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更新時(shí)間：2025-11-09簡要描述：DTSX3000是一套測量范圍更廣的集成光纖傳感系統(tǒng)，可安裝在過程控制平臺(tái)上。它主要用于溫度傳感，儀表本身的硬件平臺(tái)小巧緊湊，但可進(jìn)行溫度測量的距離卻長達(dá)50 km。由于其功耗較低，DTSX3000可以安裝在太陽能電站的遠(yuǎn)程區(qū)域。橫河電機(jī)的DTSX3000可以安裝在橫河電機(jī)的PLC和SCADA平臺(tái)上，因此，它是一套同時(shí)具備控制能力的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，測量光纖電纜長度范圍內(nèi)的溫度分布。與傳統(tǒng)的電氣溫度測量(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)可以提供長距離范圍內(nèi)數(shù)千個(gè)準(zhǔn)確的溫度測量數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的電氣溫度測量相比，分布式溫度傳感系統(tǒng)是一種低成本的測量方法，測量的溫度值準(zhǔn)確且分辨率高。
橫河電機(jī)的DTSX3000利用拉曼散射原理，可以測量光纖長度距離內(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)生波長較長的斯托克斯信號(hào)(STOKES SIGNAL)和波長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，通過測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，通過測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。
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)無外部光源的黑暗車庫中，有一輛亮紅色的跑車。毋庸置疑，您看不到跑車，更看不到它的顏色。但是，如果打開車庫內(nèi)的燈，便可以立即看到光源反射車的亮紅色。紅色跑車反射光源的光，但只反射“紅色"光譜，因此，可以看到跑車，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/變化即稱為“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，并測量兩個(gè)信號(hào)(斯托克斯和反斯托克斯)的強(qiáng)度。
成本。當(dāng)應(yīng)用需要成千上百個(gè)傳感器進(jìn)行測量時(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準(zhǔn)確的高分辨率溫度測量值非常經(jīng)濟(jì)劃算。
測量距離長。使用傳統(tǒng)的電氣測量傳感器很難測量較遠(yuǎn)距離的溫度。DTS光纖電纜可用于遠(yuǎn)距離，還可以提供高分辨率的區(qū)域記錄以及該距離的準(zhǔn)確溫度測量值。
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)的電氣測量傳感器(熱電偶和RTD)不同，光纖中沒有電氣元件，因此不受電磁干擾影響。
無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在較長距離的測量中不受空間限制，工程師可以在同一區(qū)域纏繞多圈光纖，以確保準(zhǔn)確的溫度測量。
| 項(xiàng)目 | 規(guī)格 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 距離范圍后綴代碼 | -S | -N | -M | -L | |||
| 分布式 溫度測量 | 距離 | 測量距離范圍 | 6km, 10km | 6km, 10km, 16km | 6km, 10km, 16km, 20km, 30km | 6km, 10km, 16km, 20km, 30km, 50km | |
| 采樣分辨率 | 0.5m, 1m, 2m | ||||||
| 空間分辨率 | 1 m或以下 | ||||||
| 溫度 | 測量溫度范圍 | -220 to +800°C | |||||
| 溫度分辨率 (10分鐘測量， 1 σ，不帶光學(xué)開關(guān)) | 距離范圍 | ||||||
| 10 km | 16 km | 30 km | 50 km | ||||
| 至大值 | 0.03°C | 0.06°C | 0.2°C | 2.6°C | |||
| 典型值 | 0.02°C | 0.03°C | 0.1°C | 1.6°C | |||
| 傳感器光纖 | 光纖 | 50/125 μm GI 閉端，要求無反射 | |||||
| 光學(xué)接頭 | E2000/APC | ||||||
| 接口 | 串口 (RS-232 C) | 3端口，非隔離，RJ45模塊化插座 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 kbps | ||||||
| SERIAL 3 | 功能：維護(hù)(私有) | ||||||
| 網(wǎng)絡(luò)接口 | LAN | 1端口，10BASE-T或100BASE-TX， RJ45模塊化插座，自動(dòng)協(xié)調(diào)， 自動(dòng)MDI，帶電源開關(guān)(ON/OFF) | |||||
| 顯示器 | LEDs: HRDY, RDY, LASER ON | ||||||
| 電源 | 功耗 | 運(yùn)行模式 | 16 W | ||||
| 省電模式 | 2.1 W | ||||||
| 尺寸(寬×高×深) | 197.8×132.0×162.2 mm (6個(gè)插槽寬度) | ||||||
| 重量 | 2.5 kg | ||||||
| 項(xiàng)目 | 規(guī)格 | |||
|---|---|---|---|---|
| 型號(hào) | DTOS2 | DTOS4 | DTOS16 | |
| 插損 | 0.8 db (標(biāo)準(zhǔn)) 1.4 dB (至大) | |||
| 分布式溫度測量 | 測量類型 | 單端、雙端 | ||
| 傳感器光纖 | 光纖 | 50/125 μm GI closed end, non-reflection required | ||
| 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 | 運(yùn)行模式 4 W | ||
| 尺寸(寬×高×深) | 71.65×130.0×160.3 mm (2個(gè)插槽寬度) | |||
| 重量 | 0.63 kg | 0.65 kg | 0.75 kg | |
注釋：建議模塊應(yīng)定期更換，15秒、20秒和30秒測量持續(xù)運(yùn)行時(shí)應(yīng)分別每4.7年、6年和9.5年更換一次。
| 項(xiàng)目 | 規(guī)格 | |
|---|---|---|
| 安全標(biāo)準(zhǔn) | CSA C22.2 No. 61010-1-04 EN 61010-1:2010 EN 61010-2:2010 | |
| 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 |
| RCM | EN 55011:2009 +A1 :2010 Class A Group 1 | |
| KC標(biāo)志 | 韓國電磁一致性標(biāo)準(zhǔn) | |
| 激光安全性 | 等級(jí) | IEC 60825-1/2007. EN60825-1 Class1M |
| 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 3G 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：在歐盟法律規(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)。
DTSX3000的基座模塊用于安裝各種功能模塊，包括DTSX3000分布式溫度傳感器、電源模塊、光學(xué)開關(guān)模塊和CPU I/O模塊。
通過安裝光學(xué)開關(guān)模塊(2/4/16通道型號(hào))，可以使用一套DTSX3000系統(tǒng)監(jiān)測多條光纖。
DTOS2：2通道光學(xué)開關(guān)模塊
DTOS4：4通道光學(xué)開關(guān)模塊
DTOS16：16通道光學(xué)開關(guān)模塊
NFPW426：10～30 V DC
NFPW441：100～120 V AC
NFPW442：220～240 V AC
NFPW444：21.6～31.2 V DC
安裝CPU I/O模塊可在DTSX3000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
| 說明 | ||
|---|---|---|
| 型號(hào) | DTSX3000 | 分布式溫度傳感器 |
| 后綴代碼 | -S | 10km 范圍 |
| -N | 16km 范圍 | |
| -M | 30km 范圍 | |
| -L | 50km 范圍 | |
| 0 | 標(biāo)準(zhǔn)型 | |
| 5 | 非防爆型 | |
| E | 防爆型 | |
| E | E2000/APC | |
| N | 基本型 | |
| G | 符合ISA標(biāo)準(zhǔn)G3選項(xiàng) |
| 說明 | ||
|---|---|---|
| 型號(hào) | DTSBM10 | DTSX200基座模塊 |
| 后綴代碼 | -N | 標(biāo)準(zhǔn)型 |
| 0 | 標(biāo)準(zhǔn)型 | |
| 9 | EAC標(biāo)志 | |
| N | 基本型 | |
| G | 符合ISA標(biāo)準(zhǔn)G3選項(xiàng) |
| 說明 | ||
|---|---|---|
| 型號(hào) | DTOS2L | 2通道光學(xué)開關(guān)模塊 |
| DTOS4L | 4通道光學(xué)開關(guān)模塊 | |
| DTOS16L | 16通道光學(xué)開關(guān)模塊 | |
| 后綴 代碼 | -N | 標(biāo)準(zhǔn)型 |
| 5 | 非防爆型 | |
| E | 防爆型 | |
| E | E2000/APC | |
| N | 基本型 | |
| G | 符合ISA標(biāo)準(zhǔn)G3選項(xiàng) |
| 型號(hào) | 參考(輸入電壓范圍) |
|---|---|
| NFPW426 | 10 to 30 VDC |
| NFPW441 | 100 to 120 VAC |
| NFPW442 | 220 to 240 VAC |
| NFPW444 | 21.6 to 31.2 VDC |
隨著各地區(qū)能源需求不斷增加，重油、油砂和頁巖氣等非常規(guī)資源的開發(fā)也在不斷發(fā)展。DTSX3000可以測量長達(dá)幾公里的光纖的溫度分布，用于提取非常規(guī)資源。DTSX3000通過不同的注射動(dòng)力學(xué)提供實(shí)時(shí)連續(xù)溫度測量，從而提高石油/天然氣的提取量。除了油井優(yōu)化之外，DTSX3000還提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，幫助監(jiān)測和檢測井筒泄漏、水滲透和氣體穿透的情況。DTSX3000在光纖溫度測量的基礎(chǔ)上還提供控制功能(測量流量、壓力、溫度、閥門位置等)。更重要的是，與傳統(tǒng)的井筒監(jiān)測技術(shù)相比，DTSX3000更耐用、更經(jīng)濟(jì)、更準(zhǔn)確。
| 特點(diǎn) | 優(yōu)勢 |
|---|---|
| 超低功耗：10 W | 適用于遠(yuǎn)程區(qū)域的太陽能應(yīng)用 |
| 運(yùn)行溫度范圍：-40～65°C | 適用于惡劣環(huán)境，無需冷卻或加熱 |
| 光纖電纜傳感器 | 提供完整且連續(xù)的井下剖面 |
| 通過NFCP050模塊實(shí)現(xiàn)控制功能 | 監(jiān)測和控制外部設(shè)備，如流量、壓力、閥門位置、溫度等。 |
| 多種通信協(xié)議 | 連接到現(xiàn)有的DCS、PLC、DAQ和無線接口 |
| 6 km光纖 = 6,000點(diǎn)! | 與傳統(tǒng)傳感器技術(shù)相比，測量溫度的方法更經(jīng)濟(jì)。 |
橫河電機(jī)DTSX3000可以保護(hù)現(xiàn)有電力線/電纜的基礎(chǔ)設(shè)施，并通過監(jiān)測輸配電線路的熱動(dòng)態(tài)來降低成本。通過測量電力線的溫度，電網(wǎng)運(yùn)營商可以通過避免電力電纜損壞并通過維持光功率電流來延長電纜壽命，從而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。DTSX3000減少了電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中斷的可能性，簡化了預(yù)防性維護(hù)流程。DTSX3000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。DTSX3000可用于以下環(huán)境：
地下電力電纜
海底電力電纜
架空電力線
配電所
變電站
| 特點(diǎn) | 優(yōu)勢 |
|---|---|
| 不受電磁干擾影響 | 光纖與電磁電流隔離 |
| 實(shí)時(shí)溫度測量和監(jiān)測 | 測量和監(jiān)測實(shí)時(shí)電網(wǎng)/電纜溫度 |
| 測量和監(jiān)測多個(gè)電源電路/電纜 | 至多可連接16個(gè)光學(xué)開關(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和無線接口 |
| 6 km光纖 = 6,000點(diǎn)! | 與傳統(tǒng)傳感器技術(shù)相比，測量溫度的方法更經(jīng)濟(jì)。 |
橫河電機(jī)DTSX3000通過使用光纖解決方案進(jìn)行管線泄漏檢測。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)行對比，可以檢測出溫度異常。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。DTSX3000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。對于在運(yùn)輸原油和其他類似產(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)降低周圍溫度。因此，當(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 |
|---|---|
| 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* |
| 光纖電纜傳感器 | 可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、連續(xù)檢測天然氣、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和無線接口 |
| 6 km光纖 = 6,000點(diǎn)! | 與傳統(tǒng)傳感器技術(shù)相比，測量溫度的方法更經(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。
對關(guān)鍵過程和環(huán)境進(jìn)行早期火災(zāi)檢測是任何安全系統(tǒng)的重要內(nèi)容。熊熊烈火會(huì)對重要資產(chǎn)、產(chǎn)品乃至寶貴的人類生命造成毀滅性的后果。此外，火災(zāi)造成的停車成本會(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)常因周圍環(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DTSX3000用于在條件下檢測關(guān)鍵資產(chǎn)中是否發(fā)生火災(zāi)，并提供出眾的可靠性和性能，節(jié)約成本。
橫河電機(jī)的DTSX3000可用于以下火災(zāi)檢測應(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 |
|---|---|
| 1米特殊分辨 | 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* |
| 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和無線接口 |
| 6 km光纖 = 6,000點(diǎn)! | 與傳統(tǒng)傳感器技術(shù)相比，測量溫度的方法更經(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。
DTSX3000控制可視化軟件(DTAP3000)用于控制DTSX3000并在PC上顯示DTS數(shù)據(jù)。此外，該軟件還可以顯示測量數(shù)據(jù)圖并生成LAS格式。通過DTAP3000，用戶可以從以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的任何位置執(zhí)行控制、監(jiān)測和分析。
通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件選項(xiàng)(DTAP3000D)，DTSX3000能夠以WITSML格式生成數(shù)據(jù)文件。當(dāng)使用DTAP3000D將DTSX3000配置進(jìn)行WITSML轉(zhuǎn)換時(shí)，DTSX3000將生成WITSML格式的數(shù)據(jù)文件。
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