光纖測溫系統(tǒng)是一種利用光在光纖中傳播的某種特性, 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測量空間溫度場分布的新技術(shù), 對(duì)光纖沿線場所的溫度進(jìn)行分布式連續(xù)檢測, 光纖本身就是溫度傳感器。分布式光纖測溫主機(jī)( 簡稱光纖測溫系統(tǒng)) 是一種用于實(shí)時(shí)測量空間溫度場分布的傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用光時(shí)域反射( OTDR) 技術(shù)、激光拉曼光譜技術(shù), 經(jīng)波分復(fù)用器、光電檢測器等對(duì)采集的溫度信息進(jìn)行放大、信號(hào)處理, 并將溫度信息實(shí)時(shí)顯示出來。

也就是說, 背向反射光的強(qiáng)度可以反映出反射點(diǎn)的溫度。利用這個(gè)現(xiàn)象, 若能測量出背向反射光的強(qiáng)度, 就可以計(jì)算出反射點(diǎn)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(dá): 當(dāng)頻率為 V 0 的激光入射到光纖中, 它在光纖中傳輸?shù)耐瑫r(shí)不斷產(chǎn)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(qiáng)的中心譜線之外, 在其兩側(cè),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(cè)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(cè)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(jù)拉曼散射理論, 在自然拉曼散射條件下, 反斯托克斯光強(qiáng) Ia 于斯托克斯光強(qiáng) 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(shù);c真空中的光速;k波爾茲曼常數(shù);T溫度。

可以預(yù)計(jì)的場合還包括: 各種大、中型發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)的溫度分布測量、熱動(dòng)保護(hù)以及故障診斷; 火力發(fā)電廠的加熱系統(tǒng)、蒸汽管道、輸油管道的溫度和故障點(diǎn)檢測; 地?zé)犭娬竞蛻魞?nèi)封閉式變電站的設(shè)備溫度監(jiān)測等等。

光纖溫度傳感作為一種高新技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)開始推廣應(yīng)用。我們相信隨著電力系統(tǒng)廣大工程技術(shù)人員對(duì)該技術(shù)的熟悉了解, 該技術(shù)必將對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行作出貢獻(xiàn)。