Faseroptische Temperaturmessung schafft Wettbewerbsvorteile dank Integration

Faseroptische Temperaturmessung schafft Wettbewerbsvorteile dank Integration

von 13. Juli 2018

Wenn die Temperaturprofile innerhalb Ihrer Prozesse und Anlagen für Sie wichtige Indikatoren sind, haben Sie bisher sehr wahrscheinlich auf verschiedene Messmethoden wie punktuelle Sensoren oder Thermalkameras zurückgegriffen.

Yokogawa bietet Ihnen mit der faseroptischen Temperaturmessung – mit der Messtation (DTSX-Serie) als zentralem Bestandteil – eine alternative Messmethode. Diese ermöglicht es, in Ihren Prozessen und Anlagen kontinuierlich direkte Temperaturprofile zu erfassen und dabei mit nur einer Ethernet-Schnittstelle die Messtechnik in Ihre vorhandene Automatisierungsumgebung zu integrieren. Dadurch stehen neue Möglichkeiten und somit auch Anwendungen wie beispielsweise Füllstandsmessungen über Behälteroberflächen, Temperaturüberwachungen in Reaktoren, oder das Überwachen von Anlagenteilen auf etwaige Beschädigungen zur Verfügung.

Nur eine Faser benötigt

Neben der Messstation (DTSX-Serie) sind die faseroptischen Temperatursensoren zentrale Bestandteile in industriellen Ausführungen. Im einfachsten Aufbau wird eine einkanalige Messeinheit mit einem faseroptischen Temperatursensor verbunden. Dabei wird nur eine Faser benötigt, und diese muss nicht zur Messeinheit zurückgeführt werden. Sofern eine Schleifenmessung gewünscht ist, können beide Faserenden auf einen optischen Switch gelegt werden. Dann würde im Falle einer Beschädigung des Temperatursensors (insofern denn tatsächlich die Faser gebrochen ist) die Messeinheit bis zum Faserbruch beidseitig weiter gemessen werden.

Wie arbeitet die Messeinheit? Die Messeinheit generiert kontinuierlich einen Laserimpuls, der in den Temperatursensor eingekoppelt wird. Dieser Impuls fungiert als Anreger-Signal und beendet am Ende der Faser seine Funktion. Das relevante Messsignal ist das rückgestreute Licht, welches durch das Anreger-Signal am Fasermantel generiert und über Moden des Lichtwellenleiters zur Messeinheit zurückgeführt wird. Die Moden dienen hierbei als Lichtstraßen, auf denen sich das Licht seine Wege zur Messstation sucht. Da bei der Multimode-Variante mehrere solcher Lichtstraßen das Licht leiten, empfehlen wir für die meisten Applikationen unsere Multimode-Messstation. Diese führen wir auch als Singlemode-Variante. Die Messeinheit analysiert einen Teilbereich der Lichtstreuung gemäß dem Raman-Effekt und kann aufgrund der Intensitätsveränderung, welche durch die Temperatur an der Faser erzeugt wird, das gesamte Temperaturprofil entlang der Faser berechnen (max. 30.000 Temperaturmesspunkte je Faser).

Modularer Aufbau

Die Messeinheiten sind modular aufgebaut und können nachträglich mit optischen Switchen und/ oder mit einer SPS ausgestattet werden. Es können bis zu 16 Fasern mit einer örtlichen Auflösung von 10 bis zu 200 cm an die Messeinheit angeschlossen werden.

Zu den Applikation Notes

Gerne begrüßen wir Sie in diesem Zusammenhang auch zum DTSX-Training am 24. und 25. Juli 2018 bei uns im Trainingscenter Ratingen. Alle Informationen dazu erhalten Sie hier.

Sie haben schon vorab Fragen oder Anmerkungen zur faseroptischen Temperaturmessung?
Dann schreiben Sie diese gerne unten in den Kommentaren.

 


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Kommentare

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  1. AH99
    #1 AH99 30 Juli, 2018, 11:18

    Hallo Herr Cymontkowski,
    Bis zu welchem Temperaturbereich “halten” denn die verwendeten Fasern? Gibt es Einschränkungen bez. Verträglichkeit der Fasern zu Chemikalien?
    Beste Grüße, Andreas Helget

    Reply this comment
    • RC
      RC 6 August, 2018, 17:18

      Hallo Herr Dr. Helget,

      der Temperaturbereich und die Verträglichkeit zu Chemikalien werden u.a. durch das Coating der Fasern (bei Goldcoating bis zu -273 < + 700°C) und deren mechanischen Schutzaufbauten bestimmt.

      Vielen Dank für Ihre Fragen und viele Grüße

      Ralf Cymontkowski

      Reply this comment

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