光纤测温原理介绍(zjq)_图文.ppt
测温光纤原理
测温光纤原理测温光纤是一种利用光纤传感技术进行温度测量的装置。
它利用光纤的光学特性，通过光纤传输光信号，实现对温度的实时监测和测量。
测温光纤原理的核心在于光纤的光学特性和温度与光纤性能的关系。
光纤传感技术是利用光纤的光学特性来实现对物理量的测量。
光纤传感器通常由光源、光纤和光检测器组成。
光源发出光信号，经过光纤传输到被测物体处，被测物体的特性会影响光信号，然后光信号再经过光纤传输回光检测器，最终通过对光信号的分析来获取被测物体的相关信息。
而测温光纤则是利用光纤传感技术来实现对温度的测量。
光纤的光学特性会随温度的变化而发生变化，这种变化可以通过光纤传感技术来实时监测和测量。
光纤传感技术的优势在于可以实现对温度的远程监测和多点测量，适用于各种复杂环境和场合。
测温光纤原理的关键在于光纤的光学特性和温度与光纤性能的关系。
光纤的光学特性主要包括折射率、色散特性、损耗特性等。
而温度对光纤的影响主要表现在光纤的折射率、色散特性和损耗特性上。
当光纤受到温度变化时，其折射率、色散特性和损耗特性会发生相应的变化，从而影响光信号的传输和特性。
基于以上原理，测温光纤可以通过对光信号的变化进行分析，实现对温度的准确测量。
通过合理设计光纤传感器的结构和选用合适的光纤材料，可以实现对不同温度范围的测量，并且具有高精度、高灵敏度和抗干扰能力强的特点。
总之，测温光纤原理是利用光纤传感技术来实现对温度的测量，其核心在于光纤的光学特性和温度与光纤性能的关系。
通过对光信号的变化进行分析，可以实现对温度的实时监测和测量，适用于各种复杂环境和场合。
测温光纤技术在工业、航空航天、医疗等领域具有广阔的应用前景，对于实现对温度的远程监测和多点测量具有重要意义。
光纤测温原理
分布式光纤测温的原理以及在隧道火灾报警的应用目录1. 分布式光纤电缆温度检测系统技术介绍 (1)2. 隧道在线温度监测 (2)a) 传统检测手段的局限性 (2)b) 采用ROTDR光纤传感检测的优势 (2)c) 监测系统设计方案 (4)e) 应用小结 (5)3. 分布式光纤隧道火灾报警系统产品介绍 (5)a) EC850/860分布式光纤隧道火灾报警系统的主要特点 (10)b) 我们分布式光纤隧道火灾报警系统的创新之处 (11)c) 我们分布式光纤隧道火灾报警系统的主要技术指标: (11)d) DTS隧道火灾报警在国内外的各种认证 (16)1. 分布式光纤电缆温度检测系统技术介绍目前，已经可以提供基于拉曼散射技术的温度传感系统ROTDR(Raman Optical Time-Domain Reflectometry)，其系统结构如图1。
图1拉曼散射温度传感系统结构ROTDR有以下几个特点：▪分布式——ROTDR实现了最大空间分辨率1m的分布式温度测量。
根据现场情况，应用各种特定的铺设方式，可以避免监测点选择的主观臆断，能够对结构整体情况进行监测。
▪测量的单一性——温度测量结果与应力、压力、损耗等参数无关，在工作环境恶劣的混凝土内部仍然正常工作▪长距离——最长可达30km。
铺设简单，无论使用单模或多模光纤，根据具体工程情况，可以找到合适的光纤和铺设方案。
▪测温范围大——利用最新的光纤制造技术，温度测量范围在-200～1000℃之间可选。
2. 隧道在线温度监测概述：光纤传感器因其不受电磁干扰、不导电、安全防爆、长距离传输等特性，特别适合在消防行业使用a) 传统检测手段的局限性分布式光纤系统与传统线性感温电缆的比较b) 采用ROTDR光纤传感检测的优势分布式——后端仪表获得在传感光纤所处的空间曲线的温度分布场，有别于传统的点式温度传感通过数据处理获取温度分布，ROTDR测量得到的每一个点的温度值都是真实的；❑定位——根据ROTDR的原理，沿着光纤的温度变化是通过光的反射和散射（类似雷达原理）来确定的，因此可以简单地和迅速地定位异常温度的位置❑测量的单一性——温度结果与应力、压力、损耗等参数无关，在工作环境恶劣的工况条件下仍然可以正常工作❑长距离——最长可达30km。
分布式光纤测温系统原理
分布式光纤测温系统原理分布式光纤测温系统是近年来发展起来的一种用于实时快速多点测温和测量空间温度场分布的传感系统。
它是一种分布式的、连续的、功能型光纤温度测量系统。
即在系统中，光纤不仅起感光作用，而且起导光作用。
利用光纤后向拉曼散射的温度效应，可以对光纤所在的温度场进行实时的测量;利用光时域反射技术(OTOR)可以对测量点进行精确定位。
如DTS2000 分布式光纤测温系统，可在一条2km长的光纤上实时监测2000个测址点，测温范围达到0- 370oC。
测温的物理基础当光在光纤中传输时，与光纤中的分子、杂质等相互作用而发生散射。
发生的散射有米氏散射、瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射等。
其中拉曼散射是由于光纤中分子的热运动与光子相互作用发生能量交换而产生的。
具体地说，当光子被光纤分子吸收后会再次发射出来。
如果有一部分光能转换为热能，那么将发出一个比原来波长大的光，称为Stokes光。
相反，如果一部分热能转换为光能，那么将发出一个比原来波长小的光，称为Anti-Stokes 光。
拉曼散射光就是由这两种不同波长的Stokes 光和Anti-Stokes光组成的，其波长的偏移是由光纤组成元素的固有属性决定的，因此拉曼散射光的强度与温度有关。
分布式光纤测温系统原理框图分布式光纤测温系统的基本框图如图2-83所示。
在同步控制.单元的触发下，光发射器产生一个大电流脉冲，该脉冲驱动半导体激光器产生大功率的光脉冲，并注人激光器尾纤中。
从激光器尾纤输出的光脉冲.经过光路藕合器进人放置在恒温槽中的光纤中，该光纤用于系统标定，之后再进人传感光纤，感受被测对象的温度场。
当激光在光纤中发生散射后，携带有温度信息的拉曼后向散射光返回到光路藕合器中。
光路祸合器不但可以将发射光直接藕合至传感光纤.而且可以将散射回来的不同与发射波长的拉曼散射光祸合至分光器。
分光器分别由两个不同中心波长的光滤波器组成，分别滤出Stokes光和Anti-Stokes光，经接收机送人数据采集与处理单元。
光纤分布式测温原理
光纤分布式测温原理光纤分布式测温是一种基于光纤传感技术的温度测量方法，它通过利用光纤传感元件沿着其长度方向对温度进行连续监测，并能够实现对较大范围的温度进行高精度的测量。
其原理是根据光纤传感元件在不同温度下的光学特性变化，来反映温度的变化。
光纤传感原理的基本思想是利用光纤本身作为传感元件，通过测量光纤的光学特性来获取所研究的物理量信息。
在光纤分布式测温中，通常采用拉曼散射或布里渊散射原理。
拉曼散射温度传感原理是利用光子与分子之间的能级结构相互作用发生波长变化从而产生拉曼散射现象，它在光纤中发生的拉曼散射光子波长与光纤所受热力学参数（如温度、应力等）的变化关系紧密，可通过测量散射光子波长来反映光纤所受参数的变化。
布里渊散射温度传感原理则是基于声光作用而产生的布里渊散射，温度变化导致光纤长度的微扰，从而影响声光相互作用过程，通过检测散射光子波长来反映温度变化。
这两种机制都是通过测量光纤中散射光子的波长变化，来实现对温度的高精度测量。
在具体的应用过程中，将传感光纤布设在需要监测温度的区域，并将光纤的纤芯与光源相连，光源发出的激发光在光纤中传输走过，产生与温度成比例的散射光，再由光谱仪或频谱分析仪进行检测，最后通过信号处理系统实现温度的测量与分析。
光纤分布式测温技术的特点在于可以实现对较大范围内温度的高精度测量，并且克服了传统测温方法所存在的温度梯度影响大、测点不足等问题，具有很好的实用性和可靠性。
其主要应用领域包括电力、石油、化工、地质等行业，在石油管道、电力线路等需要长距离的温度监测中有很好的应用前景。
例如，在石油管道上布设光纤传感器，可以实时监测管道温度变化，发现管道温度异常，并及时采取措施，从而保证管道的安全运行。
在实际的应用中，光纤分布式测温技术还存在一些问题待解决，例如光纤传感器的灵敏度、抗干扰能力、寿命等问题。
目前，国内外科研人员正在积极研究这些问题，并积极探索光纤传感技术的新应用，相信在不久的将来，光纤分布式测温技术将在各个领域得到更加广泛的应用。
光纤测温技术的原理与应用
光纤测温技术的原理与应用近年来，随着科技的不断发展，各种测温技术也不断涌现。
其中一种被广泛应用的技术就是光纤测温技术。
光纤测温技术基于光纤的光学特性，结合温度与光纤传输信号的关系，实现对温度的实时监测。
本文将介绍光纤测温技术的原理与应用。
首先，让我们来了解一下光纤的基本原理。
光纤是用高纯度的二氧化硅或其他材料制成的细丝状物体。
其内部由一个个的全反射层组成，光信号在光纤内部传输时会发生多次全反射，从而实现信号的长距离传输。
光纤具有高速率、大容量、阻挡电磁干扰等优点，因此被广泛应用于通信领域。
而光纤测温技术则是基于光纤的光学特性，通过测量光纤内部传输信号的特性来推导出温度信息。
其原理主要包括两个方面：热光学效应和光纤光学特性。
首先是热光学效应。
当光纤受到温度变化时，光纤内的介质会发生热膨胀，从而改变光纤的折射率。
由于光纤内部存在多个全反射层，光信号传输时会与这些层发生反射。
当光纤受到温度变化时，反射光的强度会发生变化，进而影响光信号的传输。
其次是光纤光学特性。
光纤的折射率与温度存在一定的关系，这种关系可以通过外部激光器与光纤的传输信号进行比较来确定。
当光纤的折射率发生变化时，激光器发出的信号在光纤内部传输时会有明显的衰减或改变，通过对传输信号的分析，可以推导出温度的变化。
基于以上原理，光纤测温技术被广泛应用于许多领域。
其中，工业自动化是其最重要的应用之一。
在工业生产过程中，温度的变化常常会影响到生产质量与效率。
利用光纤测温技术，可以实时监测温度的变化，并进行及时调整与控制，从而提高生产效率与产品质量。
另外，光纤测温技术在环境监测与安全生产中也有广泛的应用。
例如，在核电站等特殊环境下，需要对温度进行实时监测以确保设备的正常运行。
而光纤测温技术则可以精确地监测各个设备的温度变化，及时发现异常情况并采取相应措施。
此外，光纤测温技术还可以应用于火灾预警系统中。
由于光纤具有良好的抗电磁干扰性能和耐高温性能，可以在建筑物内布设光纤传感器，通过测量光纤传输信号的变化来预测火灾的发生。
光纤分布式测温原理
光纤分布式测温原理
光纤分布式测温原理的详细介绍如下：
光纤分布式测温技术是一种基于拉曼散射效应的温度测量方法，主要利用了光纤的能量传递特性。
其原理是通过光纤在测量过程中的散射信号来推断温度的分布。
具体而言，光纤分布式测温系统通过在一段光纤中注入强光激光束，并且检测散射光的拉曼频移信号。
由于温度的变化会影响光纤的折射率，进而改变拉曼频移信号的频率。
因此，通过测量散射光的频谱，可以获得温度变化的信息。
光纤分布式测温系统还会在光纤上分布许多测温点，以实现对整个系统进行高精度测温。
每个测温点的位置可以通过光纤布设的方式来确定，并且可以根据需要进行调整。
在实际应用中，光纤分布式测温系统可以用于各种环境下的温度测量，包括石油、化工、电力等行业。
它具有高灵敏度、高精度、抗干扰能力强等优点，可实现对温度变化的实时监测和精确测量。
总而言之，光纤分布式测温原理是基于光纤的拉曼散射效应，利用纤维中散射光的频率变化来推断温度的分布。
它是一种高精度、高灵敏度的温度测量技术，具有广泛的应用前景。
光纤光栅测温原理
光纤光栅测温原理
光栅的基本结构为沿纤芯折射率周期性的调制（如图1所示），所谓调制就是本来沿光纤轴线均匀分布的折射率产生大小起伏的变化。
图1光栅结构示意图
光纤的材料为石英，由芯层和包层组成。
通过对芯层掺杂，使芯层折射率n1比包层折射率n2大，形成波导，光就可以在芯层中传播。
当芯层折射率受到周期性调制后，即成为光栅。
光栅会对入射的宽带光进行选择性反射，反射一个中心波长与芯层折射率调制相位相匹配的窄带光刺中心波长为布喇格波长。
如果光栅处的温度发生变化，由于热胀冷缩，光栅条文周期也会跟随温度变化，光栅布喇格波长也就跟着变化。
这样通过检测光栅反射光的波长变化，就可以知道光栅处的温度变化。
实际光纤光栅分布式传感系统基本原理如图2所示。
一根光纤上串接的多个光栅（各具有不同的光栅常数），宽带光源所发射的宽带光经Y型分路器通过所有的光栅，每个光栅反射不同中心波长的光，反射光经Y型分路器的另一端口耦合进光纤光栅感温探测信号处理器，通过光纤光栅感温探测信号处理器探测反射光的波长及变化，就可以得到解调数据，再经过处理，就得到对应各个光栅处环境的实际温度。
图2光纤光栅分布式传感系统基本原理图。
测温光纤原理
测温光纤原理测温光纤是一种利用光纤传感技术实现温度测量的装置。
它利用光纤的特殊性能，通过光学原理实现对温度的测量。
在测温光纤的工作原理中，光纤传感元件是关键部分，它可以将温度变化转化为光信号的变化，从而实现对温度的测量。
测温光纤的工作原理主要包括光纤传感元件、光纤传感技术和光学测量技术。
光纤传感元件是测温光纤的核心部分，它可以根据温度的变化产生相应的光信号变化。
而光纤传感技术则是利用光纤的特殊性能，将光信号转化为电信号，并通过信号处理技术实现对温度的测量。
光学测量技术则是利用光学原理，通过测量光信号的变化来实现对温度的测量。
在测温光纤的工作原理中，光纤传感元件起着至关重要的作用。
它可以根据温度的变化产生相应的光信号变化，从而实现对温度的测量。
光纤传感元件的设计和制造是测温光纤技术的关键之一，它直接影响着测温光纤的测量精度和稳定性。
光纤传感技术是测温光纤实现温度测量的核心技术之一。
它利用光纤的特殊性能，将光信号转化为电信号，并通过信号处理技术实现对温度的测量。
光纤传感技术的发展和应用，极大地推动了测温光纤技术的进步，使其在工业、医疗、环境监测等领域得到了广泛的应用。
光学测量技术是测温光纤实现温度测量的重要手段之一。
通过测量光信号的变化，可以实现对温度的测量。
光学测量技术的发展和应用，为测温光纤技术的进步提供了有力支持，使其在温度测量领域发挥了重要作用。
总的来说，测温光纤是一种利用光纤传感技术实现温度测量的装置，其工作原理主要包括光纤传感元件、光纤传感技术和光学测量技术。
光纤传感元件的设计和制造、光纤传感技术的发展和应用、光学测量技术的推动和支持，是测温光纤技术能够实现温度测量的重要保障。
随着光纤技术和光学技术的不断发展，测温光纤技术将会在更多领域得到应用，并发挥重要作用。
光纤温度传感器原理
光纤温度传感器原理
光纤温度传感器利用光纤中光的传播特性，实现对温度的测量。
其工作原理基于光纤的热敏效应和光学衰减效应。
光纤的热敏效应是指光纤的折射率随温度变化而变化。
当光纤受到温度变化时，其折射率也会发生相应的改变。
这种折射率的变化可以通过光纤中注入的激光光束的传播速度或相位变化来检测。
光纤的光学衰减效应是指光纤中的光在传播过程中会因为温度变化而发生衰减。
在光纤中，温度变化会导致光纤的损耗增加，从而减弱光信号的强度。
通过测量光信号的衰减情况，可以间接地获取温度的信息。
光纤温度传感器一般由光源、光纤传输系统和光功率检测系统组成。
光源一般采用激光二极管或激光器，通过光纤传输系统将光信号传输到被测温度点附近。
在被测温度点附近，光纤会与外界的温度变化相互作用，产生相应的热敏或衰减效应。
光功率检测系统会测量经过反射或回传的光信号的强度变化，进而得到温度的数值。
光纤温度传感器具有抗电磁干扰、远距离传输、高灵敏度等优点，适用于工业生产过程中对温度进行长期监测和控制。
同时，由于光纤本身无电导性，可以应用于高电压环境或易燃易爆场所。
基于光纤温度传感器的应用领域涵盖了石油化工、电力、交通运输等多个行业。
用光纤给变压器测温
用光纤给变压器测温--光纤测温系统能实时直接测量绕组热点温度作者：陈军文章来源：沈阳天正国际经贸有限公司点击数：1027 更新时间：2009-10-28图1 光纤信号调节仪光纤测温技术用于测量高电压变压器的绕组热点温度，至今已近30年。
特别是近10年来，光纤测温监测仪器制造公司对产品进行了卓有成效的改进，提高了光纤的强度，优化了通过油箱壁的连接结构，使光纤测温技术获得了迅速发展。
光纤测温的工作原理以加拿大Neoptix公司的T/Guard型变压器绕组热点温度光纤监测仪为例，光纤温度监测仪主要由光纤探头、光纤信号调节仪两部分组成。
光纤探头完全由低介电常数的绝缘材料制成，适合在油浸变压器内部使用，并且能承受诸如煤油气相干燥，热流循环等变压器的初始制造工艺过程。
图2 光纤探头的结构光纤探头由一个400μm外径的固态晶体元件与光纤组成，外包具有透油性的聚四氟乙烯护套，适应温度范围为-80~250℃。
由光纤探头固态晶体元件检测的温度信号经光纤传输到光纤信号调节仪，依据GaAs技术，采用原算法信号分析，温度的测量结果可以再现，数据也可以存储。
光纤信号调节仪可配置1~8个测温通道，即可监测8个点域的温度变化。
内置1GB的数据存储器，可记录多达2400万个数据，相当于记录一台变压器运行40多年的数据。
图3 温控器工作原理图光纤信号调节仪配置标准的带发光二极管的液晶显示屏，可显示各个测点的温度值，并带有4~20mA（或者0~10V)模拟输出或MODBUS通讯接口，以连接到现场的控制箱或变电站的控制系统。
此外，还配备有RS-232和RS-485通讯接口。
光纤测温与非直接测温的比较传统的绕组温度指示仪（WTI）是利用“热像”原理间接测量线圈温度的仪表，其工作原理如图3所示。
图4 光纤测温探头与连续换位导线的直接接触安装在变压器油箱顶部的温包能感测顶层油温，并通过毛细管内液体的传递，引起指示仪表内测量波纹管相应的位移变化量。
光纤测温系统
光纤测温系统技术原理线型差定温火灾探测系统的原理是利用激光在光纤中传输能够产生背向散射，在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲，它在光纤中传输的同时不断产生背向散射光波，这些背向散射光波的状态受到所在光纤散射点的温度影响而有所改变，将散射回来的光波经波分复用、检测解调后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来，并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。
其原理和结构框图如下所示。
线型差定温火灾探测系统的原理示意图三．系统组成❖ 测温主机（终端机） ❖ 感温光纤❖ 监视机（工控电脑）1、FDTS 系统主机插槽视图测温主机：型号：JTWN-LDC-70A-FR01，广州市科思通技术有限公司自主开发。
经过国家消防机构检测合格的产品。
RS232通信口引脚图：引脚 输出信号1 空2 RxD （串口1）3 TxD （串口1）4 空5 地（串口1）6 TxD （串口2）7 RxD （串口2）8 地（串口2）9空继电器输出RS232通信口光纤端口继电器输出~220V 电源输入电源开关a.b.可扩展的继电器箱后盖板输出端子：主机技术指标：✧测量距离范围：2000米/路或 4000米/路✧光纤接口：双端✧温度测量精度：±2℃✧温度分辨率：0.5℃✧距离定位精度：±2.5m✧测量周期：<8s/路，两路16s✧通信接口：RS232与工控机连接✧继电器输出：大于10路✧与FAS系统连接：继电器输出信号输出给FAS系统的监视回路✧工作电源要求：AC220±20V,2A,50/60Hz✧使用环境：10℃～＋40℃，相对湿度<90%RH✧主机体积：446(w)×178(h)×380(d)✧重量：5kg2、感温光纤：多模GI62.5/125微米（芯线/包层/铠装），衰减<0.6分贝/公里,波长1300纳米。
采用美国康宁公司的产品或进口产品。
感温光缆有一个外径为3mm的绝缘护套。
光纤式红外测温仪工作原理
光纤式红外测温仪工作原理
光纤式红外测温仪是一种利用红外线辐射测量目标表面温度的仪器。
其工作原理如下：
1. 光纤传感器：光纤传感器是红外测温仪的核心部件。
它由红外探测器和红外透镜组成。
红外探测器能够接收目标物体发出的红外辐射，将其转换成电信号。
2. 红外辐射：所有物体都会发出红外辐射，其强度与物体表面温度有关。
根据斯蒂芬-波尔兹曼定律，物体表面辐射的总功
率与其绝对温度的四次方成正比。
3. 光纤传输：红外辐射通过光纤传输到仪器的探测器。
光纤具有较好的耐高温性能和灵活性，可以将红外辐射准确传输到探测器，同时避免了测温仪与目标物体之间的接触。
4. 探测器信号处理：探测器接收到红外辐射后，将其转换成电信号。
电信号经过放大和滤波等处理，然后通过AD转换器转换成数字信号。
5. 温度计算：通过对探测器获得的数字信号进行处理和计算，可以得到目标物体的表面温度。
计算方法一般基于红外辐射与温度之间的关系，使用经验公式或者校正算法来进行温度计算。
综上所述，光纤式红外测温仪利用光纤传感器接收目标物体发出的红外辐射，并通过探测器将其转换为电信号，最终计算出
目标物体的表面温度。
这种测温仪具有非接触、实时、准确等优点，在工业、医疗、科研等领域有广泛应用。
光纤测温集中控制系统原理
光纤测温集中控制系统原理
光纤测温集中控制系统原理是指将传感器和用户的检测信息通过
光纤传输到远程中央处理系统来实现, 以得到更快、更可靠的温度测
量结果。
系统包括三个主要部分：一个外部传感器、一个光纤传输网
络和一个处于远距离的中央处理单元。
外部传感器将温度信息通过无线信号发送到光纤传输网络，用以传输
所有测量的温度数据。
光纤传输网络包括光纤接口、光纤电缆和光纤
交换机等元件，使系统可以连接并传输温度信息。
发送到远距离的中
央处理单元处理数据时，信号通过布线和光纤通信网络传输，使得温
度变化数据被无缝地传输到控制端。
另外，中央处理单元也可以收集用户检测信息，以确定不同环境的温
度特征，从而建立一套温度控制策略。
处理单元可以实现对温度的实
时测量和控制，以便对诸如凝固性质、塑性质等性质的异常情况作出
及时响应。
此外，光纤测温集中控制系统还支持在线监测报警，可以实现超温报警、断电报警及其它安全问题报警。
当发生火灾、泄露等紧急情况时，中央处理单元可以及时将报警信息发送到监管机构或负责人处，以确
保高效的应急响应。
总而言之，光纤测温集中控制系统是一种既能实时测量及控制温度的
系统，又能实现现场环境的实时监控的系统。
它以先进的灵活性作为
其优势，是一种可靠及有效的温度控制系统。