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圖一、Raman scattering( 拉曼現象 ) 示意圖 [1] 圖二、測量 stokes，AntiStokes 計算溫度 [6]

Solid State of Heat Movement DTS/DTSS
Quartz Glass Light Wave Pulsed
Spectral position Laser Light Stokes Line Laser Fibre Optic-up to 30km in length

Antistokes Line
Measuring
Unit (up to 30,000 measurement points)
940 980 1020 λ/ν s

方式進行量測，傳感器普遍使用
電 阻 式 溫 度 元 件 (RTD) 或 電 熱 偶 分散式光纖偵溫系統的警報規劃可
前言
(Thermocouple) 感 測 溫 度， 以 所 依各區段環境及需求不同而作不同
產生之電阻或毫伏電壓信號來作溫 背景均溫下之警報定義，可配合現
分散式光纖偵溫系統是藉由一條扮 度信號量化及傳訊，其使用上有著 場分系統、區域、樓層、隔間來設
演傳感器的光纖，實現監測光纖所 定光纖量測路徑之參考距離，在發
應用的限制及缺點，如溫度範圍固
到之處的溫度量測，這是目前普遍 定、侷限的量測空間、信號易受電 生異常狀況時，能藉著系統精準定
的溫度量測方法所無法達成的。分 位之功能，迅速找出事故警報發生
磁干擾影響、易因水氣潮濕及雷擊
散式光纖測溫系統可以即時、準確 之正確位置，在災害形成前解決問
影響、突波故障等。在實際應用上，
的反映出被測對象的溫度資訊，並 題，防止事故發生及影響之蔓延。
傳統式的傳感器，不論是採用類比
具有多種差動定溫的報警方式。 主
量或者數位點式感測器，其系統連
要特點是區別於傳統點式、分散式 DTS (Distribution Temperature
線多，測量存在盲點，只能夠針對
測量，在光纜敷設的範圍內無測量 Sensing) 原理簡介
特定的溫度點進行量測，無法對週
盲點，測量距離長且取樣讀值密度 分散式光纖偵溫系統之溫度量測方
遭熱點全面進行即時監測，也不能
高、適於遠程監控，測量週期短， 式，是以光纖作為感測元件，光纖
夠確定熱點位置，系統組成複雜，
響應快速，靈敏度高，測量精度高， 採石英材料所製成，為 SiO 2 分子的
大範圍之量測安裝整合不易；因零
誤報率、漏報率低等特點，十分適 結合，當分子的熱量發生變化時，
件老化而會產生飄移，除須定期調
合於大區域、大範圍不易管理的系 也會使得分子晶格振盪產生變化，
校外使用壽命相對較短，後續維護
統監測及災害預警之用途；DTS 目 此時如果加入一光束於這區域，就
成本也較高。
前在全球的應用已有相當多的案 會發生光散射現象，若以頻譜觀看
例，主要應用領域為電力、交通、 反射光會發現除入射光本身的頻帶
分散式光纖偵溫系統（DTS）能夠
工業、地理水文之溫度偵測及安全 外，另外會因光散射現象產生反斯
提供即時的溫度監測和熱點定位功
預警監控。 拖克斯 (Anti-Stoke) 頻帶及斯拖克
能，具有測量距離長等優勢。且獨 斯 (Stoke) 頻帶，稱為拉曼 (Raman)
特的電氣絕緣性賦予光纖傳感器的 散射 圖一，由於光纖分子熱振動產
抗電磁干擾能力，以及快速響應和 生兩個回射波，比原光源長的回波 -
對腐蝕液體的抗拒性。光纖傳感器 斯拖克斯 (Stokes) 以及比原光源短
文獻回顧 因其本質安全性，非常適合於易燃 的回波 - 反斯拖克斯 (Anti-Stokes)。
易爆的危險場合及重要設施之溫度
傳統溫度監測主要以點式取樣之 監測及火災報警預警的應用。 光纖因受外部溫度的變化影響，使

李文振 W.J. Lee
喜愛大自然及露營活動，也喜歡
登山及休閒運動
座右銘：把握當下，即是幸福
最大目標：能與太太環遊世界

NEW FAB TECHNOLOGY JOURNAL JULY 2012 55