一、綜述
分布式光纖測溫系統集光、電、機械、計算機和微弱信號檢測等技術為一體，可實現大范圍空間溫度分布式實時測量，具有測量距離長、覆蓋探測區域、實時監測、可精確定位等優點，在交通隧道、地鐵、電力、石化、水利等等領域均有應用。
分布式光纖測溫系統同時實現溫度測量和空間定位功能，其中溫度測量利用光纖自發拉曼（Raman）散射效應，空間定位利用光時域反射（OTDR）技術。
光纖既是傳輸介質，又是傳感器。高速驅動電路驅動激光器發出一窄脈寬激光脈沖，激光脈沖經波分復用器后沿傳感光纖向前傳輸，激光脈沖與光纖分子相互作用，產生多種微弱的背向散射，包括瑞利（Rayleigh）散射、布里淵（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射等，其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動，產生溫度不敏感的斯托克斯（Stokes）光和溫度敏感的反斯托克斯（Anti-Stokes）光，兩者的波長不一樣，經波分復用器分離后由高靈敏的探測器所探測。光纖中的Anti-Stokes光強受外界溫度調制，Anti-Stokes與Stokes的光強比值準確反映了溫度信息；不同位置的拉曼散射信號返回探測器的時間是不一樣的，通過測量該回波時間即可確定散射信號所對應的光纖位置；結合高速信號采集與數據處理技術，可準確、快速地獲得整根傳感光纖上任一點的溫度分布信息。
分布式光纖測溫技術原理
二、系統組成
2.1系統組成概述
系統主要包括測量主機、傳感光纜、用戶軟件和相關配件。
2.1.1 測量主機
測溫主機采用多項光電測量和光纖技術以及性能高的光電器件，測量距離（16km）可定制、響應速度（2s）、測溫精度（0.5℃）。客戶可以針對應用需求，選擇相應的型號。
測量主機外觀
分布式光纖測溫系統技術指標如下：
測溫性能 | |
測量距離 | 0~16km |
測量時間 | 2s/通道 |
測溫精度 | ±0.5℃ |
溫度分辨率 | 0.1℃ |
通道數量 | 1~8（可選） |
測溫范圍 | -40℃~85℃（常規光纖） -40℃~250℃（特殊光纖） |
采樣間隔 | 0.4m，0.8m |
空間分辨率 | 0.5m，1m，2m，3m |
定位精度 | ,0.2m，0.8m |
系統接口 | |
光纖接頭 | FC/APC |
通訊接口 | Ethernet，USB，RS232 |
繼電器 | 46路溫度報警，2路系統故障 |
工作條件 | |
工作溫度 | -10℃~60℃ |
工作濕度 | 0~95％R.H. 無凝露 |
工作電源 | DC 24V，AC 220V（可選） |
IP等級 | IP50 |
2.1.2感溫探測光纜
傳感光纜采用特殊設計的快速導熱型光纜，纖芯采用進口GI 62.5/ 125多模光纖，光纖保護層選用高強度聚合物及不銹鋼螺旋管鎧裝護套，外護套為低煙無鹵阻燃材料，抗拉強度、耐彎、耐壓性能好，防水、抗腐蝕性，穩定可靠，工作壽命長。經過特殊設計的光纜結構，既能快速傳遞外界熱量，又可有效保護光纜內部的光纖，還能防止嚙齒動物的嚙咬，尤其適合工業消防監測應用及工程施工需求。
感溫探測光纜的技術參數如下：
光纖類型 GI 62.5/125um
光纖接頭 FC/APC,E2000/APC(可選）
光纜壽命 大于30年
光纜外徑 3mm-6mm
抗拉強度 ＞600N
抗壓強度 3000N
彎曲半徑 ≥60mm
外護套 阻燃聚合物 不銹鋼管
2.1.3用戶軟件(可根據客戶需求量身定制)
用戶軟件為自主設計開發，為用戶提供人性化、功能完善的中文交互界面，實時顯示溫度分布曲線和待測區域報警狀態，可根據實際工況分區設置多級報警閾值，并提供歷史數據查詢及統計分析功能。采用*的基于Web的以太網系統架構，系統可以方便地與客戶局域網連接，在網絡內的每一臺計算機均可快捷地訪問系統，通過操作系統自帶的IE瀏覽器即可訪問、調取溫度數據和報警信息。
功能特點
基于Web的以太網系統架構
中文界面
簡單易用，操作方便
可視化視圖，易于定位
分區設置多級報警閾值
歷史數據查詢及統計分析
量身定制開發
三、分布式光纖測溫系統功能特點
光纖溫度監測系統應能分別針對不同環境下的溫度進行監測，能盡早發現事故隱患，減少損失。同時提供實時在線監測數據，為運行人員全面了解電氣設備的使用情況提供可靠依據。有自診斷功能，如果探測光纜受損，系統可及時定位故障點。
分布式光纖測溫系統的主要功能特點
1.1分布式實時測量，覆蓋探測區域，精確定位火災位置。
1.2可視化顯示，實時顯示火災發展趨勢和蔓延方向。
1.324小時不間斷在線監測，從根本上杜絕人員疏忽導致的事故。
1.4測量距離長，測量信息豐富。測量精度高，響應速度快。
1.5報警方式靈活：
1.5.1可實現差定溫多級報警方式，確保火災初期可靠報警。
1.5.2可針對環境變化設置可達1000個不同報警控制區域，報警控制區可編程，并可按照用戶的要求進行設計，每個單獨的報警區域可設置不同的報警值。
1.5.3系統具有多級定位報警、差溫報警和預報警功能，一旦檢測到監測部位環境溫度值或溫升速率超過設定的閾值，自動發出聲光報警信息，并傳送至火災報警主機。
1.6當發生火災時，及時提供報警信息并準確定位起火位置，并可通過繼電器輸出模塊與其它消防設施進行聯動控制。
1.7實時溫度信息和報警信息可自動保持，具有歷史數據查閱與統計分析功能。
1.8系統具有自診斷功能，如果探測光纜受損，系統可及時定位故障點。
1.9穩定可靠，誤報率低。
1.10探測光纜既是信號傳輸載體，又是感溫元件，安裝方便；探測光纜采用耐久性設計，工作壽命長，后期維護成本低。
1.11光信號測量，本質安全，抗電磁干擾，適合易燃易爆等惡劣環境下長期工作。
1.12測溫系統可以單獨保存七天以上的溫度數據及報警信息，可選用非機械硬盤式閃存介質或者大容量進口硬盤存儲介質。
1.13測溫系統采用符合工業級可靠性要求的嵌入式系統，具備web網絡訪問功能。
1.14 具有網絡接口，可與管理網絡相連，實現信息的共享和進一步的數據處理功能。
技術性能
u 距離：16km
u 速度：2s/通道
u 精度：0.5℃
u 采點：0.4m采樣間隔
u 通道：可定制，≥2
u 系統接口豐富，組網方便
u 報警繼電器輸出達48路
u 單一探測器光路設計，可靠性高
u 具有自診斷功能，快速定位故障
u 差定溫報警功能，報警方式靈活
u 無漏報，誤報率低
四、感溫探測光纜安裝方式
分布式感溫光纖測溫系統主機部署在監控中心，4路感溫探測光纖直接從測量主機引出，沿著待測電纜夾層或橋架敷設，對于高壓電纜，一根高壓電纜敷設一根感溫光纖，對于電纜夾層，在每一層電纜夾層中，探測光纜S型鋪設。
感溫探測光纜的安裝需貼緊探測區域，以實現溫度或火災的快速響應。用塑料扎帶把光纜和電纜捆扎在一起。電纜豎井中感溫光纖宜緊貼豎井側壁敷設。電纜接頭處感溫光纖的設置應將感溫光纖盤繞成環，貼附與電纜接頭處。環的彎曲半徑應不小于光纖外徑的20倍。
光纜鋪設示意圖
