光纖測溫系統是一種利用光在光纖中傳播的某種特性, 實現實時測量空間溫度場分布的新技術, 對光纖沿線場所的溫度進行分布式連續檢測, 光纖本身就是溫度傳感器。分布式光纖測溫主機( 簡稱光纖測溫系統) 是一種用于實時測量空間溫度場分布的傳感系統。該系統利用光時域反射( OTDR) 技術、激光拉曼光譜技術, 經波分復用器、光電檢測器等對采集的溫度信息進行放大、信號處理, 并將溫度信息實時顯示出來。

也就是說, 背向反射光的強度可以反映出反射點的溫度。利用這個現象, 若能測量出背向反射光的強度, 就可以計算出反射點的溫度, 這就是利用光纖測量溫度的基本原理。

如用公式來表達: 當頻率為 V 0 的激光入射到光纖中, 它在光纖中傳輸的同時不斷產生后向散射光波, 這些后向散射光波中除有一與入射光頻率 V 0 相同的很強的中心譜線之外, 在其兩側,還存著( V 0- V) 及( V 0+ V) 的兩條譜線。

中心譜線為瑞利散射譜線, 低頻一側頻率為( V 0-V) 、波長為 s 的譜線稱為斯托克斯線( stokes) , 高頻一側頻率為( V 0+ V) 、波長為 a 的譜線,稱為反斯托克斯線( Anti- stokes) 。根據拉曼散射理論, 在自然拉曼散射條件下, 反斯托克斯光強 Ia 于斯托克斯光強 Is 的比值 R( r) 為R ( r ) = I a/ Is= ( s/ a) 4ex p ( - hcV 0/ kT )。式中: h普朗克常數;c真空中的光速;k波爾茲曼常數;T溫度。

可以預計的場合還包括: 各種大、中型發電機、變壓器、電動機的溫度分布測量、熱動保護以及故障診斷; 火力發電廠的加熱系統、蒸汽管道、輸油管道的溫度和故障點檢測; 地熱電站和戶內封閉式變電站的設備溫度監測等等。

光纖溫度傳感作為一種高新技術在國內已經開始推廣應用。我們相信隨著電力系統廣大工程技術人員對該技術的熟悉了解, 該技術必將對電力系統的安全運行作出貢獻。