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更新時(shí)間：2025-05-29簡要描述：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。
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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。
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)。
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。
DTSX200作為標(biāo)準(zhǔn)型號，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。
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。
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，會產(chǎn)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(fā)射光的偏移形成。兩種信號的強(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。
所有的光都會和物體發(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 |
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| 拉曼散射 （拉曼） |
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| 布里淵散射 (布里淵) |
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該方法只將光脈沖發(fā)射到光纖的一端進(jìn)行傳感。安裝方便，適用于遠(yuǎn)距離測量目標(biāo)。
該方法將光脈沖發(fā)射到環(huán)形光纖的兩端進(jìn)行傳感
即使光纖電纜損壞，這種方法也可以繼續(xù)測量
| 測量方法 | 優(yōu)點(diǎn) | 不足 |
|---|---|---|
| 單端測量法 |
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| 雙端測量法 |
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