工作原理

    DTS分布式光纤温度监测系统同时利用光纤感测信号和传输信号，采用先进的OTDR技术和Raman散射光对温度敏感的特性，探测出沿着光纤不同位置的温度的变化，实现真正分布式的测量。宁波振东的DTS代表着目前国际上的最高水平，无论在温度分辨率、空间分辨率、测量距离，还是测量时间上都高于其他公司的产品，用户可以针对自己的用途，选择相应的型号。其中ZD系列是一个专门设计用于公路隧道，电缆隧道，电缆夹层的探测。

    工作原理
    分布式光纤温度传感器系统是近年来发展起来，用于实时测量空间温度场的系统。系统中光纤即是传输媒体又是传感媒体，利用光纤背向拉曼散射的温度效应，光纤所处的空间温度场调制了光纤是背向拉曼散射的强度（反斯托克斯背向拉曼散射光的强度），经波分复用器和光电检测器采集带有温度信息的背向拉曼散射光信号，经信号处理可以解调出实时的温度信息。在时域中，利用光时域反射技术（Optical Time Domain Reflection），根据光在光纤中的传输速率和背向拉曼散射光的回波时间，可以对温度点进行定位。

    DTS系统由激光光源、传感光缆和检测单元组成，系统示意图见图表 1。
    其基本原理是：激光器发出脉冲光通过波分复用器进入探测光纤，光纤内分子及不均匀的杂质对入射的激光脉冲有散射作用，入射光脉冲沿着光纤向前传输，散射光向四周传输。只有沿光纤后向传输的散射光会传输到波分复分器，再到达探测器。
    后向散射光中有瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射等，拉曼散射光包含有两种成份：斯托克斯光和反斯托克斯光。斯托克斯光的频率比入射光频率低，反斯托克斯光频率比入射光频率高，斯托克斯光只与光纤的损耗、应力、拉力、弯曲、挤压等因素有关，受温度影响很小，可以忽略不计；反斯托克斯光除受光纤的损耗、应力、拉力、弯曲、挤压等因素影响外，还与温度有很大关系，光纤的温度越高，反斯托克斯光越强。通过波分复用器和带通滤光片可以分离出后向散射光中斯托克斯光和反斯托克斯光，分别采集两路光信号的强度，用反斯托克斯光强与斯托克斯光强相比，就可以得到只有温度高低有关的信号。
    经波分复用器分离出的两路光信号，分别由雪崩光电二极管将光信号转换为电信号，再经放大器对电信号放大，送到数据采集卡进行累加平均，便得到精确的光强度量化值。
    反斯托克斯光强与斯托克斯光强之比和温度之间的定量关系可用下式表示：

    式中：h：普朗克系数(J·S)；k：波尔兹曼常数(J/K)；：斯托克斯光强度；：反斯托克斯光强度；：入射光的频率(1/S)；：拉曼光频率增量(1/S)。斯托克斯光频率为，反斯托克斯光频率为。
    光在光纤中以一定的速度传播，通过测量入射光和后向散射光之间的时间差，及光纤内的光传播速度，可以计算不同散射点的位置距入射端的距离，从而可以得到光纤沿程几乎连续的温度分布，可按下式计算：

    式中：：光纤中的光传播速度(m/s)；：后向散射延迟时间(s)。
    只要通过探测器测得、及光在光纤在传播时间，便可求得某一点的温度值。

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