DTSX3000是一套測量範圍更廣的集成光纖傳感系統，可安裝在製程控制平台上。它主要用於溫度傳感，儀表本身的硬件平台小巧緊湊，但可進行溫度測量的距離卻長達50 km。由於其功耗較低，DTSX3000可以安裝在太陽能電站的遠程區域。橫河電機的DTSX3000可以安裝在橫河電機的PLC和SCADA平台上，因此，它是一套同時具備控制能力的分布式溫度傳感系統。
橫河電機在性能、距離、價格及智能性方面為分布式溫度傳感系統設定了一套新標準，可降低運行成本，提高產量。DTSX3000的模組化設計可對至多16個光纖通道、控制I/O模組和各種電源選項進行互換配定。
DTS的應用有哪些？
- 傳送帶火災探測
- 風管火災探測
- 電源電纜製熱監測
- 母線製熱監測
- 管道泄漏檢測
- 爐安全監測和CBM
- 提高VSD效率
詳情請參閱 “資源”.
什麼是分布式溫度傳感系統？
分布式溫度傳感系統(DTS)利用光纖本身作為傳感元件，測量光纖電纜長度範圍內的溫度分布。與傳統的電氣溫度測量(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可以提供長距離範圍內數千個準確的溫度測量數據。與傳統的電氣溫度測量相比，分布式溫度傳感系統是一種低成本的測量方法，測量的溫度值準確且分辨率高。
分布式溫度傳感系統的工作原理？
橫河電機的DTSX3000利用拉曼散射原理，可以測量光纖長度距離內的溫度。發射到光纖中的光脈衝(激光脈衝)在光纖中傳播時，會受到光纖玻璃分子影響發生散射，並與晶格振動交換能量。隨著光脈衝在光纖電纜中散射，會產生波長較長的斯托克斯信號(STOKES SIGNAL)和波長較短的反斯托克斯信號(ANTI-STOKES SIGNAL)，這兩種信號均由光源所發射光的偏移形成。這兩種信號的強度比取決於發生拉曼散射位定的溫度。因此，通製測量斯托克斯和反斯托克斯信號的強度，可以確定該溫度。此外，散射光的一部分(即反向散射光)會被導回至光源處。因此，通製測量反向散射光返回光源所需要的時間，可以確定溫度讀數的位定。
什麼是拉曼散射原理？
所有光都會和物體發生相互作用。例如，想象一下，在一個無外部光源的黑暗車庫中，有一輛亮紅色的跑車。毋庸定疑，您看不到跑車，更看不到它的顏色。但是，如果打開車庫內的燈，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。
將光脈衝(激光脈衝)射向分子時，該現象同樣適用。此時所說的分子即光纖電纜中的光纖玻璃分子。當光源的光進入光纖電纜時，大多數光波長保持不變，原樣反射(反向散射)回去了。但是，有一小部分光發生了偏移/變化。光源發生的偏移/變化即稱為“拉曼散射”。由於拉曼散射受溫度影響，因此其強度取決於溫度。分布式溫度傳感系統可以捕捉光脈衝傳播時的偏移/變化，並測量兩個信號(斯托克斯和反斯托克斯)的強度。
使用DTS的優勢是什麼？
- 成本。當應用需要成千上百個傳感器進行測量時，各傳感器與數據採集站之間的接線成本會非常高。而使用光纖電纜獲取準確的高分辨率溫度測量值非常經濟劃算。
- 測量距離長。使用傳統的電氣測量傳感器很難測量較遠距離的溫度。DTS光纖電纜可用於遠距離，還可以提供高分辨率的區域記錄以及該距離的準確溫度測量值。
- 可用於高電磁干擾環境。由於光的特性，DTS不受電磁干擾的影響。與傳統的電氣測量傳感器(熱電偶和RTD)不同，光纖中冇有電氣元件，因此不受電磁干擾影響。
- 無需考慮傳感器安裝位定。在實際應用中，不可能始終提前正確定位溫度傳感器的位定。由於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域纏繞多圈光纖，以確保準確的溫度測量。
Details
DTSX3000規格
| 項目 | 規格 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 距離範圍後綴代碼 | -S | -N | -M | -L | |||
| 分布式 溫度測量 | 距離 | 測量距離範圍 | 6km, 10km | 6km, 10km, 16km | 6km, 10km, 16km, 20km, 30km | 6km, 10km, 16km, 20km, 30km, 50km | |
| 採樣分辨率 | 0.5m, 1m, 2m | ||||||
| 空間分辨率 | 1 m或以下 | ||||||
| 溫度 | 測量溫度範圍 | -220 to +800°C | |||||
| 溫度分辨率 (10分鐘測量， 1 σ，不帶光學開關) | 距離範圍 | ||||||
| 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 | |||||
| 光學接頭 | E2000/APC | ||||||
| 接口 | 串口 (RS-232 C) | 3端口，非隔離，RJ45模組化插座 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(私有) | ||||||
| 網絡接口 | LAN | 1端口，10BASE-T或100BASE-TX， RJ45模組化插座，自動協調， 自動MDI，帶電源開關(ON/OFF) | |||||
| 顯示器 | LEDs: HRDY, RDY, LASER ON | ||||||
| 電源 | 功耗 | 運行模式 | 16 W | ||||
| 省電模式 | 2.1 W | ||||||
| 尺寸(寬×高×深) | 197.8×132.0×162.2 mm (6個插槽寬度) | ||||||
| 重量 | 2.5 kg | ||||||
規格
| 項目 | 規格 | |||
|---|---|---|---|---|
| 型號 | DTOS2 | DTOS4 | DTOS16 | |
| 插損 | 0.8 db (標準) 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 | ||
| 光學接頭 | E2000/APC | |||
| 光學通道 | 2通道 | 4通道 | 16通道 | |
| 接口 | 控制 | 由DTSX3000控制 | ||
| 顯示器 | LED：HRDY、RDY、報警、活動通道 | |||
| 電源 | 功耗 | 運行模式 4 W | ||
| 尺寸(寬×高×深) | 71.65×130.0×160.3 mm (2個插槽寬度) | |||
| 重量 | 0.63 kg | 0.65 kg | 0.75 kg | |
注釋：建議模組應定期更換，15秒、20秒和30秒測量持續運行時應分别每4.7年、6年和9.5年更換一次。
合規性和符合的標準
| 項目 | 規格 | |
|---|---|---|
| 安全標準 | CSA C22.2 No. 61010-1-04 EN 61010-1:2010 EN 61010-2:2010 | |
| EMC標準 | CE標誌 | 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標誌 | 韓國電磁一致性標準 | |
| 激光安全性 | 等級 | IEC 60825-1/2007. EN60825-1 Class1M |
| FDA (CDRH) | 21CFR Part 1040.10 | |
| 用於危險區域 設備的標準 | 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：在歐盟法律規定下，制造商以及在EEA (歐洲經濟區)授權的代理商如下：
制造商：橫河電機株式會社(日本東京都武藏野市中町2-9-32，郵編：180-8750)。在EEA授權的代理商：Yokogawa Europe B.V. (Euroweg 2, 3825 HD Amersfoort, The Netherlands)。
DTSX3000模組基座(必選)
DTSX3000的基座模組用於安裝各種功能模組，包括DTSX3000分布式溫度傳感器、電源模組、光學開關模組和CPU I/O模組。
光學開關模組(必選)
通製安裝光學開關模組(2/4/16通道型號)，可以使用一套DTSX3000系統監測多條光纖。
- DTOS2：2通道光學開關模組
- DTOS4：4通道光學開關模組
- DTOS16：16通道光學開關模組
電源模組(必選)
- NFPW426：10～30 V DC
- NFPW441：100～120 V AC
- NFPW442：220～240 V AC
- NFPW444：21.6～31.2 V DC
CPU I/O模組(可選)
安裝CPU I/O模組可在DTSX3000上實現額外的控制功能
- NFCP050：12個AI、2個AO、16個DI、8個DO、2個PI、1個AI，用於電池監測
DTSX3000
型號和後綴代碼
| 說明 | ||
|---|---|---|
| 型號 | DTSX3000 | 分布式溫度傳感器 |
| 後綴代碼 | -S | 10km 範圍 |
| -N | 16km 範圍 | |
| -M | 30km 範圍 | |
| -L | 50km 範圍 | |
| 0 | 標準型 | |
| 5 | 非防爆型 | |
| E | 防爆型 | |
| E | E2000/APC | |
| N | 基本型 | |
| G | 符合ISA標準G3選項 |
DTSX3000模組基座(與DTSX200模組基座相同)
型號和後綴代碼
| 說明 | ||
|---|---|---|
| 型號 | DTSBM10 | DTSX200基座模組 |
| 後綴代碼 | -N | 標準型 |
| 0 | 標準型 | |
| 9 | EAC標誌 | |
| N | 基本型 | |
| G | 符合ISA標準G3選項 |
光學開關模組
型號和後綴代碼
| 說明 | ||
|---|---|---|
| 型號 | DTOS2L | 2通道光學開關模組 |
| DTOS4L | 4通道光學開關模組 | |
| DTOS16L | 16通道光學開關模組 | |
| 後綴 代碼 | -N | 標準型 |
| 5 | 非防爆型 | |
| E | 防爆型 | |
| E | E2000/APC | |
| N | 基本型 | |
| G | 符合ISA標準G3選項 |
電源模組
| 型號 | 參考(輸入電壓範圍) |
|---|---|
| NFPW426 | 10 to 30 VDC |
| NFPW441 | 100 to 120 VAC |
| NFPW442 | 220 to 240 VAC |
| NFPW444 | 21.6 to 31.2 VDC |
隨著各地區能源需求不斷增加，重油、油砂和頁岩氣等非常規資源的開發也在不斷發展。DTSX3000可以測量長達幾公裡的光纖的溫度分布，用於提取非常規資源。DTSX3000通製不同的注射動力學提供實時連續溫度測量，從而提高石油/天然氣的提取量。除了油井優化之外，DTSX3000還提供關鍵數據，幫助監測和檢測井筒泄漏、水滲透和氣體穿透的情況。DTSX3000在光纖溫度測量的基礎上還提供控制功能(測量流量、壓力、溫度、閥門位定等)。更重要的是，與傳統的井筒監測技術相比，DTSX3000更耐用、更經濟、更準確。
| 特點 | 優勢 |
|---|---|
| 超低功耗：10 W | 適用於遠程區域的太陽能應用 |
| 運行溫度範圍：-40～65°C | 適用於惡劣環境，無需冷卻或加熱 |
| 光纖電纜傳感器 | 提供完整且連續的井下剖面 |
| 通製NFCP050模組實現控制功能 | 監測和控制外部設備，如流量、壓力、閥門位定、溫度等。 |
| 多種通信協議 | 連接到現有的DCS、PLC、DAQ和無線接口 |
| 6 km光纖 = 6,000點! | 與傳統傳感器技術相比，測量溫度的方法更經濟。 |
橫河電機DTSX3000可以保護現有電力線/電纜的基礎設施，並通製監測輸配電線路的熱動態來降低成本。通製測量電力線的溫度，電網運營商可以通製避免電力電纜損壞並通製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，操作員可以識别整個電網的發熱點、火災突發和火災位定。DTSX3000減少了電網網絡中斷的可能性，簡化了預防性維護流程。DTSX3000具有抗電磁干擾能力，因此是高壓、高干擾環境的理想選擇。DTSX3000可用於以下環境：
- 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 | 優勢 |
|---|---|
| 不受電磁干擾影響 | 光纖與電磁電流隔離 |
| 實時溫度測量和監測 | 測量和監測實時電網/電纜溫度 |
| 測量和監測多個電源電路/電纜 | 至多可連接16個光學開關通道 |
| 報告和數據分析 | 使用HTTP、SFTP或Web瀏覽器訪問曆史數據 |
| 多種通信協議 | 連接到現有的DCS、PLC、DAQ和無線接口 |
| 6 km光纖 = 6,000點! | 與傳統傳感器技術相比，測量溫度的方法更經濟。 |
橫河電機DTSX3000通製使用光纖解決方案進行管線泄漏檢測。該解決方案可提供整個管線上完整的溫度分布曲線。當管線沿線的任何位定發生泄漏時，特定位定的局部溫度會發生變化。由於光纖電纜靠近管線，具有足夠的熱接觸，因此可提供準確的溫度讀數。通製將掃描獲取的每個新溫度曲線與正常條件下獲取的參比曲線進行對比，可以檢測出溫度異常。這表示可能導致管線故障或外部擠壓，從而導致中斷或實際中斷。DTSX3000可用於以下應用：
- 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於局部冷卻或加熱造成的。對於在運輸原油和其他類似產品的管道中發生的泄漏，預計泄漏會導致局部變暖，因為通常會在溫暖的溫度下運輸原油，以降低其粘度。
由於焦耳湯姆生效應，在壓力下快速膨脹的氣體會降低周圍溫度。因此，當加壓氣體管道或運輸LNG或其他低溫產品的管道發生泄漏時，會觀察到局部冷卻效應。
| 特點 | 優勢 |
|---|---|
| 1米特殊分辨率 | 確定泄漏/故障的準確位定 |
| 溫度分辨率高達0.1°C | 可以在發生泄漏的1分鐘內進行泄漏檢測* |
| 光纖電纜傳感器 | 可實時、準確、連續檢測天然氣、石油和燃油管道泄漏 |
| 報告和數據分析 | 使用HTTP、SFTP或Web瀏覽器訪問曆史數據 |
| 多種通信協議 | 連接到現有的DCS、PLC、DAQ和無線接口 |
| 6 km光纖 = 6,000點! | 與傳統傳感器技術相比，測量溫度的方法更經濟。 |
* 假設使用恰當的掃描速率和數據刷新間隔。
對關鍵製程和環境進行早期火災檢測是任何安全系統的重要內容。熊熊烈火會對重要資產、產品乃至寶貴的人類生命造成毀滅性的後果。此外，火災造成的停車成本會導致機會損失和昂貴的維修費用。離散傳感器技術經常因周圍環境條件(如灰塵、濕氣、熱量和腐蝕)而失效。另外，由於需要經常維修，傳統傳感器技術的維護成本很高。橫河電機的DTSX3000用於在極端條件下檢測關鍵資產中是否發生火災，並提供出眾的可靠性和性能，節約成本。
橫河電機的DTSX3000可用於以下火災檢測應用：
- 傳送帶運送重要物品
- 油罐區
- 電纜橋架
- 地下隧道
- 管線(地下、地上)
- 核設施
- 採礦、煉油
| 特點 | 優勢 |
|---|---|
| 1米特殊分辨 | 確定火災的準確位定 |
| 溫度分辨率高達0.1°C | 可以在發生火災的10秒內進行火災檢測* |
| 光纖電纜傳感器 | 與離散傳感器或紅外攝像機不同，光纖電纜可以消除“盲點” |
| 塗層光纖電纜 | 免受灰塵、濕氣、腐蝕和污垢的影響 |
| 報告和數據分析 | 使用HTTP、SFTP或Web瀏覽器訪問曆史數據 |
| 多種通信協議 | 連接到現有的DCS、PLC、DAQ和無線接口 |
| 6 km光纖 = 6,000點! | 與傳統傳感器技術相比，測量溫度的方法更經濟。 |
* 假設使用恰當的掃描速率和數據刷新間隔。
DTAP3000控制可視化軟件
DTSX3000控制可視化軟件(DTAP3000)用於控制DTSX3000並在PC上顯示DTS數據。此外，該軟件還可以顯示測量數據圖並生成LAS格式。通製DTAP3000，用戶可以從以太網網絡上的任何位定執行控制、監測和分析。
DTAP3000D數據轉換軟件
通製數據轉換軟件選項(DTAP3000D)，DTSX3000能夠以WITSML格式生成數據文件。當使用DTAP3000D將DTSX3000配定進行WITSML轉換時，DTSX3000將生成WITSML格式的數據文件。
參考
What if you could detect signs of abnormalities in bus ducts (bus bars) quickly during maintenance and inspection work and respond to them at just the right time? Yokogawa DTSX monitoring solution constantly monitors connections that tend to deteriorate over time and contributes by pinpointing abnormality locations and reducing workload of maintenance personnel, helping to ensure stability in plant operations.
Temperature Monitoring Solution for
Quick Detection of Fires in Fume Ducts
With industrial and economic development comes increasingly large and advanced power plants and factories. Nevertheless, we find many cases where the original cables, cable tunnels, and other components of the power infrastructure have languished under continuous operation.
Recently, several ARC Advisory Group analysts and management team members had a chance to sit down with the new Yokogawa President and COO, Mr. Takashi Nishijima, and several other top Yokogawa executives to discuss the company's burgeoning presence in the worldwide upstream and midstream oil & gas industry.
下載
產品型錄
- Distributed Temperature Sensor DTSX3000/DTSX200 (2.1 MB)
- DTSX, STARDOM and FAST/TOOLS Solution (997 KB)
- Temperature Sensing Solutions (596 KB)
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