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Akustische Gastemperaturmessung
Die akustische Gastemperaturmessung, auch Schallpyrometrie genannt, ist ein berührungsloses Messverfahren, welches auf der Temperaturabhängigkeit der …
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Grundprinzip und Einsatz
Die akustische Gastemperaturmessung, auch Schallpyrometrie, ist ein berührungsloses Verfahren zur Messung von Gastemperaturen. Sie nutzt aus, dass die Schallgeschwindigkeit von der Temperatur abhängt.
Das Verfahren wird meist in Kraftwerken und Müllverbrennungsanlagen eingesetzt. Dort misst es die Temperatur im Kessel, unterstützt die Verbrennungsoptimierung und kann Rauchgasentstickungssysteme regeln. Seit 2009 wird es auch im Hochofen verwendet.
Messung der Temperaturverteilung
Ein Sender erzeugt mit Druckluft ein Schallsignal mit Frequenzen zwischen 200 und 3000 Hz. Gemessen wird die Laufzeit, die das Signal bis zum Empfänger benötigt. Aus ihr wird die Schallgeschwindigkeit bestimmt und daraus mathematisch die Temperatur des Pfades zwischen Sender und Empfänger berechnet.
Werden mehrere sich überkreuzende Messpfade in verschiedenen Ebenen untersucht, kann daraus eine grafische Darstellung der Temperaturverteilung im Kessel entstehen.
Zusammenhang von Schallgeschwindigkeit und Temperatur
Für die Schallgeschwindigkeit c gilt:
c = √(κRT/M)
Dabei ist κ der Adiabatenkoeffizient, R die allgemeine Gaskonstante, M die molare Masse und T die Gastemperatur. Der Adiabatenkoeffizient und die molare Masse sind in der Praxis zwar nicht exakt bekannt; die Messungenauigkeit liegt dennoch im Bereich von 1 %.