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CN110234970B - 用于温度计的现场校准的方法 - Google Patents

用于温度计的现场校准的方法 Download PDF

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CN110234970B
CN110234970B CN201780074458.3A CN201780074458A CN110234970B CN 110234970 B CN110234970 B CN 110234970B CN 201780074458 A CN201780074458 A CN 201780074458A CN 110234970 B CN110234970 B CN 110234970B
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Abstract

本发明涉及一种用于温度计(1)的现场校准和/或验证的方法,温度计(1)具有至少一个温度传感器(7)和至少一个基准元件(8),基准元件(8)至少部分地由下述材料组成,对于该材料至少一个相变在与温度计(1)的使用相关的温度范围内的至少一个预定义相变温度(Tph)下发生,在相变期间,材料保持在固相。本发明还涉及一种用于执行方法的装置。方法包括以下步骤:检测和/或记录由温度传感器(7)获得的至少一个测量值(Tm),尤其是随时间而变(Tm(t));检测和/或记录基准元件(8)的至少一个特征物理或者化学基准变量(G),尤其是随时间而变(G(t));使用基准变量(G)的变化尤其是突然变化检测相变的发生;建立发生相变的相变时间点(tph);从由温度传感器(7)在与相变时间点(tph)有最短时间间隔的测量时间点(tm)获得的测量值确定传感器温度(Tm);以及将传感器温度(Tm)与相变温度(Tph)进行比较和/或确定可能存在于传感器温度(Tm)与相变温度(Tph)之间的偏差(ΔT)。

Description

用于温度计的现场校准的方法
技术领域
本发明涉及一种用于温度计的现场校准和/或验证的方法,该温度计具有至少一个温度传感器和至少一个基准元件,该基准元件至少部分地由下述材料组成,在该材料的情况下,至少一个相变在与温度计的操作相关的温度范围内的至少一个预定相变温度下发生,其中,在相变期间材料保持在固相。
背景技术
温度计在最多样化的实施例中是可用的。因此,存在这样的温度计,该温度计用于测量温度,具有已知膨胀系数的液体、气体或者固体的膨胀,或者因此,使材料的电导率与温度相关,诸如,例如,在应用电阻元件或者热电偶的情况下。相反,在辐射温度计尤其是高温计的情况下,确定物质的温度利用了其辐射。这些温度计中的每个温度计的基本测量原理都已经在大量出版物中被描述并且因此在本文中未被详述。
温度计的校准和/或验证通常在校准槽、干燥箱或者定点系统中执行。这通常是基于比较液体与已知基准温度的比较测量来完成的,即,在固定特征温度点,诸如,例如,材料的三相点和/或熔点。可替代地,校准和/或验证还可以通过例如包括白金元件的基准温度计来执行,优选地基于国际标准ITS-90。
应用的典型的比较液体常常是杜瓦容器中的去离子冰水。此外,该特征温度点常常用于按照国际标准IEC6075,诸如,例如,用于所谓的Pt100元件,确定白金元件形式的电阻式温度传感器(电阻式温度检测器的RTD元件)的所谓的R0值(T=0℃下的R)。
通常,为了执行比较测量,从使用了温度计的过程去除温度计。然而,还存在实现体温计的现场校准和/或验证的已知设备,诸如,例如,集成在温度计中的描述于DE19941731 A1中的微型定点电池。
温度计的校准和/或验证的另一个机会是考虑特定温度计的某个特征温度点或者特征线或者曲线。因此,例如,EP1247268B2中描述了一种用于基于二级温度传感器形式的一个或者多个基准元件的特征线或者曲线的多个集成温度传感器的现场校准的方法,该基准元件安装在温度计插入物中,作为主温度传感器的补充。为了校准可以发生,所使用的基准元件在构造和/或所使用的材料方面与主温度传感器不同,这会导致不同的特征曲线。然而,在这种情况下的缺点是,基准元件的特征线或者曲线通常受到老化影响和/或传感器漂移。
为了防止这种缺点,从DE102010040039A1知道用于温度计的现场校准的设备和方法,具有温度传感器和用于校准温度传感器的基准元件,在这种情况下,基准元件至少部分地由铁电材料组成,该铁电材料在与校准温度传感器相关的温度范围内的至少一个预定温度下经历相变。因此,校准是基于铁电材料的相变的特征温度点,因此是基于材料特定的特性来执行的。根据安装的基准元件的数量,以这种方式,可以执行所谓的1点校准和/或验证和多点校准和/或验证。此外,特别适合于多点校准的相似设备是从在第一次提出本申请的日期未被公开的德国专利申请102015112425.4号知道的。在那里描述的温度计包括至少一个温度传感器和恰恰经由两条连接线接触并且至少部分地由两种不同的材料组成的至少两个基准元件,该基准元件中的每一个在与校准温度传感器相关的温度范围内都具有在特征预定相变温度下的至少一个至少二阶的相变。DE 102010040039A1(US2012051389和US2015285693)和DE 102015112425.4(US2018217010)的公开内容以引用的方式并入本文。
通常,用于温度计的校准和/或验证的比较测量与特定过程分开进行。被认为用于校准的测量值在给定情况下可以被记载在校准记录中。然而,不利的是,分开的比较测量一直需要许多工作步骤。从现有技术的上述跟踪状态开始,本发明的目的是提供一种用于温度计的现场校准和/或验证的特别容易的方法。
发明内容
这个目的是通过根据本发明的方法和通过用于执行方法的设备来实现的。
本发明的方法用于温度计的现场校准和/或验证,该温度计具有至少一个温度传感器和至少一个基准元件,该基准元件至少部分地由下述材料组成,在该材料的情况下,至少一个相变在与温度计的操作相关的温度范围内的至少一个预定相变温度下发生,其中,在相变期间材料保持在固相。温度传感器(主传感器)因此是使用二级传感器(基准元件)来校准和/或验证的。在这种情况下,温度计可以是例如与根据特许公开DE102010040039A1或者根据在第一次提出本申请的日期未被公开的德国专利申请102015112425.4号的可能实施例中的一个或者多个实施例相对应的温度计。
方法至少包括如下方法步骤:
-检测和/或记录由温度传感器获得的至少一个测量值,尤其是随时间而变的测量值,
-检测和/或记录基准元件的至少一个特征物理或者化学基准变量,尤其是随时间而变的基准变量,
-基于基准变量的变化,尤其是突然变化,检测相变的发生,
-确定发生相变的相变时间点,
-从与相变时间点有最短时间间隔的测量时间点由温度传感器获得的测量值确定传感器温度,以及
-将传感器温度与相变温度进行比较和/或确定在给定情况下存在于传感器温度与相变温度之间的差异。
在基于传感器温度与相变温度的比较针对校准和/或验证而被确定的差异超过可预定限值的情况下,例如,可以执行对传感器元件的特征线或者曲线的调整。例如,这可以通过提供优选地用于特征线或者曲线校正的计算方法来实现,其中,除此之外,可以调整或者改变温度计的特征线或者曲线的偏移量、斜率、曲率和/或其它相关参数。而且,在多个相变温度与不同的传感器温度相比较的情况下,因此在多点校准和/或多点验证的情况下,传感器特征线或者曲线的多于一个的参数可以基于单独的传感器温度与相关联的相变温度之间的差异来调整或改变。
从根本上说,校准和/或验证在一方面可以是自动发起的。然而,例如,还可以生成和/或输出关于差异的出现的报告。然而,对于可在检测到的差异之后执行的步骤而言许多不同的选项是可能的,并且全部在本发明的范围内。
此外,应当注意,出现在通过温度传感器测量到的传感器温度与相变温度之间的差异在给定情况下无法仅仅由温度传感器造成。而是,关心的是由整个温度计造成的总差异。除了对传感器元件的影响之外,进入总差异还是来自电子单元内的触点、连接线或者一个或者多个组件的相似影响。而且,温度计的环境的相似影响可以发挥作用。
特定材料保持在固相的相变尤其是从铁磁相到顺磁相或者从顺磁相到铁磁相、从铁电相到顺电相或者从顺电相到铁电相,或者从正常金属到超导体或者从超导体到正常金属的相变。
在材料中的材料保持在固相的相变的情况下,这种相变是例如按照Ehrenfest分类的至少二阶的相变。与一阶相变相反,没有或者仅仅少量的潜热在相变期间被提供。在没有或者仅仅少量的潜热被提供的情况下,除此之外,还可以基本上和独立于相变的所选分类有力地确保在相变发生的时间点通过温度传感器测量到的温度没有被损坏,尤其是没有被提供的潜热损坏。
在当前现有技术中的相变的附加的、明显更有用的分类中,仅仅能分辨不连续的(一阶)和连续的(二阶)相变[比较例如,在条目
Figure GDA0002759961720000052
und andere kritische
Figure GDA0002759961720000051
(相变和其它临界现象)下,卷4,发布者Spektrum Akademischer Verlag、Heidelberg Berlin,Lexikon der Physik]。根据该分类,不同的铁电材料例如也可以表现出一阶相变以及二阶相变,其中,在两种情况下,发生相变的特定材料在相变期间保持在固相。
独立于所选的相变分类地保持在固相中对本发明有决定性作用。此外,在相变发生的情况下,没有或者仅仅少量的潜热被提供从根本上说是有利的。
从根本上,相变伴随特定材料特性的变化,例如,晶体结构的变化或者至少一个磁性、电气或者介电特性的变化。在本发明的情况下,材料特定的变化对于基准元件而言是已知的并且可以考虑用于温度传感器的校准和/或验证。在这种情况下,可以提供一个或者多个基准元件,其中,每个基准元件都可以具有一个或者多个相变。每个相变都发生在每个特有的、固定的和长期稳定的温度值,使得在原则上针对基准元件对温度传感器的校准和/或验证不需要考虑漂移和/或老化影响。
在实施例中,材料是铁电材料、铁磁材料或者超导材料。
另一实施例提供至少一个特征物理或者化学变量是材料的晶体结构、体积,或者介电、电气或者磁性特性。
在本发明的方法的实施例中,传感器温度是基于温度传感器获得的至少一个测量值与温度传感器特征线或者曲线的比较来确定的。
温度传感器是例如电阻式元件或者热电偶。
方法的另一实施例提供传感器温度与相变温度之间的差异指示温度传感器特征线或者曲线的变化。温度传感器特征线或者曲线的变化例如可以由温度传感器的老化影响或者电气连接等的至少部分断开产生。温度计内的化学反应、传感器元件和/或连接线的区域中的机械应力或者被布置在电子单元内的至少一个组件、尤其是电子组件的特征线或者曲线的变化同样可以导致测量温度传感器特征线或者曲线的变化。
特别优选的实施例提供考虑到用于确定传感器温度与相变温度之间的差异的动态热流模型。在这种情况下,模型特别是考虑温度计内的热的非均匀和/或动态运动的模型,因此在温度传感器处和/或在基准元件处。同样,可以考虑由周围温度的变化而产生的散热的影响。考虑动态热流模型对于这样一种情况是特别有利的:温度计暴露于至少有时和/或部分地动态的和/或非均匀的热环境,例如,用于流动液体中的应用或者在温度计的可变周围环境的情况下。
通常,其中通常至少布置有温度传感器的传感器头与液体接触,尤其是热接触,以确定和/或监视液体的温度。基准元件可以被布置在同一个传感器头中,虽然这不是必须的。在正在进行的操作中,热交换发生在温度计与液体之间,直到建立热平衡为止。然后,温度传感器和基准元件以及液体基本上具有相同的温度,在下文中被称为平衡温度。发生热从液体到温度传感器再到基准元件的运动。这是液体具有比传感器头更高的温度时的情况。当传感器头具有比液体更高的温度时,热运动也可以在相反的方向上。然而,各种星座(constellation)诸如例如在至少有时和/或部分地动态的和/或非均匀的热环境或者非对称配置和/或几何布置中应用温度计可以导致温度传感器处和基准元件处的温度并不是在任何时间都是相等的事实。温度传感器和基准元件因此在不同的情况下在已经建立平衡温度的时间点之前的某些时间点暴露于不同的温度。在液体从第一温度到第二温度的温度变化的情况下,温度计背对流向的元件在比面向液体的流向更早的时间点暴露于第二温度。当然,多种其它情况可以导致至少有时发生在温度传感器的温度与基准元件的温度之间的温度差异。
当在不存在热平衡时通过基准元件校准和/或验证温度传感器时,可能产生错误和/或测量不准确,因为温度传感器和基准元件的区域中的温度在校准和/或验证时间点并不是相同的。然而,因为使用了动态热流模型,可以防止这种错误和/或测量不准确,因为这种模型考虑了温度计内的非均匀热运动,例如,当基准元件和温度传感器有时和/或部分地暴露于不同温度时。在这种情况下,一方面可以是其中插入有温度计的温度可变的流动液体。然而,也可以考虑因为温度计的可变环境温度的散热而产生的动态温度差异以及因为温度计的几何实施例和所用的材料的热特性而产生的热耦合效果。
动态热流模型优选地是基于物理和/或化学变量,该物理和/或化学变量特别是具体地反应了传感器以及所用的材料或者设备的特定构造或者特定布置和特定几何结构,尤其是因为它们而产生的热物理特性和热传输过程。此外,涉及液体或者环境情况的变量,诸如,流速、密度和/或速度、或者传感器到环境的热耦合可能是重要的。
有利地,基于动态热流模型,确定时间校正值Δtdyn,在此之后,基准元件和温度传感器已经达到相同的温度,其中,考虑用于确定传感器温度与相变温度之间的差异的时间校正值Δtdyn。传感器温度因此不会直接从与相变温度进行比较和由温度传感器在与相变时间点有最短时间间隔的测量时间点获得的测量值确定。而是,首先将时间校正值Δtdyn加到测量时间点或者相变时间点,或者从测量时间点或者相变时间点减去时间校正值Δtdyn
同样有利的是,基于动态热流模型,确定温度校正值ΔTdyn,该温度校正值ΔTdyn存在于基准元件与温度传感器之间的可确定时间点,以及其中,考虑温度校正值ΔTdyn用于确定传感器温度与相变温度之间的差异。传感器温度因此不会直接从由温度传感器在与相变时间点有最短时间间隔的测量时间点获得并且与相变温度进行比较的测量值确定。而是,首先,将温度校正值ΔTdyn加到测量值、传感器温度或者从其确定的相变温度,或者从测量值、传感器温度或者从其确定的相变温度减去温度校正值ΔTdyn。通常,因此,温度校正值ΔTdyn是温度值。然而,在将温度校正值加到温度传感器获得的测量值/从该测量值减去温度校正值的情况下,温度校正值还可以是具有另一单位例如电流或者电压的值。
通过涉及时间校正值Δtdyn或者温度校正值ΔTdyn的确定的至少两个实施例,因此考虑温度变化率的影响,该温度变化率描述了温度计所在的热环境。在恒定的温度变化率的情况下,尤其是可确定时间点传感器温度与相变温度之间的差异与温度变化率成比例。
在附加实施例中,动态热流模型是参数模型。模型优选地适合于为时间校正值Δtdyn和/或温度校正值ΔTdyn提供值。用于参数模型的参数不一定必须与物理和/或化学变量相对应。
参数是例如通过估计方法来确定的。这种估计方法本身是从现有技术充分了解到的并且因此在本文中不会被详细阐释。对参数的值的估计可以例如基于输入变量的预定义改变,尤其是表示温度计的环境中的热流的输入变量、液体流或者温度变化率,尤其是液体的温度,并且通过用温度传感器测量到的至少一个测量值。确定特定过程中的参数在充分了解特定数据变量的程度上同样是可能的。
此外,本发明的目的是通过用于温度计的现场校准和/或验证的设备来实现的,该温度计具有:至少一个温度传感器;基准元件,该基准元件至少部分地由下述材料组成,在该材料的情况下,至少二阶的至少一个相变发生在与温度计的操作相关的温度范围内的至少一个预定相变温度下;以及电子单元,该电子单元体现为执行本发明方法的至少一个实施例。
结合方法描述的实施例在经必要修正后同样适用于本发明的设备。
附图说明
现在将基于附图更详细地阐释本发明。设备的相同的元件设置有相同的参考字符。附图的图如下示出了:
图1是根据现有技术的具有用于确定和/或监视流动液体的温度的温度传感器和单独接触的基准元件的温度计的示意图,
图2是本发明的方法的第一实施例的图示,以及
图3是本发明的方法的第二实施例的图示,考虑了动态热流模型。
具体实施方式
图1呈现了根据现有技术的具有保护管2和电子单元4的温度计1的示意图。保护管2朝向液体5的部分也被称为传感器头3。传感器头3的内体积装满填料6,特别是电绝缘填料,尤其是水泥。此外,在传感器头部3的内部布置有温度传感器7和基准元件8,该温度传感器7和该基准元件8中的每一个都是通过两条连接线9、10接触的,尤其是电接触,并且与电子单元4连接。温度传感器7是例如电阻式元件或者热电偶。基准元件8也至少部分地由材料组成,在该材料的情况下,至少二阶的至少一个相变发生在与设备的操作相关的温度范围内的至少一个预定相变温度下。用于接触基准元件和温度传感器7、8的所需连接线9、10的数量可以根据所用的测量原理的类型而改变。在所示的实施例中,温度传感器7和基准元件8被相互分开地布置在传感器头3内。然而,它们同样可以彼此直接接触并且例如被焊接在一起。
图2图示了如何能够基于本发明的方法通过基准元件校准和/或验证温度传感器7。上部图表示用于检测相变的特征物理或者化学变量G的过程。如果相变发生在基准元件8中,则这在所示的示例中是伴随变量G的突然变化发生的。检测到变量的突然变化的时间点是相变时间点tph,在该相变时间点tph,基准元件8具有相变温度Tph
下部图是通过温度传感器7被确定为随时间t而变的传感器温度T。为了基于基准元件8校准和/或验证温度传感器7,确定与相变时间点tph有最短时间间隔的该测量时间点tm。与测量时间点tm相对应的传感器温度Tm与相变温度Tph进行比较并且在差异ΔT=Tm(tm)-Tph(tph)高于可预定限值的情况下,温度计1可以被自动校准和/或验证和/或生成和/或输出涉及差异的发生的报告。
对于高准确度的测量,必须确保温度传感器7和基准元件8在理想情况下总是处于热平衡。为了实现这个目的,通常只需各种措施,该措施中的一些在下文中被列出,例如:
1.温度传感器7和基准元件8被对称布置在传感器头3内,尤其是相对于在通过保护管2的中心的保护管2的纵向方向上延伸的虚轴对称。
2.温度传感器7和基准元件8被尽可能好地热耦合(例如,焊接)。
3.在给定情况下应用于温度传感器7和/或基准元件的承载基板具有基本上相同的导热率。
4.温度传感器7和基准元件8以具有基本上相同的热电容的这种方式体现。
5.被布置在传感器头3的区域中的填料6和/或分隔物(未示出)以确保传感器头3内的各向同性和/或均匀的热运动的方式形成。
6.至少传感器头3的所有组件以具有尽可能高的导热率的这种方式体现。
7.连接线9、10被实现为使得经由连接线9、10发生的导热是最小的,并且经由每条连接线9、10优选地是基本上相同的。
即使十分慎重的提到温度计1的制造,然而,不同的情况也可能发生,其中,温度传感器7和基准元件8至少有时不是热平衡的并且相应地暴露于不同的温度。这也可以在通过基准元件8校准和/或验证温度传感器7的情况下导致相当大的错误和/或测量不准确。
为了能够解决这个问题,在本发明的方法的附加实施例中,考虑了动态热流模型或者热运动,诸如例如图3所示的。模型在这种情况下适合于温度计1的特定应用并且例如在给定情况下考虑目前的热流、液体5或者温度计的环境的温度或者温度变化率、用于温度计1的特定材料的导热率和/或热容、或者温度计内的组件、几何尺寸、和/或温度计在特定液体中的浸入深度。
下面的描述是针对应用温度计1用于确定流动液体5的温度的这种情况的。在这种情况下,温度计1以温度传感器7被布置在背对流动液体5的区域中和基准元件8被布置在面向液体5的流向的区域中的方式与流体液体5接触。在这种情况下,基于从第一温度T1变化成第二温度T2的温度变化,温度传感器7总是在比基准元件8更早的时间点达到第二温度T2
如果在时间点tph检测到相变的发生,则基准元件8的温度在该时间点与相变温度Tph相对应。然而,通过相变温度Tph与在与相变时间点tph有最短时间间隔的测量时间点的温度传感器7的传感器温度Tm的直接比较,不能够导出借助基准元件8的对温度传感器7的校准和/或验证的正确信息,因为如上所述,由于液体5的流动,基准元件8处的温度落后于温度传感器7处的温度。
例如,动态模型体现为提供合适的校正值,例如,温度校正值ΔTdyn或者时间校正值,该校正值考虑在温度计1内尤其是在传感器头3内的非均匀的热流或者热运动的影响。模型适用于至少有时和/或部分地非均匀的温度场的情况,这是由液体造成的(例如,用于流动液体)或者这是由温度计的环境造成的(例如,散热)。
特定校正值然后被用来确定在给定情况下存在于传感器温度Tm与相变温度Tph之间的差异:例如,差异是基于两个等式中的一个:ΔT=Tmdyn(tm-Δtdyn)-Tph(tph)或者ΔT=Tm(tm)-ΔTdyn-Tph(tph)来确定的。可替代地,校正值在各种情况下都可以被适当地添加。
元件符号列表
1 温度计
2 保护管
3 传感器头
4 电子单元
5 液体
6 填料
7 温度传感器
8 基准元件
9、9a-9d 基准元件的连接线
10 温度传感器的连接线
W 传感器头内的热运动
T、T1、T2、T3 第一、第二、第三温度
Tph 相变温度
tph 相变时间点
t 时间
Δtdyn 动态时间模型的校正值
ΔTdyn 动态温度模型的校正值
G 基准变量

Claims (14)

1.一种用于温度计(1)的现场校准和/或验证的方法,所述温度计(1)具有至少一个温度传感器(7)和至少一个基准元件(8),所述基准元件(8)至少部分地由下述材料组成,在所述材料的情况下,至少一个相变在与所述温度计(1)的操作相关的温度范围内的至少一个预定相变温度(Tph)下发生,其中,在所述相变期间所述材料保持在固相,
所述方法包括以下方法步骤:
-检测和/或记录由所述温度传感器(7)获得的至少一个测量值(Tm),
-检测和/或记录所述基准元件(8)的至少一个特征物理或者化学基准变量(G),
-基于所述特征物理或者化学基准变量(G)的变化,检测所述相变的发生,
-确定发生所述相变的相变时间点(tph),
-从由所述温度传感器(7)在与所述相变时间点(tph)有最短时间间隔的测量时间点(tm)获得的测量值确定传感器温度(Tm),以及
-将所述传感器温度(Tm)与所述预定相变温度(Tph)进行比较和/或确定在给定情况下存在于所述传感器温度(Tm)与所述预定相变温度(Tph)之间的差异(ΔT),其中,考虑动态热流模型用于确定所述传感器温度(Tm)与所述预定相变温度(Tph)之间的差异(ΔT),
其中,所述模型是考虑所述温度计内的、在所述温度传感器处和/或在所述基准元件处的热的非均匀和/或动态运动,和/或考虑由周围温度的变化而产生的散热的影响的模型。
2.根据权利要求1所述的方法,
其中,所述至少一个测量值(Tm)是随时间而变的测量值(Tm(t))。
3.根据权利要求1所述的方法,
其中,所述至少一个特征物理或者化学基准变量(G)是随时间而变的基准变量(G(t))。
4.根据权利要求1所述的方法,
其中,所述特征物理或者化学基准变量(G)的变化是突然变化。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法,
其中,所述材料是铁电材料、铁磁材料或者超导材料。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法,
其中,所述至少一个特征物理或者化学基准变量(G)是所述材料的晶体结构、体积,或者介电、电气或者磁性特性。
7.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法,
其中,所述传感器温度是基于由所述温度传感器(7)在测量时间点(tm)获得的至少一个测量值与温度传感器特征线或者曲线的比较来获得的。
8.根据权利要求7所述的方法,
其中,所述传感器温度(Tm)与所述预定相变温度(Tph)之间的差异指示所述温度传感器特征线或者曲线的变化。
9.根据权利要求1所述的方法,
其中,基于所述动态热流模型,确定时间校正值(Δtdyn),在此之后,所述基准元件(8)和所述温度传感器(7)达到相同的温度,以及
其中,考虑所述时间校正值(Δtdyn)用于确定所述传感器温度(Tm)与所述预定相变温度(Tph)之间的差异(ΔT)。
10.根据权利要求1所述的方法,
其中,基于所述动态热流模型,确定温度校正值(ΔTdyn),所述温度校正值(ΔTdyn)存在于所述基准元件(8)与所述温度传感器(7)之间的可确定时间点,以及其中,考虑所述温度校正值(ΔTdyn)用于确定所述传感器温度(Tm)与所述预定相变温度(Tph)之间的差异(ΔT)。
11.根据权利要求9所述的方法,
其中,基于所述动态热流模型,确定温度校正值(ΔTdyn),所述温度校正值(ΔTdyn)存在于所述基准元件(8)与所述温度传感器(7)之间的可确定时间点,以及其中,考虑所述温度校正值(ΔTdyn)用于确定所述传感器温度(Tm)与所述预定相变温度(Tph)之间的差异(ΔT)。
12.根据权利要求1所述的方法,
其中,所述动态热流模型是参数模型。
13.根据权利要求9-11中的任一项所述的方法,
其中,所述动态热流模型是参数模型。
14.一种用于温度计(1)的现场校准和/或验证的设备,所述设备至少包括
温度传感器(7),
基准元件(8),所述基准元件(8)至少部分地由下述材料组成,在所述材料的情况下,至少一个相变在与所述温度计(1)的操作相关的温度范围内的至少一个预定相变温度(Tph)下发生,在所述相变的情况下,所述材料保持在固相,以及
电子单元(4),实现所述电子单元(4)以执行根据权利要求1-13中的任一项所述的方法。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016123856A1 (de) 2016-12-08 2018-06-14 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg Verfahren zur in situ Kalibrierung eines Thermometers
DE102018121494A1 (de) * 2018-09-04 2020-03-05 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co Kg Messeinsatz mit Zustandsüberwachung
DE102019103077A1 (de) * 2019-02-07 2020-08-13 Endress+Hauser SE+Co. KG Selbstkalibrierendes Thermometer
EP3739403B1 (en) 2019-05-15 2022-12-07 Endress+Hauser Group Services AG Method of operating and of predictive monitoring of a field device
DE102019124588A1 (de) * 2019-09-12 2021-03-18 Biometra GmbH Temperiervorrichtung
FI129720B (en) 2019-10-28 2022-07-29 Beamex Oy Ab CALIBRATOR BLOCK SPEED ADJUSTMENT IN TEMPERATURE CALIBRATOR
DE102019134603A1 (de) * 2019-12-16 2021-06-17 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg Thermometer mit Diagnosefunktion
EP3839456A1 (en) * 2019-12-18 2021-06-23 TE Connectivity Germany GmbH Housing element for securing at least one temperature sensor on a measuring object
CN111238672B (zh) * 2020-02-17 2021-10-08 重庆大学 一种基于磁显微法的超导带材动态温度测量方法
DE102021113198A1 (de) 2021-05-20 2022-11-24 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg In situ Temperatur Kalibration
US20240003751A1 (en) * 2022-07-01 2024-01-04 International Business Machines Corporation Adjustable transition edge thermometer
CN118050095A (zh) * 2023-12-12 2024-05-17 浙江聚森检测科技有限公司 一种热电阻温度计的校准装置及其校准方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050053114A1 (en) * 2003-09-04 2005-03-10 Kee Hoon Kang Fixed point cell for connection with thermometer protecting tube and apparatus for estimating the lifetime of thermometer using the same
US20120051389A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg Method and apparatus for calibrating a thermometer in situ
CN104316210A (zh) * 2010-10-04 2015-01-28 株式会社理光 电气元件、集成电路和设备
CN105987774A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 恩德莱斯+豪瑟尔韦泽尔有限商业两合公司 热电偶线测试电路

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4041771A (en) * 1975-05-09 1977-08-16 Arthur D. Little, Inc. Temperature-sensitive detector
US4030314A (en) * 1976-04-07 1977-06-21 John Frederick Strehler Method and apparatus for preserving biological materials
SU1275232A1 (ru) 1983-07-22 1986-12-07 Физико-технический институт низких температур АН УССР Способ градуировки термопреобразовател
US4627740A (en) * 1984-04-06 1986-12-09 Digital Dynamics, Inc. Self-calibrating temperature probe apparatus and method for use thereof
US5022045A (en) * 1985-08-06 1991-06-04 Elliott Stanley B Optical-type, phase transition humidity-responsive devices
US4791045A (en) 1988-01-25 1988-12-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Photosensitizers and polymerizable compositions with mannich bases and iodonium salts
JP2649533B2 (ja) 1988-03-14 1997-09-03 東芝セラミックス株式会社 定温度セル
SU1700394A1 (ru) 1988-11-14 1991-12-23 Московский институт стали и сплавов Датчик температуры со встроенным калибратором
JPH0423401A (ja) * 1990-05-18 1992-01-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 正特性サーミスタの製造方法
WO2001003099A1 (en) 1999-07-01 2001-01-11 Rosemount, Inc. Low power two-wire self validating temperature transmitter
DE19941731A1 (de) 1999-09-01 2001-03-08 Univ Ilmenau Tech Miniatur-Fixpunktzelle zur automatisierbaren Mehrpunkt-in-situ-Kalibration von Temperatursensoren
US20050025212A1 (en) 2003-08-01 2005-02-03 Carter Malika Dothresa Standards for the calibration of a vacuum thermogravimetric analyzer for determination of vapor pressures of compounds
US8440973B1 (en) * 2009-03-05 2013-05-14 University Of Puerto Rico Bimorph cantilever arrangement and applications thereof
RU91426U1 (ru) 2009-11-05 2010-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ") Контактный измеритель температуры с самостоятельной градуировкой
JP5590460B2 (ja) 2010-12-08 2014-09-17 株式会社リコー 露点計測装置および気体特性測定装置
DE102011016612A1 (de) * 2011-04-06 2012-10-11 Technische Universität Ilmenau Verfahren und Anordnung zur Kalibrierung von Thermometern
US11253392B2 (en) * 2011-09-28 2022-02-22 Zoll Circulation, Inc. Endovascular cooling catheter system which employs phase-changing heat exchange media
DE102012112575A1 (de) 2012-12-18 2014-07-03 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co Kg Sensorelement, Thermometer sowie Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur
CN104538821A (zh) * 2015-01-14 2015-04-22 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种激光器控温系统及其控制方法
DE102015112425A1 (de) 2015-07-29 2017-02-02 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur in situ Kalibrierung eines Thermometers
DE102016123856A1 (de) 2016-12-08 2018-06-14 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg Verfahren zur in situ Kalibrierung eines Thermometers
EP3755778B1 (en) * 2018-02-23 2022-04-06 Unilever Global IP Limited Detergent solid composition comprising aminopolycarboxylate and inorganic acid

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050053114A1 (en) * 2003-09-04 2005-03-10 Kee Hoon Kang Fixed point cell for connection with thermometer protecting tube and apparatus for estimating the lifetime of thermometer using the same
US20120051389A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg Method and apparatus for calibrating a thermometer in situ
CN104316210A (zh) * 2010-10-04 2015-01-28 株式会社理光 电气元件、集成电路和设备
CN105987774A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 恩德莱斯+豪瑟尔韦泽尔有限商业两合公司 热电偶线测试电路

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