Giapod-apod nga Fiber Optic Acoustic Sensing System DAS

Fiber optic temperatura sensor, Intelligent monitoring system, Distributed fiber optic manufacturer in China

Kahulugan sa Giapod-apod nga Fiber Optic Acoustic Sensing

Giapod-apod nga Acoustic Sensing System (ANG) kay usa ka fiber optic optoelectronic device nga nagsukod sa acoustic interaction sa gitas-on sa fiber optic sensing cable..

 

Ang talagsaon nga bahin sa usa ka gipang-apod-apod nga acoustic sensing system mao nga kini naghatag og padayon (o giapod-apod) pag-apod-apod sa temperatura sa gitas-on sa sensing cable, kay sa discrete sensing points.

Giapod-apod nga teknolohiya sa acoustic sensing

Kasagaran, Ang teknolohiya sa DAS naggamit sa standard nga telecommunications fiber optic cables, ug espesyal nga fiber optic nga mga kable gikinahanglan lamang sa taas nga temperatura (labaw pa sa 100 ° C). Ang sensing fibers kasagarang gibase sa single-mode fibers, bisan tuod ang pipila ka mga espesyal nga aplikasyon naggamit ug multi-mode sensing fibers.

 

Ang sakup sa usa ka sistema sa DAS kasagaran hangtod sa 50km matag sensing fiber, ug ang matag inquiry unit kasagaran adunay 1 o 2 channels nga mahimong operate dungan. Pananglitan, Ang DAS makasukod hangtod sa 100km, ug ang 2-channel units makasukod ug 50km sa bisan unsang direksyon.

 

prinsipyo sa pagsukod

Ang gipang-apod-apod nga acoustic sensor interrogation unit nagpadala sa laser pulses ngadto sa fiber optic. Sa diha nga kini nga matang sa kahayag pulso propagates sa daplin sa lanot, ang interaksyon sa sulod sa lanot hinungdan sa kahayag nga pamalandong nga gitawag ug backscattering, nga gitino pinaagi sa gamay nga strain (o pagkurog) mga panghitabo sulod sa lanot, nga tungod sa lokal nga sound energy. Kining backscattered nga kahayag mokaylap pataas subay sa fiber optic ngadto sa interogasyon nga yunit, diin kini gisampol sa Rayleigh frequency. Ang oras nga gikinahanglan alang sa laser pulses nagtugot alang sa tukma nga pagmapa sa backscatter nga mga panghitabo sa gilay-on sa fiber – nailhan kini nga optical time-domain reflectometer.

 

Kadaghanan sa gipang-apod-apod nga acoustic sensing system sa merkado karon gibase sa usa ka prinsipyo nga gitawag Coherent Optical Time Domain Reflectometer (COTDR).

Spatial resolution ug spatial sampling period

Ang spatial nga resolusyon sa panguna gitino sa gidugayon sa gibuga nga pulso, ug usa ka resolusyon sa 10m nga gihatag sa usa ka 100ns nga pulso kay kasagarang bili. Ang gidaghanon sa gipabanaag nga kahayag proporsyonal sa gitas-on sa pulso, mao nga adunay usa ka trade-off tali sa spatial nga resolusyon ug maximum range. Aron sa pagpalambo sa maximum range, gilauman nga mogamit og mas taas nga mga gitas-on sa pulso aron madugangan ang lebel sa gipabanaag nga kahayag, apan kini modala ngadto sa mas dako nga spatial nga resolusyon. Kasagaran, ang spatial nga resolusyon sa kadaghanan sa mga sistema mao ang 5-10 metros.

 

Pagtandi tali sa DAS ug uban pang fiber optic distributed sensing system

Adunay daghang uban pang gipang-apod-apod nga fiber optic sensing nga mga teknolohiya nga nagsalig sa lainlaing mga mekanismo sa pagsabwag ug mahimong magamit sa pagsukod sa ubang mga parameter..

 

Ang mga sistema nga nakabase sa Brillouin kasagarang gigamit sa pagsukod sa giapod-apod nga strain ug temperatura.
Ang pagsabwag sa Brillouin mas huyang kaysa pagkatag ni Rayleigh, mao nga ang mga pagpamalandong gikan sa daghang mga pulso kinahanglan nga idugang aron mahimo ang pagsukod. Busa, ang kinatas-an nga frequency sa pagsukod sa mga kausaban gamit ang Brillouin scattering kasagaran pipila ka napulo ka Hz, samtang ang mga sistema sa COTDR DAS nga nakabase sa Rayleigh adunay pagkasensitibo sa kHz.

Ang mga sistema nga nakabase sa Raman kasagarang gigamit alang sa pagsukod sa temperatura, samtang ang mga sistema sa DTS kasagaran gibase sa teknolohiya sa Raman. Ang intensity sa pagsabwag sa Raman mas ubos pa kaysa sa pagsabwag sa Brillouin, busa kasagarang nagkinahanglan ug aberids nga daghang segundos o bisan pipila ka minuto aron makakuha ug makatarunganong mga resulta. Busa, Ang mga sistema nga nakabase sa Raman angay lamang sa pagsukod sa hinay nga pagbag-o sa temperatura.

 

Pagkolekta sa datos, pagproseso sa signal, ug visualization

Tungod sa kadaghan sa datos nga namugna sa gipang-apod-apod nga mga acoustic sensing system, hinungdanon nga adunay usa ka estratehiya alang sa pagdumala, pagproseso, ug data visualization. Kini nga mga sistema nagkolekta sa datos sa katulin sa ibabaw 10 Khz hangtod sa 20 mga punto sa pagbati. Katumbas kini sa gikusgon sa mga terabyte drive nga mapuno sulod sa pipila ka adlaw.

 

Kasagaran, ang inquiry unit konektado sa processing unit (industriyal nga PC o server) nga nagdumala sa pagtipig ug pagproseso sa datos. Kasagaran, adunay usa ka scrolling buffer nga gigamit sa pagtipig sa hilaw nga datos tungod kay gamay ra ang sulud nga gitipigan sa unahan niini.

 

Ang yunit sa pagproseso giprograma gamit ang usa ka serye sa mga intelihente nga mga algorithm aron mahubad ang hilaw nga datos ug analisa kung kini katugma sa mga pre-defined nga mga panghitabo., sama sa intrusion nga mga panghitabo o pipeline leaks. Ang fiber optic sensing cable mabahin sa daghang mga lugar, diin ang piho nga gipili nga mga algorithm ang pilion ug ang mga alerto i-assign sulod sa matag lugar.

 

Adunay daghang mga paagi aron mahanduraw kini nga mga panghitabo. Ang usa ka paagi mao ang paggamit sa DTS specific visualization software, sama sa pagpakita sa agianan sa mga optical fiber base sa mga mapa sa site o mga tsart, ug kung naay mga panghitabo, ipasiugda niini ang lokasyon sa mga panghitabo ug ipakita ang mga alarma. Ang laing paagi mao ang DAS software interface nga i-integrate sa kasamtangan nga SCADA, kontrol, o mga pakete sa software sa seguridad. Niini nga kaso, ang kalihokan magpasiugda sa software sa mga partido nga nalambigit 3.

Prinsipyo sa pagsukod sa DAS:

 

Palihug idugang ang usa ka link aron ihulagway nga ang DAS usa ka giapod-apod nga fiber optic sensor nga gibase sa managsama nga pagsabwag sa Rayleigh. Gigamit niini ang pagkasensitibo sa mga optical fiber sa tunog (pagkurog). Kung ang mga eksternal nga vibrations molihok sa sensing optical fiber, tungod sa pagkamaunat-unat nga optical nga epekto, ang refractive index ug gitas-on sa optical fiber moagi ug gamay nga kausaban, nga miresulta sa usa ka hugna nga pagbag-o sa gipasa nga signal sa sulod sa optical fiber ug usa ka pagbag-o sa kahayag nga intensity.

 

Ang pagbag-o sa hugna tungod sa mga balud sa tunog gamay ra kaayo, mao nga ang mga sistema sa DAS kasagarang naggamit ug maayo kaayo nga mga tinubdan sa kahayag sa pulso. Ang interference mahitabo tali sa Rayleigh scattering signal sulod sa pulse width area. Kung ang eksternal nga vibration hinungdan sa pagbag-o sa hugna, ang intensity sa coherent Rayleigh scattering signal nianang puntoha mausab. Pinaagi sa pag-ila sa pagbag-o sa intensity sa Rayleigh nga nagsabwag sa kahayag nga signal sa wala pa ug pagkahuman sa vibration (differential signal), Ang pag-ila sa panghitabo sa vibration mahimong makab-ot, ug daghang mga panghitabo sa vibration mahimong tukma nga makit-an nga dungan.

 

Mga bentaha sa teknolohiya sa DAS:

 

Padayon nga giapod-apod nga pagsukod sa temperatura ug pagkurog nga wala’y pagsukod nga mga blind spot

 

Dungan nga pagkakita ug tukma nga lokalisasyon sa daghang mga panghitabo

 

Ang fiber optic usa ka sensor nga naghiusa sa transmission ug sensing

 

60 kilometro nga ultra taas nga gilay-on sa pagsukod, dato nga impormasyon sa pagsukod

 

Paspas nga tubag tulin, alarma sa sulod 1 ikaduha

 

Optical signal transmission, bug-os nga electrically insulated, resistant sa electromagnetic interference

 

Intrinsic nga kaluwasan, angay alang sa long-term nga operasyon sa masunog ug mobuto nga mga palibot

 

Lig-on ug kasaligan nga pagsukod nga adunay ubos nga sayup nga rate sa alarma

 

Taas nga serbisyo sa kinabuhi sa optical fibers, hangtod sa 30 tuig nga walay maintenance

 

Mga kinaiya sa performance sa DAS:

 

Taas nga gilay-on sa temperatura: 50km

 

Paspas nga oras sa pagtubag: tipikal 1 ikaduha

 

Taas nga positioning accuracy: 2-50m

 

Taas nga pagkasensitibo: makasabot sa mga vibrations sulod sa 40m sa palibot sa optical cable

 

Dungan nga pagmonitor sa vibration ug temperatura

 

Online monitoring function alang sa fiber optic mga sayop

Ang pagsabut sa tanan nga mga butang usa ka hinungdanon nga suporta sa teknolohiya alang sa pagtukod sa usa ka maalamon nga yuta, maalamon nga siyudad, ug maalamon nga kadagatan. Giapod-apod nga Fiber Optic Acoustic Sensing (ANG) Ang teknolohiya usa ka bag-ong tipo sa teknolohiya sa sensing nga makab-ot ang padayon nga giapod-apod nga pagkakita sa mga vibration ug sound field. Gigamit niini ang labi ka sensitibo nga mga kinaiya sa managsama nga pagsabwag sa Rayleigh nga gipahinabo sa pig-ot nga linewidth nga single frequency laser sa optical fibers, inubanan sa prinsipyo sa reflectometer, aron mahibal-an ang vibration sa kalikopan ug impormasyon sa sound field nga nakig-interact sa optical fibers sa layo nga distansya ug adunay taas nga spatiotemporal accuracy. Kining talagsaon nga abilidad sa pagsabot sa impormasyon nakadani sa kaylap nga pagtagad gikan sa akademya ug industriya alang sa teknolohiya sa DAS. Ang pasundayag sa teknolohiya sa DAS kanunay nga nag-uswag, ug ang mga aplikasyon niini paspas nga nag-uswag. Gipakita niini ang talagsaon nga mga bentaha sa teknolohiya ug potensyal sa pag-detect sa intrusion sa perimeter, online nga pag-monitor sa kaluwasan sa riles, geophysical nga eksplorasyon, ug uban pang mga lugar.

Tungod sa talagsaon nga mga bentaha niini, Ang DAS nakadani sa daghang mga eksperto gikan sa lainlaing natad aron mangita mga kalampusan sa industriya, samtang nagbutang usab sa nagkadaghang panginahanglan sa pagpaayo sa teknolohiya sa DAS.

Human sa kapin sa usa ka dekada nga kalamboan, Ang DAS adunay papel nga dili mapulihan sa daghang natad, labi na sa mga senaryo sa aplikasyon sa layo nga distansya, dako-dako, ug spatiotemporal dense detection, lakip ang perimeter security, transportasyon, geophysical nga eksplorasyon, structural health monitoring, ug uban pang natad. Ang mga tigdukiduki padayon usab nga nagpauswag sa teknolohiya sa DAS aron matubag ang mga personal nga panginahanglanon sa aplikasyon sa lainlaing natad.

Sa natad sa seguridad sa perimeter, itandi sa naandan nga mga pamaagi, Ang DAS adunay mga bentaha sama sa lig-on nga pagpahiangay sa kinaiyahan, taas nga pagtago, dako nga monitoring range, ug gipang-apod-apod ang mga blind spot. Hinuon, unsaon pagtino kung unsa nga matang sa kasamok ug pagsulod ang nahitabo ubay sa fiber optic cable base sa daghang gidaghanon sa mga komplikadong signal nga nakit-an sa DAS usa ka teknikal nga hagit.
Sa natad sa transportasyon sa riles, Ang teknolohiya sa DAS naggamit sa passive optical fibers isip sensing ug transmission device, nga makab-ot ang spatial nga padayon nga pag-ila sa mga signal sa kasamok sa linya sa fiber optic. Kini adunay mga kinaiya sa anti electromagnetic interference, giapod-apod nga pagsukod sa taas nga distansya, ubos nga gasto kada yunit nga gilay-on, ug dili kinahanglan alang sa on-site nga suplay sa kuryente. Epektibo kini nga mabayran ang mga kakulangan sa naglungtad nga punto nga electromagnetic sensing nga teknolohiya, matubag ang mga panginahanglanon sa aplikasyon sa transportasyon sa riles, ug mahimong dali nga i-integrate sa kasamtangan nga mga linya sa tren. Kini kaylap nga gipadapat.

 

Oil and gas resource exploration is also an important application of DAS technology. The conventional oil and gas resource exploration technology uses point type electronic detectors, which have drawbacks such as low deployment efficiency and long large-scale experimental time. DAS uses conventional communication optical fibers as sensor components, which are low-cost and can play a role throughout the entire life cycle of drilling, completion, production, ug uban pa., with significant advantages.
In addition, due to the small size and light weight of optical fibers, they are easy to embed into structures such as aerospace composite materials, building materials, soil media, ug uban pa. DAS can easily obtain acoustic emission signals inside the materials, achieving permanent online monitoring of materials and structures.

Mga uso ug mga hagit sa umaabot nga kalamboan

Ang teknolohiya sa DAS padayon nga nagkahinog, ang merkado sa aplikasyon nagkalapad, ug ang mga palaaboton nag-uswag. Bag-o lang, Ang langyaw nga mga iskolar misugyot sa paggamit sa kasamtangan nga underground nga komunikasyon optical fibers sa pagtukod sa usa ka dako nga-scale monitoring network alang sa geological analysis ug mayor nga natural nga katalagman (linog) detection. Kini nga direksyon sa pag-uswag mahimong maka-tap sa mga bentaha sa dinagkong spatial nga padayon nga panan-aw sa DAS, pag-aktibo pag-usab sa tanan nga sobra nga komunikasyon sa fiber optic nga mga kapanguhaan sa ilawom sa yuta sa tibuuk kalibutan, ug adunay taas kaayo nga kantidad sa merkado ug potensyal sa pag-uswag.
Bisan kung ang teknolohiya sa DAS nakahimog hinungdanon nga pag-uswag, dili pa kini hingpit nga pagkahamtong ug aduna pay mga importanteng teknikal nga bottlenecks nga kinahanglang sulbaron, nag-una lakip na ang pag-ayo sa pagkasensitibo, multi-dimensional detection, ug bag-ong mga paradigma sa pagproseso sa datos.
Ang pagkasensitibo sa teknolohiya sa DAS medyo taas kung itandi sa giapod-apod nga teknolohiya sa pag-sensing. Hinuon, itandi sa naandan nga teknolohiya sa point sensing, naa pay dakong kal-ang. Aron magamit ang teknolohiya sa DAS sa usa ka dako nga sukod, kini mao ang gikinahanglan nga sa kamahinungdanon pagpalambo sa pagkasensitibo sa niini nga teknolohiya, naghimo niini nga duol sa lebel sa kasamtangan nga point sensing device, aron tinuod nga mapulihan ang naglungtad nga mga paagi sa teknolohiya sa lainlaing natad sa aplikasyon.
Sa samang higayon, ang kasamtangan nga kapabilidad sa detection sa DAS limitado gihapon sa one-dimensional axial structure sa optical fibers, ug lisud ang pagkab-ot sa tulo-ka-dimensyon nga pagpoposisyon sa mga tinubdan sa kasamok ug multi-component detection sa mga signal, nga sa pila ka sukod naglimite sa teknikal nga pasundayag ug sakup sa aplikasyon sa DAS. Gipanagtag 2D/3D positioning detection ug drone countermeasures base sa mga hulagway

In addition, ang layo nga gilay-on, spatially dasok nga sampling, ug ang time-domain nga dasok nga sampling nga mga bahin sa DAS makamugna og dakong kantidad sa sensing data. Giunsa ang pagbag-o sa daghang kantidad sa hilaw nga datos nga mahimong mapuslanon nga mga signal sa pag-sensing sa tinuud nga oras nanginahanglan pag-uswag sa mga bag-ong pamaagi sa pagproseso sa datos ug mga algorithm.

Sa katingbanan, Ang teknolohiya sa DAS naghatag usa ka rebolusyonaryong teknolohikal nga paagi alang sa panan-aw sa pisikal nga kalibutan, nga dako kaayog kahulogan alang sa pagpasiugda sa siyentipikong panukiduki ug sa intelihenteng kalamboan sa tawhanong katilingban.