光纤分布式测温

一、基本原理

光纤分布式测温技术，一种基于拉曼散射效应与光时域反射（OTDR）原理的创新技术。当激光脉冲在光纤中传输时，会与光纤分子产生互动，引发拉曼散射，产生斯托克斯光和反斯托克斯光。其中，反斯托克斯光的强度与温度有着紧密的关联。通过测量这两种散射光的强度比值，并结合光脉冲的返回时间差，我们可以精确地计算出温度并定位异常点的位置。

二、系统构成

该技术的系统主要由以下几个核心组件构成：

1. 测温主机：这是系统的核心，负责发射光信号、接收信号并处理数据。其中，内置了高速数据采集单元和温度解调算法。

2. 感温光缆：它不仅是传输信号的通道，还兼具感应温度的功能。通常，这种光缆采用抗腐蚀、耐高温的特种光纤。

3. 辅助模块：包括分光器、光电探测器以及动态衰减补偿装置等。动态衰减补偿技术，如专利技术CN 119688111 A所提出的方法，能够提升测温的稳定性。

三、技术特点

光纤分布式测温技术拥有以下显著特点：

1. 分布式连续监测：整个光纤都可以作为传感器，实现长距离、高空间分辨率的连续温度监测。

2. 高精度与实时性：温度分辨率高达±0.1°C，能24小时不间断地进行监测，并在毫秒级别对异常进行报警。

3. 强大的环境适应性：该技术能够抵抗电磁干扰，本质防爆，适用于油气储库、隧道等各种复杂环境。

4. 多参数扩展：除了温度，还可以同步监测应变、位移等其他参数。

四、应用场景

这项技术在多个领域都有广泛的应用：

1. 能源领域：用于盐穴储气库建腔期的气液界面监测，以及电力电缆、变压器的过热预警。

2. 交通与市政：如隧道、地铁的火灾监测，综合管廊、油气管线的泄漏检测。

3. 工业与科研：石化设备的温度场分析，高温反应釜的安全监测，以及大坝、桥梁的结构健康监测。

五、技术进展

光纤分布式测温技术也在不断发展和进步：

1. 动态衰减补偿技术：通过实时校准拉曼与瑞利散射信号的衰减系数，解决了光纤老化或弯折导致的测温漂移问题。

2. 多场景融合应用：如储气库建腔期与运营期的全周期监测，使光纤测温在新能源领域的应用更加广泛。

光纤分布式测温技术以其独特的工作原理、精密的系统设计以及在实际工程中的成功应用，展现了其在温度监测领域的重要价值和技术优势。