分布式光纤测温(DTS)技术双轨演进:长距单模与高精多模开启应用新格局
分布式光纤测温技术(DTS)正凭借其连续、实时、大范围的温度监测能力,深度融入智慧城市、电力安全、油气管线等核心基建领域。其独特的光时域反射(OTDR)与拉曼散射技术原理——利用激光脉冲在光纤内产生的波长敏感信号进行温度解算,已成为行业温度监控的新标杆。
DTS产品发出的一束脉冲激光在单根光纤中传输,激光在光纤中产生拉曼散射,散射使得入射光的波长发生了变化,波长变长的称为斯托克斯光(Stokes,1660nm),波长变短的称为反斯托克斯光(Anti-Stokes,1450nm)。而斯托克斯光与反斯托克斯光对温度的敏感程度不同,计算两者的比值即可获得光纤轴向各点的温度信息。
性能指标驱动行业创新
当前DTS系统的核心性能聚焦三大关键指标:测量距离、温度精度及空间分辨率。超长距离长测量,成为评价系统覆盖能力的关键参数;温度精度密切依赖光源稳定性和校准算法,直接决定数据的决策价值;而空间分辨率则通过温度均值化模型制约着微小区域的温度捕捉能力,例如在短距离突发温升场景下表现尤为敏感。
空间分辨率的测试可以考虑两种方法:其一是看对空间阶跃温度的响应,将温度响应的 10%~90%所对应的空间长度定义为空间分辨率;另外一个定义方法是看对点温的响应,对一段加温区域,至少有一个点能够达到准确温度的 90%所对应的最小加温长度。
单模/多模方案分野明确,场景适配成焦点
市场正呈现泾渭分明的技术路径:
- 单模DTS: 适配通用单模光纤,以超长测量距离 为优势,适用于跨城市级管网、长隧道防火监控等场景,但存在拉曼信号弱、响应滞后、空间精度受限等挑战。
- 多模DTS: 依托多模光纤实现更高精度、更快响应速度及优异的空间分辨率,成为电力热点定位、工业反应釜监控等需要秒级预警场景的首选,但在部署距离(通常<10km)和光纤兼容性方面存在短板。
行业专家指出:“未来竞争重点在于技术场景适配性。”
单模系统需优化信噪比算法弥补精度不足,满足油气管线长距离、弱振动工况;多模方案亟需拓展光纤兼容方案,加速能源电力、化工等高精度场景渗透。随着系统融合AI噪声抑制、多波长协同探测等新技术,DTS作为“感知神经”,将持续为智能基建筑牢安全防线。