AP Sensing Fiber Optic Temperature Sensing

Intelligent Solutions

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AP SensingFiber Optic

Temperature Sensing


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AP Sensing: Company History

1939: Hewlett-Packard originates as a test and measurement company

1999: HP’s measurement business is spun off creating Agilent Technologies

2007: Agilent’s DTS business is spun off creating AP Sensing

http://images.google.de/imgres?imgurl=http://blog.kir.com/archives/HP%20logo.JPG&imgrefurl=http://blog.kir.com/archives/003423.asp&h=263&w=350&sz=16&hl=de&start=5&tbnid=k4SAavQ58ZUXQM:&tbnh=90&tbnw=120&prev=/images?q=hewlett+packard+logo&gbv=2&ndsp=18&hl=de&sa=N


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Together with our global partners, AP Sensing is active around the world. Our partners and customers are supported by our regional offices located in:

Dallas, USA Reading, UK Boeblingen, Germany (HQ) Shanghai, China Seoul, Korea (AP Technologies)

HQ - Boeblingen Dallas UK Shanghai Seoul

AP Sensing’s Locations


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DTS Measurement Principle

DTS utilizes the Raman effect to measure temperature. An optical laser pulse sent through the fiber results in some scattered light reflecting back to the transmitting end, where it is analyzed. The intensity of the Raman scattering is a measure of the temperature along the fiber.

The position of the temperature reading is determined by measuring the arrival timing of the returning light pulse similar to a radar echo.


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Spatial Resolution of 1m Up to 12km = 12.000 Temperatur Points With an accuracy of up to 0.1°C

1 Cabel = 1000th of Temperatur Points

Temperature over Distance & Time Simple Analysis


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Distributed Temperature Sensing

Optimization of Oil & Gas Production Wells through Smart Temperature Monitoring.Hydrology and Geophysical applications to understand water flow and other geophysical effects.

Measurement and Calculation of Conductor Temperatures in HV and EHV Power Cables to Increase Safe Operation with Enhanced Capacity.

Extreme Wide Range of Applications that Improve Safety and Efficient Control of Pipelines, Dykes , Dams and LNG Facilities.

Oil & Gas / Geo & Hydrology

Fire Detection & MonitoringPower Cable Monitoring

Industrial

Cutting Edge Linear Heat Detection to Protect Traffic Tunnels , Cable Trays and Special Hazard Applications.


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Measurement range choices: 2, 4, 8, 12 km

Number of sensor channels: 1, 2, 4, 8, 12, 24 (real dual-ended mode)

Spatial resolution: 0.5, 1, 2, 4, 6, 8 meters

Temperature Accuracy down to 0.1°C

DTS Specifications


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• Simple fiber optic cable

• Flexible, light and easy to install

• Mechanically robust

• Completely passive

• Long lifespan

• Maintenance free

Sensor Fiber Characteristics


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Geothermics Calculating thermal parameters in conjunction with different geological layers Identification of aquifers and ground water streams Monitoring of cement hardening by measurement of hydration heat Inspection of appropriate annulus Backfilling

Geo-technique Detection of subsurface flow Leakage detection at deep excavation pits

Hydrolic Engineering Seepage monitoring Detection of internal erosion Estimation of thermal parameters

Geo - application areas


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EGRT – Enhanced Geothermal Response Test


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Customer References

AP Sensing has hundreds of satisfied customers worldwide!


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China – Water Dam Leakage Hydro power station Hebei Zhanghewan: DTS leakage monitoring solution

Spatial resolution 1 meter and less than 0.1°C in temperature resolution

Ensured system integrity and power supply for 2008 Beijing Olympics

Embedded sensor cable identifies and locates leakages


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Germany – Brine Pipeline Leakage8 km pipeline The Linear Pro Series detects leakages down to 0.5 liters/minute (0.007 %),

at a very small temperature difference of 5 °C between liquid and ambient temperature.

Sensor cable is installed beneath the pipeline over its entire length Brine temperature 15 to 20 °C 450 mm HDPE pipe, installed 1 m below surface

Sensor

Pipeline

Leakage

8km Pipeline

Alarm

Tem

pera

ture

[°C

]

> 15 ° Cavg. Temp

Leakage detection basedon delta T vs. average ambient temperature


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Reference Projects – Fire Detection

Eurotunnel GB - FRA

Coal Power Plant Italy

Coal Mine

Car park Europort II

Massino ViscontiRoad tunnel

Coal storage Spain

Tunnel TestsNorway, Sweden

Airport Hong-Kong


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Reference Projects – Power Cable Monitoring

IDC Data CenterHong Kong

Bus DuctKB Bank, Korea

Cable utility Tunnel - Prag

SubstationNUSCO

Buried High VoltageAtlanta USA High Voltage

NYC Queens-Bronx

500kV World Expo 2010 - Shanghai, China


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Reference Projects – Oil & Gas / Hydrology

Glacier – melting point Monitoring Matterhorn

Down Hole Oil Well See temperature1cm resolutionLake Geneva

Köln StadtarchivGeohydrologie

Oregon State UniversityGeology / Hydrology Workshop

197-200194-197191-194188-191185-188182-185179-182176-179173-176170-173167-170164-167161-164158-161155-158152-155149-152146-149143-146140-143137-140134-137131-134128-131125-128122-125119-122116-119113-116110-113107-110104-107101-10498-10195-9892-9589-9286-8983-8680-8377-8074-7771-7468-7165-6862-6559-6256-5953-5650-53

, Well, 4X

0

200

400

15:06 17:06 19:06 21:06 23:06 1:06 3:06 5:06

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

0 200 400

73°F

Dept

h (ft

)

2540'Jan-24-200519:28:22

19:28

2540

15:07 05:31

20 5760

Water dam ChinaLeakage detection


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Have experience and customer reach in the following markets:

Geothermie

Geotechnic

Damms & Diches

…

We seek for Partners, which …


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Thanks


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• The GeoDTS is a highly specialized system to conduct Enhanced Geothermal Response Tests (EGRT) automatically.

• The system can be configured to run a fully automated measurement cycle and collect all the required data on a SD Card for easy transfer to a PC.

• After the data has been transferred to the PC the data is analyzed and a report is easily generated by just a few clicks..

GeoDTS


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Hydrologische & Geologische ForschungWasserströmungen oder Gletscherschmelzungen zu verstehen und zu analysieren ist wichtig für die Wissenschaft. Die ortsverteilte Temperaturmessung (DTS) bringt neue Möglichkeiten, diese Naturvorgänge zu erkennen und zu bewerten. Mit einem vielfältigen Lösungsangebot erfüllt AP Sensing die Anforderungen der Wissenschaft, um den Zustand von Deichen und Dämmen zu überwachen sowie Leckagen und Wasserströmungen zu erkennen und zu analysieren.

Geothermal Response Tests (GRT, EGRT)Der klassische Geothermal Response Test (GRT) ist eine weit verbreitete Methode zur Bestimmung der effektiven Wärmeleitfähigkeit des Bodens. Mit dem Enhanced Geothermal Response Test (EGRT) jedoch werden die geothermischen Parameter experimentell über die ganze Tiefe (oder Länge) des fertig eingebauten Wärmetauschersystems in-situ bestimmt. Mit der AP Sensing GeoDTS Technologie wird die Temperatur entlang der Erdwärmesonde an jedem Ort und zu jeder Zeit exakt gemessen, was die Bestimmung der thermischen Parameter in Abhängigkeit von der Bohrlochtiefe erlaubt.

Leckagedetektion, Versickerungsüberwachung, Ermittlung von Grundwasserströmen Geothermie Bestimmung der thermischen Parameter in Verbindung mit den verschiedenen geologischen Schichten Erkennung von wasserführenden Schichten und Grundwasserströmen Überwachung von Zementaushärtungen durch Messung der Hydratationswärme Kontrolle der Dichtigkeit von Ringraumverfüllungen

Geotechnik Detektion unterirdischer Ströme Leckagedetektion in tiefen Baugruben Hydrologie Versickerungsanalysen Erkennung innerer Abtragungen Bewertung thermischer Parameter

Anwendungsbereiche


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GeoDTS für Geothermal Response Tests (GRT), Versickerungsanalysen, Deiche und Dämme Mit dem einzigartigen GeoDTS System speziell für die Geologie und Hydrologie bietet AP Sensing ein integriertes Lösungspaket für verschiedene

Anwendungszwecke an, wie zum Beispiel Enhanced Geothermal Response Tests - Geothermie Überwachung von Grundwasserströmen - Dämme & Deiche Leckageerkennung - Geotechnik AP Sensings GeoDTS ermöglicht Messungen mit einer Ortsauflösung von 1 Meter und einer Messgenaugikeit von über 0,1°C und liefert damit tausende

Temperaturdaten in einem einzigen Messzyklus.

Das Messprinzip des GeoDTSAP Sensings GeoDTS schaltet automatisch Spannung auf den Leiter im LWL-Kabel, sodass eine definierte Heizleistung in den Boden geführt wird. Die daraus resultierende Veränderung des Temperaturprofils entlang der optischen Faser wird durch das GeoDTS gleichzeitig gemessen und aufgezeichnet.Der gesamte Aufheiz- und Messvorgang wird durch das GeoDTS kontrolliert – starten Sie einfach das Messprogramm! Das GeoDTS führt dann selbstständig die Messung und das Heizprogramm durch. Außerdem überwacht das GeoDTS die zur Aufheizung des LWL-Kabels benötigte Stromspannung und -stärke und kann zwei externen analoge Temperatursensoren registrieren.Jedes Gerät von AP Sensings GeoDTS-Serie wird mit einer Konfigurations- und Auswertesoftware für den PC ausgeliefert. Dieses leistungsfähige aber doch einfach zu bedienende Softwarepaket ermöglicht Ihnen nicht nur Ihre Messung zu konfigurieren und zu visualisieren, sondern berechnet auch wichtige Parameter wie die thermische Leitfähigkeit des Bodens als Ergebnis der durchgeführten Messung. Die Messdaten werden automatisch auf einer SD-Karte gespeichert, sobald der Messzyklus gestartet wurde. Nach Abschluss der Messung stecken Sie einfach die SD-Karte in Ihren Computer und Sie erhalten mit wenigen Klicks eine umfassende Analyse.

Merkmale der Software (EGRT, Versickerungsanalysen und Leckagedetektion) Visualisierung der Messdaten Berechnung der effektiven Leitfähigkeit entlang der Erdwärmesonde im gesamten Bohrloch Berechnung des thermischen Widerstands des Bohrlochs abhängig von der Bohrlochtiefe Anzeigen der absoluten Bodentemperatur Anzeigen der erhitzten Bodentemperatur zu bestimmten Zeitpunkten zur Identifikation von Grundwasserleiter Berichtserstellung

GeoDTS


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3D Visualization der Temperaturen


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Hybrid Cable - Installation

• The cables are deployed with the tubes of the ground-coupled heat exchanger. At least half the length of the cable must be unrolled on site, in order to fix exactly the middle of the cable length to the bottom of the U-tubes.

• Running meter marks are printed on the cable in order to identify the proper cable position (half the length).

• At the bottom of the ground-coupled heat exchanger, the cable should be taped to the tubes with a smooth bend, as shown


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Hybrid Cable - Installation

• When lowering the ground-coupled heat exchanger into the borehole, the vertical running arms of the hybrid cable should be fixed every 2 meters to the tubes.

• This can be done by tape or cable straps. Make sure that the cables are fixed on opposite sides of the tube.

• To prevent damaging the optical and electrical

connectors during installation, the cable has protection hoses on each end of the hybrid cable. These hoses can be inserted into the open heat exchanger tubes (smooth bending) during cementation and pulled out of the drill string.

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