一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介：分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)（DTS）是集光纖傳感、光纖傳輸、光纖通信、光電控制及計(jì)算機(jī)等技術(shù)于一體，一種實(shí)時(shí)、在線、連續(xù)的溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。具有實(shí)時(shí)在線、測(cè)溫精度高、本質(zhì)安全和不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn).對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的溫度和火災(zāi)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，將故障和事故消除在萌芽狀態(tài)，真正做到防患于未然。
二、基本原理
當(dāng)光在光纖中傳輸時(shí)，與光纖中的分子、雜質(zhì)等相互作用而發(fā)生散射。發(fā)生的散射有米氏散射、瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射等。目前發(fā)展比較成熟，且有產(chǎn)品應(yīng)用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)。它的傳感原理主要依據(jù)的是光纖的光時(shí)域反射（OTDR）原理和光纖的后向拉曼散射溫度效應(yīng)。
（一）光時(shí)域反射（OTDR）原理
當(dāng)激光脈沖在光纖中傳輸時(shí)，由于光纖中存在折射率的微觀不均勻性，會(huì)產(chǎn)生散射。在時(shí)域里，入射光經(jīng)后向散射返回到光纖入射端所需時(shí)間為t，激光脈沖在光纖中所走過(guò)的路程為2L，其中v為光在光纖中的傳播速度、C為真空中的光速，n為光纖折射率。在測(cè)得時(shí)刻t時(shí)，就可求得距光源L處的距離。
（二）光纖的后向拉曼散射溫度效應(yīng)
由于光纖中分子的熱運(yùn)動(dòng)與光子相互作用發(fā)生能量交換而產(chǎn)生的。具體地說(shuō)，當(dāng)光子被光纖分子吸收后會(huì)再次發(fā)射出來(lái)。如果有一部分光能轉(zhuǎn)換為熱能，那么將發(fā)出一個(gè)比原來(lái)波長(zhǎng)大的光，稱為Stokes光。相反，如果一部分熱能轉(zhuǎn)換為光能，那么將發(fā)出一個(gè)比原來(lái)波長(zhǎng)小的光，稱為Anti-Stokes光。拉曼散射光就是由這兩種不同波長(zhǎng)的Stokes 光和Anti-Stokes光組成的，其波長(zhǎng)的偏移是由光纖組成元素的固有屬性決定的，因此拉曼散射光的強(qiáng)度與溫度有關(guān)，反射點(diǎn)的溫度（該點(diǎn)光纖所處的環(huán)境溫度）越高，反射光的強(qiáng)度也越大。利用這個(gè)現(xiàn)象，若能測(cè)出后向反射光的強(qiáng)度，就可以計(jì)算出反射點(diǎn)的溫度，這就是利用傳感光纖測(cè)量溫度的基本原理。

三、感溫過(guò)程
分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的感溫過(guò)程為：計(jì)算機(jī)控制同步脈沖發(fā)生器產(chǎn)生具有一定重復(fù)頻率的脈沖，這個(gè)脈沖一方面調(diào)制脈沖激光器，使之產(chǎn)生一系列大功率光脈沖，另一方面向高速數(shù)據(jù)采集卡提供同步脈沖，進(jìn)入數(shù)據(jù)采集狀態(tài)。光脈沖經(jīng)過(guò)波分復(fù)用器的一個(gè)端口進(jìn)入到傳感光纖，并在光纖中各點(diǎn)處產(chǎn)生后向散射光，返回到波分復(fù)用器中。后向散射光通過(guò)波分復(fù)用器中的薄膜干涉濾光片分別濾出斯托克斯光和反斯托克斯光，經(jīng)波分復(fù)用器的另外兩個(gè)端口輸出，并分別進(jìn)入到光電檢測(cè)器(APD)和放大器中進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大，將信號(hào)放大到數(shù)據(jù)采集卡能夠采集的范圍上。最后由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，用于溫度的計(jì)算。

四、應(yīng)用領(lǐng)域
(一)油、氣、水管道泄漏溫度監(jiān)測(cè)
伴隨著分布式光纖傳感技術(shù)的快速發(fā)展，我們就能夠只利用幾根或一根光纖而對(duì)管道內(nèi)物質(zhì)的壓力、溫度、管壁應(yīng)力、流量進(jìn)行及時(shí)的在線測(cè)量。這有利于管道監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，所以，在輸油管道的泄漏檢測(cè)技術(shù)中充分應(yīng)用分布式光纖傳感器有著很好的前景。其不但有利于泄漏檢測(cè)技術(shù)在定位和精確性方面的發(fā)展，而且具有一定的便利性，經(jīng)濟(jì)性，以更好的維護(hù)輸油管道的發(fā)展。

在輸油管道運(yùn)輸過(guò)程中經(jīng)常需要解決的問(wèn)題是管道的泄漏檢測(cè)。因?yàn)楣艿佬孤┎坏珪?huì)對(duì)管輸正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，而且在輸送腐蝕性、有毒害、易燃易爆的物體時(shí)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，甚至造成爆炸、火災(zāi)等事故。所以，對(duì)管道泄漏進(jìn)行預(yù)防和發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)的及時(shí)定位、報(bào)警具有至關(guān)重要的意義。（二）電力電纜的溫度監(jiān)測(cè)
在電力系統(tǒng)中，電纜線路起到傳輸高壓電能的作用。電纜常常會(huì)由于長(zhǎng)期運(yùn)行而絕緣老化，會(huì)由于所處外部環(huán)境惡劣及內(nèi)部高負(fù)荷電流而引起局部高溫甚至火災(zāi)。因此，有必要對(duì)電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障，將事故消除在萌芽狀態(tài)。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握整條線路的運(yùn)行狀態(tài)，有效監(jiān)測(cè)電纜在不同負(fù)載下的發(fā)熱狀態(tài)，提高對(duì)電纜的管理水平;可以對(duì)電纜溝內(nèi)的火情進(jìn)行監(jiān)測(cè)與報(bào)警，識(shí)別電力電纜的局部過(guò)熱點(diǎn)，提前發(fā)現(xiàn)電纜故障并預(yù)警，預(yù)防事故的發(fā)生;可以優(yōu)化輸配電的資本，根據(jù)溫度可以確定電纜的負(fù)荷變化，合理地配置負(fù)荷，擴(kuò)大現(xiàn)有電纜的容量，增加電纜的工作壽命;可以發(fā)現(xiàn)電纜運(yùn)行過(guò)程中的外力破壞。

(三)高壓配電裝置的溫度監(jiān)測(cè)
開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的電纜接頭，10KV、35KV高壓開(kāi)關(guān)柜中動(dòng)靜觸頭及電氣設(shè)備的連接頭由于長(zhǎng)期運(yùn)行，可靠性和接觸性會(huì)變差，是易出故障的薄弱環(huán)節(jié)。其原因主要是這些部位接觸不良、接觸電阻較大，在大電流情況下熱功率很大，從而造成過(guò)熱，加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)，發(fā)展到一定程度，便會(huì)造成嚴(yán)重故障，破壞供電的安全可靠。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)可以將光纖纏繞在接頭上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其溫度，在演變成事故前，及早發(fā)現(xiàn)并采取處理措施。對(duì)于發(fā)電機(jī)繞組、變壓器等體積比較大的重要部件，可將光纖纏繞在其表面，增加了測(cè)量該區(qū)域的光纖長(zhǎng)度，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性，并在溫度曲線中能快速地找到高溫故障點(diǎn)。
（四）變電站的溫度監(jiān)測(cè)
分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)因其自身*的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于變電站的溫度監(jiān)測(cè)中。它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)，通常采用帶有外護(hù)套的光纖電纜作為主變壓器室火情監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)，采用熱塑料外護(hù)套的光纖電纜進(jìn)行“0距離”實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的套管、GIS穿墻管及導(dǎo)線連接處的溫度。它可以對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)易發(fā)熱部位實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將其同開(kāi)關(guān)柜體的通風(fēng)系統(tǒng)配合使用，可以使柜內(nèi)的溫度始終保持在允許的范圍內(nèi);將光纖纏繞在柜體內(nèi)電纜接頭上、斷路器小車的一次插頭隔弧罩上或靜觸頭熱縮套上，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其溫度，在演變成事故之前，及早發(fā)現(xiàn)并采取措施。
分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)具有本質(zhì)安全、長(zhǎng)期可靠、不受電磁干擾、測(cè)溫精度高、實(shí)時(shí)在線等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)、管道測(cè)漏系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備的多點(diǎn)、實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)、管道測(cè)漏系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用并得到認(rèn)可，進(jìn)一步完善該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性將使其在眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用前景更加廣闊。謝謝閱讀，希望能幫到大家，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注杭州邁煌科技有限公司。