Temperatursensorik

Faseroptische Temperaturmessung: Durchführung von Messungen unter extremen Temperaturbedingungen.

Die faseroptische Temperaturerfassung unterstützt die internationale Tendenz zur Erhöhung des Situationsbewusstseins bei Produktions- oder Industrieprozessen. Ob Metallguss, Prozess- oder chemische Industrie – überall dort, wo Temperaturerfassung eine große Rolle spielt, ist die faseroptische Sensorik ein Schlüsselelement zur Verbesserung der Produktionseffizienz sowie Reduzierung von Ausfallzeiten, Wartung und Kosten. Durch die Möglichkeit zur Echtzeitüberwachung, Datenanalyse und Konnektivität unterstützt sie den Anwender auf seinem Weg Richtung Industrie 4.0.

Faseroptische Temperaturerfassung als schlüsselfertige Lösung.

Unsere faseroptische Temperaturmesslösung umfasst kundenspezifisch anpassbare Temperatursensoren, robuste Verkabelung mit vollständiger Konnektivität, Rack-montierbare Interrogatoren sowie Software und Datenschnittstelle zur Integration in z.B. eine IBA-Umgebung.

Unsere Temperatursensoriklösung in industriellen Umgebungen, in den zu überwachenden Bereichen installiert: DTG®-basierte Temperaturmessfasern sind so konzipiert, dass sie direkt in die Gussform eingebettet werden können, was räumlich verteilte Messungen dort ermöglicht, wo der verfügbare Platz begrenzt ist.

Das Messgerät wird in einem abgelegenen Elektro- oder Betriebsraum aufgestellt. Mehrfaserige Übertragungskabel mit jeweils bis zu 24 Fasern leiten die optischen Signale von den Sensoren zum Interrogator.

Die Anzahl der Messpunkte pro Temperaturmessstrecke beträgt typischerweise zwischen 5 und 60. Um optimale und gut kontrollierte Messpositionen zu gewährleisten, stehen Geräte für die präzise Ausrichtung und Installation zur Verfügung.

Jüngste Fortschritte in der faseroptischen Sensorik haben die Fasersensoren für Branchen mit sehr anspruchsvollen Umgebungen deutlich attraktiver gemacht. Faseroptische Temperatursensoren können Dutzende von Messpunkten in einer einzigen optischen Leitung bündeln, ohne dass die Messgenauigkeit oder Zuverlässigkeit beeinträchtigt wird. Infolgedessen können hochgenaue und verteilte Temperaturprofile in Echtzeit erstellt und für weitere Analysen und historische Datenvergleiche gespeichert werden. Die faseroptische Temperaturmessung stellt eine hochwertige Alternative zu herkömmlichen Thermoelementen dar, da diese niemals das gleiche Maß an Positionsauflösung erreichen werden. Außerdem müssen Thermoelemente häufiger ausgetauscht werden, was arbeitsintensiv und teuer ist. Im Vergleich dazu ist der Austausch der faseroptischen Sensoren viel einfacher und in Bezug auf die Kosten pro Messpunkt viel billiger.

Systemeigenschaften

Schlüsselfertiges Temperaturerfassungssystem
∙ Einfache Integration in bestehende Systeme (z.B. IBA)
∙ Hohe mechanische Robustheit, geeignet für raue und industrielle Umgebungen
∙ Maßgeschneiderte Parameter für die Bedürfnisse und Anforderungen der Kunden
∙ Temperaturbeständig von -196° bis +350°C (von kryogenen bis zu Metallgussumgebungen)
∙ Kurze Ansprechzeit, erkennt schnelle Temperaturänderungen
∙ Lange Auslesedistanz (über >20 km), keine Verstärkung erforderlich
∙ Widerstandsfähig gegen Korrosion
∙ Unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen, passiv

Anwendungsbereiche

Ob in Gießereien, in industriellen Prozessen oder bei der strukturellen Zustandsüberwachung, FBGS bietet eine schlüsselfertige Lösung, die auf die individuellen Anforderungen jeder Anwendung zugeschnitten ist.

Temperatursensoriksysteme von FBGS wurde bereits erfolgreich in mehreren Stahlwerken weltweit integriert, um die Produktionsprozesse und die Genauigkeit des Gießprozesses zu verbessern. Obwohl dies der Hauptmarkt ist, dürfen andere Anwendungsbereiche nicht vergessen werden. Für viele industrielle Prozesse ist die Überwachung der Temperatur ein entscheidender Teil des Tagesgeschäfts. Die jüngsten Fortschritte in der faseroptischen Sensorik haben die Sichtweise der Industrie auf die Temperaturmessung radikal verändert.

Weitere Anwendungsbereiche für faseroptische Temperatursensorik sind:

Prozessindustrie
∙ Produktionsanlagen
∙ Ölraffinerien
∙ Chemische Anlagen

Stahlgussindustrie
∙ Überwachung des Wärmeaustauschs
∙ Überwachung des Gießprozesses
∙ Visualisierung von Gussströmen
∙ Ausbruchserkennung
∙ Verbesserung der Qualität des Stahls

Weitere Gießereibetriebe

Strukturelle Zustandsüberwachung
∙ Leckerkennung
∙ Überwachung des Wärmeaustauschs

Referenzen für Temperatursensorik

USE CASE FBG-Scan 915-EP
Kurzes Anwendungsbeispiel aus der Stahlgussindustrie

ECN is one of Europe‘s largest energy research organizations, focussed on sustainable energy generation to develop safe, efficient, reliable and environmentally friendly energy systems. It has a strong international position in the fields of biomass, solar energy, wind energy, energy efficiency and policy studies

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Temperatursensorik | FAQ

Warum ist unsere faseroptische Temperaturerfassung besonders für Metall-/Stahlgussanwendungen geeignet?
Metallgussanlagen können als eine der komplexesten Umgebungen in Bezug auf Temperaturmessung angesehen werden. Während der Temperaturbereich leicht auf mehrere hundert Grad Celsius ansteigt und schnelle Änderungen auftreten, überwindet die faseroptische Temperaturerfassung diese Schwierigkeiten mit ihrem einzigartigen Messprinzip, um eine genaue Temperaturmessung zu ermöglichen.
Wie / warum kann FBGS eine komplette, schlüsselfertige Lösung für die Temperaturmessung liefern?
Mit mehr als einem Jahrzehnt Erfahrung in den Bereichen Faseroptik, Gitter und Messgeräte kombiniert FBGS sowohl Technologie als auch Anwendungs-Know-how, um komplette Messlösungen zu entwickeln. Der FBG-Scan Interrogator, ein auf einem Spektrometer basierendes FBG-Gerät, zeichnet sich durch eine polarisationsunempfindliche Messung (Breitbandlichtquelle mit niedrigem DOP) und eine hohe Abtastfrequenz (bis zu 2 KHz) aus. Das Gerät passt perfekt zum Temperatursensor TC-X01. FBGS ist in der Lage, Sie vom Sensor und seiner geeigneten Verpackung bis hin zu seinem Messgerät und der benutzerfreundlichen Ausleseschnittstelle zu beliefern. Darüber hinaus investieren wir in Forschung und Entwicklung, um unser Sensorsystem ständig zu verbessern und es an die Bedürfnisse spezifischer Anwendungen anzupassen.
Können die faseroptischen Sensoren eingebettet werden, und wie?
Die Glasfaserkabel sind so konzipiert, dass sie direkt in die Strukturen oder Elemente eingebettet werden können, die sie überwachen sollen. Zu diesem Zweck wurden spezielle Kapillaren entwickelt. Da jede Anwendung spezifische Anforderungen hat, müssen die Einbettungstechniken erörtert und auf diese Bedürfnisse zugeschnitten werden.
Welche Technologien eignen sich am besten für die faseroptische Temperaturerfassung?
Scan 90X-EP: Der neue FBG-Scan 90X-EP Interrogator unterstützt bis zu 15 optische Kanäle mit jeweils bis zu 60 Sensoren, was 900 Temperaturmesspunkte pro Gerät ermöglicht. Er kombiniert hohe Messgenauigkeit mit verbesserter Konnektivität und Daten-Streaming-Fähigkeit. Darüber hinaus ermöglicht eine eigens entwickelte API die Fernwartung und -steuerung. Software-Tools sind verfügbar, um die Daten in weit verbreitete Messsoftware-Plattformen wie IBA zu integrieren. Fanout-Box: Die Multifaser-Fanout-Box ermöglicht eine einfache und kosteneffiziente Installation von mehreren Übertragungsleitungen an entfernten Standorten, sogar bis zu mehreren Kilometern vom Messbereich entfernt. Der Aufbau von Mehrpunktinstallationen mit einfach zu bedienenden und zuverlässigen Anschlusspunkten wird möglich. TC-X01 Mit der von uns entwickelten Mehrpunkt-Temperatursensorkette TC-X01 ist es möglich, bis zu 60 Temperaturpunkte mit nur einem Sensor zu messen. Dieser Sensor hat eine hohe Empfindlichkeit und kann von ca. -200°C bis 350°C eingesetzt werden. Die Mehrpunktsensoren eignen sich zur Überwachung, Steuerung und Optimierung von Prozessen z.B. beim Stahlguss, in chemischen Reaktoren oder Energiespeichern.
Wie kompensiert die Sensorlösung die Querempfindlichkeit bei Dehnung?
Um den Einfluss der Dehnung und damit die bestehende Querempfindlichkeit bei Dehnung zu eliminieren, wird die Faser zum Schutz in eine Kapillare integriert. Entsprechende besteht in der Regel aus rostfreiem Stahl, wie zum Beispiel im Fall des Sensors TC-X01. Für spezielle Anwendungen kann die Kapillare auch aus Glas oder Keramik gefertigt sein. Die Kapillare überträgt die Temperatur von der Struktur auf die Faser, ohne diese zu beeinflussen, und schützt gleichzeitig die Faser vor den Belastungen, denen die Struktur während der Temperaturverschiebungen ausgesetzt ist. Aufgrund spezifischer Eigenschaften schützt die rostfreie Kapillare die Faser auch vor Mikrodehnung, die durch Reibung zwischen Faser und Rohr entstehen, wenn es beispielsweiseaus PTFE besteht.