分布式应变传感(DSS)技术介绍

什么是DSS

分布式应变传感(Distributed Strain Sensing, DSS)是一种光纤传感技术,沿着光纤传感光缆提供空间可分辨的伸长率分布曲线。通过在被测设备横截面的不同位置组合多条传感光缆,DSS被用于计算设备的伸长量(应变)、形状(弯曲半径和弯曲方向)、扭曲等参数。

DSS的工作原理是什么

DSS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。由于布里渊非弹性反向散射依赖于局部应变,因此布里渊反向散射光的特性可用于测量光纤中的应变。利用返回光相对于激发光的时间延迟,可获取空间可分辨的应变信息。

DSS可以应用于哪些方面

DSS的应用场景包括直接附着于管道上进行地面运动监测(如滑坡、沉降)或形变监测(如隆起/侧向屈曲)。对于海底复合脐带缆和海上电力电缆,DSS可在安装或运行期间提供伸长、弯曲和疲劳监测。在土木工程中,DSS被用于桥梁、桩基础监测以及开挖工程(设备稳定性监测以及地质技术调查,如沉降、滑坡等)。

DSS有哪些优势

DSS系统需要安装一种专门设计的应变传感光缆,该光缆能有效将设备变形(变化)耦合至光缆内的传感光纤。随后,可利用该应变来计算资产的变形和疲劳情况以及外部扰动,从而实现对威胁的早期预警。DSS系统不受电磁扰动的影响,且适用于ATEX(潜在爆炸环境用的设备及保护系统)环境,确保安全。单个DSS可监测距离设备最远达65 公里(40英里)范围内的成千上万个位置。多个设备可配置为双向运行,从而有效地将覆盖范围翻倍。