Estratégia não Invasiva Para Estimação da Temperatura de Amostras em Células de Medição Ultrassônicas Usando o Filtro de Kalman Estendido

Abstract

Este trabalho apresenta um método não invasivo para a medição de temperatura em células ultrassônicas de baixa frequência (10 MHz), aplicada à caracterização de líquidos. A precisão dessas medições depende da temperatura do líquido, uma vez que variações térmicas afetam propriedades acústicas. Além disso, métodos convencionais de medição, que utilizam sensores em contato direto com o líquido, podem introduzir contaminações. Para contornar essas limitações, propõese uma abordagem baseada em estimação de estados como o filtro de Kalman Estendido (EKF), eliminando a necessidade de sensores internos e evitando interferências. Foram realizados dois ensaios experimentais, modulando-se a corrente aplicada por meio de sinais chirp, nos seguintes cenários: i) somente aquecimento e ii) aquecimento e resfriamento. O EKF alcançou índices RMSE de $\text{1, 1 3} \%$ e $\text{2, 5 1} \%$ para os cenários $\mathbf{1}$ e 2, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem que o EKF é um método promissor para a estimação de sinais térmicos, tornando-se uma ferramenta útil para aplicação de métodos ultrassônicos.