کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7133743 1461830 2018 5 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Acoustic waveguides: An attractive alternative for accurate and robust contact thermometry
ترجمه فارسی عنوان
موج‌برهای آکوستیک: جایگزین جالب توجهی برای حرارت‌سنجی تماسی درست و قدرتمند
کلمات کلیدی
موج فراصوت، دما، موج‌بر، ترانسفورماتور پیزوالکتریک ، حرارت‌سنجی تماسی، شناساگر مقاومتی دما
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1. مقدمه

2. مواد و روش‌ها

تصویر 1- (الف) نمودار طرح کلی موج‌بر شامل مسیرهای انتشار انعکاس اول و دوم. (ب) سیگنال فراصوت معمولی ثبت‌شده که انعکاس اول و دوم و تفاوت زمان ورودشان (dt) را نشان می‌دهد.

تصویر 2- نمودار طرح کلی سامانه تجربی 

تصویر 3- رابطه دما و سرعت برشی فراصوت در موج‌بری به ضخامت 0.88 میلیمتر

3.نتایج 

تصویر 4- اندازه‌های دما و سرعت برشی فراصوت در موج‌بری به ضخامت 0.88 میلیمتر که در دمای پایدار ثبت شده‌اند. تصویر برازش خطی و فاصله اطمینان 97.5% را هم نشان می‌دهد. 

تصویر 5- عدم قطعیت اندازه دمای یک موج بر با ضخامت 0.88 میلیمتر (بر اساس 97.5% سطح اطمینان  که در دمای آب یکسان به دست آمده است) 

تصویر 6- انتقال دمای پیش‌بینی‌شده سه موج‌بر با ضخامت مختلف

تصویر 7- (الف) شکل خام و (ب) شکل نرمال‌شده انتقال دمای RTD که به صورت تجربی به دست آمده است و دو موج بر با ضخامت‌ مختلف

تصویر 8- انتقال دمای نرمال‌سازی‌شده دو موج بر با ضخامت‌های مختلف در مایعات مختلف

4.نتیجه‌گیری

 
ترجمه چکیده
یک روش قدرتمند و بسیار دقیق اندازه‌گیری دما با استفاده از امواج فراصوت را گزارش داده‌ایم. برای ایجاد مسیرهای انتشار خوش‌تعریف و پایدار موج فراصوت، از موج‌برهای استیل ضدزنگ استفاده کرده‌ایم. سرعت موج فراصوت وابستگی دمایی شدیدی دارد. برای استنتاج میانگین دما موج‌بر از زمان‌ ورود بسته‌های موج فراصوت در طول یک موج‌بر استفاده کرده‌ایم. اندازه‌گیری دمای فراصوتِ ما دارای دقت بالا (یا 0.015 ± درجه سانتیگراد) است که بیش از دو برابر دقتی است که برای شناساگر مقاومتی دمای 1/10 DIN ذکر شده است. حساسیت موج‌برها را هم بررسی کرده‌ایم.اندازه‌گیری فراصوت را می‌تواند در بسامدهای خیلی بالا انجام داد، اما حساسیت محدود به انتقال حرارت به ناحیه حسگری فعال است. موج‌برها تنظیم بعد ناحیه حسگری فعال را ساده می‌سازند، و نشان داده‌ایم که زمان واکنش در مقایسه با زمان واکنش RTD کوتاه‌تر است. تکنیکی که در این مقاله ارائه کرده‌ایم جایگزینی مقاوم و مقرون به صرفه برای دیگر اندازه‌گیری‌های تماسی دما است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه شیمی الکتروشیمی
پیش نمایش مقاله
موج‌برهای آکوستیک: جایگزین جالب توجهی برای حرارت‌سنجی تماسی درست و قدرتمند
چکیده انگلیسی
We report a robust and very precise method of measuring temperature using ultrasonic waves. Solid stainless steel waveguides are used to provide well-defined and stable ultrasonic wave propagation paths. Ultrasonic wave velocity is strongly temperature dependent. The arrival times of the ultrasonic wavepackets along a waveguide are used to infer the average temperature of the waveguide. Our ultrasonic temperature measurements exhibit a high precision (i.e. ±0.015 °C) that is more than two times better than the quoted accuracy of 1/10 DIN resistance temperature detectors (RTDs). The responsiveness of the waveguides was also investigated. While ultrasonic measurements can be made at very high frequencies, the responsiveness is limited by the heat transfer into the active sensing area. The waveguides make it easy to customise the dimension of the active sensing area and a shorter response time than those of RTDs has been demonstrated. The technique presented in this paper is a robust and cost effective alternative to other contact temperature measurements.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Sensors and Actuators A: Physical - Volume 270, 1 February 2018, Pages 84-88
نویسندگان
, , ,