分布式光纖測(cè)溫技術(shù)是什么？

[摘要] 分布式光纖測(cè)溫技術(shù)，利用光纖中散射光（拉曼）信號(hào)強(qiáng)度對(duì)溫度的敏感特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度變化的測(cè)量，在國(guó)內(nèi)外的電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 

什么是分布式光纖溫度傳感 　　 

分布式光纖溫度傳感是將整條傳輸光纖作為傳感器，光纖（光纜）上的每一點(diǎn)都兼具“傳”和“感”的功能。在分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)中，一束較強(qiáng)的脈沖激光信號(hào)在光纖（光纜）中傳輸時(shí)，光纖中的每一點(diǎn)都會(huì)對(duì)激光信號(hào)產(chǎn)生極其微弱的背向散射，根據(jù)散射光信的波長(zhǎng)可將其分為瑞利（Rayleigh）散射、拉曼（Raman）散射和布里淵（Brillouin）散射，如圖1所示。其中拉曼散射信號(hào)的強(qiáng)度與該點(diǎn)所處位置的溫度相關(guān)性大，通過(guò)檢測(cè)每一點(diǎn)散射光信號(hào)的光強(qiáng)，獲得該點(diǎn)的溫度信息，進(jìn)而得到整條光纖（光纜）上的溫度分布。 

 工作原理       

 分布式光纖感溫探測(cè)系統(tǒng)主要工作原理是光時(shí)域反射技術(shù)（OTDR）和光纖的背向拉曼散射（RAMAN SCATFORING）溫度效應(yīng)。該系統(tǒng)利用先進(jìn)的 OTDR 技術(shù)進(jìn)行定位，利用拉曼散射效應(yīng)進(jìn)行測(cè)溫。當(dāng)測(cè)溫主機(jī)中的光源向光纖注入一定能量和寬度的激光脈沖，有一部分光會(huì)偏離原來(lái)的傳播向空間散射，在光纖中傳輸?shù)耐瑫r(shí)不斷產(chǎn)生后向散射光波，拉曼散射光會(huì)沿光纖反射回來(lái)，這部分拉曼散射光與溫度有著密切的關(guān)系。測(cè)溫主機(jī)將對(duì)這部分拉曼散射光進(jìn)行處理和分析，從而計(jì)算出沿傳感光纖的溫度和位置。

整個(gè)分布式光纖傳感系統(tǒng)如圖3所示。激光器發(fā)出激光脈沖，經(jīng)耦合器到達(dá)連續(xù)光纖的各位置，在各位置會(huì)形成散射，通過(guò)光譜分離技術(shù)獲得光纖各點(diǎn)的斯托克斯光和反斯托克斯光散射光譜。散射光譜經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并放大，再由采集單元進(jìn)行降噪處理。散射光對(duì)應(yīng)的電信號(hào)經(jīng)過(guò)CPU處理單元進(jìn)行計(jì)算，獲得光纖各處的溫度值和位置信息，并輸出到監(jiān)控主機(jī)顯示和報(bào)警。 

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