分布式光纤拉曼温度传感器(DTS)结合光时域反射技术(OTDR)和光纤拉曼散射效应进行温度测量,是一种实时在线监测空间温度场分布的传感系统,其中光纤既是传输媒介又是传感媒介。与传统的温度传感系统相比,它具有抗电磁干扰、耐腐蚀、测温范围广、绝缘性好、灵敏度高等明显优势,已普遍应用于油气管道的温度监测和火灾报警以及大型堤坝的渗水漏水监测等领域,在国内外引起了广泛关注并迅速发展。空间分辨率是分布式光纤拉曼温度传感器的重要性能指标之一,能真实反应最小光纤长度上的温度变化。空间分辨率对系统的整体性能极为重要。目前,系统的空间分辨率可以达到2m左右,但是还不能满足石化管道、电力高压开关等应用的要求。因此,研究分布式光纤温度传感器系统的空间分辨率具有非常重要的意义,空间分辨率的提高可以更好地推广工程应用。本论文详述了分布式光纤温度传感器的国内外研究状况、应用领域及发展方向,叙述了分布式光纤拉曼温度传感器的理论依据,包括OTDR技术和拉曼散射温度效应,总结比较了分布式光纤拉曼测温的三种解调方法。简要介绍了分布式光纤拉曼温度传感器的结构,讨论了系统的各项性能指标。分析了影响分布式光纤拉曼温度传感器空间分辨率的几个因素,在理论上研究、探索了几种提高空间分辨率的方法,并在此基础上提出了双光源自校正的方法。采用主激光器和副激光器轮流工作,分别接收主激光的反斯托克斯拉曼信号、瑞利信号和副激光器的斯托克斯拉曼信号、瑞利信号,这四种信号的波长两两相同,解决了原单光源系统中由于反斯托克斯拉曼和斯托克斯拉曼光信号波长不一致引起的“走散”现象,有效地提高了系统的空间分辨率。本文给出了详细的实验方案,并对实验结果进行了详细的分析。最后,介绍了几个成功实施的工程应用案例,解决了工程实践中遇到的技术难题,为分布式光纤温度传感器在多种场合的应用推广提供了实例。