热传感器装置及用于检测热传感器装置的故障的方法与流程

技术特征：
1.一种热传感器装置，所述热传感器装置用于基于流体的传热行为来确定与所述流体相关联的流体参数，所述流体与所述热传感器装置热接触，所述热传感器装置包括：一个或更多个加热器(21至23)；用于确定所述传感器装置对加热器功率的响应的装置，所述加热器功率被提供给所述一个或更多个加热器(21至23)；以及处理电路(50)，所述处理电路用于提供所述加热器功率并且用于处理所述传感器装置的响应以基于所述响应来确定所述流体参数的至少一个值，其特征在于，所述处理电路被配置成执行用于检测所述热传感器装置的故障的方法，所述方法包括以下步骤：a)在第一操作模式下操作所述热传感器装置以确定所述流体参数的第一值(c
静态
)；b)在第二操作模式下操作所述热传感器装置以确定所述流体参数的第二值(c
动态
)；以及c)基于所述流体参数的所述第一值和所述第二值(c
静态
，c
动态
)的比较来得到故障指示器值(f)。2.根据权利要求1所述的热传感器装置，其中，所述第一操作模式是稳态模式，包括：-向所述一个或更多个加热器(21至23)中的至少一个提供加热器功率(p)；-测量所述传感器装置对所述加热器功率(p)的稳态响应(δt
s
)；以及-基于所测量的稳态响应(δt
s
)来确定所述流体参数的所述第一值(c
静态
)，并且其中，所述第二操作模式是动态模式，包括：-向所述一个或更多个加热器(21至23)中的至少一个提供时变加热器功率(p)；-测量所述传感器装置对所述加热器功率(p)的瞬态响应，特别地，所述加热器功率与所述瞬态响应之间的时滞(δt)或相移；以及-基于所测量的瞬态响应来确定所述流体参数的所述第二值(c
静态
)。3.根据权利要求2所述的热传感器装置，其中，所述处理电路包括用于以参考频率(f
时钟
)提供时钟信号的振荡器(509)，其中，所述处理电路被配置成测量在所述第二操作模式下相对于所述参考频率(f
时钟
)的所述瞬态响应，并且其中，所述处理电路(50)被配置成输出所述时钟信号。4.根据前述权利要求中任一项所述的热传感器装置，其中，用于确定所述传感器装置对加热器功率的响应的所述装置包括一个或更多个温度传感器(31至35)，并且/或者其中，用于确定所述传感器装置对加热器功率的响应的所述装置包括用于测量所述一个或更多个加热器(21至23)的电阻的电路。5.根据前述权利要求中任一项所述的热传感器装置，其中，所述流体参数是与所述流体的热导率、比热容和热扩散率中至少之一相关的材料参数，特别地，其中，所述流体是至少两种成分的混合物，并且其中，所述流体参数是所述混合物的混合比或所述混合物中的所述成分之一的浓度。6.根据前述权利要求中任一项所述的热传感器装置，其中，所述故障指示器值(f)与所
述流体参数的所述第一值和所述第二值(c
静态
，c
动态
)的差或比相关。7.根据前述权利要求中任一项所述的热传感器装置，其中，所述处理电路(50)被配置成从至少一个辅助传感器元件(41至43)获得至少一个辅助参数特别地所述流体的环境温度(t
ref
)、压力(p)和/或湿度(rh)，并且其中，所述处理电路(50)被配置成在确定所述流体参数的所述第一值和所述第二值(c
静态
，c
动态
)时考虑所述辅助参数，所述第一值(c
静态
)相比于所述第二值(c
动态
)具有不同的与所述辅助参数的相关性。8.根据前述权利要求中任一项所述的热传感器装置，其中，所述处理电路被配置成执行以下步骤：在多个不同时间重复步骤a)至c)；以及基于在不同时间的所述故障指示器值(f)，外推在稍后时间的预测故障指示器值或确定预测时间间隔，直到所述故障指示器值(f)达到阈值。9.根据前述权利要求中任一项所述的热传感器装置，其中，所述处理电路被配置成输出所述故障指示器值(f)或从所述故障指示器值(f)得到的参数特别是布尔警报指示器值。10.根据权利要求9所述的热传感器装置，包括用于输出所述故障参数(f)或从所述故障参数(f)得到的所述参数的专用接触器(511)。11.根据权利要求2所述的热传感器装置，其中，所述处理电路被配置成在所述第一操作模式和所述第二操作模式两者下向相同的一个加热器或多个加热器(21至23)提供所述加热器功率(p)，并且/或者其中，所述处理电路被配置成在所述第一操作模式和所述第二操作模式两者下测量相同的一个温度传感器或多个温度传感器(31至35)对所述加热器功率(p)的响应。12.根据前述权利要求中任一项所述的热传感器装置，其中，所述一个或更多个加热器和所述处理电路的至少一部分集成在公共的硅芯片上。13.一种用于检测热传感器装置的故障的方法，所述热传感器装置包括：一个或更多个加热器(21至23)；用于确定所述传感器装置对提供给所述一个或更多个加热器(21至23)的加热器功率的响应的装置；以及处理电路(50)，所述处理电路用于提供所述加热器功率并且用于处理所述传感器装置对所述加热器功率的响应以便基于所述响应来确定与所述传感器装置热接触的流体的流体参数的至少一个值，所述方法包括：a)在第一操作模式下操作所述热传感器装置以确定所述流体参数的第一值(c
静态
)；b)在第二操作模式下操作所述热传感器装置以确定所述流体参数的第二值(c
动态
)；以及c)基于所述流体参数的所述第一值和所述第二值(c
静态
，c
动态
)的比较来得到故障指示器值(f)。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一操作模式是稳态模式，包括：-向所述一个或更多个加热器(21至23)中的至少一个提供加热器功率(p)；-测量所述传感器装置对所述加热器功率(p)的稳态响应(δt
s
)；以及-基于所测量的稳态响应(δt
s
)来确定所述流体参数的所述第一值(c
静态
)，并且其中，所述第二操作模式是动态模式，包括：
‑
向所述一个或更多个加热器(21至23)中的至少一个提供加热器功率(p)；-测量所述传感器装置对所述加热器功率(p)的瞬态响应，特别地，所述加热器功率与所述瞬态响应之间的时滞(δt)或相移；以及-基于所测量的瞬态响应来确定所述流体参数的所述第二值(c
静态
)。15.根据权利要求13或14所述的方法，包括测量至少一个辅助参数特别是所述流体的环境温度(t
ref
)、压力(p)和/或湿度(rh)的步骤，其中，在确定所述流体参数的所述第一值和所述第二值(c
静态
，c
动态
)时考虑所述辅助参数，所述第一值(c
静态
)相比于所述第二值(c
动态
)具有不同的与所述辅助参数的相关性。

技术总结
本申请公开了热传感器装置及用于检测热传感器装置的故障的方法。该热传感器装置被配置成基于流体的传热行为来确定流体的流体参数。传感器装置包括一个或更多个加热器和用于确定传感器装置对提供给加热器的加热器功率的响应的装置。为了检测传感器故障，传感器装置在两种不同的操作模式下操作。在两种模式下确定同一流体参数的第一值和第二值(c


技术研发人员：埃里克
受保护的技术使用者：盛思锐股份公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/6/7