分布式光纤温度传感器原理（分布式光纤温度传感系统）

分布式光纤温度传感器原理，原文标题：分布式光纤测温传感系统DTS原理。

分布式光纤温度传感系统（DTS）目前基本原理都是基于光纤的光时域反射（OTDR）原理和光纤的拉曼散射效应。

光纤测温的机理是依据后向拉曼（Raman）散射效应。激光脉冲与光纤分子相互作用，发生多种散射，如瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射等。（从理论上讲，三种散射都可以作为参考信号，用于测量温度，但是经过长期研究发现，由于瑞利散射的光强对光纤的损耗敏感性极为不稳定，如果长期使用瑞利散射光作为测温系统的参考信号，势必将导致光纤的损耗特性发生不确定性的变化，系统稳定性变差，最终有导致系统无法运行的危险，因此在系统参考信号的选择时选取对温度变化最大的散射，即选取拉曼散射。）

其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光——斯托克斯 （Stokes）光和一个比光源波长短的光——反斯托克斯（Anti-Stokes）光。光纤受外部温度的调制使光纤中的反斯托克斯（Anti-Stokes）光强发生变化，Anti-Stokes与Stokes的比值提供了温度的绝对指示，利用这一原理实现对沿光纤温度场的分布式测量，结合高品质的脉冲光源和高速的信号采集与处理技术，就可以得到沿光纤所有点的准确温度值。

三、技术特点

实时性：系统对待测区域温度进行 7×24小时实时监控， 及时发现并定位温度异常点，做到早期预警。

连续分布式测量：可实现多点多事件同时监测，且互不影响，断纤后断点前部分仍能正常工作，具有强抗毁性。

超高精度、灵敏度高：系统参数根据环境配置，可直接使用标准通信光缆，监测区域根据现场划分。

反应迅速：扫描周期低至 1s。

极佳的稳定性：室外通信光缆即为传感器件，可在风雨、雷电等危险及酸碱等恶劣环境中使用，适应各种恶劣环境

电磁绝缘性极好，不受电磁干扰，本质防雷：使用的传感光纤其材质是石英，完全绝缘，不受雷击影响；光纤中传输的激光脉冲的频段远远高于电磁场的频段，完全不受电磁干扰，即使在强电磁场环境下工作也完全不受影响。

本质安全：使用纯光纤传感，完全不会产生电火花，光纤中传输的激光脉冲平均功率很低，即使光纤断裂， 也不会产生任何危险。

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