Ist es möglich, die Temperatur mit Schall zu messen?

Ist es möglich, die Temperatur von etwas mit Schall zu messen, indem Schallwellen auf feste Objekte, Flüssigkeiten und Gase gestrahlt werden und dann gemessen wird, wie viel Schall reflektiert oder absorbiert wird, um eine genaue atmosphärische Temperaturmessung zu erhalten?

Durch elastische Verformung des Gitters werden Temperaturschwankungen in das Material eingeführt. Wenn Sie jedoch nicht an wirklich genauen Temperaturen interessiert sind, können Sie vielleicht irgendwie Mittelwerte für die Atmosphären- oder Umgebungstemperatur erhalten.
Also sonarbasierte Thermometer?
@KyleKanos In der Tat. Von großem Interesse für die Stahlerzeugung und andere Industrien, in denen Temperaturprofile einen großen Unterschied für das Produkt ausmachen, die Messung jedoch eine Herausforderung darstellt.

Antworten (2)

Ist es möglich, die Temperatur von etwas mit Schall zu messen ...?

Ja, es ist nicht nur möglich, es ist im Handel erhältlich. Es ist besonders nützlich in rauen Umgebungen, in denen herkömmliche Temperatursonden möglicherweise nicht überleben.

TMT stellt beispielsweise ein akustisches System zur Messung von 2-D-Temperaturverteilungen in Hochöfen her:

Das nachfolgend beschriebene akustische Gastemperaturmesssystem TMT SOMA™ (SOMA steht für Sonic Mapping) ist in der Lage, eine vollständige und kontinuierliche 2D-Temperaturverteilung des Topgases im Inneren des Hochofens über dem Möller zu liefern. Das System basiert auf dem Prinzip der akustischen Gastemperaturmessung, manchmal auch als „Schallpyrometrie“ bezeichnet…

TMT behauptet eine Genauigkeit von ± 2,5 %.

Ein weiteres Unternehmen, das akustische Temperaturmesssysteme herstellt, ist SEI . Hier ist ein Schema ihres Ansatzes, das die Fähigkeit zeigt, 2-D-Temperaturprofile zu messen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

SEI behauptet eine Genauigkeit von besser als 0,5 %.

Wenn Sie Ihr eigenes System entwerfen möchten, stellt die Linear Technology Corporation integrierte Schaltkreise her, um Ihre Bemühungen zu unterstützen. Ihre Application Note 131 beschreibt die akustische Temperaturmessung wie folgt:

Akustische Thermometrie ist eine obskure, elegante Temperaturmesstechnik. Es nutzt die temperaturabhängige Laufzeit von Schall in einem Medium zur Temperaturmessung. Das Medium kann ein Feststoff, eine Flüssigkeit oder ein Gas sein. Akustische Thermometer funktionieren in Umgebungen, die herkömmliche Sensoren nicht tolerieren können.

Linear Technology gibt Genauigkeiten von 1 °F oder besser an.

Ich suche nach genauen Messungen, bei denen Temperaturen über 2000 K erreicht werden. Gilt Ihre ursprüngliche Antwort von Ja immer noch?
@Bonner Das TMT-System ist für einen Temperaturbereich von 0 bis 2000 ° C spezifiziert , der 2000 K und mehr umfassen würde. Also ja.
Interessant. Vor langer Zeit habe ich für die Forschungslabore eines Stahl-/Bergbauunternehmens gearbeitet, und wir haben diese Ideen vage für Stahlblöcke (viel niedrigere Temperatur) umgesetzt: Wir waren mehr nach akustischer Tomographie und suchten nach Fehlern und Fehlern im Guss. Sehr interessant zu sehen, wie ähnliche Dinge dreißig Jahre später kommerzialisiert wurden. Was ist dein Hintergrund? Diese Wandler müssen eine ziemliche Meisterleistung der Verpackungstechnologie sein, um dem Inneren eines Hochofens standzuhalten.
@WetSavannaAnimalakaRodVance Ja, die Thermoverpackung ist beeindruckend. So ist die Tomographie-Software. (Mein Hintergrund umfasst einige Forschungen zur Temperaturmessung für hohe Temperaturen und feindliche Bedingungen, aber nicht diese spezielle Technologie.)

Prinzipiell könnten Sie Änderungen der Schallgeschwindigkeit feststellen, wenn Sie zwischen verschiedenen Zonen einer Flüssigkeit mit unterschiedlichen thermodynamischen Bedingungen (dh auch unterschiedlicher Temperatur und Druck oder Dichte) hindurchgehen. Tatsächlich breitet sich Schall in derselben Flüssigkeit unterschiedlich aus, wenn unterschiedliche Temperaturen, Drücke oder Dichten oder eine beliebige Kombination davon vorhanden sind.

Aber beim Passieren von Grenzflächen, dh Gas zu Flüssigkeit oder Gas/Flüssigkeit zu Feststoff, würde ich sagen, dass die Schallreflexion viel intensiver und schwerer zu verstehen wäre.

Nun die Frage, ob das alles wirklich machbar ist, ich denke, Sie würden es bekommen, wenn Sie es versuchen, vielleicht gibt es einen Weg, aber es würde sicher einige Studien erfordern. Normalerweise gibt es einen großen Unterschied zwischen der theoretischen Möglichkeit und der tatsächlichen Möglichkeit, einige Größen zu verstehen, zu klassifizieren und zu quantifizieren, je nachdem, wie andere sie beeinflussen.

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