光纤具有高效的光传输和大的带宽,现在已经成为了通信系统和传感系统的重要组成部分。它既可以作为传感系统的敏感元件,又能作为传感系统的传输媒介传输感知信号。光纤的优良特性使其在光分析领域和传感系统中越来越受到重视。分布式光纤传感技术是光纤检测技术的一个重要发展方向。分布式光纤测温系统由于能够在沿光纤走向的长距离空间上对温度进行分布式测量和温度异常点的定位,现在已经在温度监测与报警应用中得到了广泛应用。随着我国各类交通隧道工程的迅猛发展的同时,国外隧道火灾造成的大量人员伤亡和经济损失也给我国隧道工程带来了警示。因此,本文采用分布式测温系统来对隧道进行温度监测。本文介绍了国内外分布式光纤温度传感技术的研究现状和发展趋势,分析了分布式光纤温度传感技术在温度场测量中的优势。论文介绍了分布式拉曼光纤温度传感系统的两种发展方向,选定了基于光频率反射技术(Optical Frequency Domain Re?ectometry,OFDR)的分布式拉曼光纤温度传感系统进行研究,分析和研究了拉曼光频率分布式光纤温度传感技术的测量原理,并对各部分功能进行了说明。论文通过对光纤特性、光的传输和光纤中的散射现象的描述,介绍了基于三种光散射现象的分布式光纤温度传感技术,初步介绍了光频率反射技术。论文对拉曼光频率分布式光纤测温系统原理进行深入的研究,提出了系统的架构。在介绍系统的工作过程后,对拉曼光频率分布式光纤测温系统各个功能模块器件的选用和硬件电路设计进行了详细的叙述。主要包括光电转换模块、信号源模块、信号采样和处理模块。光电转换模块中采用ADL5317来对雪崩光电二极管的偏置电压进行控制,信号源采用AD9951,采样电路采用同步采样芯片ADS8364,系统采用DSP作为控制和信号处理的核心器件,提高了系统的性能。通过对光纤中拉曼散射进一步的分析与研究,分析了光频率反射技术下的拉曼斯托克斯与反斯托克斯信号,采用了传输函数和冲击响应函数对斯托克斯与反斯托克斯信号进行分析与处理。并对光频率反射分布式光纤测温系统的进行了仿真,仿真结果表明了分布式测温方法的正确性。还对系统的性能指标进行了分析。论文最后完成了系统主要功能模块的软件设计。