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DTSX200分布式溫度傳感器

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DTSX200作為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，可靈活適應(yīng)安裝環(huán)境。利用從溫度分布測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)，有助于監(jiān)控工廠設(shè)施、維護(hù)和管理高溫爐的完整性以及防止故障。

應(yīng)用

  • 傳送帶火災(zāi)探測(cè)

  • 風(fēng)管火災(zāi)探測(cè)

  • 電源電纜過(guò)熱監(jiān)測(cè)

  • 母線過(guò)熱監(jiān)測(cè)

  • 管道泄漏檢測(cè)

  • 爐安全監(jiān)測(cè)和CBM

  • 最大化VSD效率

什么是分布式溫度傳感系統(tǒng)？

分布式溫度傳感系統(tǒng)(DTS)利用光纖本身作為傳感元件，測(cè)量光纖電纜長(zhǎng)度范圍內(nèi)的溫度分布。與傳統(tǒng)的電氣溫度測(cè)量(熱電偶和RTD)不同，光纖電纜本身即是溫度傳感器。分布式溫度傳感系統(tǒng)可以提供長(zhǎng)距離范圍內(nèi)數(shù)千個(gè)精確的溫度測(cè)量數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的電氣溫度測(cè)量相比，分布式溫度傳感系統(tǒng)是一種低成本的測(cè)量方法，測(cè)量的溫度值精確且分辨率高。


系統(tǒng)配置示例

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分布式溫度傳感系統(tǒng)的工作原理？

橫河電機(jī)的DTSX3000利用拉曼散射原理，可以測(cè)量光纖長(zhǎng)度距離內(nèi)的溫度。發(fā)射到光纖中的光脈沖(激光脈沖)在光纖中傳播時(shí)，會(huì)受到光纖玻璃分子影響發(fā)生散射，并與晶格振動(dòng)交換能量。隨著光脈沖在光纖電纜中散射，會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)較長(zhǎng)的斯托克斯信號(hào)(STOKES SIGNAL)和波長(zhǎng)較短的反斯托克斯信號(hào)(ANTI-STOKES SIGNAL)，這兩種信號(hào)均由光源所發(fā)射光的偏移形成。這兩種信號(hào)的強(qiáng)度比取決于發(fā)生拉曼散射位置的溫度。因此，通過(guò)測(cè)量斯托克斯和反斯托克斯信號(hào)的強(qiáng)度，可以確定該溫度。此外，散射光的一部分(即反向散射光)會(huì)被導(dǎo)回至光源處。因此，通過(guò)測(cè)量反向散射光返回光源所需要的時(shí)間，可以確定溫度讀數(shù)的位置。


什么是拉曼散射原理？

所有光都會(huì)和物體發(fā)生相互作用。例如，想象一下，在一個(gè)無(wú)外部光源的黑暗車(chē)庫(kù)中，有一輛亮紅色的跑車(chē)。毋庸置疑，您看不到跑車(chē)，更看不到它的顏色。但是，如果打開(kāi)車(chē)庫(kù)內(nèi)的燈，便可以立即看到光源反射車(chē)的亮紅色。紅色跑車(chē)反射光源的光，但只反射“紅色”光譜，因此，可以看到跑車(chē)，且是紅色的。

將光脈沖(激光脈沖)射向分子時(shí)，該現(xiàn)象同樣適用。此時(shí)所說(shuō)的分子即光纖電纜中的光纖玻璃分子。當(dāng)光源的光進(jìn)入光纖電纜時(shí)，大多數(shù)光波長(zhǎng)保持不變，原樣反射(反向散射)回去了。但是，有一小部分光發(fā)生了偏移/變化。光源發(fā)生的偏移/變化即稱(chēng)“拉曼散射”。由于拉曼散射受溫度影響，因此其強(qiáng)度取決于溫度。分布式溫度傳感系統(tǒng)可以捕捉光脈沖傳播時(shí)的偏移/變化，并測(cè)量?jī)蓚�(gè)信號(hào)(斯托克斯和反斯托克斯)的強(qiáng)度。

使用DTS的優(yōu)勢(shì)是什么？

  1. 成本。當(dāng)應(yīng)用需要成千上百個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，各傳感器與數(shù)據(jù)采集站之間的接線成本會(huì)非常高，而使用光纖電纜獲取精確的高分辨率溫度測(cè)量值非常經(jīng)濟(jì)劃算。

  2. 測(cè)量距離長(zhǎng)。使用傳統(tǒng)的電氣測(cè)量傳感器很難測(cè)量較遠(yuǎn)距離的溫度。DTS光纖電纜不僅可用于遠(yuǎn)距離，還可以提供高分辨率的區(qū)域記錄以及該距離的精確溫度測(cè)量值。

  3. 可用于高電磁干擾環(huán)境。由于光的特性，DTS不受電磁干擾的影響。與傳統(tǒng)的電氣測(cè)量傳感器(熱電偶和RTD)不同，光纖中沒(méi)有電氣元件，因此不受電磁干擾影響。

  4. 無(wú)需考慮傳感器安裝位置。在實(shí)際應(yīng)用中，不可能始終提前正確定位溫度傳感器的位置。由于DTS在較長(zhǎng)距離的測(cè)量中不受空間限制，工程師可以在同一區(qū)域纏繞多圈光纖，以確保精確的溫度測(cè)量。

DTSX200規(guī)格

有關(guān)詳細(xì)規(guī)格，請(qǐng)參閱一般規(guī)格書(shū)。

項(xiàng)目規(guī)格
分布式溫度測(cè)量距離測(cè)量距離范圍1 km, 2 km, 3 km, 4 km, 6 km
采樣分辨率10 cm, 20 cm, 50 cm, 1 m
空間分辨率1 m (10 ~ 90 %)
溫度測(cè)量溫度范圍-200 ~ +300 °C
溫度分辨率范圍
時(shí)間1 km3 km6 km
10秒0.51.14.2 °C
1 分鐘0.30.62.1
10 分鐘0.10.20.7
(1 σ，不帶光學(xué)開(kāi)關(guān))
傳感器光纖光纖50 / 125 μm GI
(光纖端部，無(wú)反射)
光學(xué)接頭E2000 / APC
接口串口
(RS-232C)		 3端口，非隔離，RJ45模塊化插座
全雙工，異步
SERIAL 1功能：通信(Modbus)
波特率：1.2, 2.4, 4.8, 9.6, 19.2, 38.4, 57.6, 115.2 kbps
SERIAL 2功能：通信(Modbus)
波特率：1.2, 2.4, 4.8, 9.6, 19.2, 38.4
SERIAL 3功能：維護(hù)(私有)
以太網(wǎng)接口LAN1端口，10BASE-T或100BASE-TX，
RJ45模塊化插座，自動(dòng)協(xié)調(diào)，
自動(dòng)MDI，帶電源開(kāi)關(guān)(ON/OFF)
顯示器LEDs: HRDY, RDY, LASER ON
電源功耗運(yùn)行模式10 W
省電模式2.1 W
尺寸(寬×高×深)197.8 x 132.0 x 162.2 mm (6 個(gè)插槽寬度)
重量2.5 kg

在溫度分布測(cè)量之前，需要使用DTSX200的傳感器光纖進(jìn)行溫度標(biāo)定。

規(guī)格

項(xiàng)目規(guī)格
型號(hào)DTOS2DTOS4DTOS16
插損0.6 dB (標(biāo)準(zhǔn))
1.4 dB (最大)		1.0 dB (標(biāo)準(zhǔn))
3.0 dB (最大)		0.8 dB (標(biāo)準(zhǔn))
1.4 dB (最大)
分布式溫度測(cè)量測(cè)量單端、雙端
傳感器光纖光纖50/125 μm GI 閉端，要求無(wú)反射
光學(xué)接頭E2000/APC
光學(xué)通道2 通道4 通道16 通道
接口控制由DTSX3000控制
顯示器LED：HRDY、RDY、報(bào)警、活動(dòng)通道
電源功耗1 W1 W運(yùn)行模式 4 W
省電模式 1 W
尺寸(寬×高×深)65.8 x 130.0 x 160.3 mm
(2 個(gè)插槽寬度)		65.8 x 130.0 x 160.3 mm
(2 個(gè)插槽寬度)		65.8 x 130.0 x 160.3 mm
(2 個(gè)插槽寬度)
重量0.6 kg0.64 kg

注釋?zhuān)航ㄗh模塊應(yīng)定期更換，15秒、20秒和30秒測(cè)量持續(xù)運(yùn)行時(shí)應(yīng)分別每4.7年、6年和9.5年更換一次。

符合的標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目規(guī)格
(✓: 兼容)		后綴代碼
0: 標(biāo)準(zhǔn)9: EAC標(biāo)志
安全標(biāo)準(zhǔn)CSA C22.2 No. 61010-1-04✓
EN 61010-1:2010✓
EN 61010-2:2010✓
CU TR 004
✓
EMC標(biāo)準(zhǔn)CE標(biāo)志EN 55011: 2009 +A1:2010 Class A Group 1
EN 61000-6-2:2005
EN 61000-3-2:2006 +A1:2009 + A2:2009
EN 61000-3-3:2008		✓
RCMEN 55011:2009 +A1:2010 Class A Group 1✓
KC 標(biāo)志韓國(guó)電磁一致性標(biāo)準(zhǔn)✓
EAC 標(biāo)志CU TR 020
✓
激光安全性等級(jí)IEC 60825-1/2007, EN 60825-1 Class 1M✓✓
FDA (CDRH)21CFR Part 1040.10✓✓
用于危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn) FM
非易燃		Class I, Division 2, Groups A, B, C, D T4
FM 3600-2011
FM 3611-2004
FM 3810-2005		✓
ATEX
“n”型		II 3 G Ex nA ic [op is] II C T4 Gc X
EN 60079-0:2009, 2012
EN 60079-11:2012
EN 60079-15:2010
EN 60079-28:2007		✓
CSA
非易燃		Class I, Division 2, Groups A, B, C, D T4
C22.2 No. 0-10
CAN/CSA-C22.2 No. 0.4-04
C22.2 No. 213-M1987
TN-078		✓

注釋?zhuān)涸跉W盟法律規(guī)定下，制造商以及在EEA (歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū))授權(quán)的代理商如下：
制造商：橫河電機(jī)株式會(huì)社(日本東京都武藏野市中町2-9-32，郵編：180-8750)。在EEA授權(quán)的代理商：Yokogawa Europe B.V.  (Euroweg 2, 3825 HD Amersfoort, The Netherlands)。

模塊和模塊說(shuō)明列表

類(lèi)型型號(hào)功能防爆
FM NIATEXCSA
“n”型NI
DTSX200分布式溫度傳感器 DTSX200分布式溫度傳感器レレレ
電源模塊NFPW426電源模塊
(10～30 V DC輸入)		レレレ
NFPW441電源模塊
(100～120 V AC輸入)		レレレ
NFPW442電源模塊
(220～240 V AC輸入)		---
NFPW444電源模塊
(21.6～31.2 V DC輸入)		レレレ
DTSX200的基座模塊DTSBM10DTSX200的基座模塊レレレ
光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊DTOS2光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊(2通道)レレレ
DTOS4光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊(4通道)レレレ
DTOS16光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊(16通道)レレレ
CPU模塊NFCP050CPU模塊レレ レ
機(jī)架安裝包DTRK10用于光纖的機(jī)架安裝N.A.N.A.N.A.
用于DTSX的光纖DTFB10用于DTSX的光纖N.A.N.A.N.A.

レ: 符合
-: 尚不符合
N.A.: 不適用有關(guān)電源模塊和CPU模塊的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱GS 34P02Q13-01E和GS 34P02Q12-01E。

DTSX200模塊基座(必選)

DTSX200的基本模塊用于安裝各種功能模塊，包括DTSX200分布式溫度傳感器、電源模塊、光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊和CPU I/O模塊。

光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊(必選)

通過(guò)安裝光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊(2/4/16通道型號(hào))，可以使用一套DTSX3000系統(tǒng)監(jiān)測(cè)多條光纖。

  • DTOS2：2通道光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊

  • DTOS4：4通道光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊

  • DTOS16：16通道光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊

電源模塊(必選)

  • NFPW426：10～30 VDC

  • NFPW441：100～120 VAC

  • NFPW442：220～240 VAC

  • NFPW444：21.6～31.2 VDC

CPU I/O模塊(可選)

安裝CPU I/O模塊可在DTSX200上實(shí)現(xiàn)額外的控制功能。

  • NFCP050：12個(gè)AI、2個(gè)AO、16個(gè)DI、8個(gè)DO、2個(gè)PI、1個(gè)AI，用于電池監(jiān)測(cè)

DTSX200

 說(shuō)明
型號(hào)DTSX200DTSX200分布式溫度傳感器
后綴代碼 -N標(biāo)準(zhǔn)型
0標(biāo)準(zhǔn)型
9EAC 標(biāo)志
EE2000/APC
N基本類(lèi)型
G符合ISA標(biāo)準(zhǔn)G3選項(xiàng)

DTSX200模塊基座

  說(shuō)明
型號(hào)DTSBM10DTSX200的基座模塊
后綴代碼-N標(biāo)準(zhǔn)型
0標(biāo)準(zhǔn)型
9EAC 標(biāo)志
N基本類(lèi)型
G符合ISA標(biāo)準(zhǔn)G3選項(xiàng)

光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊

  說(shuō)明
型號(hào)DTOS22通道光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊
DTOS44通道光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊
DTOS1616通道光學(xué)開(kāi)關(guān)模塊
后綴代碼-N標(biāo)準(zhǔn)型
0標(biāo)準(zhǔn)型
9EAC 標(biāo)志
EE2000/APC
N基本類(lèi)型
G符合ISA標(biāo)準(zhǔn)G3選項(xiàng)

電源模塊

型號(hào)參考(輸入電壓范圍)
NFPW42610～30 VDC
NFPW441100～120 VAC
NFPW442220～240 VAC
NFPW44421.6～31.2 VDC
 


隨著全球能源需求不斷增加，重油、油砂和頁(yè)巖氣等非常規(guī)資源的開(kāi)發(fā)也在不斷發(fā)展。DTSX200可以測(cè)量長(zhǎng)達(dá)幾公里的光纖的溫度分布，用于提取非常規(guī)資源。DTSX200通過(guò)不同的注射動(dòng)力學(xué)提供實(shí)時(shí)連續(xù)溫度測(cè)量，從而盡可能提高石油/天然氣的提取量。除了油井優(yōu)化之外，DTSX200還提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，幫助監(jiān)測(cè)和檢測(cè)井筒泄漏、水滲透和氣體穿透的情況。DTSX200還在光纖溫度測(cè)量的基礎(chǔ)上還提供控制功能(測(cè)量流量、壓力、溫度、閥門(mén)位置等)。更重要的是，與傳統(tǒng)的井筒監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，DTSX200更耐用、更經(jīng)濟(jì)、更精確。

特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)
超低功耗：10W適用于遠(yuǎn)程區(qū)域的太陽(yáng)能應(yīng)用
運(yùn)行溫度范圍：-40～65°C適用于惡劣環(huán)境，無(wú)需冷卻或加熱
光纖電纜傳感器提供完整且連續(xù)的井下剖面
通過(guò)NFCP050模塊實(shí)現(xiàn)控制功能監(jiān)控和控制外部設(shè)備，如流量、壓力、閥門(mén)位置、溫度等。
多種通信協(xié)議連接到現(xiàn)有的DCS、PLC、DAQ和無(wú)線接口
6 km光纖 = 6,000點(diǎn)!與傳統(tǒng)傳感器技術(shù)相比，測(cè)量溫度的方法更經(jīng)濟(jì)。
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橫河電機(jī)DTSX200可以保護(hù)現(xiàn)有電力線/電纜的基礎(chǔ)設(shè)施，并通過(guò)監(jiān)測(cè)輸配電線路的熱動(dòng)態(tài)來(lái)降低成本。通過(guò)測(cè)量電力線的溫度，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)避免電力電纜損壞并通過(guò)維持光功率電流來(lái)延長(zhǎng)電纜壽命，從而盡可能提高電力電流的可用容量。更重要的是，操作員可以識(shí)別整個(gè)電網(wǎng)的發(fā)熱點(diǎn)、火災(zāi)突發(fā)和火災(zāi)位置。DTSX200減少了電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中斷的可能性，簡(jiǎn)化了預(yù)防性維護(hù)流程。DTSX200具有抗電磁干擾能力，因此是高壓、高干擾環(huán)境的理想選擇。DTSX200可用于以下環(huán)境：

特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)
不受電磁干擾影響光纖與電磁電流隔離
實(shí)時(shí)溫度測(cè)量和監(jiān)測(cè)測(cè)量和監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)電網(wǎng)/電纜溫度
測(cè)量和監(jiān)測(cè)多個(gè)電源電路/電纜最多可連接16個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)通道
報(bào)告和數(shù)據(jù)分析使用HTTP、SFTP或Web瀏覽器訪問(wèn)歷史數(shù)據(jù)
多種通信協(xié)議連接到現(xiàn)有的DCS、PLC、DAQ和無(wú)線接口
6 km光纖 = 6,000點(diǎn)!與傳統(tǒng)傳感器技術(shù)相比，測(cè)量溫度的方法更經(jīng)濟(jì)。


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橫河電機(jī)DTSX200通過(guò)使用光纖解決方案進(jìn)行出色的管線泄漏檢測(cè)。該解決方案可提供整個(gè)管線上完整的溫度分布曲線。當(dāng)管線沿線的任何位置發(fā)生泄漏時(shí)，特定位置的局部溫度會(huì)發(fā)生變化。由于光纖電纜靠近管線，具有足夠的熱接觸，因此可提供準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)。通過(guò)將掃描獲取的每個(gè)新溫度曲線與正常條件下獲取的參比曲線進(jìn)行對(duì)比，可以檢測(cè)出溫度異常。這表示可能導(dǎo)致管線故障或外部擠壓，從而導(dǎo)致中斷或?qū)嶋H中斷。DTSX200可用于以下應(yīng)用：

  • 天然氣管道：氨、天然氣、二氧化碳

  • 液體管道：原油、加熱油、汽油、PNG、LNG、鹽水、蒸汽

泄漏引起的溫度變化可能是由于局部冷卻或加熱造成的。對(duì)于在運(yùn)輸原油和其他類(lèi)似產(chǎn)品的管道中發(fā)生的泄漏，預(yù)計(jì)泄漏會(huì)導(dǎo)致局部變暖，因?yàn)橥ǔ?huì)在溫暖的溫度下運(yùn)輸原油，以降低其粘度。

由于焦耳湯姆生效應(yīng)，在壓力下快速膨脹的氣體會(huì)降低周?chē)鷾囟�。因此，�?dāng)加壓氣體管道或運(yùn)輸LNG或其他低溫產(chǎn)品的管道發(fā)生泄漏時(shí)，會(huì)觀察到局部冷卻效應(yīng)。

特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)
1米特殊分辨率確定泄漏/故障的準(zhǔn)確位置
溫度分辨率高達(dá)0.1°C可以在發(fā)生泄漏的1分鐘內(nèi)進(jìn)行泄漏檢測(cè)*
光纖電纜傳感器可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、連續(xù)檢測(cè)天然氣、石油和燃油管道泄漏
報(bào)告和數(shù)據(jù)分析使用HTTP、SFTP或Web瀏覽器訪問(wèn)歷史數(shù)據(jù)
多種通信協(xié)議連接到現(xiàn)有的DCS、PLC、DAQ和無(wú)線接口
6 km光纖 = 6,000點(diǎn)!與傳統(tǒng)傳感器技術(shù)相比，測(cè)量溫度的方法更經(jīng)濟(jì)。

* 假設(shè)使用恰當(dāng)?shù)膾呙杷俾屎蛿?shù)據(jù)刷新間隔。


對(duì)關(guān)鍵過(guò)程和環(huán)境進(jìn)行早期火災(zāi)檢測(cè)是任何安全系統(tǒng)的重要內(nèi)容。熊熊烈火會(huì)對(duì)重要資產(chǎn)、產(chǎn)品乃至最寶貴的人類(lèi)生命造成毀滅性的后果。此外，火災(zāi)造成的停車(chē)成本會(huì)導(dǎo)致機(jī)會(huì)損失和昂貴的維修費(fèi)用。離散傳感器技術(shù)經(jīng)常因周?chē)h(huán)境條件(如灰塵、濕氣、熱量和腐蝕)而失效。另外，由于需要經(jīng)常維修，傳統(tǒng)傳感器技術(shù)的維護(hù)成本很高。橫河電機(jī)的DTSX200用于在最極端條件下檢測(cè)關(guān)鍵資產(chǎn)中是否發(fā)生火災(zāi)，并提供出色的可靠性和性能，節(jié)約成本。

橫河電機(jī)的DTSX200可用于以下火災(zāi)檢測(cè)應(yīng)用：

  • 傳送帶運(yùn)送重要物品

  • 油罐區(qū)

  • 電纜橋架

  • 地下隧道

  • 管線(地下、地上)

  • 核設(shè)施

  • 采礦、煉油

特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)
1米特殊分辨率確定火災(zāi)的準(zhǔn)確位置
溫度分辨率高達(dá)0.1°C可以在發(fā)生火災(zāi)的10秒內(nèi)進(jìn)行火災(zāi)檢測(cè) *
光纖電纜傳感器與離散傳感器或紅外攝像機(jī)不同，光纖電纜可以消除“盲點(diǎn)”
涂層光纖電纜免受灰塵、濕氣、腐蝕和污垢的影響
報(bào)告和數(shù)據(jù)分析使用HTTP、SFTP或Web瀏覽器訪問(wèn)歷史數(shù)據(jù)
多種通信協(xié)議連接到現(xiàn)有的DCS、PLC、DAQ和無(wú)線接口
6 km光纖 = 6,000點(diǎn)!與傳統(tǒng)傳感器技術(shù)相比，測(cè)量溫度的方法更經(jīng)濟(jì)。

* 假設(shè)使用恰當(dāng)?shù)膾呙杷俾屎蛿?shù)據(jù)刷新間隔。







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