随着我国核能产业的快速发展,其产生的大量的核废物亟待处置,在核废物的处置流程中,时间较长的核废物暂存是重要一环。位于我国西南地区的核废物暂存库在受到地震、滑坡等地质灾害的影响后,其应力场的重分布可能导致存放在其中的核废物桶发生变形甚至破损,因此,需对核废物桶进行安全监测。核废料桶破损会导致核废料泄漏,进而使泄漏点的环境温度升高。因此,开展核废物暂存库中的核废物桶的温度场监测工作,为核废物暂存库的安全管理提供基础数据,具有十分重要的意义。分布式光纤传感技术是一项新兴的先进传感技术,具有良好的抗辐射干扰性和分布式测量特性。其中,拉曼分布式光纤温度传感器(RDTS)的应用最为广泛,其以成本较低的光纤作为感知单元,利用光纤中光的拉曼散射的感温特性对温度进行测量,适合环境恶劣且具有较大空间范围监测需求的应用。本文在国家自然科学基金项目(41704130)和地质灾害防治国家重点实验室自由探索课题(SKLGP2014Z013)的资助下,针对核废物暂存库中的核废物桶的温度场监测的需要,结合分布式光纤传感的优势,本文开展了基于RDTS的核废物桶温度场监测技术研究,主要研究内容如下:(1)RDTS核废物桶温度场监测实验装置搭建。针对核废物暂存库中的核废物桶的温度场监测中对温度测量精度以及温度异常定位的要求,根据RDTS测温原理及选取的温度解调方法,研究并建立基于RDTS的核废物桶温度场监测实验装置,用于提升温度测量精度及温度异常定位方法有效性验证。(2)RDTS降噪方法研究。针对核废物暂存库中的核废物桶的温度场监测中对温度测量精度的要求,分析了RDTS系统噪声来源,开展了RDTS降噪方法研究,先后提出了基于二分奇异值分解和基于一维中值滤波用于RDTS降噪的方法。(3)核废物桶暂存库温度异常定位方法研究。针对核废物暂存库中的核废物桶的温度场监测中温度异常定位的要求,开展了基于RDTS的核废物桶温度异常定位方法研究,提出了基于主成分分析的核废物桶温度异常定位方法。(4)RDTS系统软件设计。为了方便使用本文提出的降噪和定位方法,研究了基于Qt和MATLAB混合编程的软件系统设计,完成温度测量和温度异常定位。本文的主要创新点:(1)提出了基于二分奇异值分解的RDTS信号降噪方法,能够有效减小噪声引起的RDTS温度测量结果的偏差,且与常用于RDTS降噪的小波变换方法相比效果更佳。(2)提出了基于主成分分析的核废物桶温度异常定位方法,通过主成分分析方法提取核废物桶温度异常监测数据的特征,并与位置已知的温度异常数据的特征进行匹配,以实现温度异常定位,实验结果表明,该方法能够准确定位温度异常位置。