Măsurarea temperaturii la viteză mare - Timp de răspuns rapid
Timpul de răspuns rapid permite măsurarea temperaturii prin tehnologia cu ultrasunete, furnizând citiri precise în milisecunde. Metoda non-invazivă elimină contactul cu mediul măsurat. Este potrivită pentru medii dificile, inclusiv temperaturi extreme, substanțe corozive și sisteme de înaltă presiune.
Măsurarea temperaturii cu ultrasunete
În senzoristică, măsurarea temperaturii lichidului sau gazului de lucru este esențială pentru înțelegerea și controlul oricărui proces. Pe piață există numeroase tipuri de senzori de temperatură care sunt utilizați.
Cele mai comune tipuri sunt senzorii de temperatură de tip NTC și senzorii de temperatură de tip PT. Totuși, pe lângă măsurarea directă a temperaturii cu ajutorul unei sonde de temperatură, există și alte metode de măsurare a temperaturii unui fluid sau a unui gaz.
În debitmetria ultrasonică, viteza sunetului este un produs secundar măsurat al procesului de măsurare. Viteza sunetului în orice fluid se modifică odată cu temperatura.
Cum poate fi determinată temperatura direct din viteza sunetului?
Pe baza vitezei specifice a sunetului măsurate de senzorul ultrasonic de debit și a proprietăților lichidului care trece prin senzor, se poate realiza un tabel de corelație (look-up table).
De exemplu, apa sau lichidele pe bază de apă prezintă o anomalie specifică legată de modulul volumic, care crește la temperaturi scăzute (fluidul devine mai puțin compresibil), dar începe să scadă peste 60 °C (fluidul devine mai compresibil).
În termeni practici, acest lucru înseamnă că viteza sunetului atinge un maxim în jurul valorii de 70 °C și apoi scade, în ciuda creșterii sau scăderii ulterioare a temperaturii. Acest comportament face foarte dificilă determinarea temperaturii în aplicații cu un domeniu larg de funcționare (de exemplu 0–100 °C).
Pentru a depăși provocările generate de comportamentul particular al apei, se utilizează un senzor de temperatură de rezervă, precum un PT1000, pentru a corecta orice ambiguitate a măsurării.
Pentru majoritatea celorlalte lichide uzuale (antigeluri, combustibili, uleiuri), relația dintre temperatură și viteza sunetului este relativ liniară. Astfel, corelația este valabilă pe un domeniu mult mai larg de temperatură și, în unele cazuri, permite eliminarea completă a elementului fizic de măsurare a temperaturii din debitmetru.
Deoarece viteza sunetului se modifică instantaneu odată cu frecvența de măsurare a debitmetrului, această metodă este una dintre cele mai rapide metode de măsurare a temperaturii disponibile pe piață, cu timpi de răspuns de ordinul microsecundelor. Acest avantaj este esențial pentru procesele ultra-rapide, unde reacțiile și reglajele termice rapide sunt critice.
