Een nieuwe publicatie van Opto-Electronic Advances beoordeelt de vooruitgang in gedistribueerde glasvezeltrillings-/akoestische detectietechnologie.

Gedistribueerde glasvezelvibratie/akoestische detectietechnologie maakt gebruik van Rayleigh terugverstrooid licht dat wordt gegenereerd door periodiek laserpulsen te injecteren in de fiber under test (FUT) om trillingsdetectie met een groot bereik en hoge ruimtelijke resolutie over de gehele lengte van de FUT te bereiken. Vergeleken met traditionele elektrische of mechanische sensoren werkt deze technologie volledig gedistribueerd met een hoge gevoeligheid, toegankelijkheid op afstand en immuniteit voor elektromagnetische interferentie, waardoor ze geschikt is voor verschillende toepassingen, vooral onder extreme omgevingsomstandigheden.

Fasegevoelige optische tijddomeinreflectometrie (φ-OTDR)-technologie heeft zich snel ontwikkeld sinds het eerste glasvezeldistributed vibration sensing (DVS)-systeem op basis van φ-OTDR in 2005 werd geïntroduceerd. Het werd later ontwikkeld tot gedistribueerde akoestische sensing (DAS). ) technologie met de mogelijkheid om akoestische golfvormen kwantitatief te analyseren. Op basis hiervan hebben onderzoekers uitgebreid onderzoek gedaan om de detectieprestaties van φ-OTDR-systemen te verbeteren, inclusief belangrijke prestatieparameters zoals detectieafstand, ruimtelijke resolutie, frequentieresponsbereik en nauwkeurigheid van gebeurtenisherkenning. Gebaseerd op zijn superieure gedistribueerde detectievermogen over lange afstand en hoge resolutie, is φ-OTDR de afgelopen jaren veel gebruikt in technische toepassingen, vooral in de opkomende gebieden van seismische golfacquisitie, olie- en gasbronnenexploratie, pijpleidinglekkagedetectie, perimeter bescherming, bewaking van gedeeltelijke ontlading van kabels, enz.

In de toekomst, met de ontwikkeling van glasvezelkabel met verbeterde gevoeligheid, een nieuw detectiemechanisme, efficiënte signaalverwerkingsprocedures en nauwkeurige algoritmen voor het herkennen van trillingen, zal op φ-OTDR gebaseerde DVS/DAS een groot potentieel bieden voor een breed scala aan commerciële toepassingen , inclusief detectie van gedistribueerde vezels en geologische verkenning. Ten slotte besprak dit artikel de vooruitzichten en uitdagingen van de toekomstige ontwikkeling van op φ-OTDR gebaseerde DVS/DAS-technologie.

De onderzoeksgroepen van professor Liyang Shao van de Southern University of Science and Technology, China en professor Feng Wang van de Nanjing University, China hebben gezamenlijk de onderzoeksvoortgang van op φ-OTDR gebaseerde glasvezel DVS/DAS-technologie en de opkomende toepassingen ervan beoordeeld. Ten eerste werden de detectieprincipes van DVS-φ-OTDR op basis van Rayleigh terugverstrooide lichtintensiteitdemodulatie en het DAS-φ-OTDR-systeem op basis van fasedemodulatie geanalyseerd. De DAS-fasedemodulatietechnieken, zoals heterodyne-detectieschema met I/Q-demodulatie, heterodyne-detectieschema met Hilbert-transformatie, direct detectieschema op basis van 3 x 3 koppelaar en direct detectieschema op basis van fasegenererend draaggolfalgoritme, werden geïntroduceerd en vergeleken. Vervolgens werden de prestatieverbeteringsmethoden besproken en in detail geanalyseerd voor de belangrijkste detectieparameters van φ-OTDR-systemen, waaronder maximale detectieafstand, signaal-ruisverhouding, trillingsfrequentieresponsbereik, ruimtelijke resolutie en nauwkeurigheid van trillingspatroonherkenning.

Dit overzicht geeft een verdere samenvatting van de technische toepassingen van φ-OTDR-systemen op verschillende gebieden, waaronder geologische exploratie, pijpleidingbescherming, perimeterbeveiliging en detectie van gedeeltelijke ontlading van kabels, evenals speciale toepassingen zoals vormdetectie, detectie van gasconcentratie en detectie van ongedierte. . + Verder verkennen

Wetenschappers verbeteren de akoestische detectieprestaties van gedistribueerde vezels voor seismische detectie op zee