يتم دفن خطوط أنابيب التدفئة تحت الأرض، مما يجعل من الصعب على عمليات التفتيش اليدوية اكتشاف المشكلات على الفور، مثل رطوبة العزل، أو تشقق المفاصل، أو تسرب خطوط الأنابيب أثناء التشغيل. يعمل نظام استشعار درجة الحرارة بالألياف الضوئية- عن طريق تجهيز شبكة خطوط الأنابيب "بنظام عصبي" قادر على مراقبة درجة الحرارة بشكل مستمر. إن المبدأ الكامن وراء استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة-مباشر.
بعد وضع ألياف الاستشعار على طول خط الأنابيب، تقوم وحدة رئيسية بنقل نبضات الليزر إليه، مما يولد ضوءًا متناثرًا مستمرًا؛ ترتبط شدة إشارة تشتت رامان بدرجة الحرارة في موقع الألياف. ومن خلال تحليل وإزالة تشكيل إشارات التشتت هذه، يمكن الحصول على بيانات درجة الحرارة لكل نقطة على طول الألياف.
في ظل ظروف التشغيل العادية، يظل توزيع درجة الحرارة على طول خط الأنابيب مستقرًا؛ ومع ذلك، في حالة حدوث تسرب، فإن الماء الساخن أو البخار المتسرب يغير مجال درجة الحرارة حول موقع التسرب. يكتشف النظام هذا التغير في درجة الحرارة، ويطلق إنذارًا تلقائيًا، ويحدد موقع التسرب.
يتكون نظام -استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية عادةً من ثلاثة مكونات: ألياف الاستشعار، والوحدة الرئيسية لاستشعار درجة الحرارة-، ومنصة مراقبة خلفية. تعمل ألياف الاستشعار كمستشعر ويتم وضعها على طول خط أنابيب التسخين بالكامل؛ وتتعامل الوحدة الرئيسية مع إرسال الليزر بالإضافة إلى استقبال وتحليل إشارات التشتت؛ وتقوم منصة المراقبة بتصور بيانات درجة الحرارة وتصدر إنذارات تلقائية في حالة حدوث حالات شاذة. فيما يتعلق بالأداء، فإن المواصفات الفنية الرئيسية الموضحة في معيار المجموعة T/SSM 24-2025، *المواصفات الفنية العامة لأنظمة استشعار درجة الحرارة البصرية للألياف الموزعة-لخطوط الأنابيب الحرارية*، تشمل: نطاق قياس درجة الحرارة -20 درجة إلى 130 درجة، ودقة مكانية تبلغ 1 متر أو أفضل (ضمن نطاق كشف يبلغ 15 كم)، ودقة درجة حرارة تبلغ ±1 درجة، ودقة تحديد المواقع تبلغ ±1 متر، وأقصى مسافة مراقبة لا تقل عن 10 كم. نظرًا لأن الألياف الضوئية نفسها عبارة عن عازل محصن ضد التداخل الكهرومغناطيسي، فهي مناسبة تمامًا للنشر لمسافات طويلة.
بالمقارنة مع أنظمة اكتشاف التسرب الكهربائي التقليدية، يوفر استشعار درجة الحرارة بالألياف الضوئية-مزايا مثل نطاقات المراقبة الأطول، والدقة الأعلى في تحديد المواقع، والمقاومة الفائقة للتداخل. تتطلب الأنظمة الكهربائية أن تكون كابلات الإشارة مدمجة بجانب خط الأنابيب وتعتمد على التغيرات في المقاومة أو المعاوقة للكشف عن التسريبات؛ وبالتالي، فهي عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي وتوفر دقة تحديد المواقع محدودة نسبيًا. بمجرد دفنها بجانب خط الأنابيب، تتطلب أنظمة استشعار درجة الحرارة بالألياف{3}}البصرية الحد الأدنى من الصيانة وتتميز بعمر خدمة طويل. فيما يتعلق بمعايير الصناعة، فإن معيار T/CDHA 11-2022، *المواصفات الفنية لأنظمة مراقبة الألياف{8}}البصرية لخطوط أنابيب التدفئة المدفونة مباشرة*، الصادر عن جمعية التدفئة المركزية الصينية في عام 2022، ينطبق على أنظمة مراقبة الألياف{9}}البصرية المستندة إلى تقنية استشعار درجة الحرارة- المثبتة على الجزء الخارجي من خطوط أنابيب التدفئة المدفونة مباشرة. تم إصدار المعيار الوطني GB/T 47547-2026، *المواصفات الفنية لأنظمة مراقبة الألياف الضوئية للتشغيل الآمن لخطوط أنابيب التدفئة المعزولة المدفونة مباشرة*، في أبريل 2026 ومن المقرر تنفيذه في نوفمبر 2026.
يتم بالفعل استخدام هذه التكنولوجيا في المشاريع العملية. يتكون "نظام الوعي الظرفي" الذي تم نشره في شبكة التدفئة بمنطقة شيان من ثلاثة مكونات-ألياف ضوئية عالية الدقة-، ووحدة مضيفة لاستشعار درجة الحرارة الضوئية-موزعة من الألياف-، ومنصة مراقبة خلفية-تدعم دقة قياس درجة الحرارة بمقدار ±1 درجة . يتميز نظام كشف تسرب الألياف الضوئية- الذكي لشبكات خطوط الأنابيب، والذي تم تطويره بشكل مشترك بواسطة خط أنابيب Tangshan Xingbang ومعاهد Hefei للعلوم الفيزيائية التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم، بألياف استشعار درجة الحرارة- الموضوعة بجانب خط الأنابيب؛ فهو قادر على تحديد مواقع التسرب وتقديم{10}تحذيرات مبكرة في الوقت الفعلي. في يونيو 2025، بدأت المنظمة الدولية للمعايير (ISO) رسميًا مشروع *المتطلبات الفنية لأنظمة مراقبة تسرب الألياف الضوئية- لخطوط أنابيب التدفئة المدفونة مباشرة*، حيث تعمل شركة Xingbang Pipeline كمنظمة الصياغة الرئيسية. تقوم أنظمة استشعار درجة الحرارة بالألياف الضوئية-- بتحويل التسريبات في شبكات التدفئة من "غير مرئية" إلى "مرئية". بالنسبة لمشاريع التدفئة الجديدة أو المجددة، يمثل هذا استثمارًا أساسيًا يستحق النظر فيه.