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中心谱线为瑞利散射谱线, 低频一侧频率为( V 0-V) 、波长为 s 的谱线称为斯托克斯线( stokes) , 高频一侧频率为( V 0+ V) 、波长为 a 的谱线,称为反斯托克斯线( Anti- stokes) 。根据拉曼散射理论, 在自然拉曼散射条件下, 反斯托克斯光强 Ia 于斯托克斯光强 Is 的比值 R( r) 为R ( r ) = I a/ Is= ( s/ a) 4ex p ( - hcV 0/ kT )。式中: h普朗克常数;c真空中的光速;k波尔兹曼常数;T温度。
光纤温度传感系统的结构
分布式光纤测温主机由激光二极管( LD) 和驱动器( DRIVER) 、光电检测器( APD) 和放大器组件( AMP) 、光纤传感回路( OFL) 和信号处理电路、计算机等组成。
为确保激光二极管功率及峰值波长的稳定,采用半导体在冷低温恒温槽冷却工作。激光脉冲通过耦合器入射到光纤传感回路, 并将光纤传感回路的背向散射回波采集回来, 通过波长甄别模块分成斯托克斯通道和反斯托克斯通道; 光电检测器组件为高灵敏、低噪声硅雪崩二级管组件 (APD) , 为了确保 APD 的稳定工作, 使其在低温恒温槽冷却工作。
其构成原理决定了它不会受到电磁干扰的影响, 也不会对电气设备的正常运行带来任何的影响。通过采用不同的外护套材料, 光纤温度传感系统可以适应各种工作环境。光纤测温可以对电气配电装置的母排、动力电缆的接头等部位进行零距离监测。其构成原理决定了它不会受到电磁干扰的影响, 也不会对电气设备的正常运行带来任何的影响。
纤温度传感系统在电力系统中的应用
光纤测温在电力系统的应用范围, 归纳起来包括以下几个方面。电力电缆的表面温度及电缆密集区域的温度监测监控。
可以应用在发电厂、变电站的电缆夹层、电缆沟道、大型电缆隧道( 例如广州珠江新城 3. 8km 的地下电缆隧道) 的温度监测和监控。
对电力电缆的监护, 可以将测温光纤贴在电缆的表面, 在取得了电缆表面数据后, 将电缆的负荷电流同时描成一组相关曲线, 并从电流值推算出芯线导体的温度系数, 从表面温度变化与导体温度变化之差 ( 相同时刻作比较) 便可以求出表面温度与运行负荷电流的相关关系, 并以此来支持供电系统的安全运行。