面对热电厂中存在的高温蒸汽管路输送距离长、泄漏点难以寻找的问题，搭建分布式光纤测温系统，对蒸汽管路的温度场进行监控。系统根据拉曼散射原理解调出了管道沿线铺设光缆中反射光信号内含有的温度信息，并根据光时域反射技术将温度与对应的管道进行位置匹配。同时系统通过卡尔曼滤波算法对解调出的温度信号进行了滤波，结果证明卡尔曼滤波能够将系统测量的温度波动降低至1℃。

研究了弯曲损耗对分布式光纤拉曼测温解调的影响，从理论上分析了单路解调算法和双路解调算法的解调原理，并通过实验验证了两种解调算法对存在多处弯曲损耗光纤的温度解调可行性。实验结果表明，两种解调算法均可适用于已发生弯曲损耗光纤的温度解调，但对于发生弯曲损耗位置附近的光纤，单路解调算法的准确度和波动性优于双路解调算法。

为实现低成本、长距离的高精度分布式温度测量, 提升分布式喇曼光纤温度传感器(RDTS)系统的性价比, 提出了一种基于强度调制型啁啾脉冲压缩技术的新型RDTS系统, 描述了新型系统的结构及相应信号调制/解调方法, 并通过实验验证了系统性能。实验结果表明: 所提出的新型RDTS系统在35 km的传感距离获得了1.6 m的空间分辨率和1.8 ℃的温度分辨率, 解决了传统RDTS系统中空间分辨率与温度分辨率相互制约的问题。

为了能对核能发电站内反应堆冷却系统管道的泄漏情况进行实时监测及高精度定位, 利用拉曼散射效应和光时域反射技术构建了分布式光纤测温系统, 结合特定规则的传感光纤布设方式, 实现管道外壁温度场的全覆盖式实时在线监测.通过实验验证, 当泄露发生导致二维平面内某区域的温度异常达到预先设置的阈值时, 监测系统会依据布线规则对该点进行位置解码并标记, 从而实现二维平面的精确定位.实验得到的定位精度为0.5 m, 并显著降低了误报可能性, 可极大的提高管道外表面温度异常点的定位精度.

借助光纤光栅(FBG)、相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)及基于拉曼散射的分布式温度传感器(DTS)，对4 km长的高压输电真型线路的健康监测进行研究。分析了导线舞动过程中输电塔架和输电导线的温度和应变的特征。利用安装在塔架结构上的104个FBG应变和温度传感器对塔架结构进行应变监测。利用Φ-OTDR及DTS，借助输电线路中现有的光纤复合架空地线(OPGW)内的通信光纤，实现了输电线路的舞动和温度的监测。三种光纤传感方案相互补充照应，实现了对整个输电系统结构健康监测。

针对耐高温准分布式光纤布拉格光栅（FBG）传感器的需求，利用飞秒激光相位掩模辐照结合光纤拉伸，研究出制备不同周期的布拉格光栅的方法。通过改变光纤两端施加应力的大小来控制FBG的周期，得到具有不同布拉格波长的FBG并构成准分布式高温传感器。标定了FBG的温度响应参数，实现了两点准分布式温度测量。准分布式传感系统由光纤光栅解调仪和串接在一起的不同布拉格波长的FBG构成。不同温度下FBG的光谱响应结果表明：FBG的布拉格波长对温度响应曲线有很好的线性拟合相关度，在800 ℃长时间退火后FBG反射率稳定在-10.2 dB，该传感系统可用于800 ℃以内的温度传感测量。

Weak signal detection for single-mode fiber-optic distributed temperature sensor (DTS) is a key technology to achieve better performance. A hybrid technique combining the incoherent optical frequency domain reflectometry (IOFDR) and the three-channel simultaneous radio-frequency (RF) lock-in amplifier (LIA) is presented to improve the signal-to-noise ratio (SNR) of the measured spontaneous Raman backscattered light. The field programmable gate array (FPGA) based RF-LIA is designed with a novel and simple structure. The measurement frequency range is achieved from 1 kHz to 100 MHz. Experimental results show that the backscattered light signal of picowatt level can be detected with high SNR. With a 2.5 km single-mode fiber, a 1064 nm laser source, and the measurement time of 500 s, this sensing system can reach a spatial resolution of 0.93 m and a temperature resolution of about 0.2℃.

在基于微波电光调制的布里渊光时域反射分布式温度传感系统中, 使用微波扫频会造成电光调制器输出的参考光功率波动, 根据相干检测的原理, 参考光功率的波动会影响到测得的后向布里渊散射信号的功率, 将直接影响布里渊散射谱的测量精度, 导致较大的温度测量误差。因此, 提出一种根据电光调制器输出光功率反馈调节微波源功率, 以稳定布里渊光时域反射系统参考光功率的方法。实验结果表明, 该方法可以有效抑制电光调制器输出的一阶边波带峰值功率的波动, 使系统的温度测量精度从 6℃提高到了 2℃。