Nagysebességű hőmérsékletmérés - Gyors reakcióidő
A gyors válaszidő lehetővé teszi a hőmérséklet mérését ultrahangos technológiával, pontos leolvasást biztosítva milliszekundumok alatt. A nem beavatkozó módszer kiküszöböli a mért közeggel való érintkezést. Alkalmas zord környezetben, beleértve a szélsőséges hőmérsékleteket és korrozív anyagokat.
Hőmérséklet-mérés ultrahanggal
A szenzorikában a munkafolyadék vagy gáz hőmérsékletének mérése alapvető fontosságú bármely folyamat megértéséhez és szabályozásához. A piacon számos különböző típusú hőmérséklet-érzékelő található és használatban van.
A leggyakoribb típusok az NTC típusú és a PT típusú hőmérséklet-érzékelők. Azonban a hőmérséklet közvetlen mérésén túl, hőmérséklet-érzékelő szondával, más módszerek is léteznek folyadékok vagy gázok hőmérsékletének meghatározására.
Az ultrahangos áramlásmérés során a hangsebesség a mérés egyik melléktermékeként kerül meghatározásra. Bármely közegben a hangsebesség a hőmérséklet változásával együtt változik.
Hogyan határozható meg a hőmérséklet közvetlenül a hangsebességből?
Az ultrahangos áramlásmérő által mért fajlagos hangsebesség és a szenzoron áthaladó folyadék tulajdonságai alapján egy korrelációs keresőtábla (look-up table) hozható létre.
Például a víz vagy vízbázisú folyadékok egy speciális anomáliát mutatnak, amely a térfogati rugalmassági modulushoz kapcsolódik. Ez alacsony hőmérsékleten növekszik (a közeg kevésbé összenyomhatóvá válik), azonban 60 °C felett csökkenni kezd (a közeg jobban összenyomhatóvá válik).
Gyakorlati szempontból ez azt jelenti, hogy a hangsebesség körülbelül 70 °C-nál éri el a maximumát, majd ezt követően csökken, függetlenül attól, hogy a hőmérséklet tovább nő vagy csökken. Ez jelentősen megnehezíti a hőmérséklet meghatározását széles működési tartományú alkalmazások esetén (például 0–100 °C).
A víz speciális viselkedéséből adódó kihívások kezelésére egy tartalék hőmérséklet-érzékelőt, például PT1000-et alkalmaznak a mérési bizonytalanságok korrekciójára.
A legtöbb egyéb gyakori folyadék (fagyállók, üzemanyagok, olajok) esetében a hőmérséklet és a hangsebesség közötti kapcsolat közel lineáris. Ennek köszönhetően a korreláció sokkal szélesebb hőmérséklet-tartományban alkalmazható, és bizonyos esetekben lehetővé teszi a fizikai hőmérséklet-mérő elem teljes elhagyását az áramlásmérőből.
Mivel a hangsebesség az áramlásmérő mérési frekvenciájával azonnal változik, ez a módszer az egyik leggyorsabb hőmérséklet-mérési eljárás a piacon, mikrosekundumos válaszidőkkel. Ez az előny kulcsfontosságú az ultrasz gyors folyamatoknál, ahol a hőmérsékletre vonatkozó gyors reakciók és szabályozás elengedhetetlenek.
