四線編織型電阻式加熱器以及包括這樣的電阻式加熱器的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)一般地意在加熱系統(tǒng)。更特別地，本公開(kāi)涉及四線編織型電阻式加熱器以及包括這樣的電阻式加熱器的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]各種類(lèi)型的裝置使用溫度控制機(jī)制來(lái)穩(wěn)定或調(diào)節(jié)那些裝置中的部件的溫度。例如，在包含長(zhǎng)光纖的裝置中以及在取決于原子或分子的光躍迀的裝置中常常使用熱穩(wěn)定。不幸地，各種類(lèi)型的裝置可能也需要磁屏蔽以便阻擋環(huán)境磁場(chǎng)或其他磁場(chǎng)。熱穩(wěn)定要求和磁屏蔽要求常常彼此相抵觸，因?yàn)殡娂訜崞鞯湫偷禺a(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。結(jié)果，可能難以提供如下這樣的電加熱器:其提供足夠的加熱以使裝置的部件熱穩(wěn)定，而不會(huì)也產(chǎn)生與所述裝置的運(yùn)行相干涉的過(guò)多的磁場(chǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本公開(kāi)提供了四線編織型電阻式加熱器以及包括這樣的電阻式加熱器的裝置。
[0004]在第一實(shí)施例中，設(shè)備包括四線編織型電阻式加熱器，該四線編織型電阻式加熱器包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)被配置為傳輸電流并且基于所述電流產(chǎn)生熱。所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有第一電導(dǎo)體、第二電導(dǎo)體、第三電導(dǎo)體和第四電導(dǎo)體。所述第一電導(dǎo)體和第二電導(dǎo)體沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度彼此環(huán)繞。所述第三電導(dǎo)體和第四電導(dǎo)體沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的所述長(zhǎng)度彼此環(huán)繞。用所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體形成的環(huán)與用所述第三導(dǎo)體和第四導(dǎo)體形成的環(huán)沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的所述長(zhǎng)度交錯(cuò)。
[0005]在第二實(shí)施例中，系統(tǒng)包括被加熱的部件和被配置為加熱所述被加熱的部件的加熱元件。該加熱元件包括四線編織型電阻式加熱器，該四線編織型電阻式加熱器包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)被配置為傳輸電流并且基于所述電流產(chǎn)生熱。該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有第一電導(dǎo)體、第二電導(dǎo)體、第三電導(dǎo)體和第四電導(dǎo)體。所述第一電導(dǎo)體和第二電導(dǎo)體沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度彼此環(huán)繞。所述第三電導(dǎo)體和第四電導(dǎo)體沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的所述長(zhǎng)度彼此環(huán)繞。用所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體形成的環(huán)與用所述第三導(dǎo)體和第四導(dǎo)體形成的環(huán)沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的所述長(zhǎng)度交錯(cuò)。
[0006]在第三實(shí)施例中，方法包括傳輸電流通過(guò)具有導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的四線編織型電阻式加熱器并且使用所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)基于所述電流產(chǎn)生熱。該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有第一電導(dǎo)體、第二電導(dǎo)體、第三電導(dǎo)體和第四電導(dǎo)體。所述第一電導(dǎo)體和第二電導(dǎo)體沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度彼此環(huán)繞。所述第三電導(dǎo)體和第四電導(dǎo)體沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的所述長(zhǎng)度彼此環(huán)繞。用所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體形成的環(huán)與用所述第三導(dǎo)體和第四導(dǎo)體形成的環(huán)沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的所述長(zhǎng)度交錯(cuò)。
[0007]根據(jù)附圖、說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求，其他技術(shù)特征對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可能是顯而易見(jiàn)的。
【附圖說(shuō)明】
[0008]為了更全面地理解本公開(kāi)及其特征，現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)下面的描述進(jìn)行參考，在其中:
圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例四線編織型電阻式加熱器；
圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的四線編織型電阻式加熱器的實(shí)例平面實(shí)施；
圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)的不同電阻式電熱器的實(shí)例工作特性；
圖4A至圖7B示出了包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本公開(kāi)的四線編織型電阻式加熱器的實(shí)例裝置；以及圖8示出了用于使用根據(jù)本公開(kāi)的四線編織型電阻式加熱器進(jìn)行熱管理的實(shí)例方法。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面所描述的圖1至圖8以及被用來(lái)描述本專(zhuān)利文件中的本發(fā)明的原理的各種實(shí)施例僅僅是作為示例，并且無(wú)論如何不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解:本發(fā)明的原理可以以任何類(lèi)型的被適當(dāng)布置的裝置或系統(tǒng)而被實(shí)現(xiàn)。
[0010]圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例四線編織型電阻式加熱器100。如在圖1中所顯示的，所述電阻式加熱器100包括電源102和四線編織型導(dǎo)電結(jié)構(gòu)104。一般而言，所述電源102產(chǎn)生通過(guò)所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)104的電流，并且所述電流通過(guò)所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)104并且產(chǎn)生熱。所述電源102包括任何適當(dāng)?shù)挠糜谠趯?dǎo)電加熱結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生電流的結(jié)構(gòu)。例如，所述電源102可以表示電壓源或電流源。
[0011]所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)104此處包括四個(gè)電導(dǎo)體106-112。每個(gè)電導(dǎo)體106-112表示細(xì)長(zhǎng)的電阻式導(dǎo)電路徑，電流能夠流過(guò)該細(xì)長(zhǎng)的電阻式導(dǎo)電路徑，由此產(chǎn)生熱。每個(gè)電導(dǎo)體106-112可以由任何合適的(一個(gè)或多個(gè))材料(諸如一種或多種金屬)形成。并且，每個(gè)電導(dǎo)體106-112可以具有任何合適的長(zhǎng)度。此外，每個(gè)電導(dǎo)體106-112可以具有任何合適的形狀因素，諸如實(shí)芯線或多絞線。
[0012]在此實(shí)例中，所述電導(dǎo)體106-112以四線編織型布置的方式被布置。換句話說(shuō)，所述四個(gè)電導(dǎo)體106-112沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)104的長(zhǎng)度彼此環(huán)繞。在此實(shí)例中，兩個(gè)電導(dǎo)體106-108形成第一雙絞線，因?yàn)樗鰧?dǎo)體106-108 —般沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)104的長(zhǎng)度彼此環(huán)繞。相似地，兩個(gè)電導(dǎo)體110-112形成第二雙絞線，因?yàn)樗鰧?dǎo)體110-112 —般沿著所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)104的長(zhǎng)度彼此環(huán)繞。此外，所述第一雙絞線中的電導(dǎo)體106-108周期性地(或者別的方式)環(huán)繞所述第二雙絞線的電導(dǎo)體110-112，并且所述第二雙絞線中的電導(dǎo)體110-112周期性地(或者別的方式)環(huán)繞所述第一雙絞線的電導(dǎo)體106-108。這構(gòu)建了在其中所述四個(gè)電導(dǎo)體106-112 —般被編織在一起成為單個(gè)整體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0013]在圖1中，所述四個(gè)電導(dǎo)體106-112被如下布置。所述電導(dǎo)體106-108被彼此扭繞并且交替地環(huán)繞所述電導(dǎo)體110-112。相似地，所述電導(dǎo)體110-112被彼此扭繞并且交替地環(huán)繞所述電導(dǎo)體106-108。并且，所述電導(dǎo)體106-108的第一端被耦接至所述電源102的一側(cè)，并且所述電導(dǎo)體110-112的第一端被耦接至所述電源102的另一側(cè)。此外，所述電導(dǎo)體106和110的第二端被耦接在一起，并且所述電導(dǎo)體108和112的第二端被耦接在一起。
[0014]在此布置中，電流從所述電源102流動(dòng)通過(guò)所述電導(dǎo)體106-108，并且所述電流通過(guò)所述電導(dǎo)體110-112返回至所述電源102。由于所述電導(dǎo)體106-112是電阻式結(jié)構(gòu)，所述電流產(chǎn)生熱，其可以被用來(lái)設(shè)定或調(diào)節(jié)裝置或系統(tǒng)(或者裝置或系統(tǒng)的一部分)的溫度。
[0015]使用四線編織型布置產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以顯著地小于使用電導(dǎo)體的其他布置產(chǎn)生的磁場(chǎng)。這允許在與電加熱相關(guān)聯(lián)的更低的復(fù)雜性的情況下進(jìn)行熱穩(wěn)定或熱管理。實(shí)際上，四線編織型布置可以代表用于減少來(lái)自導(dǎo)線的磁場(chǎng)的最佳或幾乎最佳的解決方案，并且通過(guò)設(shè)計(jì)能夠減少或消除更高階項(xiàng)。所有這些能夠使用具有小的形狀因素的低成本裝置而被實(shí)現(xiàn)。
[0016]此功能性能夠在各種各樣的結(jié)構(gòu)中找到用途。例如，四線編織型電阻式加熱器100可以被用來(lái)加熱光子振蕩器的原子基準(zhǔn)單元而不會(huì)產(chǎn)生所述共振的澤曼分裂(Zemansplitting)。四線編織型電阻式加熱器100也可以被用來(lái)使光纖卷材熱穩(wěn)定而不會(huì)導(dǎo)致所述卷材內(nèi)的偏振的維爾德旋轉(zhuǎn)(Verdet rotat1n)。四線編織型電阻式加熱器100可以進(jìn)一步被用來(lái)加熱或熱穩(wěn)定電子電路或(一個(gè)或多個(gè))其他對(duì)象而不會(huì)顯著地誘發(fā)所述(一個(gè)或多個(gè))對(duì)象中的磁場(chǎng)。這些代表了不同方式的實(shí)例，一個(gè)或多個(gè)四線編織型電阻式加熱器100可以按照所述不同方式被使用。一個(gè)或多個(gè)四線編織型電阻式加熱器100可以被串聯(lián)連接、并聯(lián)連接或者串聯(lián)和并聯(lián)連接并且以任何其他合適的方式被使用。
[0017]盡管圖1示出了四線編織