Damit es es einigermaßen schnell (unter 10s) wird, bleiben nur sehr kleine Sensoren übrig, also eher 1 mm und weniger. Da bekommt man dann vor allem Thermoelemente in Frage. Eine hohe Genauigkeit wird man vermutlich nicht brauchen, eine Auflösung im Bereich unter 1 K könnte aber schon sinnvoll sein.
Eine Frage die sich da stellt ist ggf. noch wie man die passenden Löcher hinbekommt. Es geht, ist aber nicht ganz Einfach ein Loch von 1mm und 20 mm Tiefe zu bekommen. Die größeren Sensoren wie DS1820 kann man wegen der Geschwindigkeit vergessen - da braucht es Minuten bis die Temperatur auf 1 K passt.

Etwas anderes wäre es eventuell wenn man die Sensoren auf eine Oberfläche kleben kann. Dann kämen ggf. noch kleine Dünnfilm PT1000 oder so in Frage. Die haben Abmessungen von rund 1,5x5x0,4 mm³ und sind auch noch günstig. z.B. den hier:
http://www.reichelt.de/Sensoren/PCA-...6&;PROVID=2402

Bei den Fertigen Mantel-thermolementen muss man so mit rund 40 EUR (oder mehr) je Sensor rechnen. Dazu kommt dann noch das Messsystem, so aber 300 EUR aufwärts. Wenn man bei der Auswertung basteln will, wird es eventuell etwas günstiger - einfach ist das aber nicht.