Sensor de temperatura distribuído DTSX3000

Princípio de medição

Princípio de funcionamento

Yokogawa O DTSX3000 mede a temperatura e a distância ao longo do comprimento de uma fibra óptica usando o princípio de dispersão Raman. Um pulso de luz (pulso de laser) lançado em uma fibra óptica é espalhado pelas moléculas da fibra de vidro à medida que se propaga pela fibra e troca energia com as vibrações da rede. À medida que o pulso de luz se espalha pelo cabo de fibra óptica, ele produz um sinal de stokes (comprimento de onda mais longo) e um sinal de anti-stokes (comprimento de onda mais curto), sendo que ambos os sinais se deslocaram a partir do lançamento da fonte de luz. A relação de intensidade dos dois componentes de sinais depende da temperatura na posição em que a dispersão Raman é produzida. Essa temperatura pode, portanto, ser determinada medindo-se as respectivas intensidades dos sinais stokes e anti-stokes. Além disso, parte da luz espalhada, conhecida como retroespalhamento, é guiada de volta para a fonte de luz. A posição da leitura da temperatura pode, portanto, ser determinada medindo-se o tempo necessário para que a retrodifusão retorne à fonte.

Dispersão Raman

Toda luz interage com a matéria! Por exemplo, imagine-se em uma garagem totalmente preta, sem nenhuma fonte de luz externa. Dentro dessa garagem há um carro esportivo vermelho brilhante. Não é preciso dizer que não é possível ver o carro esportivo ou a cor do carro esportivo em si. Entretanto, quando você acende as luzes da garagem, pode ver imediatamente a fonte de luz refletindo a cor vermelha brilhante do carro. A luz que está refletindo no carro esportivo vermelho está refletindo apenas o espectro "vermelho", portanto, seus olhos veem o carro esportivo como, bem, vermelho.

Tipos de dispersão de luz

Yokogawa medem a distribuição de temperatura usando a luz de dispersão Raman, que apresenta sensibilidade à temperatura particularmente boa entre os seguintes tipos de luz de dispersão.

Método de medição

Método de medição de extremidade única

• Esse método lança pulsos ópticos em apenas uma extremidade da fibra óptica para detecção. Fácil de instalar, ele é eficaz quando o alvo de medição é de longo alcance.

Método de medição de extremidade dupla

• Esse método lança pulsos ópticos em ambas as extremidades de uma fibra óptica em loop para detecção.
• Esse método permite a continuidade da medição mesmo se um dos pontos do cabo de fibra óptica for rompido.

Comparação de métodos de medição

Tipos de sensores de temperatura

Tipos de sensores de temperatura e seus recursos

Comparação entre os métodos de monitoramento de temperatura

	Sensor de fibra óptica	Câmera térmica	Sensor de ponto (Termopar)
Descrição	Monitoramento de área ampla com base em um sensor de fibra óptica	Monitoramento da temperatura da superfície com base em uma câmera térmica	Monitoramento multiponto baseado em sensores discretos
Método de detecção	Contato	Sem contato	Contato
Faixa de temperaturas monitoradas	-200 a 300 °C (Com base em um cabo sensor)	Temperatura normal até 2000 °C (É necessária a troca de faixa)	-200 a 1000 °C (Termopar tipo K)
Área	Cobertura de uma área muito ampla DTSX200: até 6 km / canal DTSX3000: até 50 km / ch DTSX1: até 16 km / ch	Pequeno ângulo de visão de 20°	Área ampla
Vantagens	Cobertura de uma área muito ampla e monitoramento contínuo	Capacidade de monitoramento de uma pequena área limitada	Capacidade de monitoramento de uma pequena área limitada
Desvantagens	Restrito a pequenas áreas	Monitoramento sem emendas	Monitoramento sem emendas Instalação e manutenção de fios condutores de compensação

Desempenho

Os parâmetros representativos que indicam o desempenho dos sensores de temperatura distribuídos incluem a resolução espacial e a resolução de temperatura. Apesar do fato de que, em geral, há uma relação de troca entre esses parâmetros, obtivemos um alto desempenho com base na tecnologia de processamento de sinais.

Resolução espacial

• A resolução espacial é o comprimento mínimo que detecta mudanças na temperatura (também chamada de distância de resposta).
• A resolução espacial é definida como o comprimento quando uma mudança de temperatura de 10 a 90% da fibra óptica para detecção é detectada.
• A resolução de amostragem representa o intervalo de dados, cuja definição é diferente daquela da resolução espacial.

Resolução de temperatura

• A resolução da temperatura é definida pelo desvio padrão (1 σ) dos valores medidos ao longo do sensor de fibra óptica em um ambiente de temperatura uniforme (em uma câmara de termostato).
• A resolução da temperatura é o indicador de variações, que não indica a precisão da temperatura (o uso de um termômetro de referência na calibração possibilita fazer medições com maior precisão de temperatura).
• A luz de retroespalhamento Raman é um sinal muito fraco. Ao repetir as medições para calcular a média dos valores medidos, os sensores de temperatura distribuídos alcançam uma resolução de temperatura mais alta.

Exemplos de resultados de medição (DTSX200)

Tipos de cabos

Você pode escolher o tipo mais adequado de acordo com o uso pretendido.

Temperatura normal de operação	Aplicação	Tipo de cabo	Detalhes do cabo	Recursos
Temperatura normal	Detecção de incêndio em transportadores Monitoramento da temperatura do cabo Monitoramento da temperatura do duto de barramento Detecção de incêndio em túneis de cabos Detecção de incêndio em armazéns Detecção de pontos quentes Detecção de pontos frios etc.	Tipo padrão	Image Zoom	Não metálico, leve e fácil de instalar Certificação EN 54-22
		Tipo robusto	Image Zoom	Resistente a esmagamento e tensão e com menor probabilidade de quebrar Certificação EN 54-22
		Tipo flexível	Image Zoom	Fino, flexível e fácil de instalar ao longo dos alvos de medição
Temperatura alta/baixa	Monitoramento de alto-forno Monitoramento da fornalha de secagem Detecção de vazamento de GNL Monitoramento de poços etc.	Tipo de tubo de aço	Image Zoom	Fino, flexível e fácil de instalar ao longo dos alvos de medição
		Tipo blindado de aço	Image Zoom	Resistente a esmagamento e tensão e com menor probabilidade de quebrar

Introdução ao produto

DTSX3000 Visão Geral

O sensor de temperatura distribuído DTSX3000 é configurado por um módulo DTS, um módulo de chave óptica, um módulo básico, um módulo de fonte de alimentação e assim por diante.

Variedade de faixas de distância selecionáveis de acordo com o tamanho do alvo.

• DTSX3000 -S : Alcance de 10 km
• DTSX3000 -N: alcance de 16 km
• DTSX3000 -M: alcance de 30 km
• DTSX3000 -L: alcance de 50 km

On the Partner Portal Member Site, you can check the details of the specifications.
GS 39J06B40-01 : DTSXL Distributed Temperature Sensor Long Range System
GS 39J02B40-01 : DTSXL Distributed Temperature Sensor Long Range System (Software)

Módulo de chave óptica

Módulo básico

Energia Módulo de suprimento

Acessório

Kit de montagem em rack DTRK10

Software

Software de visualização de controle DTSX3000 (DTAP3000)

Software de conversão de dados DTSX3000 (DTAP3000D)

Especificações

Consulte o site Especificações Gerais para obter especificações detalhadas.

DTSX 3000

Módulo de chave óptica

Observação: Como diretriz, o módulo deve ser substituído periodicamente a cada 4,7, 6 e 9,5 anos para operação contínua de medições de 15 segundos, 20 segundos e 30 segundos, respectivamente.

CONFORMIDADE REGULATÓRIA e CONFORMIDADE COM AS NORMAS

Observação: de acordo com a legislação da UE, o fabricante e o representante autorizado no EEE (Espaço Econômico Europeu) estão indicados abaixo:
Fabricante: YOKOGAWA Electric Corporation (2-9-32 Nakacho, Musashino-shi, Tóquio 180-8750, Japão).
Representante autorizado no EEE: Yokogawa Europe B.V. (Euroweg 2, 3825 HD Amersfoort, Holanda).

Indústrias /Solicitações

Energia

Yokogawa O DTSX3000 pode proteger a infraestrutura da linha/cabo de energia existente e reduzir os custos monitorando a dinâmica térmica da linha de transmissão e distribuição de energia. Ao medir a temperatura da linha de energia, os operadores da rede elétrica podem maximizar a capacidade utilizável da corrente de energia, evitando danos ao cabo de energia e prolongando a vida útil do cabo ao manter a corrente de energia óptica. Mais importante ainda, os operadores podem identificar pontos quentes, focos de incêndio e a localização do fogo ao longo de toda a rede. O DTSX3000 minimiza as possíveis interrupções da rede elétrica e agiliza o processo de manutenção preventiva. Devido à sua imunidade à interferência eletromagnética, o DTSX3000 é ideal para ambientes de alta tensão e alto ruído. O DTSX3000 foi projetado para ser implantado nos seguintes ambientes:

• Cabos de energia subterrâneos
• Cabos de energia submarinos
• Linhas elétricas aéreas
• Estação de distribuição
• Subestações

Tubulação

Yokogawa O DTSX3000 oferece detecção superior de vazamentos em tubulações usando soluções de fibra óptica que fornecem um perfil de temperatura completo ao longo de toda a extensão de uma tubulação. Quando ocorre um vazamento em qualquer parte da tubulação, é produzida uma mudança de temperatura localizada naquele local específico. O cabo de fibra óptica, devido à sua proximidade com a tubulação, tem contato térmico adequado e pode fornecer leituras de temperatura precisas. Ao comparar cada nova varredura de perfil de temperatura adquirida com um perfil de referência obtido em condições normais, é possível detectar anomalias de temperatura que podem indicar uma possível falha na tubulação ou extrusão externa que pode resultar em ou ser uma ruptura real. O DTSX3000 foi projetado para ser implantado nas seguintes aplicações:

• Gasodutos: Amônia, gás natural, dióxido de carbono
• Dutos de líquidos: Petróleo bruto, óleo aquecido, gasolina, PNG, GNL, salmoura, vapor

Uma mudança de temperatura induzida por um vazamento pode ser de um resfriamento ou aquecimento localizado. Para vazamentos que ocorrem em tubulações que transportam petróleo bruto e outros produtos similares, espera-se que um aquecimento localizado resulte de um vazamento, pois é uma prática comum transportar o petróleo bruto em uma temperatura quente para reduzir sua viscosidade.

Em vazamentos em gasodutos pressurizados ou naqueles que transportam GNL ou outros produtos criogênicos, um efeito de resfriamento localizado será observado como resultado do efeito Joule Thompson, pelo qual um gás em rápida expansão sob pressão reduz a temperatura ao redor.

* Supondo que a taxa de varredura e os intervalos de atualização de dados adequados sejam usados

Detecção de incêndio

A detecção precoce de incêndios em processos e ambientes críticos é um componente importante para qualquer sistema de segurança. Um incêndio em chamas tem consequências devastadoras para ativos importantes, produtos e, o mais importante, vidas humanas. Além disso, o custo do tempo de inatividade devido ao incêndio leva à perda de oportunidades e a reparos dispendiosos. A tecnologia de sensores discretos geralmente falha devido às condições do ambiente circundante, como poeira, umidade, calor e corrosão. Além disso, a manutenção de uma tecnologia de sensor convencional é cara devido aos reparos constantes. O DTSX3000 da Yokogawa foi projetado para detectar incêndios em ativos críticos sob as condições mais extremas e oferece confiabilidade, desempenho e economia de custos inigualáveis.

Yokogawa O DTSX3000 da KPMG foi projetado para ser implementado nas seguintes aplicações de detecção de incêndio:

• Correias transportadoras que transportam mercadorias importantes
• Fazendas de tanques
• Bandejas de cabos
• Túneis subterrâneos
• Dutos (subterrâneos, acima do solo)
• Instalações nucleares
• Mineração, Refinaria

* Supondo que a taxa de varredura e os intervalos de atualização de dados adequados sejam usados

Óleo & Gás

O desenvolvimento de recursos não convencionais, como petróleo pesado, areias petrolíferas e gás de xisto, tem progredido de acordo com o aumento da demanda global de energia. O DTSX3000 pode medir a distribuição de temperatura ao longo de uma fibra óptica com vários quilômetros de comprimento e está sendo aplicado na extração de recursos não convencionais. O DTSX3000 maximiza a extração de petróleo/gás fornecendo medição contínua de temperatura em tempo real por meio de diferentes dinâmicas de injeção. Além da otimização do poço, o DTSX3000 fornece dados críticos que ajudam a monitorar e detectar as condições do poço em relação a vazamentos, penetração de água e descoberta de gás. O DTSX3000 também oferece capacidade de controle (medição de fluxo, pressão, temperatura, posição da válvula, etc.) além da medição de temperatura por fibra óptica. Mais importante ainda, em comparação com a tecnologia convencional de monitoramento de poços, o DTSX3000 é mais robusto, econômico e preciso.