Distribuita fibro optika DAS akustika monitora sistemo

Distribuita Akustika Sentado (LA) estas pionira monitora metodo bazita sur fibra optika sensa teknologio. La DAS-sistemo uzas optikan fibron kiel la sentan medion kaj analizas la retrodisvastigitan Rayleigh-disvastsignalon de lumpulsoj dum ilia disvastigo en la fibro., atingante kontinuan kaj realtempan monitoradon de la akustikaj signaloj en la ĉirkaŭa medio de la fibro;. Kompare kun tradiciaj akustikaj sensiloj, DAS-sistemoj havas unikajn avantaĝojn kiel larĝan priraportadon, alta sentemo, kaj forta realtempa agado. Ili estas ĉiam pli vaste uzitaj en kampoj kiel ekzemple nafto- kaj gasduktomonitorado, perimetra sekureco, fervoja sekureco, kaj monitorado de tertremoj. Ĉi tiu artikolo pritraktos la bazajn principojn, ŝlosilaj teknikaj parametroj, kaj tipa aplika amplekso de la DAS-sistemo detale.

Bazaj Principoj

La kernprincipo de la DAS-sistemo estas uzi optikajn fibrojn kiel distribuitajn sensilojn, analizi la retrodisvastigan efikon de lumpulsoj dum disvastigo en optikaj fibroj, kaj ĉerpi akustikajn informojn de la ĉirkaŭa medio de la optikaj fibroj. La baza laborprocezo povas esti resumita kiel la sekvaj paŝoj:

Optika pulso-emisio: La pulsa lasero en la sistemo elsendas mallarĝan pulslarĝon, alt-potencaj optikaj pulsoj al la fibro je certa frekvenco.

Rayleigh-disvastigo: Kiam lumpulsoj disvastiĝas en optikaj fibroj, ili estas trafitaj de la densecfluktuoj de la fibra materialo, rezultigante Rayleigh-disvastigefikojn. Kiam optikaj fibroj estas ĝenitaj per sonondoj, la fazo de disigita lumo ŝanĝiĝos.

Malantaŭen disigita lumo-detekto: Parto de la disigita lumo revenos laŭ la origina vojo, estu ricevita de la fotodetektilo, kaj konvertita en elektran signalon.

Analizo de tempodomajno: Surbaze de la lumrapideco kaj tempo de emisio de pulso, la fibropozicio responda al disigita lumo povas esti determinita. Tra tempo-domajna analizo, atingi spacan pozicion laŭ la optika fibro.

Kohera demodulado: La retrodisigita fotoelektra signalo enhavas fazŝanĝinformojn kaŭzitajn de sonondoj. Uzante koheran demoduladteknologion por ĉerpi la fazŝanĝon ligitan al sonondoj.

Frekvenca domajna analizo: Faru Fourier-transformon sur la fazŝanĝsignalo akirita de demodulado por akiri akustikajn frekvencspektrajn informojn ĉe malsamaj pozicioj.

Tra la supraj paŝoj, La DAS-sistemo de Huaguang Tianrui povas atingi kontinuan kaj distribuitan eltiron kaj analizon de akustikaj signaloj laŭ la optika fibro.. Ju pli forta estas la akustika perturbo sur la fibro, des pli granda estas la fazŝanĝo de la disigita lumo, kaj des pli granda la amplitudo de la demodulita signalo. Tial, per analizado de la amplitudo kaj frekvencaj trajtoj de la demodulita signalo, eblas detekti kaj lokalizi la sonon ĉirkaŭ la optika medio.

Ŝlosilaj teknikaj parametroj

La agado-indikiloj de la DAS-sistemo ĉefe inkluzivas la jenajn aspektojn:

Spaca rezolucio: La minimuma distanco inter sonfontopozicioj kiujn la sistemo povas distingi, kutime ene de la intervalo de 1-10 metroj. Alta spaca rezolucio signifas pli precizan sonfontan lokalizkapablon.

Sentemo: karakterizas la minimuman sonpremnivelon, kiun la sistemo povas detekti. Alta sentemo signifas povi kapti malfortajn sonsignalojn. Tipa SR-DAS-sistemo havas sentivecon de ĝis -180dB kaj pezas 20 m Pa.

Frekvenca responda gamo: La frekvenca gamo de sonondoj kiujn la DAS-sistemo povas detekti. La tipa frekvencresponda gamo estas 1Hz-10kHz, kiu povas kovri la plej multajn sonmonitoradbezonojn.

Mezura distanco: La longo de optika fibro-sentado, kiun ununura DAS-sistemo povas kovri. La tipa mezurdistanco povas atingi 10-50 kilometroj, plenumante la postulojn de longdistanca distribuita monitorado.

Specimena indico: karakterizas la nombron da akirpunktoj de akustikaj signaloj je unuotempo. Alta specimena indico signifas pli altan temporezolucion kaj signalan restarigan precizecon. La tipa specimena indico povas atingi 1-100kHz.

Pozicia precizeco: karakterizas la erarintervalon de sonfonta poziciomezurado. Alta poziciiga precizeco estas decida por precize identigi sonfontojn. La tipa poziciiga precizeco povas atingi ± 1-5 metroj.

Krom la supraj teknikaj indikiloj, la fidindeco, stabileco, realtempa agado, kaj aliaj faktoroj de la DAS-sistemo ankaŭ estas gravaj aspektoj por taksi ĝian agadon. La nuna esplorfokuso estas kontinue plibonigi la ampleksan agadon de DAS-sistemoj optimumigante optikan dezajnon, algoritmoj de prilaborado de signaloj, ktp.

---

Application scope of distributed fiber optic DAS system

(1) Kablo tranĉeo / petrolo kaj gasdukto kontraŭ ekstera rompo monitorado
Tra optika fibro-vibro sentanta teknologio, kiam eksteraj fortoj kiel ekzemple elkavatoroj vibras proksime de kablaj tranĉeoj/nafto- kaj gasduktoj kun sentantaj fibroj, DAS povas doni fruan averton kaj informi pri la loko de la alarma evento.
(2) Monitoring of Gas Press Fracturing Acoustic Vibration Process in Oil and Shale. Monitorado de Gasa Premo Frakturanta Akustikan Vibradan Procezon en Oleo kaj Ardego
La naftoputo envolvaĵo povas liki, kaj povas ekzisti nafto-akva tavoliĝo kaj aliaj geologiaj strukturaj ŝanĝoj subtere. Per metado de sentantaj optikaj kabloj laŭ la envolvaĵo en la naftoputo, DAS povas monitori la sonondan vibradon ĉe ajna pozicio subtera en reala tempo.
(3) Dukto elflua monitorado kaj ĉirkaŭa sekureco
Ĉu temas pri nafto aŭ naturgasduktoj, kiam estas liko, ne nur temperaturŝanĝoj estas akompanataj de vibraj ŝanĝoj, sed la DAS-sistemo povas servi kiel sekureca protekto kaj averta aparato ĉirkaŭ la dukto.
(4) Monitorado de altrapida fervojo, ŝipojn, kaj flughavenoj
La optikaj fibroj aranĝitaj laŭ la altrapida fervojo povas detekti la funkcian staton de la altrapida fervojo, kaj per distribuita akustika sentado, la trako kaj trajna operacio statuso povas esti komprenita; Fibraj optikaj kabloj povas esti metitaj ekster la flughaveno por detekti realtempan aviadilan ekflugon kaj alteriĝon, kaj monitori sekurecajn entrudiĝojn ĉirkaŭ la flughaveno. (5) Perimetra sekurecmonitorado kaj limlinia entrudiĝopreventado
La DAS-sistemo povas disponigi realtempajn entrudiĝintajn datumojn kaj fruan averton dum aranĝado de optikaj kabloj sur naciaj limoj aŭ en situacioj kie entrudiĝema preventa monitorado estas postulata..