畢托巴分布式光纖測溫系統介紹
1.1 分布式光纖測溫技術原理
DTS 系統使用一個特定頻率的光脈沖照射光纖內的玻璃芯。當光脈沖沿著
光纖玻璃芯下移時，會產生多種類型的輻射散射。如瑞利(Rayleigh)散射、布里
淵(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是對溫度最為敏感的一
種。光纖中光傳輸的每一點都會產生拉曼散射，并且產生的拉曼散射光是均勻分
布在整個空間角內的。
拉曼散射是由于光纖分子的熱振動和光子相互作用發生能量交換而產生的，
具體地說，如果一部分光能轉換成為熱振動，那么將發出一個比光源波長更長的
光，稱為斯托克斯光（Stokes 光），如果一部分熱振動轉換成為光能，那么將發
出一個比光源波長更短的光，稱為反斯托克斯光（Anti-Stokes 光）。其中Stokes
光強度受溫度的影響很小，可忽略不計，而Anti-Stokes 光的強度隨溫度的變化
而變化。Anti-Stokes 光與Stokes 光的強度之比提供了一個關于溫度的函數關系
式。光在光纖中傳輸時一部分拉曼散射光（背向拉曼散射光）沿光纖原路返回，
被光纖探測單元接收。DTS 通過測量背向拉曼散射光中Anti-Stokes 光與Stokes
光的強度比值的變化實現對外部溫度變化的監測。在時域中，利用OTDR 技術，
根據光在光纖中的傳輸速率和入射光與后向拉曼散射光之間的時間差，可以對不
同的溫度點進行定位，這樣就可以得到整根光纖沿線上的溫度并精確定位。
主要用于石油石化爐壁溫度測量、油罐火災報警、室內火災報警等場合。
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