Đường ống sưởi ấm được chôn dưới lòng đất, gây khó khăn cho việc kiểm tra thủ công để phát hiện kịp thời các vấn đề, chẳng hạn như độ ẩm cách nhiệt, nứt mối nối hoặc rò rỉ đường ống trong quá trình vận hành. Hệ thống cảm biến nhiệt độ quang-cáp hoạt động bằng cách trang bị cho mạng lưới đường ống một "hệ thần kinh" có khả năng theo dõi nhiệt độ liên tục. Nguyên tắc đằng sau việc cảm biến nhiệt độ-cáp quang phân tán rất đơn giản.
Sau khi sợi cảm biến được đặt dọc theo đường ống, một bộ phận chính sẽ truyền các xung laser vào nó, tạo ra ánh sáng tán xạ ngược liên tục; cường độ tín hiệu tán xạ Raman tương quan với nhiệt độ tại vị trí của sợi. Bằng cách phân tích và giải điều chế các tín hiệu tán xạ này, có thể thu được dữ liệu nhiệt độ cho mọi điểm dọc theo sợi quang.
Trong điều kiện hoạt động bình thường, sự phân bổ nhiệt độ dọc theo đường ống vẫn ổn định; tuy nhiên, nếu xảy ra rò rỉ, nước nóng hoặc hơi nước thoát ra sẽ làm thay đổi trường nhiệt độ xung quanh vị trí rò rỉ. Hệ thống phát hiện sự thay đổi nhiệt độ này, kích hoạt cảnh báo tự động và xác định vị trí rò rỉ.
Hệ thống cảm biến nhiệt độ sợi quang-thường bao gồm ba thành phần: sợi cảm biến, bộ cảm biến-nhiệt độ chính và nền tảng giám sát phụ trợ. Sợi cảm biến đóng vai trò là cảm biến và được đặt dọc theo toàn bộ chiều dài của đường ống sưởi ấm; bộ phận chính xử lý việc truyền laser cũng như thu và phân tích các tín hiệu tán xạ; và nền tảng giám sát trực quan hóa dữ liệu nhiệt độ và đưa ra cảnh báo tự động trong trường hợp có sự bất thường. Về hiệu suất, các thông số kỹ thuật chính được nêu trong tiêu chuẩn nhóm T/SSM 24-2025, *Thông số kỹ thuật chung cho sợi phân tán-Hệ thống cảm biến nhiệt độ quang học cho đường ống dẫn nhiệt*, bao gồm: phạm vi đo nhiệt độ -20 độ đến 130 độ, độ phân giải không gian từ 1 mét trở lên (trong phạm vi phát hiện 15 km), độ chính xác nhiệt độ ±1 độ , độ chính xác định vị là ±1 mét và khả năng giám sát tối đa khoảng cách ít nhất 10 km. Vì bản thân sợi quang là chất cách điện miễn nhiễm với nhiễu điện từ nên nó rất phù hợp để triển khai ở khoảng cách xa.
So với các hệ thống phát hiện rò rỉ điện truyền thống, cảm biến nhiệt độ sợi quang-có những ưu điểm như phạm vi giám sát dài hơn, độ chính xác định vị cao hơn và khả năng chống nhiễu vượt trội. Hệ thống điện yêu cầu cáp tín hiệu phải được lắp dọc theo đường ống và dựa vào sự thay đổi điện trở hoặc trở kháng để phát hiện rò rỉ; do đó, chúng dễ bị nhiễu điện từ và có độ chính xác định vị tương đối hạn chế. Sau khi được chôn dọc theo đường ống, hệ thống cảm biến nhiệt độ cáp quang-cần bảo trì tối thiểu và có tuổi thọ lâu dài. Về tiêu chuẩn ngành, tiêu chuẩn T/CDHA 11-2022, *Thông số kỹ thuật cho Hệ thống giám sát quang học-sợi cho đường ống sưởi ấm chôn trực tiếp* do Hiệp hội sưởi ấm khu vực Trung Quốc ban hành năm 2022, áp dụng cho hệ thống giám sát sợi quang-dựa trên công nghệ cảm biến nhiệt độ{12}}được lắp đặt bên ngoài đường ống sưởi ấm chôn trực tiếp. Tiêu chuẩn quốc gia GB/T 47547-2026, *Thông số kỹ thuật cho Hệ thống giám sát sợi quang để vận hành an toàn các đường ống sưởi ấm cách nhiệt chôn trực tiếp*, được ban hành vào tháng 4 năm 2026 và dự kiến triển khai vào tháng 11 năm 2026.
Công nghệ này đã được sử dụng trong các dự án thực tế. "Hệ thống nhận thức tình huống" được triển khai trong mạng lưới sưởi ấm quận Shiyan bao gồm ba thành phần sợi quang có độ chính xác-cao{2}}, thiết bị lưu trữ cảm biến-nhiệt độ quang học-sợi phân tán và một nền tảng giám sát phụ trợ-hỗ trợ độ chính xác đo nhiệt độ ±1 độ . Hệ thống phát hiện rò rỉ sợi quang-thông minh dành cho mạng lưới đường ống do Đường ống Đường Sơn Xingbang và Viện Khoa học Vật lý Hợp Phì thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cùng phát triển, có sợi cảm biến nhiệt độ-được đặt dọc theo đường ống; nó có khả năng xác định các vị trí rò rỉ và cung cấp{10}cảnh báo sớm theo thời gian thực. Vào tháng 6 năm 2025, Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) đã chính thức khởi động dự án *Yêu cầu kỹ thuật đối với-Hệ thống giám sát rò rỉ sợi quang cho đường ống sưởi ấm chôn trực tiếp*, với Đường ống Xingbang đóng vai trò là tổ chức soạn thảo chính. Hệ thống cảm biến{15}}nhiệt độ quang học{16}}sợi quang chuyển đổi rò rỉ trong mạng lưới sưởi ấm từ "vô hình" thành "hiển thị". Đối với các dự án sưởi ấm mới hoặc được cải tạo, đây là một khoản đầu tư cơ bản đáng được xem xét.