什么是分布式温度传感系统？
分布式温度传感系统(DTS)利用光纤本身作为传感元件，测量光纤电缆长度范围内的温度分布。与传统的电气温度测量(热电偶和RTD)不同，光纤电缆本身即是温度传感器。分布式温度传感系统可以提供长距离范围内数千个精确的温度测量数据。与传统的电气温度测量相比，分布式温度传感系统是一种低成本的测量方法，测量的温度值精确且分辨率高。
分布式温度传感系统的工作原理？
横河电机的DTSX3000利用拉曼散射原理，可以测量光纤长度距离内的温度。发射到光纤中的光脉冲(激光脉冲)在光纤中传播时，会受到光纤玻璃分子影响发生散射，并与晶格振动交换能量。随着光脉冲在光纤电缆中散射，会产生波长较长的斯托克斯信号(STOKES SIGNAL)和波长较短的反斯托克斯信号(ANTI-STOKES SIGNAL)，这两种信号均由光源所发射光的偏移形成。这两种信号的强度比取决于发生拉曼散射位置的温度。因此，通过测量斯托克斯和反斯托克斯信号的强度，可以确定该温度。此外，散射光的一部分(即反向散射光)会被导回至光源处。因此，通过测量反向散射光返回光源所需要的时间，可以确定温度读数的位置。
什么是拉曼散射原理？
所有光都会和物体发生相互作用。例如，想象一下，在一个无外部光源的黑暗车库中，有一辆亮红色的跑车。毋庸置疑，您看不到跑车，更看不到它的颜色。但是，如果打开车库内的灯，便可以立即看到光源反射车的亮红色。红色跑车反射光源的光，但只反射“红色”光谱，因此，可以看到跑车，且是红色的。
将光脉冲(激光脉冲)射向分子时，该现象同样适用。此时所说的分子即光纤电缆中的光纤玻璃分子。当光源的光进入光纤电缆时，大多数光波长保持不变，原样反射(反向散射)回去了。但是，有一小部分光发生了偏移/变化。光源发生的偏移/变化即称“拉曼散射”。由于拉曼散射受温度影响，因此其强度取决于温度。分布式温度传感系统可以捕捉光脉冲传播时的偏移/变化，并测量两个信号(斯托克斯和反斯托克斯)的强度。
通过 DTSX 光纤分布式温度传感器实现远距离、宽范围温度监测
DTSX使用光纤传感器光缆，能够实时智能地监测纵向50公里以内的温度分布。这有助于在广阔的区域内实现设备的火灾探测，防火和预防性维护，到目前为止，热电偶，电阻温度探测器或辐射温度计一直很难做到这一点。DTSX支持HSE（健康，安全和环境）以及工厂和社会基础设施的维护，并帮助安全运行。
火灾事故和设备异常造成的不可估量的经济社会损失保持在低限度
当大规模火灾或设备故障导致生产线停止时，损坏不仅限于客户的资产或收入机会的损失，而且供应链也会受到影响。此时的经济和社会损失是无法估量的。DTSX可以精确识别异常热的位置，因为光纤传感器电缆沿着测量目标的长度安装。这样可以快速对安全做出初步响应，从而确保工厂和社会基础设施的运行得到维护，并保护客户的资产和社会信誉。
例如，以下应用程序是可能的。
设备维护：输送机辊轴异常监测
大型采矿厂长距离输送带上的辊筒故障引起的火灾是一个主要风险，因为它会导致意外停机。例如，在大型矿山中，即使关闭一小时，也会导致约50万美元的生产损失。DTSX光纤分布式温度传感系统实现了对所有输送机辊筒的持续远程监控，这是手动检测或点传感器所难以实现的。这样可以避免意外关机，并有助于确保稳定运行。
有关其他应用的详细信息，请参阅下表。
应用矩阵
| 类别 | 应用 | 行业 |
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车载
电池 | 采矿/
金属 | 铁/
钢铁 | 电力/
IPP | 纸浆/
纸 | 化学 | 石油/
天然气 | 陶瓷/
有色金属 | 铁路/
土木工程 | 食品/
饮料 | 电气电子/
机械 | 汽车 | 垃圾处理 | 物流 |
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火灾探测/
预防 | 架子 | X*1 |
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| X*2 |
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| 传送带 |
| X | X*3 | X*3,4 | X*4 |
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| X |
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| X |
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| 缆绳 | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X |
| 管道 | X*5 |
| X*6 |
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| X*7 | X*5 |
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隧道/
服务隧道 |
| X | X | X |
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| X |
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| 设备维修 | 总线 | X |
| X | X |
| X |
| X |
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| X | X |
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| 输送机滚筒 |
| X | X | X | X |
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| X |
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| X |
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高炉/
空气加热炉/
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| X | X |
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| X |
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| X |
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管道/
配管 |
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| X*8 |
| X*9 | X*8 |
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| 质量/ 提高生产力 | 干燥炉 /
热处理炉/
烘箱 | X*10 |
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| X*11 | X*12 | X*12 |
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| 核反应堆 |
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DTSX200分布式温度传感器
DTSX200作为标准型号，可灵活适应安装环境。利用从温度分布测量获得的数据，有助于监控工厂设施、维护和管理高温炉的完整性以及防止故障。
应用
传送带火灾探测/风管火灾探测/电源电缆过热监测/母线过热监测/管道泄漏检测/炉安全监测和CBM/高效VSD效率
系统配置示例
DTSX?1光纤热检测器
DTSX1解决了维护需求，可以避免高温热引起的事故，例如由于热量和设备异常导致的设备故障。本产品专注于火灾探测*1应用，并追求易于引入。由于光纤传感器电缆属于标准产品，因此，虽然看似微不足道，但是无需担心选择错误的设备。
系统配置示例
DTSX1规格
| 项目 | 规格 |
|---|
| 测量距离范围 | 2、4、6、8、10、16 km |
|---|
| 通道数 | 1、2、4 |
|---|
| 采样分辨率 | 以1米的间隔测量温度 |
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| 最短温度测量时间 | 5秒 |
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| 继电器输出 | 64个端口，最大35 V/1 A DC |
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| 继电器输入 | 4个端口，12～30 V/5 mA DC |
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| 电源电压 | 10～30 V DC |
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| 功耗 | 30 W (环境温度为23°C时通常为15 W) |
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| 外部尺寸 | 500 (宽)×500 (高)×250 (深)mm (注释) |
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| 重量 | 28 kg |
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DTSX3000 [长距离]分布式温度传感器
DTSX3000是一套测量范围更广的集成光纤传感系统，可安装在过程控制平台上。它主要用于温度传感，仪表本身的硬件平台小巧紧凑，但可进行温度测量的距离却长达50 km。由于其功耗较低，DTSX3000可以安装在太阳能电站的远程区域。横河电机的DTSX3000可以安装在横河电机的PLC和SCADA平台上，因此，它是一套同时具备控制能力的分布式温度传感系统。
横河电机在性能、距离、价格及智能性方面为分布式温度传感系统设定了一套新标准，可降低运行成本，提高产量。DTSX3000的模块化设计可对最多16个光纤通道、控制I/O模块和各种电源选项进行互换配置。
DTS的应用有哪些？
传送带火灾探测/风管火灾探测/电源电缆过热监测/母线过热监测/管道泄漏检测/炉安全监测和CBM/VSD效率
DTSX3000规格：
| 项目 | 规格 |
|---|
| 距离范围后缀代码 | -S | -N | -M | -L |
分布式
温度测量 | 距离 | 测量距离范围 | 6km,
10km | 6km,
10km,
16km | 6km, 10km,
16km,
20km,
30km | 6km, 10km,
16km,
20km,
30km,
50km |
| 采样分辨率 | 0.5m, 1m, 2m |
| 空间分辨率 | 1 m或以下 |
| 温度 | 测量温度范围 | -220 to +800°C |
温度分辨率
(10分钟测量，
1 σ，不带光学开关) | 距离范围 |
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| 10 km | 16 km | 30 km | 50 km |
| 最大值 | 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 |
| 传感器光纤 | 光纤 | 50/125 μm GI
闭端，要求无反射 |
| 光学接头 | E2000/APC |
| 接口 | 串口
(RS-232
C) |
| 3端口，非隔离，RJ45模块化插座
全双工，异步 |
| 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：维护(私有) |
| 网络接口 | LAN | 1端口，10BASE-T或100BASE-TX，
RJ45模块化插座，自动协调，
自动MDI，带电源开关(ON/OFF) |
| 显示器 | LEDs: HRDY, RDY, LASER ON |
| 电源 | 功耗 | 运行模式 | 16 W |
| 省电模式 | 2.1 W |
| 尺寸(宽×高×深) | 197.8×132.0×162.2 mm (6个插槽宽度) |
| 重量 | 2.5 kg |