Faseroptische Messung
Bei der faseroptischen Temperaturmessung dient ein Glasfaserkabel selbst als Fühler und liefert ein Temperaturprofil über seine ganze Länge – in Industrieanlagen, Energieversorgung und Infrastruktur. Zur Wahl stehen der Wärmemelder DTSX1 nach EN 54-22 sowie DTSX200 und DTSX3000 für Strecken bis 6 bzw. 50 km.
Iwan Hinder
Messen, Steuern, Regeln / Heizsysteme Kompensatoren/Filter
Faseroptische Temperaturmessung: Hotspots und Lecks auf ganzer Strecke finden
Hotspots, Glutnester und Lecks entstehen oft an Stellen, die vorher niemand kennt – an Kabeltrassen, in Tunneln, auf Förderbändern oder an Rohrleitungen. Ein Temperaturfühler misst aber nur an dem Punkt, an dem er sitzt.
Ein faseroptisches Temperaturmesssystem ist ein Messgerät mit einem Glasfaserkabel als Fühler – es zeigt, wo genau entlang der Strecke es wärmer oder kälter wird. Das funktioniert über Kilometer und ohne Elektronik entlang der Faser.
DTSX1, DTSX200 und DTSX3000 im Vergleich: Reichweite, Kanäle, Anbindung
Die DTSX-Geräte von Yokogawa sind faseroptische Temperaturmesssysteme – alle drei messen mit 50/125-µm-Gradientenfaser und E2000/APC-Steckern. Die Geräte unterscheiden sich in Aufgabe, Reichweite und Anbindung: Relais und Anzeige beim DTSX1, Leitsystem oder SPS bei DTSX200 und DTSX3000.
| Modell | Aufgabe | Messdistanz je Kanal | Kanäle | Ortsauflösung / Abtastung | Ausgänge / Schnittstellen | Bauform / Besonderheit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DTSX1 | Wärmemelder: Brand- und Hitzeerkennung mit Alarm | 2, 4, 6, 8, 10 oder 16 km | 1, 2 oder 4 (Umschalter eingebaut) | 1 m oder besser (bei 0,5 m Abtastung) / 0,5 m oder 1 m | 8 oder 64 Relaisausgänge, 4 Relaiseingänge, Modbus/TCP | Wandgehäuse für Innenräume, Anzeige je Kanal; EN 54-22, VdS |
| DTSX200 | Temperaturprofil über mittlere Distanzen | 1, 2, 3, 4 oder 6 km | 1, mit Umschaltmodul 2, 4 oder 16 | 1 m / 10 cm bis 1 m (10 cm bei Strecken bis 3 km) | Modbus/TCP, Modbus seriell (RS-232C) | Module für 19-Zoll-Rack; ATEX Typ „n“ für Zone 2 |
| DTSX3000 | Temperaturprofil über lange Strecken | bis 10, 16, 30 oder 50 km | 1, mit Umschaltmodul 2, 4 oder 16 | 1 m oder besser (bis 16 km, bei 0,5 m Abtastung) / 0,5 m bis 2 m | Modbus/TCP, Modbus seriell (RS-232C) | Module für 19-Zoll-Rack; Ex-Ausführung für Zone 2 und Singlemode-Ausführung wählbar |
Quellen: Yokogawa GS 39J06B35-01EN (DTSX1, 10. Ausgabe März 2025), GS 39J06B45-01E (DTSX200) und GS 39J06B40-01E (DTSX3000). Massgeblich sind die Datenblätter im Download-Bereich.
DTSX1 – faseroptischer Wärmemelder
Der DTSX1 ist ein faseroptischer Wärmemelder – er meldet Hitze und Brände entlang eines Sensorkabels und schaltet Alarme direkt über Relais. Messgerät, optischer Umschalter, Alarmlogik, Relais und Anzeige sitzen verdrahtet in einem Wandgehäuse.
Eingerichtet wird er mit der Yokogawa-Software DTAP3000, in der die Alarmeinstellungen für die Klassen nach EN 54-22 hinterlegt sind. Wähle den DTSX1, wenn du einen Wärmemelder nach EN 54-22 brauchst.
| Aufgabe | Linienförmiger Wärmemelder für Brand- und Hitzeerkennung |
|---|---|
| Messdistanz je Kanal | 2, 4, 6, 8, 10 oder 16 km |
| Kanäle | 1, 2 oder 4 (optischer Umschalter eingebaut) |
| Ortsauflösung / Abtastung | 1 m oder besser (bei 0,5 m Abtastung) / alle 0,5 m oder 1 m |
| Messzeit und Zonen | ab 5 s; bis 1000 Zonen ohne Überlappung |
| Alarme | Temperaturgrenzwert, Differenz zwischen Höchst- und Mittelwert einer Zone, Temperaturanstieg pro Zeiteinheit; jeweils auch als Voralarm |
| Ein- und Ausgänge | 8 oder 64 Relaisausgänge (max. 35 V / 1 A DC), 4 Relaiseingänge für Rücksetzen und Quittieren, Ethernet mit Modbus/TCP |
| Speisung | 10 bis 30 V DC (Nennspannung 12 oder 24 V DC); Leistungsaufnahme 30 W, typisch 15 W bei 23 °C |
| Gehäuse und Einbau | Wandgehäuse 500 × 500 × 250 mm, 28 kg; für Innenräume, Umgebungstemperatur –20 bis 60 °C |
| Zulassung | EN 54-22, Klassen A1N, A2N, BN und CN, Umweltgruppe II; VdS-Anerkennung G 220001 |
Datenblatt DTSX1 · Handbuch DTSX1 (Installation und Betrieb) · Prospekt DTSX1 – Wärmemeldung mit Lichtwellenleiter
DTSX200 – Temperaturprofil bis 6 km
Der DTSX200 ist ein modulares faseroptisches Temperaturmesssystem für Strecken bis 6 km – er liefert das Temperaturprofil an Leitsystem oder SPS. Bei Strecken bis 3 km können seine Messpunkte nur 10 cm auseinanderliegen.
Wähle den DTSX200, wenn du Strecken bis 6 km mit dichten Messpunkten überwachst. Mit dem Netzteil für 10 bis 30 V DC arbeitet er bei –40 bis 65 °C.
| Aufgabe | Temperaturprofil über mittlere Distanzen |
|---|---|
| Messdistanz je Kanal | 1, 2, 3, 4 oder 6 km |
| Ortsauflösung / Abtastung | 1 m / 10 cm (bis 3 km), 20 cm, 50 cm oder 1 m |
| Messbereich | –200 bis 300 °C |
| Temperaturauflösung | bei 10 min Messzeit 0,1 °C (1 km), 0,2 °C (3 km), 0,7 °C (6 km); 1 Sigma, ohne Umschalter, bei 1,25 dB/km (Stokes) und 1,465 dB/km (Anti-Stokes) Faserdämpfung |
| Faser / Anschluss | 50/125 µm Gradientenfaser, E2000/APC |
| Kanäle | 1, mit Umschaltmodul DTOS2, DTOS4 oder DTOS16 bis 16 |
| Kommunikation | Modbus/TCP über Ethernet, Modbus seriell (ASCII, RTU) über RS-232C; Messdaten als LAS-Datei, mit DTAP200D auch als WITSML |
| Aufbau und Speisung | Module auf Basismodul DTSBM10 für 19-Zoll-Rack; Netzteil für 10–30 V DC, 21,6–31,2 V DC, 100–120 V AC oder 220–240 V AC; Leistungsaufnahme 10 W |
| Umgebung | –40 bis 65 °C mit Netzteil NFPW426 (10–30 V DC), mit den anderen Netzteilen 0 bis 55 °C, mit DTOS16 0 bis 50 °C; Schutzart IP20; Option G3 für Umgebungen mit korrosiven Gasen |
Datenblatt DTSX200 (bis 6 km) · Datenblatt DTSX200 – Software DTAP200 · Handbuch DTSX200 (Installation und Betrieb)
DTSX3000 – Temperaturprofil bis 50 km
Der DTSX3000 ist ein modulares faseroptisches Temperaturmesssystem für lange Strecken – je nach Ausführung misst er bis 10, 16, 30 oder 50 km je Kanal.
Wähle den DTSX3000, wenn eine Rohrleitung, eine Kabeltrasse oder ein Tunnel länger ist als die 6 km des DTSX200. Für Zone 2 gibt es die Ex-Ausführung „E“, ausserdem eine Ausführung für Singlemode-Faser.
| Aufgabe | Temperaturprofil über lange Strecken |
|---|---|
| Messdistanz je Kanal | Ausführungen bis 10, 16, 30 oder 50 km; einstellbar ab 6 km |
| Ortsauflösung / Abtastung | 1 m oder besser (bei Messdistanzen bis 16 km und 0,5 m Abtastung) / 0,5 m, 1 m oder 2 m (bei 20 und 30 km 1 m oder 2 m, bei 50 km 2 m) |
| Messbereich | –200 bis 300 °C |
| Temperaturauflösung | bei 10 min Messzeit höchstens 0,03 °C (10 km), 0,06 °C (16 km), 0,2 °C (30 km), 2,6 °C (50 km); 1 Sigma, ohne Umschalter, bei 0,25 dB/km Faserdämpfung |
| Faser / Anschluss | 50/125 µm Gradientenfaser, E2000/APC; Ausführung für Singlemode-Faser (nicht mit 50 km, Ex-Ausführung oder Option G3 kombinierbar) |
| Kanäle | 1, mit Umschaltmodul DTOS2L, DTOS4L oder DTOS16L bis 16 |
| Kommunikation | Modbus/TCP über Ethernet, Modbus seriell (ASCII, RTU) über RS-232C; Messdaten als LAS- oder CSV-Datei, mit DTAP3000D auch als WITSML |
| Aufbau und Speisung | Module auf Basismodul DTSBM10 für 19-Zoll-Rack, Netzteile wie beim DTSX200; Leistungsaufnahme 16 W |
| Umgebung und Ex | –40 bis 65 °C mit Netzteil NFPW426, mit den anderen Netzteilen 0 bis 55 °C; Schutzart IP20; Option G3 für Umgebungen mit korrosiven Gasen; Ex-Ausführung „E“ nach ATEX Typ „n“ für Zone 2 |
Datenblatt DTSX3000 (bis 50 km) · Datenblatt DTSX3000 – Systemsoftware ·
Handbuch DTSX3000 (Installation und Betrieb)
So funktioniert die verteilte Temperaturmessung (DTS)
Die verteilte Temperaturmessung (DTS, Distributed Temperature Sensing) ist ein optisches Messverfahren – das Gerät schickt Laserpulse in die Glasfaser und wertet das zurückgestreute Licht aus. Ein Teil dieses Lichts, die Raman-Streuung, ändert sich mit der Temperatur an der Stelle, an der es entsteht.
Aus der Laufzeit des Lichts berechnet das Gerät den Ort, aus dem Verhältnis von Stokes- und Anti-Stokes-Licht die Temperatur. Bei 1 m Abtastung entstehen so 1000 Messpunkte pro Kilometer.
Die Datenblätter nennen dazu drei Kennwerte:
- Ortsauflösung ist die Faserlänge, über die das Gerät einen Temperatursprung abbildet, gemessen zwischen 10 und 90 % des Sprungs.
- Abtastung ist der Abstand der Messpunkte, je nach Gerät 10 cm bis 2 m.
- Temperaturauflösung ist die Streuung der Messwerte bei gleichbleibender Temperatur (1 Sigma), nicht die Genauigkeit; sie wird mit längerer Messzeit kleiner und mit längerer Strecke grösser.
Sensorkabel, Kanäle und Messarten
Mehrere Fasern, ein Gerät: Ein optischer Umschalter verbindet das Messgerät nacheinander mit bis zu 16 Fasern; beim DTSX1 ist er für bis zu 4 Kanäle eingebaut.
Einseitig oder als Schleife: Einseitig angeschlossen ist die Faser einfacher zu installieren, und nach einem Bruch misst das Gerät bis zur Bruchstelle. Liegt die Faser als Schleife an zwei Kanälen, misst das Gerät nach einem Bruch von beiden Seiten weiter.
Bei DTSX200 und DTSX3000 gleicht die Schleife Änderungen der Faserdämpfung aus. Beim DTSX1 ist die Redundanz durch die Schleife nicht Teil der EN-54-22-Zertifizierung.
Sensorkabel zum DTSX1: Beide Yokogawa-Kabel haben einen flammwidrigen Mantel, sind für –40 bis 85 °C ausgelegt und gehören zum nach EN 54-22 zertifizierten System. Die S9550TK ist für Innenräume zertifiziert, die S9580TK mit Edelstahlröhrchen für den Aussenbereich; sie hält kurzzeitig bis 1500 N Zugkraft aus.
Explosionsschutz, Brandschutz und Zulassungen
Was die Datenblätter zu Brandmeldung, Ex-Bereich und Normen sagen:
- DTSX1 als Brandmelder: Der DTSX1 ist als linienförmiger Wärmemelder nach EN 54-22 zertifiziert (Umweltgruppe II) und von VdS anerkannt. Einen Explosionsschutz nennt das Datenblatt für ihn nicht.
- DTSX200 und DTSX3000 in Zone 2: Der DTSX200 und die Ex-Ausführung „E“ des DTSX3000 sind nach ATEX Typ „n“ gekennzeichnet (II 3 G Ex nA ic [op is Gc] IIC T4 Gc X). Bedingung ist ein abschliessbarer Metallschrank mit mindestens IP54 und Speisung mit Gleichspannung.
- Ex-Anleitung: Einbau und Verdrahtung in Zone 2 regelt eine eigene, nicht öffentliche Anleitung von Yokogawa (IM 39J06B45-10EN bzw. IM 39J06B40-10EN) – frag deinen Ansprechpartner danach.
- Laser und CE: Alle drei Geräte arbeiten mit Laser der Klasse 1M nach IEC 60825-1:2007 bzw. Klasse 1 nach IEC/EN 60825-1:2014 und sind CE-gekennzeichnet.
Einbindung ins Leitsystem: Modbus, Relais, Datenformate
So kommen Profile und Alarme ins Leitsystem:
- Modbus und Relais: Über Modbus kommunizieren die Geräte mit Yokogawa-Systemen wie CENTUM und STARDOM sowie mit SPS. Der DTSX1 hat 8 oder 64 frei programmierbare Relaisausgänge und 4 Relaiseingänge zum Rücksetzen und Quittieren.
- Software und Datenformate: Eingerichtet werden die Geräte mit DTAP200 (DTSX200) oder DTAP3000 (DTSX3000, DTSX1). Mit DTAP200D oder DTAP3000D entstehen WITSML-Dateien, ein Format der Öl- und Gasindustrie.
Faseroptische Messung oder Temperaturmessumformer?
Faseroptische Messung und Temperaturmessumformer sind zwei Wege der Temperaturmessung – die Glasfaser liefert ein Profil über die ganze Strecke, der Messumformer einen Messwert an einem Punkt.
- Faseroptische Messung passt für lange Strecken und grosse Flächen, etwa um Hitze an einer Kabeltrasse oder ein Leck an einer Rohrleitung zu orten.
- Temperaturmessumformer messen an einer bestimmten Stelle, etwa im Reaktor oder in der Dampfleitung, mit HART, FOUNDATION Fieldbus oder Funk. Die Reihen findest du unter Temperatur für Prozessanlagen.
- Thermometer, Temperaturschalter und Temperatursensoren für Maschinen und Anlagen findest du unter Temperatur für die Industrie.
Vorteile der faseroptischen Temperaturmessung mit DTSX
Faseroptische Temperaturmessung überwacht eine ganze Strecke mit einem Kabel – das bringt sie dir:
- Auch direkt an Energiekabeln messen: Die Glasfaser ist unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen und lässt sich deshalb direkt an Energiekabeln und Stromschienen verlegen.
- Tiefe und hohe Temperaturen erfassen: DTSX200 und DTSX3000 messen laut Datenblatt –200 bis 300 °C. Wie weit sich der Bereich nutzen lässt, hängt vom Temperaturbereich der gewählten Sensorfaser ab.
- Kleine Temperaturänderungen erkennen: Beim DTSX3000 streuen die Messwerte bei 10 km Messdistanz und 10 Minuten Messzeit um höchstens 0,03 °C, bei 50 km um höchstens 2,6 °C. Die Datenblattwerte gelten bei gleichmässig 20 °C und ohne Spleissverluste.
Anwendungen: wo faseroptische Temperaturmessung überwacht
Faseroptische Messung lohnt sich, wo ein Problem an einer unbekannten Stelle entstehen kann – typische Anwendungen nach Branche:
- Energie und Versorgung: In Unterwerken, Rechenzentren und Kabeltunneln überwacht das Sensorkabel Kabeltrassen, Energiekabel und Stromschienen. Überhitzte Abschnitte und Brände werden so früh sichtbar.
- Kraftwerke: An Förderbändern für heisse Kohle erkennt das System überhitzte mechanische Teile und Glutnester im Fördergut, ebenso in Bunkern und Kohlelagern.
- Chemie und Petrochemie: An Rohrleitungen für Flüssigerdgas (LNG), Ammoniak und andere Druckgase sowie an LNG-Tanks ortet das System Lecks über die Temperaturänderung. An Öfen und Reaktoren zeigt das Profil der Aussenwand früh Schäden an der Auskleidung.
- Instandhaltung: Entlang ausgedehnter Anlagenteile erkennt der DTSX1 Hotspots und Brände, ohne zusätzliche Messstellen.
Faseroptische Temperaturmessung von HENNLICH
Die Hennlich Schweiz GmbH ist spezialisierter Lieferant von faseroptischen Temperaturmesssystemen für den Schweizer Industriemarkt. Als autorisierter Händler von Yokogawa liefern wir DTSX1, DTSX200 und DTSX3000 mit Datenblättern, Anleitungen und Anwendungsfragebogen.
Der DTSX1 trägt die VdS-Anerkennung Nr. G 220001. Alle Lösungen für die Temperaturmessung zeigt die Seite Temperaturmessung.
So planst du dein Projekt in drei Schritten
Ein faseroptisches Messsystem ist immer auf seine Strecke ausgelegt – in drei Schritten kommst du zum passenden System.
- Aufgabe klären: Der Anwendungsfragebogen von Yokogawa im Download-Bereich führt dich durch Streckenlänge, Temperaturbereich, Anzahl Fasern, Ex-Zone, Einbauort, Speisung, Ausgänge und Art der Verlegung.
- System auslegen: Mit deinem Ansprechpartner bei HENNLICH und Yokogawa legst du Gerät, Umschalter, Sensorkabel, Software und Messart fest.
- In Betrieb nehmen: Kalibriere die Sensorfaser vor der ersten Messung und nach Änderungen an der Faser, am besten mit einem Referenzthermometer. Beim DTSX1 bleiben für Kalibrierung und Reparaturen an jeder Spleissstelle mindestens 20 m Reservekabel im Anschlusskasten.
Für laufende Anlagen und neue Projekte
Ob Ersatz oder neue Anlage: Wir beraten dich von der einzelnen Messstelle bis zur Einbindung ins Leitsystem.
Die Hennlich Schweiz GmbH ist autorisierter Händler von Yokogawa. Kontaktiere deinen Ansprechpartner per Telefon oder E-Mail.
DEIN.MEHRWERT.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Das hängt vom Gerät ab: Der DTSX1 misst 2 bis 16 km je Kanal, der DTSX200 1 bis 6 km und der DTSX3000 je nach Ausführung bis 10, 16, 30 oder 50 km. Wird die Faser bei DTSX200 oder DTSX3000 als Schleife an zwei Kanäle angeschlossen (zweiseitige Messung), halbiert sich die nutzbare Strecke. Die Ortsauflösung liegt bei 1 m; beim DTSX1 und beim DTSX3000 gilt das bei 0,5 m Abtastung, beim DTSX3000 nur für Messdistanzen bis 16 km.
Eine Genauigkeit im Sinne einer Messabweichung nennen die Datenblätter nicht. Die Datenblätter geben die Temperaturauflösung an, also die Streuung der Messwerte bei gleichbleibender Temperatur (1 Sigma). Die Temperaturauflösung wird mit längerer Messzeit kleiner und mit längerer Strecke grösser: Beim DTSX200 sind es bei 10 Minuten Messzeit 0,1 °C auf 1 km und 0,7 °C auf 6 km, beim DTSX3000 höchstens 0,03 °C auf 10 km und 2,6 °C auf 50 km. Beide Datenblätter rechnen mit gleichmässig 20 °C und ohne Spleissverluste, aber mit unterschiedlicher Faserdämpfung; die Werte sind deshalb nicht direkt vergleichbar. Vor der ersten Messung wird die Sensorfaser kalibriert, am besten mit einem Referenzthermometer.
Ja, als System: Der DTSX1 ist als linienförmiger Wärmemelder nach EN 54-22 in den Klassen A1N, A2N, BN und CN zertifiziert und von VdS anerkannt (Nr. G 220001). Die Zertifizierung gilt für das System aus DTSX1, Yokogawa-Sensorkabel (Standard S9550TK für Innenräume, robust S9580TK für den Aussenbereich), Anschlusskasten D1JB-01 oder D1JB-03 und Patchkabel D1PT-01, ohne zusätzliches Zuleitungskabel zwischen Gerät und Sensorkabel. Für welche Messdistanzen das in deinem Projekt gilt, bestätigt dir dein Ansprechpartner bei HENNLICH.
In Zone 2 ja: Der DTSX200 und die Ex-Ausführung des DTSX3000 sind nach ATEX Typ „n“ für Zone 2 gekennzeichnet (II 3 G Ex nA ic [op is Gc] IIC T4 Gc X). Bedingung ist der Einbau in einen abschliessbaren Metallschrank mit mindestens IP54 und ein Netzteil für Gleichspannung. Für den DTSX1 nennt das Datenblatt keinen Explosionsschutz. Einbau und Verdrahtung regelt eine eigene Ex-Anleitung von Yokogawa.
Ja, wenn die Faser zum Gerät passt: Gemessen wird mit 50/125-µm-Gradientenfaser und E2000/APC-Steckern, den DTSX3000 gibt es auch für Singlemode-Faser. Verbindungen werden gespleisst, bei DTSX200 und DTSX3000 mit höchstens 0,3 dB Verlust je Verbindung und im Mittel höchstens 0,15 dB. Beim DTSX1 sind es höchstens 0,1 dB je Spleiss und höchstens 20 Verbindungen je Kanal. Für eine Brandmeldung nach EN 54-22 mit dem DTSX1 gelten nur die Yokogawa-Sensorkabel.
Ja, wenn die Faser zum Gerät passt: Gemessen wird mit 50/125-µm-Gradientenfaser und E2000/APC-Steckern, den DTSX3000 gibt es auch für Singlemode-Faser. Verbindungen werden gespleisst, bei DTSX200 und DTSX3000 mit höchstens 0,3 dB Verlust je Verbindung und im Mittel höchstens 0,15 dB. Beim DTSX1 sind es höchstens 0,1 dB je Spleiss und höchstens 20 Verbindungen je Kanal. Für eine Brandmeldung nach EN 54-22 mit dem DTSX1 gelten nur die Yokogawa-Sensorkabel.
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