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，測量光纖長度范圍內(nèi)的溫度分布。與傳統(tǒng)的電氣溫度測量(熱電偶和RTD)不同，光纖電纜本身就是溫度傳感器。分布式溫度傳感系統(tǒng)可以在長距離內(nèi)提供數(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，其測量的溫度值準(zhǔn)確且分辨率高。

光纖溫度傳感器DTSX簡介

由于技術(shù)和成本問題，在沒有空白區(qū)域的大型工廠中進(jìn)行溫度監(jiān)測是很困難的，而且很難符合公司的HSE政策。DTSX使用光纖本身作為傳感元件來測量光纖電纜長度范圍內(nèi)的溫度分布，非常適合長距離和廣域區(qū)域的溫度監(jiān)測。DTSX已越來越多地用于各種應(yīng)用，如火災(zāi)檢測、泄漏檢測和預(yù)防性維護(hù)。

使用DTS的優(yōu)勢是什么?

成本

當(dāng)應(yīng)用程序需要測量成百上千個(gè)傳感器時(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，而使用光纖電纜進(jìn)行準(zhǔn)確且高分辨率的溫度測量，具有更高的成本效益和好處。

測量距離長

使用傳統(tǒng)的電氣測量傳感器很難測量長距離的溫度。DTS光纖電纜可以遠(yuǎn)距離部署，而且還可以提供該區(qū)域的高分辨率剖面，以及該距離內(nèi)準(zhǔn)確的溫度測量值。

可用于高電磁干擾環(huán)境

DTS的光學(xué)特性使其不受電磁噪聲的影響。與傳統(tǒng)的電氣測量傳感器(熱電偶和RTD)不同，光纖內(nèi)沒有電氣元件，因此，它不受電磁噪聲的影響。

什么是DTSX200分布式溫度傳感器?

DTSX200作為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，可以靈活適應(yīng)安裝環(huán)境。利用從溫度分布測量中獲得的數(shù)據(jù)，有助于工廠設(shè)施的監(jiān)控，高溫爐完整性的維護(hù)和管理，以及故障的預(yù)防。

關(guān)于 OpreX

OpreX是橫河電機(jī)為其工業(yè)自動(dòng)化（IA）和控制業(yè)務(wù)推出的新綜合品牌，其代表了橫河電機(jī)相關(guān)技術(shù)和解決方案的出眾之處。它是由每個(gè)類別下的不同系列組成，本產(chǎn)品是OpreX現(xiàn)場儀表系列，屬于OpreX測量類別。

測量原理

測量方法

溫度傳感器的類型 DTSX200 分布式溫度傳感器

性能

電纜類型

測量原理

工作原理

橫河電機(jī)DTSX200利用拉曼散射原理測量光纖長度范圍內(nèi)的溫度和距離。發(fā)射到光纖中的光脈沖（激光脈沖）在沿光纖傳播時(shí)，會(huì)被玻璃纖維分子影響發(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。兩種信號(hào)的強(qiáng)度比取決于產(chǎn)生拉曼散射位置處的溫度。因此，可以通過測量斯托克斯和反斯托克斯信號(hào)的強(qiáng)度來確定該溫度。此外，被稱為反向散射的部分散射光被引導(dǎo)回光源。因此，可以通過測量反向散射光返回光源所花費(fèi)的時(shí)間來確定溫度讀數(shù)的位置。

拉曼散射

所有的光都會(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里，有一輛鮮紅色的跑車。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出汽車的鮮紅色。反射在紅色跑車上的光只反射在“紅色"光譜上，因此，你的眼睛看到的跑車是紅色的。

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“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)分量(斯托克斯和反斯托克斯)的強(qiáng)度。

散射光的類型

橫河電機(jī)的分布式溫度傳感器使用拉曼散射光測量溫度分布，拉曼散射光在以下類型的散射光中表現(xiàn)出特別好的溫度靈敏度。

散射光的類型特點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域

瑞利散射

(瑞利)由介質(zhì)內(nèi)部密度波動(dòng)引起

與入射光的頻率分量相同

光纖損耗分布

(OTDR：光時(shí)域反射計(jì))

拉曼散射

（拉曼）由介質(zhì)內(nèi)部分子振動(dòng)的相互作用引起

反斯托克斯射線的強(qiáng)度主要取決于溫度

溫度分布

(DTS：分布式溫度傳感器)

布里淵散射

(布里淵)由介質(zhì)內(nèi)部聲波的相互作用引起

頻率取決于應(yīng)變和溫度   DTSX200 分布式溫度傳感器

應(yīng)變分布

DTSX200 分布式溫度傳感器