壁
192‧‧‧縱軸
194‧‧‧殼體前端
196‧‧‧前孔徑
198‧‧‧殼體後端
200‧‧‧後孔徑
202‧‧‧外表面
204‧‧‧內控制器腔室
206‧‧‧控制器電路板
210‧‧‧保護屏蔽
212‧‧‧發光二極體
214‧‧‧透明或半透明視窗
220‧‧‧熱縮前套管
226‧‧‧熱縮後套管
310‧‧‧管線加熱器組件
312‧‧‧加熱器模組
320‧‧‧控制器裝置
322‧‧‧分支主要加熱器纜線
324‧‧‧後端纜線
342‧‧‧分支主要中性導體
400‧‧‧T型接頭裝置
410‧‧‧管線加熱器組件
412‧‧‧加熱器模組
420‧‧‧控制器裝置
422‧‧‧分支主要加熱器纜線
512‧‧‧加熱器模組
520‧‧‧控制器裝置
本文將隨附圖式併入文中並且形成說明書的一部分，該些隨附圖式圖解部分的範例實施例及/或特徵，但是並非僅圖解或唯一圖解範例實施例及/或特徵。本發明希望本文中所揭示的實施例與圖式應被視為解釋性，而沒有限制意義。圖中： 圖1所示的係一範例管線加熱器組件的透視圖，其包括具有直列式(in-line)連接配置的數個加熱器模組；圖2所示的係圖1中的範例加熱器模組中的其中兩個加熱器模組以及兩個範例功率注入裝置的側視圖；圖3所示的係圖2中所示的範例功率注入裝置的一代表性功率注入裝置的側視圖；圖4所示的係以直列菊鏈連接方式被組裝在一起的數個範例加熱器模組的略圖，其中一範例功率注入裝置被連接至該菊鏈中的第一加熱器模組並且另一功率注入裝置被連接在兩個中間加熱器模組之間；圖5所示的係圖4中的範例加熱器模組的一代表性加熱器模組的放大略圖；圖6所示的係圖4中的範例功率注入裝置的一代表性功率注入裝置的放大略圖；圖7所示的係圖1中所示之範例控制器裝置的一代表性控制器裝置的放大側視圖；圖8所示的係圖7中的代表性範例控制器裝置的末端視圖；圖9所示的係沿著圖8中的切線9-9所取得的控制器裝置的剖視圖；圖10所示的係另一範例管線加熱器組件的側視圖，其包括具有T型連接配置的數個加熱器模組與功率注入裝置；圖11所示的係以圖10中所示之T型菊鏈連接方式被組裝在一起的數個範例加熱器模組的略圖，其中一範例功率注入裝置被連接在兩個中間加熱器模組之間； 圖12所示的係另一範例管線加熱器組件的側視圖，其包括具有混合直列式/T型連接配置的數個加熱器模組與功率注入裝置；圖13所示的係以圖12中所示之混合直列式/T型菊鏈連接方式被組裝在一起的數個範例加熱器模組的略圖，其中一範例功率注入裝置被連接在兩個中間加熱器模組之間；以及圖14所示的係具有另一範例控制器裝置的加熱器模組的立方圖(isometric view)。
一範例加熱器設備組件10圖解在圖1中，其包含以菊鏈方式被電氣連接在一起的三個範例加熱器模組12，也就是，多個加熱器模組12相互串聯連結。圖1中所示的範例加熱器模組12雖然被配置成用以安置在要被加熱的管線P上；但是，此些加熱器模組12並不受限於安置在管線上的配置方式，亦不受限於僅用來加熱管線。它們幾乎能夠以任何配置來製作並且能夠用於加熱任何各式各樣的物體或材料。一功率注入裝置14被配置成具有用以將功率插入至位於前部和中間的菊鏈位置處的加熱器模組12之中的連接功能，同時致能資料通訊於被定位在該些功率注入位置之相反側的加熱器模組12之間。圖1中所示的範例加熱器設備組件10包含兩個範例功率注入裝置14，用以提供高電壓電源給該些加熱器模組12。圖1中所示的功率注入裝置14中的其中一者被電氣連接至該菊鏈組件中的第一加熱器模組12，且舉例來說，圖中所示的另一功率注入裝置14則被連接在第二加熱器模組12與第三加熱器模組12之間。該些加熱器模組12雖為抗水性；但是，亦能夠被提供在其它實施例中，其包含用於各種環境條件的其 它保護或是沒有此些保護，如下面的更詳細解釋。
該些範例加熱器模組12的設計與結構僅利用兩個連接器(舉例來說，前端連接器32與後端連接器34)來提供用以將該些加熱器模組連接至電源、連接至資料通訊以及相互連接的完整連接功能，以及提供控制器裝置20與個別加熱器30之間的完整電氣連接。完整的功率、製程溫度和溫度上限的感測與控制、送至與來自每一個加熱器模組12的資料通訊以及將該加熱器模組12連接至另一加熱器模組12係透過此兩個連接器來提供。沒有任何其它功率連接器、資料通訊連接器或是其它連接器進入或離開必須被連接以提供該些加熱器模組12之完整功能的控制器裝置20或加熱器30，如下面的更詳細解釋。所以，如圖1中所示般地以菊鏈方式將該些加熱器模組12電氣連接在一起不僅整齊和簡單；而且，限制連接進入與離開每一個加熱器模組12為僅有兩個連接器(舉例來說，前端連接器32與後端連接器34)有助於防止該些加熱器模組12漏水與濕氣入侵並且抵抗其它有害的環境因素，下面亦會作更詳細的解釋。
每一個加熱器模組12皆需要特定程度的電源，以便供電給它的加熱功能。該加熱功能所需要的功率數額相依於加熱器模組12設計以及其在一應用中產生多少熱量。於一典型的管線加熱器產品中，包含此範例加熱器設備組件10在內，會使用高電壓功率來供電給該些加熱器中的熱生產元件。於典型的工業製程應用中，110至120伏特、15至30安培的AC電源適合並且經常用於供電給該些加熱器30；不過，亦可以使用較高的電壓，舉例來說，220至240伏特的AC電源或440至480伏特的AC電源，舉例來說，在歐洲、在軍事應用中以及其它應用。較低的電壓同樣有某些 應用，舉例來說，當利用直流(DC)電源來供電給該些加熱器30時，舉例來說，在可攜式情況或遠端的情況中。舉例來說，於某些此類設施中會使用24伏特或30伏特的DC電源來供電給該些加熱器30。此些範例沒有竭盡性或排他性，並且亦可以使用其它AC電壓或DC電壓來供電給該些加熱器30。一般來說，在內文中並且如本說明中的用法，使用「高電壓」一詞時係指被用來供電給該些加熱器30之加熱元件60(圖1中並未看見，但是圖解在圖4、5、11以及13中)的電源，而不論實際用於一特殊加熱器設備10中該項功能的特殊電壓為何。
該些控制器裝置20(下面同樣會作更詳細的說明)雖然包含配合低電壓功率(舉例來說，3至6伏特)來操作的電子部件與通訊、資料以及控制訊號；不過，亦可以使用其它電壓，舉例來說，9伏特、12伏特或是14伏特。熟習本技術的人士便會瞭解如何利用適當的功率位準來設計以及供電給電子電路與部件、控制訊號、通訊訊號以及其它電子功能，並且亦能夠瞭解本文中的低電壓用詞。為達此說明的目的，使用「低電壓」一詞時係指用於電子部件與電路、控制訊號、資料訊號以及通訊訊號的電源，而不論實際用於該些功能或電子部件與電路的特殊電壓為何。於某些設計與電路中，用於供電給電子部件與電路、控制訊號、資料訊號以及通訊訊號的「低電壓」電源係從「高功率」導體處所衍生出來，舉例來說，藉由連接一低電壓電源供應器部件至一高功率線，用以將高功率轉換成低功率以便用來供電給該些電子部件與電路、控制訊號、資料訊號或是通訊訊號。於此些情況中，用來實際供電給該些電子部件與電路、控制訊號、資料訊號或是通訊訊號的電源即使原先係由該低電壓電源供應器從高電壓導體處 所衍生，其於本說明中仍會被稱為「低電壓」電源。
用於該些加熱器模組12的高電壓電源能夠藉由個別加熱器模組12的主要加熱器纜線22與次要加熱器纜線24從一菊鏈組件中的其中一個加熱器模組12處被傳導至下一個加熱器模組12。如圖1中所示，其中一個加熱器模組12的次要加熱器纜線24連接至該菊鏈中的下一個加熱器模組12的控制器裝置20。將該控制器裝置20連接至前一個加熱器模組12的次要加熱器纜線24係利用一前端纜線26來達成，如圖1中所示。或者，其中一個加熱器模組12的次要加熱器纜線24會利用熟習本技術的人士便瞭解的適當連接器(圖中並未顯示)直接被連接至下一個加熱器模組12的控制器裝置20。本說明雖然透過前端纜線26來連接至控制裝置20；但是應該瞭解的係，次要纜線24或功率注入裝置14未必需要利用該些前端纜線26來連接至控制裝置20。
該些主要加熱器纜線22、次要加熱器纜線24以及前端纜線26同樣具有通訊導體，如下面的更詳細說明，以便將通訊資料從其中一個加熱器模組12傳導至下一個加熱器模組12。此些通訊資料能夠在任一方向中傳導，也就是，在該菊鏈中從其中一個加熱器模組12處傳導至下一個接續的加熱器模組12或是在該菊鏈中從其中一個加熱器模組12處傳導至前一個加熱器模組12。資料通訊亦能夠在該些加熱器模組12以及一或更多個基地台、監視裝置或程式化裝置D(舉例來說，圖1中所示的資料處理器D、膝上型電腦D、智慧型電話D或是熟習本技術的人士便會瞭解的任何其它此類裝置)之間來回傳導。為方便起見，在本說明中將任何此類裝置稱為資料處理裝置D。
如上面提及，每一個加熱器模組12皆需要特定程度的電源供它的加熱功能來使用，其會相依於加熱器模組12設計以及其在一應用中產生多少熱量。熟習本技術的人士便會瞭解，功率為電流I的平方乘以電阻R，也就是，I2R。根據歐姆定律，電壓V=IR。所以，針對一加熱器中的給定電阻R以及一給定的電壓V來說，每一個加熱器30會需要特定數額的電流I(安培)。所以，主要加熱器纜線22、次要加熱器纜線24以及前端加熱器纜線26必須具有攜載經由該些纜線22、24、26來供電的所有加熱器模組12所需要之電流(安培)的能力。經由該些纜線22、24、26來供電的加熱器模組12越多，該些纜線中的高電壓電氣導體便必須越大。熟習本技術的人士便會瞭解，具有大尺寸(large gauge)電氣導體的纜線22、24、26能夠被用來供電給更多且更大型的加熱器；但是，超大型尺寸的導體卻非常龐大並且昂貴。熟習本技術的人士還會瞭解，在美國線規(American Wire Gauge，AWG)系統中，越大的AWG尺寸編號代表越小的電線直徑，並且越小的AWG尺寸編號代表越大的電線直徑。本文中所使用的「大尺寸」一詞係表示大直徑的電線，因此，其會以小AWG尺寸編號來表示。
於圖1中所示的範例加熱器設備組件10中，纜線22、24、26具備足夠大尺寸的導體用以容納供電給被連接在一菊鏈之中的適中數量加熱器模組12所需要的電流安培數，舉例來說，但是並不限制於，八個至二十個加熱器模組12，當然，其會相依於每一個加熱器模組12的大小(電流消耗量(current draw))。在圖1、2、4以及10至13中顯示被菊鏈連接在一起的加熱器模組12少於上面提及的八個至二十個，以避免圖式中過於凌亂以及不必要的重複額外的加熱器模組12，但是圖中已圖解原理並且熟習本 技術的人士只要熟悉本文中所述的原理便可瞭解亦能夠菊鏈連接任何所希望數量的加熱器30。據此，被連接至圖1中所示的菊鏈中的第一加熱器模組12的功率注入裝置14被圖解為提供功率給該菊鏈之中的兩個加熱器模組12。接著，為供電給圖1中的第三加熱器模組12，另一功率注入裝置14會在第二加熱器模組12的次要加熱器纜線24與第三加熱器模組12的前端纜線26之間被連接至該第三加熱器模組12。
如下面的更詳細解釋，該功率注入裝置14經過結構設計並且被配置成用以從一高電壓電源處傳導功率至前端纜線26或控制器裝置20之中，並且在藉由該功率注入裝置14而被菊鏈連接在一起的加熱器模組12之間傳導資料通訊；但是，該功率注入裝置14並沒有在其中一個加熱器模組12中的高功率導體之間進行電氣連接，經由該功率注入裝置14電氣連接至下一個加熱器模組12。所以，當一功率注入裝置14被連接在兩個加熱器模組12之間時，如圖1中所示的第二加熱器模組12與第三加熱器模組12之間，資料通訊會在該兩個加熱器模組12之間被傳導；但是，在該功率注入裝置14後面的加熱器模組12則由該功率注入裝置14所傳遞的功率來供電，而並非由來自該菊鏈中位於該功率注入裝置14前面的任何加熱器模組12來供電。
如上面提及，一資料處理裝置D會被連接至該些加熱器模組12，用以從該些加熱器模組12中的一或更多者處接收資料通訊，或者，用以提供資料通訊給該些加熱器模組12中的一或更多者。舉例來說，該些加熱器模組12的控制器裝置20可以被配備成用以輸出和已感測到的溫度、特定溫度範圍內的操作、過熱有關的資料或是其它資料，熟習本技術的人 士便會瞭解，該資料處理裝置D能夠接收該資料而進行處理、顯示、警報或警示回應或是進行其它功能。該些控制器裝置20還可以被配備成用以從一資料處理裝置D處接收資料通訊。舉例來說，該些控制器裝置20可以接收溫度設定點、溫度操作範圍、責任循環、查詢、關機訊號或是其它資料通訊。因為該些功率注入裝置14會如上面解釋般地傳導資料通訊，所以，該些資料處理裝置D能夠被連接至該些控制器裝置20，用以經由一輔助通訊纜線28將資料通訊傳送至被連接至該菊鏈中的該些加熱器模組12中的第一加熱器模組12的功率注入裝置14，如圖1中所示並且如下面的更詳細解釋。
該範例加熱器模組12包含一加熱器30，其被調適成用以放置在一管線P上或者其它管線系統部件(圖中並未顯示，舉例來說，閥門、計量表、T型體、耦合器、陷捕器或是任何各式各樣的其它部件)上。圖1與2中所示的範例加熱器30的結構會雷同於美國專利案第5,714,738號、第6,894,254號、第7,932,480號以及第8,541,716號中一或更多者中所述的加熱器，本文以引用的方式將它們的揭示，其中，一加熱器元件60以及一或更多個溫度感測器62、64(參見圖4與5)被內嵌在包括絕緣泡沫材料的加熱器本體31(圖1與2)之中。沿著該加熱器本體31的一縱向狹縫(longitudinal split)36有助於延伸該加熱器本體31使其足以將該加熱器30放置在管線P上(圖1)，其中，該加熱器本體31會繞著該管線P閉合。
一前端連接器32(有時候會稱為輸入連接器)會被提供在該前端纜線26上(或者，如果前端纜線26不存在時則直接被提供在該控制器裝置20上)並且一後端連接器34(有時候會稱為輸出連接器)會被提供在該次 要加熱器纜線24上。該前端連接器32與該後端連接器34被配置成使得它們能夠相互配接連接，俾使得將個別纜線24、26中的高電壓導體電氣連接在一起並且將個別纜線24、26中的通訊導體連接在一起。當然，雖然沒有預期一加熱器模組12的前端連接器32會被連接至同一個加熱器模組12的後端連接器34；但是，該些連接器32、34會被配置成使得其中一個加熱器模組12的後端連接器34可以配接的方式連接至另一個加熱器模組12的前端連接器32，從而致能方便多個加熱器模組12的菊鏈連接，如圖1與2中所示並且如下面的更詳細解釋。
圖1、2以及3中所示的範例功率注入裝置14在圖2與3的放大立視圖中有更詳細的圖解並且在圖4與6中以略圖圖解。所以，首先主要參考圖2與3的放大立視圖，在圖2與3中，每一個範例功率注入裝置14皆包括一具有三個連接器的核心40，舉例來說，該三個連接器為一注入裝置功率輸入連接器42、一注入裝置通訊輸入連接器44以及一注入裝置組合功率與通訊輸出連接器46。該核心40能夠為一實心本體、一撓性本體、多條互連的纜線或者此些特徵或特性的組合。圖2與3中所示的範例核心40具有一實心的T型部48，其沿著一縱軸49(圖3)並且沿著一橫軸52延伸。一注入裝置通訊輸入連接器44以及注入裝置組合功率與通訊輸出連接器46被定位在縱軸49中該實心T型部48的相反兩側。一可撓性纜線部50沿著橫軸52從該實心T型部48處延伸至一注入裝置功率輸入連接器42。該注入裝置通訊輸入連接器44以和加熱器模組12的前端連接器32相同的方式來配置，俾使得該功率注入裝置14能夠方便且有效地被連接至該加熱器模組12的後端連接器34，如圖1與2中所示。該注入裝置組合功率與通訊輸 出連接器46以和加熱器模組12的後端連接器34相同的方式來配置，俾使得該功率注入裝置14能夠方便且有效地被連接至該加熱器模組12的前後端連接器32，如圖1與2中所示。該注入裝置功率輸入連接器42能夠依照需要以任何方式來配置，用以連接至一外部高電壓電源。舉例來說，不論係利用AC電源或DC電源(舉例來說，120伏特的AC電源、220伏特的AC電源、30伏特的DC電源或是任何其它電源)來供電給該些加熱器模組12，該注入裝置功率輸入連接器42可以為一習知的國際電氣製造業協會(NEMA)插頭，用以配接一習知的NEMA插座R(圖3)。現在主要參考圖4、5以及6的略圖，輔助性參考圖1與2，圖4中顯示五個範例加熱器模組12，它們如上面所述般地以菊鏈方式被連接在一起。進一步言之，圖4中的略圖顯示以本說明中所謂的「直列式」菊鏈連接並且如圖1與2中所示般配置的加熱器模組12。內文中的「直列式」配置係指每一個加熱器模組12的連接電線26、22以及24在前端連接器32之間相互電氣性與物理性直列排列，其會經過控制器裝置20，離開控制器裝置20並且經過加熱器30，以及離開加熱器裝置30而連接至後端連接器34，如圖1、2以及3中所示。
於圖1至3中的加熱器模組12的範例直列式配置中，圖中所示的一第一功率注入裝置14被連接至第一加熱器模組12，用以提供高電壓功率給第一加熱器模組12、第二加熱器模組12、第三加熱器模組12以及第四加熱器模組12。圖中顯示一第二功率注入裝置在第四加熱器模組12與第五加熱器模組12之間被連接至該菊鏈之中，用以提供高電壓AC功率給該第五加熱器模組12(並且提供給該第五加熱器模組12後面圖中沒有顯示的接續加熱器模組)。圖中還顯示一資料處理裝置D經由該第一功率注入裝 置14被連接至該第一加熱器模組12，用以從該些加熱器模組12中的一或更多者處接收資料通訊或者提供資料給該些加熱器模組12中的一或更多者。圖5所示的係該些加熱器模組12中其中一者的放大視圖並且代表本範例中的所有加熱器模組12，因此，圖5中所示的加熱器模組12的細節同樣適用於圖4中的其它加熱器模組12。圖6所示的係該些功率注入裝置14中其中一者的放大視圖並且代表本範例中的所有功率注入裝置14，因此，圖6中所示的功率注入裝置14的細節同樣適用於圖4中的其它功率注入裝置14。
如上面提及，每一個加熱器模組12皆有一加熱器30，其包含一加熱器元件60，當其被連接至該高電壓電源時會產生熱量。於圖4與5中所示的範例加熱器模組12中，兩個溫度感測器(舉例來說，第一溫度感測器62與第二溫度感測器64)被定位在該加熱器30之中且相鄰於該加熱器元件60，俾使得它們能夠感測該加熱器元件60處的精確溫度。圖4與5中所示的範例加熱器30雖然有兩個溫度感測器；不過，某些加熱器系統(圖中並未顯示)可能僅有一個溫度感測器或者有三個或更多個溫度感測器。每一個加熱器模組12還會有一用於所希望功能的控制器裝置20，舉例來說，但是並不限制於：控制製程溫度、監視過熱或加熱不足的溫度、產生狀態訊號與報告訊號以及其它功能。於圖4與5中所示的的範例控制器裝置20中，該加熱器30中的該些溫度感測器中的其中一者(舉例來說，第一溫度感測器62)會提供用以表示供該控制器裝置20使用的加熱器30溫度的訊號，以便監視與控制該加熱器30所提供的製程熱量溫度；而該加熱器30中的該些溫度感測器中的另一者(舉例來說，第二溫度感測器64)則會提供用以表示供該 控制器裝置20使用的加熱器溫度的訊號，用以進行溫度上限監視、控制以及關機功能。該控制器裝置亦能夠使用來自溫度感測器62、64中任一者或兩者的訊號來進行其它功能。較佳的係，但是並非必要，該控制器裝置20沒有直接被安置在該加熱器30上，以免該控制器裝置20曝露於可能在該加熱器30中產生的高溫。所以，在該範例加熱器模組12中所示的控制器裝置20藉由一主要加熱器纜線22被連接至該加熱器30，該主要加熱器纜線22還含有延伸在該控制器裝置20與該加熱器30之間的導體，如下面的說明。該主要加熱器纜線22提供該加熱器30中的(多個)溫度感測器62、64與該控制器裝置20之間必要的電線或連接線。如上面解釋般，一次要加熱器纜線24具備高電壓導體與通訊導體，用以將該加熱器模組12菊鏈連接至其它加熱器模組12。同樣如上面的解釋，被提供在該些次要加熱器纜線24上的後端連接器34被配置成用以配接連接該些前端纜線26上的前端連接器32(或者，倘若沒有使用任何前端纜線26的話，該些前端連接器32則直接在該控制器裝置20上)，以便以菊鏈方式將其它加熱器模組12連接至一特殊的加熱器模組12。
於該些範例加熱器模組12中，一控制器裝置20會提供一特殊加熱器模組12所希望或是針對一特殊加熱器模組12所設計的控制功能。於其中一範例實施例中，在該控制器裝置20中的製程溫度控制電路系統70可以被提供用來以該加熱器30中的一溫度感測器(舉例來說，舉例來說，第一溫度感測器62)所感測到的溫度為基礎來控制送往該加熱器元件60的高電壓功率。另外，上限控制電路系統72可以被提供在該控制器裝置20之中，以該加熱器30中的一溫度感測器(舉例來說，舉例來說，第二溫度感測器 64)所感測到的溫度為基礎來監視該加熱器30中的溫度並且在該加熱器30中的溫度超過一預設的溫度上限時關閉送往該加熱器元件60的高電壓功率。該控制器裝置20之中的訊號產生電路系統74可以被提供用以產生如上面討論的資料通訊。圖中所示的範例控制器裝置20具有一低電壓DC電源供應器76，其被連接至該控制器裝置20中的高電壓電源，用以供電給製程溫度控制電路系統70、上限控制電路系統72、訊號產生電路系統74中的電子部件以及供電給該加熱器模組12中的其它電子部件。再次地，上面所述的控制器裝置20部件及功能僅為範例，其並非控制器裝置20的必要條件，亦非該控制器裝置20所獨有。熟習本技術的人士便會瞭解，其它部件與功能亦能夠被提供在該控制器裝置20之中，或者，除了上面所述的功能之外，圖中所示的部件亦能夠提供其它功能，或是提供其它功能來取代上面所述的功能。此些控制器裝置部件與功能並非本發明的必要條件；相反地，本發明的加熱器設備被提供用以適應於一特殊加熱器模組12可能擁有的任何部件與功能。
現在主要參考圖4與5中的概略電路圖，該前端連接器32具有一主要高電壓功率終端80、一主要中性終端82、一第一主要通訊終端84以及一第二主要通訊終端86。該後端連接器34具有一後端高電壓功率終端90、一後端中性終端92、一第一後端通訊終端94以及一第二後端通訊終端96。該後端連接器34被配置成使得能夠配接連接至該前端連接器32，其包含配接該後端高電壓功率終端90的電氣連接線至該主要高電壓功率終端80、配接該後端中性終端92的電氣連接線至該主要中性終端82、配接該第一後端通訊終端94的通訊連接線至該第一主要通訊終端84以及配接該第二 後端通訊終端96的通訊連接線至該第二主要通訊終端86。
在該範例加熱器模組12中的控制器裝置20會有一控制器殼體130以及如上面所解釋之非必要的製程溫度控制電路系統70、上限控制電路系統72和訊號產生電路系統74。該控制器殼體130還至少部分含有一主要高電壓功率導體140、一主要中性導體142、一第一主要通訊導體144以及一第二主要通訊導體146，它們全部從該前端連接器32處延伸，經過控制器殼體130，並且經過主要加熱器纜線22，抵達加熱器30。一次要高電壓功率導體150、一次要中性導體152、一第一次要通訊導體154以及一第二次要通訊導體156全部從該加熱器30處延伸，經過次要加熱器纜線24抵達後端連接器34。為達從該前端連接器32至該後端連接器34的高電壓功率導體、中性導體、第一通訊導體以及第二通訊導體之連續性的目的，在圖1至5中所示的範例直列式配置加熱器模組12中的加熱器30中將該些主要導體連接至該些次要導體。利用該些連接，關於該些高電壓功率導體、中性導體、第一通訊導體以及第二通訊導體，該次要加熱器纜線24能夠在圖5中被視為有效地從該控制器裝置20處延伸，經過該加熱器30，抵達該後端連接器34。依照該看法，該次要加熱器纜線24為介於該控制器裝置20與該加熱器30之間的主要加熱器纜線22的部分並且為該加熱器30中該些高電壓功率導體、中性導體以及低電壓資料通訊導體延伸通過該加熱器的部分。然而，該些連續性連接線或導體線路亦能夠以其它方式來達成或者可以完成在該加熱器模組12中的其它位置，下面將說明其某些範例。
於圖4中大體顯示以及於圖5中更詳細顯示的範例直列式配置的加熱器模組12中，該主要高電壓功率導體140(圖5)從該主要高電壓功 率終端80處延伸經過該控制器殼體130並且經過該主要加熱器纜線22抵達該加熱器30，該主要高電壓功率導體140於該處被電氣連接至該次要高電壓功率導體150，該次要高電壓功率導體150會延伸經過該次要加熱器纜線24而抵達該後端高電壓功率終端90。該主要中性導體142從該主要中性終端82處延伸經過該控制器殼體130並且經過該主要加熱器纜線22抵達該加熱器30，該主要中性導體142於該處被電氣連接至該加熱器元件60並且被電氣連接至一次要中性導體152，該次要中性導體152會延伸經過該次要加熱器纜線24而抵達該後端中性終端92。該第一主要通訊導體144從該第一主要通訊終端84處延伸經過該控制器殼體130並且經過該主要加熱器纜線22抵達該加熱器30，該第一主要通訊導體144於該處被連接至一第一次要通訊導體154，該第一次要通訊導體154會延伸經過該次要加熱器纜線24而抵達該第一後端通訊終端94。該第二主要通訊導體146從該第二主要通訊終端86處延伸經過該控制器殼體130並且經過該主要加熱器纜線22抵達該加熱器30，該第二主要通訊導體146於該處被連接至一第二次要通訊導體156，該第二次要通訊導體156會延伸經過該次要加熱器纜線24而抵達該第二後端通訊終端96。
在圖5中顯示一對第一溫度訊號導體158、160，其從該範例製程溫度控制電路系統70處延伸，經過該主要加熱器纜線22並且進入該加熱器30之中，該些第一溫度訊號導體158、160於該處被電氣連接至該加熱器30之中的第一溫度感測器62。所以，該製程溫度控制電路系統70會經由該些第一溫度訊號導體158、160接收用以表示被該第一溫度感測器62所感測之溫度的訊號，該製程溫度控制電路系統70會運用該些訊號藉由控 制送往加熱器元件60的高電壓功率而控制該加熱器30的溫度。一受控高電壓功率導體162從該控制器殼體130中的製程溫度控制電路系統70處延伸，經過該主要加熱器纜線22並且進入該加熱器30之中，該受控高電壓功率導體162於該處被電氣連接至該加熱器元件60。該範例製程溫度控制電路系統70會響應於被該第一溫度感測器62感測到的溫度而將該受控高電壓功率導體162連接至該主要高電壓功率導體140以及中斷該受控高電壓功率導體162與該主要高電壓功率導體140的連接，用以控制該加熱元件60的熱生產。
如上面提及，圖4與5中的範例上限控制電路系統72能夠被提供用以監視被該加熱器30中的一溫度感測器(舉例來說，第二溫度感測器64)所感測到的溫度，並且倘若感測到超額溫度的話，該上限控制電路系統72會關閉送往該加熱器元件60的高電壓功率。一對第二溫度訊號導體164、166從該控制器殼體130中的上限控制電路系統72處延伸，經過該主要加熱器纜線22並且進入該加熱器30之中。該些範例第二溫度訊號導體164、166被電氣連接至該加熱器30之中的第二溫度感測器64並且被電氣連接至該上限控制電路系統72。該範例上限控制電路系統72在電氣方面被定位成使得可以讓該上限控制電路系統72響應於被該第二溫度感測器64感測到的溫度超過一溫度上限而中斷該受控高電壓功率導體162與該主要高電壓功率導體140的連接。
如圖4與6中的概略電路圖所示，該功率注入裝置14有一注入裝置功率輸入連接器42，其包含一注入裝置高電壓輸入終端100與一注入裝置中性輸入終端102。該注入裝置通訊輸入連接器44具有一第一注 入裝置通訊輸入終端104與一第二注入裝置通訊輸入終端106。該注入裝置通訊輸入連接器44被配置成能夠配接連接至該後端連接器34，其包含配接該第一注入裝置通訊輸入終端104的通訊連接線至該第一後端通訊終端94以及配接該第二注入裝置通訊輸入終端106的通訊連接線至該第二後端通訊終端96。該注入裝置通訊輸入連接器44的配置適應於配接連接該後端連接器34中的後端高電壓功率終端90與後端中性終端92，舉例來說，藉由提供一第一注入裝置空白輸入終端108與一第二注入裝置空白輸入終端109，用以分別配接連接該後端連接器34中的後端高電壓功率終端90與後端中性終端92。注入裝置組合功率與通訊輸出連接器46包含一注入裝置高電壓功率輸出終端110、一注入裝置中性輸出終端112、一第一注入裝置通訊輸出終端114以及一第二注入裝置通訊輸出終端116。該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器46被配置成能夠配接連接至該前端連接器32，其包含配接該注入裝置高電壓功率輸出終端110的電氣連接線至該主要高電壓功率終端80、配接該注入裝置中性輸出終端112的電氣連接線至該主要中性終端82、配接該第一注入裝置通訊輸出終端114的通訊連接線至該第一主要通訊終端84以及配接該第二注入裝置通訊輸出終端116的通訊連接線至該第二主要通訊終端86。
於功率注入裝置14中，一注入裝置高電壓功率導體120會被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸入終端100並且被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸出終端110，一注入裝置中性導體122會被電氣連接至該注入裝置中性輸入終端102並且被電氣連接至該注入裝置中性輸出終端112，一第一注入裝置通訊導體124會被連接至該第一注入裝置通訊輸入終 端104並且被連接至該第一注入裝置通訊輸出終端114，以及一第二注入裝置通訊導體126會被連接至該第二注入裝置通訊輸入終端106並且被連接至該第二注入裝置通訊輸出終端116。該注入裝置通訊輸入連接器44中的第一注入裝置空白輸入終端108與第二注入裝置空白輸入終端109沒有被電氣連接至該功率注入裝置14中的任何其它部件。所以，該第一注入裝置空白輸入終端108沒有任何電氣連接線連接至該注入裝置高電壓功率輸出終端110，並且該第二注入裝置空白輸入終端109沒有任何電氣連接線連接至該注入裝置中性輸出終端112。結果，該次要加熱器纜線24的後端連接器34連接至該注入裝置通訊輸入連接器44會分別在該次要加熱器纜線24的該些第一次要通訊導體154與第二次要通訊導體156以及該些第一主要通訊導體144與第二主要通訊導體146之間提供電氣連續性。然而，該次要加熱器纜線24的後端連接器34連接至該注入裝置通訊輸入連接器44卻會有效地終止該次要加熱器纜線24的次要高電壓功率導體150與次要中性導體152。
如上面提及，一輔助通訊纜線28能夠被用來將資料通訊傳導離開該加熱器模組12以及傳導進入該加熱器模組12之中。如圖1與4中所示，該些資料通訊能夠經由被連接至該菊鏈中之第一加熱器模組12的功率注入裝置14被傳導進入該加熱器模組12之中。該輔助通訊纜線28於該輔助通訊纜線28的其中一端具有一輔助通訊輸出連接器170(參見圖4)，其包含一第一輔助通訊輸出終端174與一第二輔助通訊輸出終端176。該輔助通訊輸出連接器170被配置成能夠配接連接至該注入裝置通訊輸入連接器44，其包含配接該第一輔助通訊輸出終端174的通訊連接線至該第一注入裝置通訊輸入終端104以及配接該第二輔助通訊輸出終端176的通訊連接 線至該第二注入裝置通訊輸入終端106。
在該範例加熱器模組12中的資料通訊導體154、156以及144、146雖然為電氣導體，通常為低電壓電線；然而，亦能夠使用其它種類的資料通訊導體，舉例來說，光纖資料通訊導體。另外，為達電氣資料通訊的目的，該雙低電壓資料通訊導體對(舉例來說，154、156以及144、146)雖然被提供在該些範例加熱器模組12之中；然而，在特殊的應用中需要或希望的話，亦能夠提供任何數量的資料通訊導體。
圖4中還顯示一非必要的(optional)延伸纜線178，其包含一延伸高電壓導體180、一延伸中性導體182、一第一通訊導體184以及一第二通訊導體186。延伸纜線178包含合宜的延伸輸入連接器188與延伸輸出連接器190，用以分別連接根據上面解釋的加熱器模組12的前端連接器32與後端連接器34。
如上面提及，加熱器設備(舉例來說，圖1至6中所示的範例加熱器設備10)有時候係被用在會破壞或干擾該些加熱器模組12中的電子電路、部件、導體或是接點之正確功能的環境中的加熱管線、容器或是其它器械。舉例來說，在利用水、水蒸汽或是其它清潔劑來噴灑及洗淨此加熱器設備10的設施與空間中便很常見，於此情況中，該些加熱器模組中的電子電路、部件、導體或是接點可能會被噴灑環境中的水或濕氣浸濕或者水蒸汽可能會滲入或浸入連接器之中以及該控制器裝置20的殼體130中的裂縫或開口之中。此濕氣同樣會破壞控制器20中的電子部件或電路或是破壞前端連接器32或後端連接器34中的導體、接點或終端。對控制器20中的電子部件或電路的破壞或是對前端連接器32或後端連接器34中的導 體、接點或終端的破壞亦能夠肇因於其它環境條件，其包含反應性或腐蝕性化學藥劑、灰塵、紫外線輻射、熱或是冷。磁場(舉例來說，由電漿產生器或是由磁浮式渦輪幫浦所產生的磁場)會干擾甚至會破壞該控制器裝置20中的電子電路或部件。另外，舉例來說，該加熱器設備10的環境中或附近的射頻或微波電磁輻射同樣會干擾該控制器20中的電子部件或電路的功能與可靠度。
上面所述的圖1至6中的範例加熱器設備10的配置特別有助於被提供為一抗水性加熱器組件，其中，該加熱器設備10的每一個加熱器模組12僅有兩個連接器，舉例來說，前端連接器32與後端連接器34(有時候亦稱為輸入連接器32與輸出連接器34)，並且沒有任何其它連接器或是外露導體或終端來幫助提供保護性特徵以防止或最小化漏水與濕氣入侵。舉例來說，該加熱器設備10能夠藉由利用為該些前端連接器32與後端連接器34提供水密閉式密封墊的水密閉式電氣連接器以及藉由提供抗水性控制器裝置20而被提供為一抗水性加熱器組件，如下面配合圖7至9的更詳細說明。
適合作為圖1至3中所示之前端連接器32與後端連接器34的水密閉式電氣連接器為眾所熟知並且已有市售，因此，不需要詳細顯示或說明它們仍可理解本發明。一言以蔽之，至少某些此類市售的水密閉式電氣連接器具備O型環密封墊或是其它種類的密封墊用以在它們被連接在一起時防止洩漏或濕氣入侵，俾使得該些連接器的環境中的水或濕氣無法抵達該些連接器內部的電氣導體、接點或是終端。舉例來說，提供防止漏水或濕氣入侵之水密閉式密封墊的合宜水密閉式電氣連接器已由位於英國 劍橋的Elektron Technology,plc製作並且以BulginTM商標及BuccaneerTM商標行銷全世界。所以，水密閉式電氣連接器本身並非本發明的特徵；而是於每一個加熱器模組12中僅利用兩個連接器(舉例來說，前端連接器32與後端連接器34)來提供上面所述完整功能與菊鏈連接的加熱器模組12的配置會最小化所需要的水密閉式連接器，因而最小化讓該範例加熱器設備10達成水密閉的成本，並且最小化出現故障的水密閉式連接器或是水密閉式連接器發生錯誤安裝或應用的機會。該些功率注入裝置14同樣會在至少注入裝置通訊輸入連接器44以及注入裝置組合功率與通訊輸出連接器46中具備此些水密閉式連接器用以配接該些加熱器模組12的水密閉式前端連接器32與後端連接器34，從而即使需要非經常性的功率注入裝置14(舉例來說，在一菊鏈中的八個至十二個加熱器模組12的後面，相依於該些加熱器30中的加熱器元件60的大小與電流消耗量，如上面的解釋)仍可保持該些加熱器模組12的水密閉式電氣連接。當然，該些功率注入裝置14的注入裝置功率輸入連接器42亦能夠於必要時具備水密閉式連接器。
為進一步保護防止漏水或濕氣入侵、化學性損壞或腐蝕、磁性干擾、RF干擾、UV輻射、極熱或極冷、衝擊或撞擊、灰塵、或是其它環境危害物或條件，該些加熱器模組12會具備配備著如圖7至9中所示之適當範例保護屏蔽210的控制器裝置20，以便保護防止該些環境條件、干擾、危害物或是曝露。如圖7至9中所示，該範例控制器裝置20具有一有一外側壁190的控制器殼體130，其形狀實質上被設計為沿著一縱軸192延伸的旋轉圖形。旋轉圖形一詞為將一平面圖形繞著一軸線旋轉所取得的一圖形的常見幾何用詞，有時候亦稱為旋轉實心體(solid of revolution)；不過， 具有外側壁190的控制器殼體130為中空，在圖9中會清楚看見內部的一內控制器腔室204。
在圖7至9中所示的範例控制器裝置的控制器殼體130中，該旋轉圖形形狀包含一細長的圓柱形形狀，其在殼體前端194與殼體後端198兩者處朝縱軸192逐漸聚合。該殼體前端194的形狀實質上被設計為一界定一前孔徑196的旋轉圖形(舉例來說，圓柱形)。同樣地，該殼體後端198的形狀實質上被設計為一界定一後孔徑200的旋轉圖形(舉例來說，圓柱形)。該殼體130中的前孔徑196容納該前端纜線26，其經由該前孔徑196延伸至該內控制器腔室204中的控制器電路板206，該控制器電路板206被該殼體130封閉。該殼體130中的後孔徑200容納該主要加熱器纜線22，其從該內控制器腔室204中的控制器電路板206處延伸經過該後孔徑200。於圖7至9中所示的其中一範例實施例中，該殼體130被形成為兩個半部，其中一個半部可在圖9的剖視圖中看見，該兩個半部藉由鎖扣件(舉例來說，螺絲)108被固定在一起。
圖7至9中顯示一保護屏蔽210，其緊緊地適配圍繞該控制器殼體130的外表面202。於其中一範例實施例中，該保護屏蔽210係由熱縮材料所製成，舉例來說，當受熱並且收縮時不會讓水滲透的熱縮管或是可熱縮的套筒。該熱縮管或套筒(也就是，已經受熱並且收縮的熱縮套筒)整個外表面202，其包含利用該熱縮材料覆蓋在殼體130的兩個半部上方並且覆蓋在該些鎖扣件108上方，其會使得該殼體130的外側壁190為水密閉。實質上為一旋轉圖形的殼體130形狀有助於使用一熱縮管或是可熱縮的套筒來形成該保護屏蔽210。舉例來說，形狀被設計為一旋轉圖形的控制 器殼體130可插入於一熱縮管或是套筒之中，而不會磨削、刺破或是撕扯該熱縮管或是套筒，並且接著該熱縮管或是套筒會被加熱而收縮並且緊緊地收縮在該控制器殼體130的外側壁190的整個外表面202上。此些熱縮管或是套筒在內側有一層熱塑性黏著劑，其會增強抵抗濕氣以及其它外在或環境元素的入侵。不會讓水滲透的合宜熱縮管以及可熱縮的套筒可向各家製造商與供應商輕易地購得。舉例來說，但是沒有限制性，由位於美國德州南湖市(Southlake)的Heat Shrink Supply所販售的透明熱縮材料(舉例來說，零件編號為GSHS-4635WT-2-C)便適合作為該保護屏蔽210。
就此方便來說，圖7至9中所示的範例控制器殼體130的圓柱形形狀雖然有圓形的剖面；然而，該形狀未必要有完美的圓形剖面以幫助使用一可熱縮的套筒來形成該保護屏蔽210。殼體130的外表面202上的某些平坦表面區域(圖中並未顯示)不會禁止安置與使用一可熱縮的套筒來形成該保護屏蔽210，只要該些平坦表面不會太大而在該外表面202中產生尖銳的外角。舉例來說，一具有二十邊形(二十個邊，也就是，二十面體)、十六邊形(十六個邊，也就是，十六面體)、十二邊形(十二個邊，也就是，十二面體)、十邊形(十個邊，也就是，十面體)、八邊形(八個邊，也就是，八面體)、或者甚至六邊形(六個邊，也就是，六面體)之剖面形狀的經修正圓柱形形狀同樣適用。一六面體在平坦表面接合處有240度的外角。一八面體有225度的外角。多邊形的邊越多，該些邊接合處的外角越小。為達本說明的目的，「形狀實質上被設計為旋轉圖形」一語的意義為在其剖面形狀中外角不大於240度的三維圖形。就此方面來說，下面的各式各樣形狀皆符合此些準則，其包含：上面所述之經修正的圓柱形形狀、圓柱形、圓 錐形，以及具有圓形剖面、橢圓形剖面、拋物線剖面或是雙曲線剖面的其它曲線形狀，以及菱形、三角錐形、球形和其它形狀。
由不可滲水的熱縮管所製成的熱縮前套管220被提供用以包圍該殼體前端194以及該前端纜線26的鄰近部分，以便繞著該前端纜線26的周圍密封該前孔徑196，而達到進一步水密閉的目的。如圖9中所示，該熱縮前套管220在該殼體前端194處包圍並且密封於該保護屏蔽210上方。同樣地，一不可滲水的熱縮後套管226被提供用以包圍該殼體後端198以及該主要加熱器纜線22的鄰近部分，以便繞著該主要加熱器纜線22的周圍密封該後孔徑200，而達到進一步水密閉的目的。如圖9中所示，該熱縮後套管226在該殼體後端198處包圍並且密封於該保護屏蔽210上方。適用於該前套管220與後套管226的不可滲水的熱縮管可向各家製造商與供應商輕易地購得。舉例來說，但是沒有限制性，由位於美國伊利諾州埃爾姆赫斯特市(Elmhurst)的Mcmaster-Carr Supply Company所販售的透明熱縮材料(舉例來說，零件編號為6855K15或7270K2)便適合作為該熱縮前套管220且適合作為該熱縮後套管226。
除了不可滲水之外，該保護屏蔽210亦能夠為透明或半透明，也就是，透射至少部分的可見光，俾使得由一或更多個發光裝置(舉例來說，發光二極體(Light Emitting Diode，LED)212(圖9))所發射的可見光亦能夠經由該保護屏蔽210而看見，其會透射穿過該控制器殼體130中的一透明或半透明視窗214(圖7中以虛線顯示)。再次地，具有此些特性(不可滲水並且透光)的合宜熱縮管或套筒可向各家製造商輕易地購得，其包含由位於美國德州南湖市(Southlake)的Heat Shrink Supply所販售的熱縮管或套筒(舉例來 說，零件編號為GSHS-4635WT-2-C)。
如上面所述般形狀實質上被設計為旋轉圖形的控制器裝置20的殼體130還有助於被調適成用於其它目的的保護屏蔽210的應用，舉例來說，用以防止或最小化化學性損壞或腐蝕、磁性干擾、RF干擾、UV輻射、極熱或極冷、衝擊或撞擊、灰塵、或是其它環境危害物或條件的負面效果。具有可用於防止或最小化前述環境條件中某些環境條件的負面效果之特性的可熱縮管或套筒材料可在市場上購得，舉例來說，有化學惰性的可熱縮材料、UV吸收或反射的可熱縮材料、或是防塵的材料。舉例來說，合宜的有化學惰性的熱縮管材料會包含由位於美國南加州橘堡(Orangeburg)的Zeus Industrial Products,Inc.所製造的PTFE(聚四氟乙烯)或PTFE/FET(氟化乙烯丙烯)。舉例來說，吸收UV的熱縮管材料會包含暗色的熱縮材料、厚壁部的熱縮材料或是高效能熱縮材料，舉例來說，由位於美國麻薩諸塞州溫本市(Woburn)的InsulTab,Inc.所製造的Crystal Clear品牌的熱縮材料。防塵的熱縮管材料亦可從上面提及的任何來源處購得。
形狀實質上被設計為旋轉圖形的控制器裝置20有利於防止或最小化來自磁場與RF電磁輻射的干擾。舉例來說，一磁屏蔽材料為一重新導向被屏蔽的物品或部件周圍的磁場或是將磁場重新導向遠離被屏蔽的物品或部件的磁性材料，舉例來說，在控制器裝置20中的電子部件與電路。舉例來說，EMI屏蔽、熱縮管材料可在市場上購得，舉例來說，位於美國亞利桑那州錢德勒市(Chandler)的Zippertubing Company所製造與販售的品牌「Shrink-N-Shield」。然而，為在更極端磁場與電磁場中達到屏蔽的目的，磁性或EMI屏蔽材料會以薄片的方式來利用，其會被纏繞或塗敷至形狀實質 上被設計為旋轉圖形的控制器裝置20的外表面202。RF屏蔽材料與熱絕緣材料同樣係以薄片或帶狀形式來利用，其能夠被方便地纏繞或塗敷至形狀實質上被設計為旋轉圖形的控制器殼體130上。本文中的「熱絕緣」一詞的意義為熱傳輸係數小於殼體130的熱傳輸係數。矽酮泡沫、金屬箔、玻璃纖維、矽酸鹽類、陶瓷等熱絕緣材料以及其它熱絕緣材料可被用來提供任何必要的熱絕緣。另外，舉例來說，相較於具有尖銳角度或角邊的形狀，形狀實質上被設計為旋轉圖形的控制器殼體130在覆蓋著一緩衝材料時會更免疫於衝擊或撞擊破壞。上面討論的任何屏蔽功能亦能夠藉由一可機械性附接的外殼或圍體(圖中並未顯示)來提供，其被鑄造或者被形成用以整齊地適配在該控制器殼體130的外表面上方並且由提供該所希望的屏蔽效應(舉例來說，濕氣、化學藥劑、灰塵、EMI、磁性、熱或者其它環境條件)的材料所製成。
在圖10與11中顯示另一範例管線加熱器組件310，其包括具有T型配置的數個代表性加熱器模組312，它們以菊鏈連接方式連同多個功率注入裝置14被連接在一起。圖11所示的係圖10的範例T型配置中的纜線與導體的概略電路圖。基本上，每一個T型配置加熱器模組312中具有加熱器元件60以及溫度感測器62、64的加熱器30實質上相同於上面所述以及圖1至9中所示的直列式配置中的加熱器60。另外，該些加熱器模組312中的T型配置控制器裝置320中的電子部件實質上相同於上面所述的直列式配置加熱器模組12中的電子部件，舉例來說，製程溫度電路系統70、高極限控制電路系統72、通訊電路系統74以及低電壓DC電源供應器76，並且該些部件全部以和上面所述相同的方式及功能被電氣連接。另外，該 些前端連接器32與該些後端連接器34同樣和上面所述相同。同樣地，該功率注入裝置14以及它的連接器44、46亦和上面所述相同。此T型配置的直列式導體，也就是，主要高電壓功率導體140、主要中性導體142、第一主要通訊導體144、第二主要通訊導體146、次要高電壓功率導體150、次要中性導體152、第一次要通訊導體154以及第二次要通訊導體156全部實質上相同於上面所述的直列式加熱器模組12中的此些導體。所以，不需要對該T型配置的加熱器模組312中的此些部件與導體的作進一步說明便可瞭解此範例實施例。
於此T型配置的加熱器模組312中，前端纜線26雖然和上面所述的直列式配置加熱器模組12的前端纜線26相同；但是，相鄰控制器裝置320之間的高電壓功率以及資料通訊則係經由一後端纜線324從該控制器裝置320處直接被繞送至該後端連接器34，取代經由該加熱器30。所以，次要高電壓功率導體150、次要中性導體152、第一次要通訊導體154以及第二次要通訊導體156全部內含在該後端纜線324之中。一分支主要中性導體342與受控高電壓功率導體162以及第一溫度訊號導體158、160、第二溫度訊號導體164、166係經由一分支主要加熱器纜線322在該控制器裝置320與該加熱器30之間被繞送。該功率注入裝置14係以相同於上面針對直列式配置加熱器模組12所述的方式於此些T型配置加熱器模組312之間被連接與使用。如上面針對直列式加熱器模組12所述，此些T型配置加熱器模組312中的每一者僅有兩個連接器，也就是，前端連接器32以及後端連接器34。
在圖12與13中顯示另一範例管線加熱器組件410，其包括 具有T型配置的數個代表性加熱器模組412，它們以菊鏈連接方式連同多個功率注入裝置14被連接在一起。圖13所示的係圖12的範例T型配置中的纜線與導體的概略電路圖。該些加熱器模組412和上面所述的加熱器模組312非常相同；不同的係，在加熱器模組412中的T型配置係由T型接頭裝置400來提供，而非直接來自控制器裝置420。此T型配置的直列式導體，也就是，主要高電壓功率導體140、主要中性導體142、第一主要通訊導體144、第二主要通訊導體146、次要高電壓功率導體150、次要中性導體152、第一次要通訊導體154以及第二次要通訊導體156全部實質上相同於上面所述的直列式加熱器模組312中的此些導體。然而，取而代之的係，次要高電壓功率導體150、次要中性導體152、第一次要通訊導體154以及第二次要通訊導體156係經由該T型接頭裝置400被繞送至該後端連接器34。該分支主要中性導體342與受控高電壓功率導體162以及第一溫度訊號導體158、160、第二溫度訊號導體164、166係經由該T型接頭裝置並且接著經由一分支主要加熱器纜線422在該控制器裝置420與該加熱器30之間被繞送。該分支主要加熱器纜線422延伸在該T型接頭裝置400與該加熱器30之間。該功率注入裝置14係以相同於上面針對直列式配置加熱器模組12所述的方式於此些T型配置加熱器模組412之間被連接與使用。該些T型配置加熱器模組412中的控制器裝置420與加熱器30的其餘連接器、部件以及功能實質上相同於上面針對直列式加熱器模組12所述。所以，不需要進一步解釋，熟習本技術的人士便會瞭解此T型加熱器模組412的結構與功能。如上面針對直列式加熱器模組12所述，此些T型配置加熱器模組412中的每一者僅有兩個連接器，也就是，前端連接器32以及後端連接器34。
圖14所示的係具有另一範例控制器裝置520的另一範例直列式配置加熱器模組512。該控制器裝置520有矩形形狀。前端連接器32與後端連接器34等兩個連接器相同於上面針對直列式配置加熱器模組12所述。
前面的說明提供範例來解釋由後面的特徵所定義的本發明的原理。因為熟習本技術的人士在瞭解本發明之後便可輕易地進行許多細微的修正與改變，所以，本文並不希望限制本發明於上面所示及所述的精確範例構造與製程。據此，本發明希望所有合宜的組合、子組合、修正以及等效例皆落在由該些特徵所定義的本發明的範疇裡面。當在包含該些特徵的本說明書中使用到「包括」、「包含」時，其意義為詳述所述特徵、事物、部件或是步驟的存在；但是，它們並沒有排除一或更多個其它特徵、事物、部件、步驟或是它們的集合的存在或加入。

Claims (33)

  1. 一種加熱器設備，其包括：(i)一加熱器模組，其包括：一加熱器；一控制器裝置，其藉由一主要加熱器纜線被連接至該加熱器，該控制器裝置包括一前端連接器，其具有一主要高電壓功率終端、一主要中性終端以及至少一第一主要通訊終端；一次要加熱器纜線，其從該控制器裝置處延伸至一後端連接器，其包含一後端中性終端、一後端高電壓功率終端以及至少一第一後端通訊終端，該後端連接器被配置成使得能夠配接連接至該前端連接器，其包含配接該後端高電壓功率終端的電氣連接線至該主要高電壓功率終端、配接該後端中性終端的電氣連接線至該主要中性終端以及配接該第一後端通訊終端的通訊連接線至該第一主要通訊終端；以及(ii)一功率注入裝置，其包括：一注入裝置功率輸入連接器，其包含一注入裝置高電壓輸入終端以及一注入裝置中性輸入終端；一注入裝置通訊輸入連接器，其包含至少一第一注入裝置通訊輸入終端，該注入裝置通訊輸入連接器被配置成能夠配接連接至該後端連接器，其包含配接該第一注入裝置通訊輸入終端的通訊連接線至該第一後端通訊終端；以及一注入裝置組合功率與通訊輸出連接器，其包含一注入裝置高電壓功率輸出終端、一注入裝置中性輸出終端以及至少一第一注入裝置通訊輸出終端，該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器被配置成能夠配接連接至該前端連接器，其包含配接該注入裝置高電壓功率輸出終端的電氣連接線至該主要高電壓功率終端、配接該注入裝置中性輸出終端的電氣連接線至該主要中性終端以及配接該第一注入裝置通訊輸出終端的通訊連接線至該第一主要通訊終端。
  2. 根據申請專利範圍第1項的加熱器設備，其中，該次要加熱器纜線從該控制器裝置處延伸並且經過該加熱器延伸至該後端連接器。
  3. 根據申請專利範圍第1項的加熱器設備，其中，該次要加熱器纜線從該控制器裝置處直接延伸至該後端連接器。
  4. 根據申請專利範圍第1項的加熱器設備，其中，該次要加熱器纜線從該控制器裝置處延伸經過一T型接頭裝置而抵達該後端連接器。
  5. 根據申請專利範圍第1項的加熱器設備，其中，該功率注入裝置包含：(i)一注入裝置高電壓功率導體，其被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸出終端；(ii)一注入裝置中性導體，其被電氣連接至該注入裝置中性輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置中性輸出終端；以及(iii)至少一第一注入裝置通訊導體，其被連接至該第一注入裝置通訊輸入終端並且被連接至該第一注入裝置通訊輸出終端。
  6. 根據申請專利範圍第1項的加熱器設備，其中，該前端連接器與該後端連接器兩者為相同類型，其為該主要高電壓功率終端、該主要中性終端、該第一主要通訊終端、該後端高電壓功率終端、該後端中性終端以及該第一後端通訊終端提供一水密閉式密封墊(water tight seal)。
  7. 根據申請專利範圍第1項的加熱器設備，其中，該前端連接器、該後端連接器、該注入裝置通訊輸入連接器以及該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器全部為相同類型，其為該後端高電壓功率終端、該後端中性終端、該第一後端通訊終端、該第一注入裝置通訊輸入終端、該注入裝置高電壓功率輸出終端、該注入裝置中性輸出終端、該第一注入裝置通訊輸出終端、該主要高電壓功率終端、該主要中性終端以及該第一主要通訊終端提供水密閉式密封墊。
  8. 根據申請專利範圍第1項的加熱器設備，其中，該控制器裝置包括：一具有一外側壁的控制器殼體，其形狀實質上被設計為一沿著介於一殼體前端與一殼體後端之間的一控制器縱軸延伸的旋轉圖形，該殼體前端的形狀實質上被設計為一界定一前孔徑的旋轉圖形，而該殼體後端的形狀實質上被設計為一界定一後孔徑的旋轉圖形，該控制器殼體有一外表面並且封閉一內控制器腔室；以及一保護屏蔽，其覆蓋該控制器殼體的該外表面。
  9. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽為一熱縮材料。
  10. 根據申請專利範圍第9項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽無法讓水滲透。
  11. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽有化學惰性。
  12. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽為一磁場屏蔽材料。
  13. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽為一射頻(RF)屏蔽材料。
  14. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽無法讓灰塵穿透。
  15. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽會反射或吸收紫外線輻射。
  16. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽為一緩衝材料。
  17. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽為一熱絕緣材料。
  18. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其中，該保護屏蔽為一透射可見光的材料。
  19. 根據申請專利範圍第8項的加熱器設備，其包含：一前端纜線，其延伸穿過該前孔徑；一主要加熱器纜線，其延伸穿過該後孔徑；一不可滲水的前套管(front boot)，其延伸在該殼體前端上方，其包含延伸在該保護屏蔽的一前端部分上方，並且延伸在位於該殼體外部的該前端纜線的一部分上方二者；以及一不可滲水的後套管(end boot)，其延伸在該殼體後端上方，其包含該保護屏蔽的一後端部分，並且延伸在位於該殼體外部的該主要加熱器纜線的一部分上方二者。
  20. 根據申請專利範圍第19項的加熱器設備，其中，該前套管與該後套管包括一熱縮材料。
  21. 根據申請專利範圍第1項的加熱器設備，其包含位在該加熱器中的一加熱器元件以及位在該加熱器中且相鄰於該加熱器元件的至少一溫度感測器。
  22. 根據申請專利範圍第21項的加熱器設備，其中，該控制器裝置包含一控制器殼體，其至少部分含有：(i)一主要中性導體，其從該主要中性終端處延伸，經過該控制器殼體並且經過該主要加熱器纜線，延伸至該加熱器，並且延伸至一次要中性導體，其會經過該次要加熱器纜線延伸至該後端中性終端，該主要中性導體於該加熱器處被電氣連接至該加熱器元件；(ii)一主要高電壓功率導體，其從該主要高電壓功率終端處延伸，經過該控制器殼體並且經過該主要加熱器纜線，延伸至該加熱器，該主要高電壓功率導體於該加熱器處被連接至一次要高電壓功率導體，其會經過次要加熱器纜線延伸至該後端高電壓功率終端；以及(iii)至少一第一主要通訊導體，其從該第一主要通訊終端處延伸，經過該控制器殼體並且經過該主要加熱器纜線，延伸至該加熱器，該第一主要通訊導體於該加熱器處被連接至一第一次要通訊導體，其會經過次要加熱器纜線延伸至該第一後端通訊終端。
  23. 根據申請專利範圍第22項的加熱器設備，其中，該控制器殼體含有：(i)控制電路系統，其被配置成用以至少部分基於由該至少一溫度感測器感測到的溫度來控制該加熱器的溫度並且響應於由該至少一溫度感測器感測到的溫度超過一溫度上限參數而關閉送往該加熱器元件的高電壓功率；以及(ii)通訊電路系統，其被配置成用以產生通訊訊號。
  24. 根據申請專利範圍第23項的加熱器設備，其包含：(i)溫度訊號導體，其從該溫度控制電路系統處延伸，經過該主要加熱器纜線，並且延伸至該加熱器之中，該些溫度訊號導體被電氣連接至該加熱器中的該至少一溫度感測器並且被電氣連接至該溫度控制電路系統；以及(ii)一受控高電壓功率導體，其從該控制器殼體中的該控制電路系統處延伸，經過該主要加熱器纜線，並且延伸至該加熱器之中，該受控高電壓功率導體於該加熱器處被電氣連接至該加熱器元件，且其中，該控制電路系統會響應於被該至少一溫度感測器感測到的溫度而將該受控高電壓功率導體連接至該主要高電壓功率導體以及中斷該受控高電壓功率導體與該主要高電壓功率導體的連接，用以控制該加熱元件的熱生產。
  25. 根據申請專利範圍第1項的加熱器設備，其中：該前端連接器包含一第二主要通訊終端；該後端連接器包含一第二後端通訊終端並且被配置成使得能夠配接該第二後端通訊終端的通訊連接線至該第二主要通訊終端；該注入裝置通訊輸入連接器包含一第二注入裝置通訊輸入終端並且該注入裝置通訊輸入連接器被配置成使得能夠配接連接至該後端連接器，其包含配接該第二注入裝置通訊輸入終端的通訊連接線至該第二後端通訊終端；以及該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器包含一第二注入裝置通訊輸出終端，並且該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器被配置成能夠配接連接至該前端連接器，其包含配接該第二注入裝置通訊輸出終端的通訊連接線至該第二主要通訊終端。
  26. 根據申請專利範圍第25項的加熱器設備，其中，該功率注入裝置包含：(i)一注入裝置高電壓功率導體，其被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置高電壓功率輸出終端；(ii)一注入裝置中性導體，其被電氣連接至該注入裝置中性輸入終端並且被電氣連接至該注入裝置中性輸出終端；(iii)一第一注入裝置通訊導體，其被連接至該第一注入裝置通訊輸入終端並且被連接至該第一注入裝置通訊輸出終端；以及(iv)一第二注入裝置通訊導體，其被連接至該第二注入裝置通訊輸入終端並且被連接至該第二注入裝置通訊輸出終端。
  27. 根據申請專利範圍第26項的加熱器設備，其包含一輔助通訊纜線，其在該輔助通訊纜線的其中一端具有一輔助通訊輸出連接器，該第一輔助通訊輸出連接器包含一第一輔助通訊輸出終端與一第二輔助通訊輸出終端，該輔助通訊輸出連接器被配置成能夠配接連接至該注入裝置通訊輸入連接器，其包含配接該第一輔助通訊輸出終端的通訊連接線至該第一注入裝置通訊輸入終端以及配接該第二輔助通訊輸出終端的通訊連接線至該第二注入裝置通訊輸入終端。
  28. 一種用於注入功率至一加熱器模組組件中的複數個加熱器模組的少於全體的加熱器模組的功率注入裝置，其中，該些加熱器模組的每一者皆有一加熱器和一控制器，且藉著具有一後端連接器的一次要加熱器纜線，可以用一菊鏈的方式和在該組件中的其它加熱器模組連接在一起，該後端連接器被配置成用於配接物理性和電氣性連接至在該組件中的一接續加熱器模組的一前端連接器，而以一種能夠連接的方式，連接在該次要加熱器纜線中的一次要高電壓功率導體、一次要中性導體和至少一次要通訊導體，至在該接續加熱器模組中的一高電壓功率導體、一中性導體和至少一通訊導體，該功率注入裝置包括：一注入裝置組合功率與通訊輸出連接器，其被配置成用於配接物理性和電氣性連接至該前端連接器，而以一種能夠電氣性連接的方式，連接在該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器中的一注入裝置高電壓功率輸出終端、一注入裝置中性輸出終端以及至少一第一注入裝置通訊輸出終端，分別地至在該組件中的該些加熱器模組中的一者之該高電壓功率導體、該中性導體和該至少一個通訊導體；一注入裝置通訊輸入連接器，其被配置成用於配接物理性和電氣性連接至該後端連接器，而以一種能夠電氣性連接的方式，連接在該注入裝置通訊輸入連接器中的一第一注入裝置通訊輸入終端，至在該次要加熱器纜線中的該至少一次要通訊導體；以及一注入裝置功率輸入連接器，其具有一注入裝置高電壓功率輸入終端以及一注入裝置中性輸入終端；其中，該功率注入裝置在該注入裝置通訊輸入連接器和該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器之間，並沒有提供任何的高電壓功率電氣性連接，而是該功率注入裝置確實具有：(i)一注入裝置高電壓功率導體，其電氣性連接該注入裝置功率輸入連接器的該注入裝置高電壓功率輸入終端，至該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器的該注入裝置高電壓功率輸出終端；(ii)一注入裝置中性導體，其電氣性地連接該注入裝置功率輸入連接器的該注入裝置中性輸入終端，至該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器的該注入裝置中性輸出終端；及(iii)一第一注入裝置通訊導體，其電氣性連接該注入裝置通訊輸入連接器的該第一注入裝置通訊輸入終端，至該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器的該第一注入裝置通訊輸出終端。
  29. 根據申請專利範圍第28項的功率注入裝置，其中：該注入裝置通訊輸入連接器，其被配置成用於配接物理性和電氣性連接至該後端連接器，而以一種也能夠電氣性連接的方式，連接在該注入裝置通訊輸入連接器中的一第二注入裝置通訊輸入終端，至在該次要加熱器纜線中的一第二次要通訊導體；該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器，其包含一第二注入裝置通訊輸出終端，並被配置成用於配接物理性及電氣性連接至該前端連接器，而以一種也能夠電氣性連接的方式，連接在該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器中的一第二注入裝置通訊輸出終端，至在該組件中的該些加熱器模組的該者中的一第二通訊導體；以及一第二注入裝置通訊導體，其電氣性連接該注入裝置通訊輸入連接器的該第二注入裝置通訊輸入終端，至該注入裝置組合功率與通訊輸出連接器的該第二注入裝置通訊輸出終端。
  30. 一種提供功率給複數個加熱器模組以及提供通訊資料往返於該複數個加熱器模組與該複數個加熱器模組之間的方法，該複數個加熱器模組被菊鏈式連接在一起，該複數個加熱器模組中的每一者皆包括位於一加熱器中的一加熱器元件、藉由一主要加熱器纜線被連接至該加熱器的一控制器裝置、高電壓功率導體、中性導體以及通訊導體，該些通訊導體從該控制器裝置處延伸，經過該主要加熱器纜線抵達該加熱器並且從該加熱器處延伸經過一次要加熱器纜線以便連接至該些加熱器模組中另一加熱器模組的該控制器裝置，該方法包括：藉由連接一第一功率注入裝置至該些加熱器模組中的一第一加熱器模組並且從一高電壓電源處經過一注入裝置功率輸入連接器以及離開一注入裝置組合功率與通訊輸出連接器提供功率給該些加熱器模組中的該第一加熱器模組，而注入功率至該些加熱器模組中的該第一加熱器模組之中，同時傳遞通訊資料至該些加熱器模組中的該第一加熱器模組之中或是從該些加熱器模組中的該第一加熱器模組處將該些通訊資料往外傳遞；以及藉由連接一第二功率注入裝置至該些加熱器模組中的另一加熱器模組並且連接該加熱器模組菊鏈中的一中間加熱器模組的該次要加熱器纜線至該第二功率注入裝置，而將輔助功率注入至該加熱器模組菊鏈中的該些加熱器模組中的該另一加熱器模組，以便經由該功率注入裝置在該些加熱器模組中的該另一加熱器模組與該中間加熱器模組之間傳送通訊資料。
  31. 一種提供一抗水性加熱器組件的方法，該抗水性加熱器組件包含以菊鏈方式被電氣連接的複數個加熱器模組，其中，每一個加熱器模組皆有一加熱器，該加熱器含有由高電壓電源來供電的一加熱元件以及被定位在該加熱器中且相鄰於該加熱器元件的至少一溫度感測器，且其中，每一個加熱器模組還具有一控制器裝置，其被電氣連接至一高電壓電源並且被電氣連接至該加熱器元件並且被電氣連接至該加熱器中的該溫度感測器，該方法包括：提供每一個加熱器模組的該控制器裝置一殼體，該殼體具有一外側壁，其形狀實質上被設計為一沿著介於一殼體前端與一殼體後端之間的一控制器縱軸延伸的旋轉圖形，該殼體前端的形狀實質上被設計為一界定一前孔徑的旋轉圖形，而該殼體後端的形狀實質上被設計為一界定一後孔徑的旋轉圖形，該殼體有一外表面並且封閉一內控制器腔室；定位該控制器裝置為與該加熱器分隔一距離；提供每一個加熱器模組不超過一個電氣輸入連接器以及不超過一個電氣輸出連接器，該些加熱器模組的該些電氣輸入連接器以及該些電氣輸出連接器可以水密閉的方式連接在一起，以阻止水洩漏接觸到電氣導體以及該些電氣輸入連接器以及該些電氣輸出連接器之中的終端；延伸一高電壓功率導體、一中性導體以及至少一資料通訊導體於該加熱器模組的電氣輸入連接器與同一個加熱器模組的電氣輸出連接器之間，包含經過該控制器裝置的該殼體；收縮纏繞一不可滲水的保護屏蔽於該控制器的殼體上；以及藉由將一或更多個加熱器模組的該些電氣輸出連接器連接至一或更多個其它加熱器模組的該些電氣輸入連接器，而以菊鏈的方式來連接複數個加熱器模組。
  32. 一種功率注入設備，用以提供功率給複數個加熱器模組以及提供通訊資料給該複數個加熱器模組或從該複數個加熱器模組處提供該些通訊資料，該複數個加熱器模組被菊鏈式連接在一起，該複數個加熱器模組中的每一者皆包括位於一加熱器中的一加熱器元件、藉由一主要加熱器纜線被連接至該加熱器的一控制器裝置、高電壓功率導體、中性導體以及通訊導體，該些通訊導體從該控制器裝置處延伸，經過該主要加熱器纜線抵達該加熱器，並且從該加熱器處延伸經過一次要加熱器纜線以便連接至該些加熱器模組中另一加熱器模組的該控制器裝置，該功率注入設備包括：用以注入功率至該些加熱器模組中的一第一加熱器模組之中，同時傳遞通訊資料至該些加熱器模組中的該第一加熱器模組之中或是從該些加熱器模組中的該第一加熱器模組處將該些通訊資料往外傳遞的構件；以及用以藉由連接一第二功率注入裝置至該些加熱器模組中的另一加熱器模組並且連接該加熱器模組菊鏈中的一中間加熱器模組的該次要加熱器纜線至該第二功率注入裝置而將輔助功率注入至該加熱器模組菊鏈中的該些加熱器模組中的該另一加熱器模組以便經由該功率注入裝置在該些加熱器模組中的該另一加熱器模組與該中間加熱器模組之間傳送通訊資料的構件。
  33. 一種用以提供一抗水性加熱器組件的設備，其包含以菊鏈方式被電氣連接的複數個加熱器模組，其中，每一個加熱器模組皆有一加熱器，該加熱器含有由高電壓電源來供電的一加熱元件以及被定位在該加熱器中且相鄰於該加熱器元件的至少一溫度感測器，且其中，每一個加熱器模組還具有一控制器裝置，其被電氣連接至一高電壓電源並且被電氣連接至該加熱器元件並且被電氣連接至該加熱器中的該溫度感測器，該設備包括：用以提供每一個加熱器模組的該控制器裝置一殼體的構件，該殼體具有一外側壁，其形狀實質上被設計為一沿著介於一殼體前端與一殼體後端之間的一控制器縱軸延伸的旋轉圖形，該殼體前端的形狀實質上被設計為一界定一前孔徑的旋轉圖形，而該殼體後端的形狀實質上被設計為一界定一後孔徑的旋轉圖形，該殼體有一外表面並且封閉一內控制器腔室；用以定位該控制器裝置為與該加熱器分隔一距離的構件，其係利用延伸在該控制器裝置與該加熱器之間的導電部件；用以提供每一個加熱器模組不超過一個電氣輸入連接器以及不超過一個電氣輸出連接器的構件，該些加熱器模組的該些電氣輸入連接器以及該些電氣輸出連接器可以水密閉的方式連接在一起，以阻止水洩漏接觸到電氣導體以及該些電氣輸入連接器以及該些電氣輸出連接器之中的終端；用以延伸一高電壓功率導體、一中性導體以及至少一資料通訊導體於該加熱器模組的該些電氣輸入連接器與同一個加熱器模組的該些電氣輸出連接器之間的構件，其包含經過該控制器裝置的該殼體；一不可滲水的保護屏蔽，其被收縮纏繞於該控制器的該殼體上；以及複數個加熱器模組，其以菊鏈的方式被連接在一起，其中一或更多個加熱器模組的該些電氣輸出連接器被連接至一或更多個其它加熱器模組的該些電氣輸入連接器。
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