O que é sensoriamento distribuído de temperatura?
O sensor de temperatura distribuído (DTS) mede a distribuição de temperatura ao longo do comprimento de um cabo de fibra óptica usando a própria fibra como elemento sensor. Diferentemente da medição de temperatura elétrica tradicional (termopares e RTD), o comprimento do cabo de fibra óptica é o sensor de temperatura. O sensoriamento de temperatura distribuído pode fornecer milhares de medições de temperatura exatas e precisas em uma longa distância. Em comparação com as medições elétricas tradicionais de temperatura, o sensoriamento distribuído de temperatura representa um método econômico para obter medições de temperatura precisas e de alta resolução.
Apresentamos o sensor de temperatura de fibra óptica, DTSX
O monitoramento da temperatura em grandes fábricas sem áreas em branco é difícil devido a questões técnicas e de custo, além de ser difícil cumprir as políticas corporativas de HSE. O DTSX mede a distribuição de temperatura ao longo do comprimento de um cabo de fibra óptica usando a própria fibra como elemento sensor e é ideal para o monitoramento de temperatura em longas distâncias e áreas amplas. O DTSX tem sido cada vez mais usado em diversas aplicações, como detecção de incêndio, detecção de vazamento e manutenção preventiva.
Quais são as vantagens de usar o DTS?
- Custo
Quando um aplicativo exige a medição de centenas ou milhares de sensores, torna-se muito caro conectar cada sensor individual a uma estação de aquisição de dados. É muito mais econômico e vantajoso obter uma medição de temperatura precisa e de alta resolução usando um cabo de fibra óptica. - Longa distância
É difícil medir a temperatura em uma longa distância usando sensores de medição elétrica tradicionais. O cabo de fibra óptica DTS não apenas pode ser implantado em uma longa distância, mas também fornece um perfil de alta resolução da área, bem como uma medição precisa e exata da temperatura nessa distância. - Ambiente com alto nível de ruído eletromagnético
O DTS é isolado do ruído eletromagnético devido às suas características ópticas. Diferentemente dos sensores de medição elétrica tradicionais (termopar e RTD), não há nenhum componente elétrico dentro da fibra óptica e, portanto, ela é imune a ruídos eletromagnéticos.
O que é o sensor de temperatura distribuída DTSX1?
O DTSX1 não só atende às necessidades de manutenção de ativos para evitar acidentes causados por calor de alta temperatura, como anomalias em equipamentos, mas também se concentra em aplicações de detecção de incêndio*1. Por exemplo, ele foi introduzido para detectar incêndios em túneis, bandejas de cabos, correias transportadoras e muito mais.
O DTSX1 mede a temperatura e detecta o calor usando um cabo de fibra óptica. É semelhante ao tradicional Detector de Calor Linier (sensor linear de um tipo de detecção de temperatura fixa), mas o supera na capacidade de detecção de calor. O DTSX1 permite medições de longa distância e oferece uma faixa de temperatura mais ampla. Ao detectar com precisão os locais de vários pontos quentes ao mesmo tempo e emitir alarmes predefinidos, ele protege seus ativos importantes antes que a temperatura aumente e resulte em um incêndio.
*1: Em conformidade com o padrão europeu de certificação de detecção de incêndio (EN 54-22)
Número de certificação VdS: G 220001
Sobre a marca OpreX
OpreX é a marca abrangente para os negócios de automação industrial (AI) e controle da Yokogawa e representa a excelência em tecnologia e soluções relacionadas. Ela consiste em categorias e famílias em cada categoria. Este produto pertence à família OpreX Field Instruments que está alinhada à categoria OpreX Measurement.
Detalhes
Princípio de medição
Princípio de funcionamento
Yokogawa O DTSX1 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 de 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.
Esse fenômeno também é verdadeiro quando se dispara um pulso de luz (pulso de laser) contra uma molécula, nesse caso, a molécula de fibra de vidro no cabo de fibra óptica. Quando a fonte de luz entra no cabo de fibra óptica, a maior parte da luz retorna (retroespalhamento) inalterada (sem alteração no comprimento de onda). No entanto, uma pequena quantidade dessa luz é deslocada/alterada. Esse deslocamento/alteração da fonte de luz é chamado de dispersão Raman. Como a dispersão Raman é influenciada termicamente pela temperatura, a intensidade depende da temperatura. O sensor de temperatura distribuído está capturando o deslocamento/alteração do pulso de luz em propagação e medindo as intensidades entre os dois componentes do sinal (stokes e anti-stokes).
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.
Tipos de dispersão de luz | Recursos | Campo de aplicação |
---|---|---|
Dispersão de Rayleigh (Rayleigh) |
|
|
Dispersão Raman (Raman) |
|
|
Dispersão de Brillouin (Brillouin) |
|
|
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
Método de medição | Vantagens | Desvantagens |
---|---|---|
Método de medição de extremidade única |
|
|
Método de medição de extremidade dupla |
|
|
Tipos de sensores de temperatura
Tipos de sensores de temperatura e seus recursos
Tipo | Recursos |
---|---|
Sensor de fibra óptica | Uma fibra óptica, usada como sensor de temperatura, é adequada para monitorar temperaturas em uma longa distância e em uma área ampla. Ela permite identificar locais específicos em uma base por intervalo de amostragem ao longo do cabo do sensor de fibra óptica e monitorar a temperatura em cada local. |
Câmera térmica | Esse instrumento detecta a energia radiante infravermelha de objetos para medir temperaturas. Capaz de medir distribuições de temperatura em uma ampla área sem contato, ele é adequado para monitorar temperaturas de fornos industriais, sólidos de revolução, etc. |
Termômetro de resistência | Esse sensor usa a característica da resistência elétrica do metal que muda quase proporcionalmente à temperatura. Capaz de medir a temperatura com precisão, ele é adequado para a medição de temperatura de precisão industrial. |
Termopar | Quando dois metais diferentes são conectados um ao outro, a diferença de temperatura entre os metais desenvolve uma força eletromotriz na conexão. Esse sensor usa essa força eletromotriz. Capaz de medir a temperatura em uma ampla área a baixo custo, ele é amplamente utilizado como sensor de temperatura para uso industrial. |
Termômetro de radiação | Esse termômetro mede as temperaturas por meio da medição da intensidade dos raios infravermelhos dos materiais. Como um termômetro sem contato capaz de medição remota, ele é adequado para medir temperaturas ultra-altas. |
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 |
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 |
|
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 |
|
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 |
Construção de sistema simples adequada para detecção de incêndio
Além da função de monitoramento de temperatura, o DTSX1 oferece funções para processar dados de temperatura (fazer configurações de zona e alarme e emitir avisos) e produzir entrada/saída de contato, o que permite a construção de um sistema simples.
【Exemplo de um sistema host】
SMATRDAC+ (gravador e software de registro de dados), servidor CI e CENTUM (sistema integrado de controle de produção)
Introdução ao produto
DTSX1 Visão Geral
O DTSX1, que incorpora uma função de detecção de calor em uma única caixa, pode ser usado como um detector de calor imediatamente, bastando conectar o cabo de fibra óptica fornecido como padrão. Ele detecta calor elevado em uma área ampla com rapidez e precisão. Além disso, a capacidade de configurar o visor e o som do alarme individualmente para atender às suas aplicações permite a rápida detecção, localização e identificação de anormalidades.
As vantagens do DTSX1:
- Detecção rápida de incêndios em uma área ampla
Monitoramento de temperatura de até 16 km de comprimento ao longo do cabo sensor de fibra óptica com tempo mínimo de medição de 5 segundos.
Monitoramento de área muito ampla de até 4 rotas (16 km x 4) com switch óptico. - Redução de erros humanos Prevenção de dependência humana
O monitoramento contínuo sem pontos cegos não deixa passar nenhuma temperatura anormal, mesmo em locais perigosos ou de difícil acesso.
Identifique o ponto anormal e permita uma resposta rápida com o monitor de zoneamento. - Redução de tempo e esforço para construir seu sistema, etc.
O sistema de pacote com cabo de fibra óptica e outros acessórios elimina o tempo e o esforço necessários para selecioná-los.
Vários sistemas host podem receber alarmes facilmente via Modbus/TCP ou saída de relé. - Redução dos custos operacionais e de garantia
O cabo de fibra óptica não se rompe, pois não tem elementos mecânicos; quando o cabo é danificado por força externa, ele pode substituir apenas a parte danificada.
O custo do seguro dos ativos é reduzido pela integração com o sistema de extinção de incêndios.
On the Partner Portal Member Site, you can check the details of the specifications.
GS 39J06B35-01 : DTSX1 Fiber Optic Heat Detector
Software
Software de visualização de controle DTSX3000 (DTAP3000)
O DTSX1 precisa processar dados de medição de temperatura em vários pontos de vários canais.
O DTAP3000 é um software aplicativo projetado especificamente para facilitar as configurações de todos os produtos DTSX (DTSX3000 / 200 / 1) e indicar os dados de medição. Com uma variedade de funções, como configuração e controle do DTSX1, indicação de resultados de medição, análise de alterações na temperatura e configuração e indicação de alarmes, o software fornece informações que ajudam a monitorar a temperatura.
Especificações
Consulte o site Especificações Gerais para obter especificações detalhadas.
DTSX1
Item | Especificações | ||
---|---|---|---|
Faixa de distância de medição | 2km, 4km, 6km, 8km, 10km, 16km | ||
Número de canais | 1, 2, 4 | ||
Resolução espacial | 1 m ou menos | ||
Resolução de amostragem | Medição de temperatura em intervalos de 0,5 metro ou 1 metro | ||
Tempo mínimo de medição de temperatura | 5 segundos | ||
Modo de medição | Com uma ou duas extremidades | ||
Número de zonas configuradas | 1.000 (sem sobreposição) | ||
Interface | Saída óptica | E2000 / APC 50 / 125 μm GI | |
LAN | 10 BASE-T ou 100 BASE-TX Modbus / TCP | ||
Saída de relé | 8, 64 portas, máximo de 35 V / 1 A CC | ||
Entrada de relé | 4 portas LIGADAS: 12 a 30 V / 5 mA CC Desligado: 3 V / 2 mA CC |
||
Tela | ENERGIA SISTEMA OPERAÇÃO ALARME / PRÉ-ALARME / FALHA (Exibido para cada canal) |
||
Interruptor | REINICIAR | Redefinição do estado do alarme | |
ACK | Confirmação de alarme (Manter o estado de alarme) |
||
Energia fornecimento | Tensão operacional | 10 a 30 V CC (Tensão nominal: 12 ou 24 V CC) |
|
Energia consumo | 30 W (normalmente 15 W a 23 °C temperatura ambiente) |
||
Dimensões (L × A × P) | 500 mm × 500 mm × 250 mm | ||
Peso | 28 kg | ||
Tipo de montagem | Montagem na parede |
CONFORMIDADE REGULATÓRIA e CONFORMIDADE COM AS NORMAS
Categoria | Padrão | |
---|---|---|
Detecção de incêndio | EN 54-22 | |
Segurança do laser | IEC 60825-1 EN 60825-1 FDA (CDRH) |
|
Marca CE | EMC | EN 55011 EN 61000-6-2 |
Segurança geral | EN 61010-1 EN IEC 61010-2-201 |
|
Diretiva RoHS | EN IEC 63000 | |
Segurança do laser | EN 60825-1 | |
Marca CSA | Segurança geral | CSA C22.2 |
Marca KC | EMC | Padrões EMC coreanos |
Marca RCM | EMC | EN 55011 |
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
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 DTSX1 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 DTSX1 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
Recurso | Benefícios |
---|---|
Resolução especial de 1 milhão de euros | Identificar o local exato do incêndio |
Resolução de temperatura de até 0,1°C | Possível detecção de incêndio nos primeiros 10 segundos após a ocorrência |
Sensor de cabo de fibra óptica | Diferentemente do sensor discreto ou da câmera IR, o cabo de fibra óptica elimina os "pontos cegos" |
Cabo de fibra óptica revestido | Imune a poeira, umidade, corrosão e sujeira |
Relatório e análise de dados | Acesse dados históricos usando HTTP, SFTP ou navegador da Web |
Ampla gama de protocolos de comunicação | Conecte-se ao DCS, PLC, DAQ e interface sem fio existentes |
6 km de fibra óptica = 6.000 pontos! | Forma econômica de medir a temperatura em comparação com a tecnologia tradicional de sensores |
* Supondo que a taxa de varredura e os intervalos de atualização de dados adequados sejam usados
Bateria de íon-lítio para veículos
Monitoramento inteligente das prateleiras do processo de fabricação e das prateleiras de armazenamento
Thermal runaway of lithium-ion batteries mounted on individual shelves is discovered at an early stage. This enables a quick initial response when an abnormality occurs to limit damage to a minimum.
(For details, refer to "Smart Monitoring of Manufacturing Process Shelves and Storage Shelves -In-vehicle Lithium-ion Battery Applications- ".)
Prevenção de incêndios em dutos de ar de exaustão no processo de montagem de baterias
Fires or dust explosions in exhaust air ducts for preventing the contamination of aluminum dust in the assembly process of lithium battery batteries are monitored. Abnormalities are not overlooked as ducts extending over long distances in blind areas such as roof space are comprehensively monitored. (For details, refer to “Prevention of Fires in Exhaust Air Ducts in Battery Assembly Process -In-Vehicle Lithium-ion Battery Applications- ".)
Monitoramento da solidez do barramento de suprimento Energia
The joints of the power supply bus bar are monitored.
Abnormalities are not overlooked as fiber optic cable is built into the bus duct and bus bars extending over long distances in blind areas such as roof space are comprehensively monitored.
(For details, refer to "Monitoring of Soundness of Power Supply Bus Bar -In-vehicle Lithium-ion Battery Applications-".)
Cabo de fibra óptica visualiza a distribuição de temperatura no interior do forno
O sensor de temperatura distribuído por fibra óptica DTSX pode monitorar a distribuição de temperatura a cada metro ao longo do caminho do cabo de fibra óptica.
Termopares etc. são usados para o controle do aquecedor até agora e, ao adicionar o DTSX a eles, será possível visualizar a distribuição de temperatura dentro de todo o forno de secagem.
A resolução dos problemas do aquecedor e de outros problemas por meio da utilização do resultado e a passagem dos produtos pelo forno após o ajuste da temperatura interna do forno para o perfil de temperatura ideal resultam em maior produtividade.
When attempts are made to measure multiple points by thermocouples, etc., wiring is complicated, construction costs escalate and periodic maintenance of each individual sensor is required. This is unrealistic when applying it to multiple drying furnaces.
As the DTSX system requires only laying fiber optic cable inside the furnace, both initial and running costs can be reduced.
Moreover, a single DTSX can cover multiple drying furnaces, which improves cost effectiveness.
The DTSX has also been put to use in monitoring the temperature distribution in tunnel furnaces.
(For details, refer to "Fiber Optic Cable Visualizes In-furnace Temperature Distribution".)
Energia
Yokogawa O DTSX1 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 DTSX1 minimiza as possíveis interrupções da rede elétrica e agiliza o processo de manutenção preventiva. Devido à sua imunidade à interferência eletromagnética, o DTSX1 é ideal para ambientes de alta tensão e alto ruído. O DTSX1 foi projetado para ser implantado nos seguintes ambientes:
- Cabos de energia subterrâneos
- Cabos de energia submarinos
- Linhas elétricas aéreas
- Estação de distribuição
- Subestações
Recursos | Benefícios |
---|---|
Isolamento de interferência eletromagnética | A fibra óptica é isolada da corrente magnética elétrica |
Medição e monitoramento de temperatura em tempo real | Medir e monitorar a temperatura da rede elétrica/cabo em tempo real |
Medir e monitorar vários circuitos/cabos de energia | Até 16 canais de switch óptico podem ser conectados |
Relatório e análise de dados | Acesse dados históricos usando HTTP, SFTP ou navegador da Web |
Ampla gama de protocolos de comunicação | Conecte-se ao DCS, PLC, DAQ e interface sem fio existentes |
6 km de fibra óptica = 6.000 pontos! | Forma econômica de medir a temperatura em comparação com a tecnologia tradicional de sensores |
Recursos
E se você pudesse detectar rapidamente sinais de anormalidades nos dutos de barramento (barramentos) durante os trabalhos de manutenção e inspeção e reagir a eles no momento certo? Yokogawa A solução de monitoramento DTSX monitora constantemente as conexões que tendem a se deteriorar com o tempo e contribui com a identificação dos locais de anormalidade e com a redução da carga de trabalho da equipe de manutenção, ajudando a garantir a estabilidade das operações da fábrica.
Monitoramento inteligente de prateleiras de processos de fabricação e prateleiras de armazenamento (aplicações de baterias de íon-lítio em veículos)
Prevenção de incêndios em dutos de ar de exaustão no processo de montagem de baterias (aplicações de baterias de íon-lítio em veículos)
Monitoramento da solidez do barramento de alimentação Energia (aplicações de baterias de íons de lítio em veículos)
Monitoramento da distribuição da temperatura do forno de secagem do separador/eletrodo (aplicações de baterias de íon-lítio em veículos)
Uma solução de detecção de incêndio em esteira transportadora empregando o sensor de temperatura de fibra óptica distribuído DTSX pode reduzir bastante as crises que podem ameaçar a sobrevivência de uma empresa.
Solução de monitoramento de temperatura para
Detecção rápida de incêndios em dutos de fumaça
Com o desenvolvimento industrial e econômico, surgem usinas e fábricas cada vez maiores e mais avançadas. No entanto, encontramos muitos casos em que os cabos originais, túneis de cabos e outros componentes da infraestrutura de energia definharam sob operação contínua.
Monitoramento da integridade da parede do reator/forno com um sensor de temperatura de fibra óptica
Aumento da produtividade por meio da visualização das variações de temperatura no interior do reator
Temperature Monitoring Solution for�Maximum VSD Operating Efficiency
Recentemente, vários analistas e membros da equipe de gestão do ARC Advisory Group tiveram a oportunidade de se reunir com o novo presidente e COO da Yokogawa, Takashi Nishijima, e vários outros executivos importantes da Yokogawa para discutir a crescente presença da empresa no setor mundial de petróleo e gás upstream e midstream.
Downloads
Folhetos
- Fiber Optic Heat Detector DTSX1 (1.0 MB)
Vídeos
O DTSX tem sido cada vez mais usado em diversas aplicações, como detecção de incêndio, detecção de vazamento e manutenção preventiva.
Procurando mais informações sobre nosso pessoal, tecnologia e soluções?
Entre em contato conosco