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1、Ver20150302v0.1概述基本原理安全事项分布式光纤拉曼温度传感器系统(Distributed Optical Fiber Raman Temperature Sensor，简称 DOFRTS)发 明于八十年代中期，十多年来，技术日趋成熟，国 内外研制了产品并开始应用于油库、油轮、危险品 仑库、冷库、大型货轮、军火库等温度报警；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；地下和架空高压电力电缆的热检测 与监控；火力发电所的配管温度、供热系统的管道 、输油管道的热点检测；化工原料、照相材料及油 料生产过程在线动态检测 ；高层建筑、智能大厦、 桥梁、高速公路等在线动态
2、检测 ；航空、航天飞行 器的在线动态检测 。在电厂与变电站内电缆桥 架、电缆隧道、电缆 夹层、电缆沟、电缆竖 井、开关设备、变压器 、电阻排等电力设备，在长期的高压中发热而老 化引起火灾，经过多年来火灾调查研究发现，大 多数的火灾事故都是由于温度过高引起的。而在 这些设备上都有着高压，它的周围有很强的电磁 干扰，导致传统的探测器误报、漏报现象时常 发生。分布式光纤拉曼温度监测系统利用光纤感测信号 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 置的温度变化，实现真正分布式的测量。当一束光在光纤中传输时，会产生散射光。光纤中的散射一 般包括瑞利散射（
3、Rayleigh Scattering），拉曼散射（Raman Scattering）和布里渊散射（Brillouin Scattering）。当激光脉冲在光纤中传播时激光脉冲光子与光纤分子的热振 动相互作用发生能量交换产生拉曼散射光。当光能转换成热 振动时，散射出比入射光波长长的拉曼斯托克斯（Raman Stokes）光；热振动转换为光能时，散射出比入射光波长短 的拉曼反斯托克斯（Raman Anti-Stokes）光。光纤中散射谱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
4、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。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。拉曼测温原理框图电力电缆的表面温度检测监控、事故点定位 电缆隧道、夹层的火情监测 发电厂和变电站的温度监测、故障点的检测和火灾报警本仪器属于人眼安全激光产品，为了安全起见，避免 激光直射到眼睛。 使用接地良好的插座供电。 将本仪器放在通风处，请勿在仪器的通风口用堆放物 品，以免散热不良，机器过热，损坏仪器。 为了防止触电或火灾，请勿将仪器暴露在雨水中。 应使本仪器避开灰尘、高温和振动。 请勿将本仪器暴露在直接阳光照射下。 勿在本仪器上放置重物。 本仪器应小心轻放、请勿受压、避免潮湿、剧烈振动 。
