Expertengespräch: Der Einsatz von Raman verteilter Temperaturmessung in Industrieanlagen zur Hotspot-Überwachung

Expertengespräch: Der Einsatz von Raman verteilter Temperaturmessung in Industrieanlagen zur Hotspot-Überwachung

von 24. Mai 2019

Yokogawa-Mitarbeiter Ralf Cymontkowski interviewte Toru Fukuzawa und Etienne Friedrich über den Einsatz von Raman Distributed Temperature Sensing in Industrieanlagen zur Hotspot-Überwachung.

Herr Fukuzawa, als Leiter der Abteilung DTSX Solution Planning unserer Zentrale: Könnten Sie uns bitte den Hintergrund der DTSX-Produktentwicklung erläutern?

Toru Fukuzawa: Yokogawa hat in den 90er Jahren mit der Zusammenarbeit mit dem bekannten Glasfaser-Sensorik-Unternehmen ANDO begonnen und im Jahr 2002 100% deren Aktien übernommen. Im Jahr 2011 haben wir dann den DTSX200 herausgebracht, eine komplette Eigenentwicklung mit einer speziellen Abtastauflösung von 10 cm.

Was bringt diese spezielle Sampling-Auflösung für die Yokogawa-Kunden?

Fukuzawa: Durch den Einsatz von integrierten Glasfasern in Anlagen mit DTSX200 sind unsere Kunden in der Lage, ungewöhnliche Temperaturen wie Hotspots sehr ortsgenau zu erkennen.

Warum ist das so wichtig und für welche Anwendungen ist er geeignet?

Fukuzawa: Industrieanlagen sind teuer und Ausfallzeiten würden die Betriebskosten für unsere Kunden erhöhen. Die typischerweise verteilte Temperaturmessung wird zur Überwachung von Hochspannungskabeln, zur Leckerkennung in Rohrleitungen, zur Überwachung von Bohrlöchern, zur Ofenüberwachung oder zur Brandmeldung, dem größten Markt, eingesetzt.

Könnten Sie bitte kurz erläutern, was OpreX ist?

Fukuzawa: Der Markenname OpreX steht für Exzellenz in der Technologie und den Lösungen, die Yokogawa durch die gemeinsame Wertschöpfung mit seinen Kunden pflegt und umfasst die gesamte Palette der IA-Produkte, -Dienstleistungen und -Lösungen von Yokogawa.

Herr Friedrich, als Experte für faseroptische Sensorkabel und als Produktmanager für Temperaturmesskabel, wie sehen Ihre Erfahrungen mit den Anwendungsfällen von Raman Distributed Temperature Sensing (DTS) aus?

Friedrich: Raman DTS ist eine bewährte Lösung für die Temperaturüberwachung von langen Anlagen. Anwendungsbeispiele sind die Überwachung von Hochspannungskabeln, Brandmeldeanlagen in Tunneln, Pipeline-Leckerkennung, Prozesskontrollen im Bohrloch, Umweltüberwachung von Wasserströmen und vieles mehr. Speziell entwickelte Glasfaserkabel maximieren die Leistung des DTS-Systems und sind auf die jeweilige Anwendungsumgebung zugeschnitten.

Was macht Raman DTS für die industrielle Prozessüberwachung so attraktiv?

Friedrich: Die vollständig passive und robuste Beschaffenheit der faseroptischen DTS-Kabel macht die Lösung für ein breiteres Anwendungsspektrum attraktiv. Die Raman DTS-Lösung wird daher auch bei Projekten mit kürzeren Anlagenlängen bevorzugt eingesetzt. Die Überwachung von industriellen Prozessen ist ein Beispiel dafür. Prozesseffizienz und Betriebskosten stehen in engem Zusammenhang, und industrielle Anlagen sind von Natur aus teuer. Ungeplante Stillstände sind kostspielig und somit keine Option. Eine effiziente und zuverlässige Prozessüberwachung ist daher unerlässlich.

Was war die Absicht, die Raman DTS-Einheit mit Ihrem Kabel zu testen?

Friedrich: Um das spezifische Verhalten des DTSX200 im Falle von Hotspot-Monitoring zu verstehen und mit Bezug der vorher genannten Herausforderungen, denn die verantwortlichen Asset Manager erwarten bewährte Lösungen. In der Praxis fordern sie Daten aus früheren Projekten oder umfangreiche Testberichte an. Manchmal fragen uns unsere Kunden nach unserer unabhängigen Meinung, welches DTS-Messgerät für spezifische Projektanforderungen eingesetzt werden kann.

Basierend auf welchen Parametern bieten Sie Ihr Sensorkabel für die industrielle Prozessüberwachung an?

Friedrich: Industrielle Prozesse sind äußerst vielfältig, mit ihren spezifischen chemischen und Temperaturbedingungen. Das Sensorkabel wird entsprechend der Korrosivität und Temperatur der Umgebung ausgewählt. Und die Fähigkeit des DTS-Systems, kritische Temperaturschwankungen zu erkennen, ist entscheidend. Tatsächlich sind die Zuverlässigkeit des Systems, seine Reaktionszeit und die Vermeidung von Fehlalarmen unerlässlich, während die Messung der exakten Temperaturen weniger wichtig ist.

Im Hinblick auf den Hotspot-Monitoring-Test: Könnten Sie bitte erklären, wie Sie den Test durchführen?

Friedrich: Wir haben unser Temperaturmesskabel BRUsens DFOS DTS 4MMF 3,8mm getestet. Die Länge betrug 13 Meter mit vier Innenfasern, die zurückgeschleift wurden, so dass die gesamte Messstrecke 52 Meter betrug (~60m inkl. Pigtails). Als Hot Spots verwendeten wir 2,3 cm Aluminiumscheiben mit einer Temperatur von 85°C und Aluminiumfolie für eine verbesserte Wärmeverteilung um das Kabel herum. So wurden diese Hotspots viermal pro Scheibe entlang der Messstrecke erkannt. Yokogawa stellte für diesen Test sein Messgerät DTSX200 zur Verfügung. Das System arbeitet mit einer räumlichen Auflösung von 1 Meter und einer wählbaren Abtastauflösung von 10, 20, 50 oder 100cm. Der Test wurde in einem Single-Ended-Setup durchgeführt.

Was waren dabei die Hauptabsichten und könnten Sie bitte kurz das Testverfahren erläutern?

Friedrich: Wir wollten wissen, ob die zwei Hotspots unterschieden werden konnten und wie die Wiederholbarkeit sowie die Aufnahmegeschwindigkeit des Systems sind. Um das zu erreichen haben wir die Distanzen zwischen den zwei Hotspots, die Messzeiten und die Abtastauflösungen variiert.

Für uns als Raman DTS-Lieferant schätzen wir ihren Aufwand, ihr Sensorkabel mit unserem Messgerät zu bewerten. Können Sie bitte die Ergebnisse Ihres Tests zusammenfassen?

Friedrich: Nach der Auswertung aller Messergebnisse verstehen wir nun die Leistungsfähigkeit des DTSX200 mit unserem Sensorkabel. Das Yokogawa Raman DTS kann kleine Hotspots von 2,3 cm effektiv erkennen. Daher glauben wir, dass Yokogawa eine attraktive DTS-Einheit für neue Überwachungslösungen unter extremen industriellen Anwendungsbedingungen bietet.

Vielen Dank für dieses Feedback und Ihre Mühe. Herr Fukuzawa, ich möchte Ihnen nun hiermit gerne das letzte Wort geben.

Fukuzawa: Wir schätzen die Bemühungen von SOLIFOS, unsere DTSX200-Hotspot-Funktion zu testen. Wir sind immer sehr erfreut, Feedback von unseren Lieferanten, Partnern und Kunden zu erhalten. Unsere Vision ist „Process Co-Innovation“, also mit unseren Kunden und Partnern neue Werte für eine bessere Zukunft zu schaffen. Ich danke Ihnen vielmals für das Gespräch.


Über YOKOGAWA
YOKOGAWA ist ein führender Anbieter von industriellen Automatisierungs- und Prüf- und Messlösungen. Durch die Kombination von überlegener Technologie mit Ingenieurdienstleistungen, Projektmanagement und Wartung bietet Yokogawa praxiserprobte betriebliche Effizienz, Sicherheit, Qualität und Zuverlässigkeit.

Über SOLIFOS
SOLIFOS liefert spezielle Glasfaserkabel und Lösungen für unterschiedlichste Anwendungen. Unsere Hightech-Kabel und -Systeme sind für den Einsatz in rauen Umgebungen konzipiert und erfüllen ihre Funktion. Ob permanente oder temporäre Installationen, Datenübertragung oder dezentrale Glasfasersensorik: Auf SOLIFOS können Sie sich verlassen.


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