分布式光纖測溫技術在港口的應用

劉維華

（營口港務股份有限公司糧食分公司，遼寧 營口 115007）

長期以來我國對港口碼頭皮帶機、滾筒、電機等各種設備缺乏有效的長期實時監測設備與監測手段，出現很多起嚴重的火災事故，給國家和人民的生命財產造成重大損失。

溫度場的分布測量是工程中溫度測量的重要內容。在許多場合，傳統的溫度傳感器或是因為不能工作在強電磁場環境中，或是因為多點測量的成本過高，或是因為存在傳感器的安裝等問題不能完成分布式溫度測量[1]。而分布式溫度傳感技術具有使用安全、抗電磁干擾能力強、易于安裝等特點，在實時檢測溫度場的控件連續分布的應用中以其獨特的優點而受到重視。

近幾年，隨著光纖測溫技術在港口領域的應用，利用光纖對港口領域的溫度實時檢測已經實現。然而還有很多重要的問題沒有得到完全解決[2-4]。有鑒于此，本文針對分布式光纖測溫技術在港口的應用，提出了一系列集可視化、智能化、無人化于一身的數字化在線監測方案，為全面提升港口的生產安全能力打下堅實的基礎。

1 分布式光纖測溫技術簡介

1.1 拉曼散射

光通過介質時由于入射光與分子運動相互作用而引起的頻率發生變化的散射稱為拉曼散射（Raman scattering），又稱拉曼效應。1923 年 A·G·S 斯梅卡爾從理論上預言了頻率發生改變的散射。1928年，印度物理學家C·V·拉曼在氣體和液體中觀察到散射光頻率發生改變的現象。拉曼散射遵守如下規律：散射光中在每條原始入射譜線(頻率為ν0)兩側對稱地伴有頻率為 ν0±νi(i=1，2，3，…）的譜線，長波一側的譜線稱紅伴線或斯托克斯線，短波一側的譜線稱紫伴線或反斯托克斯線；……