分布式光纖測溫技術是什么？

更新時間：2018-07-20

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分布式光纖測溫技術是什么？

[摘要] 分布式光纖測溫技術，利用光纖中散射光（拉曼）信號強度對溫度的敏感特性，實現(xiàn)對溫度變化的測量，在國內(nèi)外的電力系統(tǒng)中得到廣泛的應用。

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，一束較強的脈沖激光信號在光纖（光纜）中傳輸時，光纖中的每一點都會對激光信號產(chǎn)生極其微弱的背向散射，根據(jù)散射光信的波長可將其分為瑞利（Rayleigh）散射、拉曼（Raman）散射和布里淵（Brillouin）散射，如圖1所示。其中拉曼散射信號的強度與該點所處位置的溫度相關性大，通過檢測每一點散射光信號的光強，獲得該點的溫度信息，進而得到整條光纖（光纜）上的溫度分布。

工作原理

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

整個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)耦合器到達連續(xù)光纖的各位置，在各位置會形成散射，通過光譜分離技術獲得光纖各點的斯托克斯光和反斯托克斯光散射光譜。散射光譜經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成電信號并放大，再由采集單元進行降噪處理。散射光對應的電信號經(jīng)過CPU處理單元進行計算，獲得光纖各處的溫度值和位置信息，并輸出到監(jiān)控主機顯示和報警。

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