01 分布式光纤声波传感技术简介 分布式光纤声波传感技术(Distributed fiber Acoustic Sensing,DAS):利⽤相⼲瑞利散射光的相位⽽⾮光强来探测⾳频范围内的声⾳或振 动等信号,不仅可以利⽤相位幅值⼤⼩来提供声⾳或振动事件强度信息,还利⽤线性定量测量值来实现对声⾳或振动事件相位和频率信息的获取。 DAS可以认为是⼀个移动⼲涉式声波传感器在传感光纤探测外界信号,当声⾳或振动引起该位置⼲涉光相位的线性变化,通过提取该位置不同时 刻的⼲涉信号并解调,就可实现外界物理量的定量测量。
02 DAS测量原理 DAS测量过程:激光器沿着光纤发出光脉冲,⼀些光以反向散射的形式与⼊射光在脉冲内发⽣⼲涉,⼲涉光反射回来以后,反向散射的⼲涉光回 到信号处理装置,同时将光纤沿线振动声波信号带来信号处理装置。由于光速保持不变,因此可得到每⽶光纤的声波振动的测量结果。
03 DAS应⽤领域简介 ⽯油与页岩⽓压裂声波振动过程监测。 ⽯油井下套管可能会泄露,同时井下有油⽔分层及其它地质结构变化,通过在油井顺着套管⼀起,因井下常态下,极其安静,能实时监听井下 任何位置的声波振动。 管道泄露监测及周边安防 ⽆论⽯油或者天燃⽓管道,泄露的时候,不仅仅伴随温度变化还有振动变化,同时可以管理管道周边的安全防护与预警。 基于探测地震波的⽯油/矿藏勘探 通过声传感技术,可以分布式的监测到地震波,通过地震波的位置与地壳运动声波来感知和预测⽯油分层或者其它矿藏情况。 ⾼铁、舰船以及机场监测 ⾼铁沿线布置的光纤,可探测⾼铁运⾏状态,通过分布式的声波传感,了解轨道及列车运⾏状态;通过光缆围猎领⼟范围内的海岛及分布线或 者航运线,可实时监测舰船航道情况;机场监测,以实时检测机场飞机起落及机场周边安防。 基于振动的周界安全监测和战场侦察 布置光纤于国境线,可预知对⽅在国境线周围的活动情况。在战场上,可以预知敌⼈数量,监听敌⽅情报。