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分布式光纤测温系统的工作是根据激光脉冲在光纤中传输时，由于激光和光纤分子的相互作用，会产生3种散射光：瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射。其中瑞利散射对温度不敏感，而拉曼散射和布里渊散射都对温度敏感，因此拉曼散射和布里渊散射都可用来测量温度。由于布里渊散射和瑞利散射在频谱上靠得非常近，比较难以分开，同时布里渊散射受应力等其他因素的影响也比较大，所以用来测温难度比较大。目前技术上比较成熟的还是分布光纤拉曼散射温度传感器。
拉曼散射包括两种：斯托克斯拉曼散射和反斯托克斯拉曼散射。它们在频谱分布大致是对称的。这两者对温度都敏感。只不过反斯托克斯拉曼散射对温度的敏感系数比斯托克斯拉曼散射要大得多。因此通常都将反斯托克斯拉曼散射用作信号通道，作为计算温度的主要依据。而斯托克斯拉曼散射通常被用作参考通道，用来消除应力等其他因素的影响。瑞利散射对温度不敏感，因此也有将瑞利散射作为参考通道的。
分布式光纤测温系统中的检测光纤不带电、抗射频和电磁干优，防燃、防爆、抗腐蚀、耐高电压和强电磁场、耐电离辐射，能在有害环境中安全运行是实用的“本安”型传感器。分布式光纤测温系统在20世纪80年代中期出现，十多年来，技术日趋成熟，国内外研制了产品并开始应用于煤矿、隧道的温度报警、火灾防治；油库、危险品仓库、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检测；航空、航天飞行器的在线动态检测，已成为光纤传感技术和检测技术的发展趋势，因其独有的特点已成为工业过程控制中的一种新的检测方法与技术。分布式光纤测温系统可显示温度的传播方向、速度和受热面积，可将报警区域的平面结构图和光缆布线图预先输入计算机，可自动或手动显示温度报警区域或故障区域并实时显示。
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