分布式光纖測溫系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用

溫度是工程技術(shù)和科研中十分重要的物理量，因此測溫技術(shù)一直在不斷研究和發(fā)展。傳統(tǒng)測溫多用熱敏電阻、光學(xué)高溫計(jì)等溫度傳感器。但對于某些特殊的工業(yè)環(huán)境(如易燃易爆、高電壓、大電流、強(qiáng)電磁干擾等)，以電信號為工作基礎(chǔ)的溫度傳感器通常在安全性、信號的穩(wěn)定性方面受到很大的限制，因此為了在各種場合都可以安全有效的測溫，開發(fā)新型測溫系統(tǒng)成為必然趨勢。光纖本身的電絕緣性，幾何易變性及其固有的大的信號傳輸帶寬等優(yōu)點(diǎn)，以及光柵傳感器的發(fā)展，使得光纖溫度傳感器突破了傳統(tǒng)溫度傳感器的限制，為存在強(qiáng)電磁場干擾等惡劣環(huán)境下的溫度測量提供了非常有效的手段，同時(shí)光纖測溫系統(tǒng)能夠克服傳統(tǒng)的點(diǎn)式傳感器的限制，能夠測量沿光纖分布的溫度場信息。

分布式光纖測溫系統(tǒng)經(jīng)過十多年的發(fā)展，以其測量距離長、精度高、無測量盲區(qū)、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電力電纜隧道、綜合管廊、煤炭行業(yè)和數(shù)據(jù)中心等需要測溫、火災(zāi)報(bào)警和節(jié)能減排的領(lǐng)域。基于拉曼的DTS(分布式光纖測溫系統(tǒng))，通過比較斯托克斯光和反斯托克斯光的強(qiáng)度，獲得溫度信息。

分布式光纖測溫裝置是利用自發(fā)拉曼散射效應(yīng)制成的，其反斯托克斯Antistokes信號對溫度敏感，斯托克斯信號Stokes對溫度不敏感，利用其光強(qiáng)之比可以計(jì)算出沿光纖各點(diǎn)的溫度值，利用其瑞利散射技術(shù)實(shí)現(xiàn)精確定位。因此，其空間分辨率和測溫精度是其重要的表征參數(shù)。

近年來，基于拉曼散射的分布式光纖測溫(Distributed Temperature Sensing，DTS)系統(tǒng)被深入研究和發(fā)展。由于具有抗電磁干擾、測量距離長的特性，分布式光纖測溫在眾多工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，例如火災(zāi)預(yù)警、電線安全監(jiān)測以及輸油管路的泄露檢測。

分布式光纖測溫系統(tǒng)能夠?qū)y量對象進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測，不僅能夠即時(shí)的探測到火災(zāi)事件的發(fā)生，同時(shí)還能給出準(zhǔn)確的火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)，為即時(shí)撲救贏得時(shí)間，盡可能減小事故損失。福州華光天銳的分布式光纖測溫系統(tǒng)，消除了傳統(tǒng)溫度監(jiān)測系統(tǒng)自身的安全隱患，極大提高了監(jiān)測系統(tǒng)對測溫對象溫度監(jiān)測的可用性。分布式光纖測溫系統(tǒng)被很多大型建筑公司和地鐵公司使用，大大降低了各種火災(zāi)事故的發(fā)生。此外，在地?zé)衢_發(fā)與應(yīng)用、石油和天然氣開采、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域中，分布式光纖測溫系統(tǒng)也有重要而廣泛的應(yīng)用前景。