分布式光纤测温系统技术方案
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2025-01-08
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分布式光纤测温系统技术方案
XXX 项目
目 录
一、分布式光纤在线温度监测系统（DTS）......................................................................................1
1、概述.................................................................................................................................................1
2、DTS 技术背景................................................................................................................................1
2.1
调制方法
...................................................................................................................................1
2.2
解调方法
...................................................................................................................................2
2.3
在时域里，
Raman OTDR
曲线
............................................................................................3
3、DTS 基本原理框图........................................................................................................................3
4、DTS 技术指标及特点....................................................................................................................4
4.1
分布式光纤在线温度监测系统主机图
...................................................................................4
4.2
分布式光纤在线温度监测系统技术指标
................................................................................5
4.3
分布式光纤在线温度监测系统的特点
...................................................................................5
5、感温光缆（分布式温度传感器）.................................................................................................6
6、分布式光纤在线温度监测系统功能介绍.....................................................................................6
7、封闭母线安装.................................................................................................................................7
7.1
光纤在架空母线的安装
...........................................................................................................7
7.2
光纤在共箱封闭母线的安装
...................................................................................................8
8、项目需求及配置方案.....................................................................................................................8
8、售后服务特色...............................................................................................................................10
9、生产工艺特色...............................................................................................................................11
一、分布式光纤在线温度监测系统（DTS）
1、概述
分布式光纤在线温度监测系统（DTS）主要是一种时域分布式光纤监测系统，它的技
术基础是光时域反射技术 OTDR，是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布
的高新技术，它能够连续测量光纤沿线所在处的温度，测量距离在几公里到几十公里范围
空间定位精度达到公分的量级，能够进行不间断的自动测量，特别适用于需要大范围多点
测量的场合，它具有精度高、数据传输及读取速度快、自适应性能好等优点。系统具有防
燃、防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰，在有害环境中使用安全，实现实时快速线性测温并定位,
是光机电、计算机一体化技术的集成。
分布式光纤在线温度监测系统（DTS）附加功能如下：
① 自动短信息报警功能，并能够提供报警分级；
② 自动声光报警；
③ 增加可控拍照功能，同时能传输到计算机；
分布式光纤在线温度监测系统（DTS）是一种用于实时测量空间温度场的传感系统，
在系统中光纤既是传输媒体也是传感媒体。利用光纤的喇曼光谱效应，光纤所处空间各点
温度场调制了光纤中传输的光载波，经解调后实时地显示光纤所在空间的温度值（类似于
光通信系统）；利用光时域反射（OTDR）技术，由光纤中的光传播速度和背向光回波时
间，能对所测各温度点定位（类似于光雷达系统）。
近年来已开始应用于各种大、中型变压器，发电机组的温度分布测量、热保护和故障
诊断；大型仓库、油库、危险品库、大型轮船的货轮、高层建筑、煤矿、隧道和输油管道
的火灾防护及报警系统；化工原料及油料生产过程中的在线、动态检测；地埋热力管道以
及周围土壤环境温度监测；把它作为一种典型的机敏结构（smart structure）用于航空、
航天飞行器的在线、动态检测系统和机器人的神经网络系统。
2、DTS 技术背景
在分布式光纤在线温度监测系统中，温度信号通过自发 Raman 散射效应调制了光纤
中由脉冲激光产生的自发 Raman 光子数，经解调后得到空间温度场分布的信息。
1
2.1 调制方法
Anti-stokes Raman 光子数：
（1）
Rayleigh 散射光子数：
（2）
式中：
— 入射进光纤每个激光脉冲所包含的光子数；
— 分别为光纤反斯托克斯和瑞利散射截面有关的系数；
S — 光纤的背向散射因子；
— 分别为反斯托克斯 Raman 和瑞利光子频率；
— 与光纤分子（以SiO2）Raman 散射相关的分子上、下能级的布居数
有关，分子能级上的布居数与温度有关。
（3）
式中：
Δν
— Raman 声子频率；
h — Planck 常数；
K —Boltzmann 常数。
2.2 解调方法
有二种解调方法，设光纤上某局部位置的起始温度为T0 ，之后上升到T，用 Na(T0)
来解调 Na(T)：
（4）
2
摘要：
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