DTS分布式光纖拉曼溫度傳感系統(tǒng)

分布式光纖測溫技術(shù)（DTS）是一種利用光纖傳感技術(shù)進(jìn)行溫度測量的技術(shù)，其主要原理是拉曼散射。拉曼散射是由亞洲諾貝爾獎獲得者印度籍科學(xué)家于1928年發(fā)現(xiàn)，是一種光的散射現(xiàn)象，當(dāng)光在光纖中傳播的時候，會因為光纖所處環(huán)境溫度發(fā)生變化而改變拉曼散射光譜。

DTS分布式拉曼測溫的工作原理是在光纖中注入脈沖激光，并通過光譜分析技術(shù)對拉曼散射信號進(jìn)行解調(diào)，從而獲得沿光纖長度方向的溫度分布信息。具體地，激光在光纖中傳播時，會與光纖材料發(fā)生拉曼散射，同時也會與周圍環(huán)境發(fā)生散射。由于溫度會影響光纖材料的折射率，從而改變光在光纖中傳播的速度，因此不同溫度下的拉曼散射光譜是不同的。通過分析這些光譜信息，即可計算出光纖沿線上的任何位置點的準(zhǔn)確溫度同時還能定位到5cm的準(zhǔn)確位置。

分布式拉曼測溫的基本原理

? 入射光脈沖和光纖介質(zhì)的分子作用，產(chǎn)生拉曼散射光，背向傳輸?shù)腁nti-Stokes光和Stokes光 

? Anti-Stokes光比Stokes光對溫度更為敏感，通過測試Anti-Stokes光的光強變化，可以獲取測試區(qū)域的溫度變化 

? OTDR技術(shù)用于光纖溫度分布的空間定位，脈沖的寬度決定了空間分辨率 

? 解調(diào)的方法通常是比較Anti-Stokes光和Stokes光的光強，通過參考溫度進(jìn)行比較，獲取溫度變化曲線 

? 常用的ROTDR技術(shù)DTS系統(tǒng)選用的激光波長為915nm，1064nm， 1550nm等，其中1550nm的激光光源通常用于長距離的DTS系統(tǒng)測溫

目前，DTS技術(shù)已經(jīng)在能源、交通、環(huán)保等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在能源領(lǐng)域，DTS可以用于油井、氣井等油氣管道溫度監(jiān)測；

在交通領(lǐng)域，DTS可以用于道路、橋梁等交通設(shè)施的溫度監(jiān)測，從而實現(xiàn)交通擁堵的緩解和優(yōu)化；

在環(huán)保領(lǐng)域，DTS可以用于污水處理廠、垃圾填埋場等環(huán)保設(shè)施的溫度監(jiān)測，從而實現(xiàn)對環(huán)境的監(jiān)測和控制。

當(dāng)前，普遍光纖測溫技術(shù)停留在米級光纖溫度感知，部分企業(yè)已成功實現(xiàn)了厘米級分布式光纖測溫的商業(yè)應(yīng)用，真正的可以實現(xiàn)將50km的通信光纖變成100萬個帶定位功能的溫度傳感器，每5cm光纖都是一個溫度傳感器。這將為溫度監(jiān)測和控制提供更加準(zhǔn)確、精細(xì)的工具和方法，有助于推動各領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步。分布式光纖測溫技術(shù)是一項非常重要的技術(shù)，它的應(yīng)用范圍很廣，不只只局限于火災(zāi)預(yù)警、管道泄漏檢測、電力設(shè)施監(jiān)測等領(lǐng)域，還可以用于環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)勘探、工業(yè)自動化控制等領(lǐng)域，為我們的生活和工作提供了更加可靠的保障。