什么是 DSTS/DTSS?
分布式应变与温度传感(Distributed Strain and Temperature Sensing, DSTS),又称分布式温度与应变传感(Distributed Temperature and Strain Sensing, DTSS)是一种光纤传感技术,能够沿光缆长度的任意点位同时对应变和温度的变化进行空间可分辨的测量。该技术使得单一光纤能够替代成千上万个独立的应变或温度传感器。
DSTS/DTSS的工作原理是什么?
DSTS/DTSS系统在设备端将激光发射至光纤中,部分光线以布里渊非弹性方式反向散射(其波长发生变化 )回设备内并进行分析。该技术采用布里渊散射、瑞利散射或光纤中嵌入的特殊光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Gratings, FBG)等方法,来观测光纤局部所受的应变和温度。通过精确测量背向散射谱的变化,可以计算出所受的应变或温度变化。为了监测应变或温度,传感光缆的设计和安装必须确保能够将待监测设备的变形或温度传递至光纤。可结合使用不同光纤来分别实现DSTS/DTSS功能,例如,使用松套管光纤监测温度,使用紧密耦合光纤监测应变——可以是常规光纤或专用FBG光缆。
DSTS/DTSS可以应用于哪些方面?
DSTS/DTSS通常被用于监测大型结构,其中应变或温度的变化可能是即将发生故障的征兆。管道、大坝、洪堤、桥梁、隧道、公路和输电线路等结构均可从DSTS/DTSS监测中受益。同样,工业过程监测以及大型建筑或隧道中的火灾探测也可通过DSTS/DTSS测量技术获得益处。
DSTS/DTSS有哪些优势?
根据安装情况,DSTS/DTSS可以针对应变监测、温度监测或两者兼顾进行优化。这使得系统能够在长达65公里(40英里)的距离上进行监测,且成本效益优于其他技术。许多设备可以配置为双向运行,从而有效地将覆盖范围翻倍。