استشعار الصوت/الاهتزاز الموزع (DAS/DVS)

 

تعمل أنظمة تقنية الاستشعار الصوتي/الاهتزازي المُوزَّع على اكتشاف الاهتزازات والتقاط الطاقة الصوتية على طول الألياف الضوئية. يتم استخدام شبكات الألياف الضوئية الموجودة في المنشآت وتحويلها إلى جهاز استشعار صوتي موزع يقوم بالتقاط البيانات في الوقت الحقيقي ومساعدة المشغلين على اتخاذ الإجراءات الصحيحة. كما يجري استخدام خوارزميات للتصنيف من أجل اكتشاف حوادث مثل مشاكل التسرب أو أعطال الكابلات أو أنشطة التسلل أو غيرها من الأصوات غير الطبيعية وتحديد موقعها.

العديد من مختلف تقنيات DAS/DVS تستخدم في السوق، ويعتمد الأكثر شيوعًا منها على مقياس الانعكاس لحقل الزمن البصري (C-OTDR).
يستخدم C-OTDR تقنية Rayleigh للتشتيت الارتدادي، مما يتيح اكتشاف إشارات التردد الصوتي عبر مسافات كبيرة. يُرسل جهاز التحقق نبضة ليزر متسقة على طول الألياف الضوئية (كابل الاستشعار).  ويؤدي توزيع المواقع داخل الليفة الضوئية في دفعها إلى التصرف كمقياس تداخل موزع بطول للقياس يماثل طول النبضة (على سبيل المثال، 10 أمتار).

ويولد الاضطراب الصوتي على الليفة الضوئية استطالة مجهرية أو ضغطًا على الليفة الضوئية (إجهاد مجهري)، الأمر الذي يتسبب في حدوث تغيير في علاقة و/أو سعة طور الموجة.

حتى يمكن إرسال نبضة الليزر التالية، يجب أن يتوفر الوقت للنبضة السابقة للانتقال بطول الليفة الضوئية بالكامل وعودة انعكاساتها.  ومن ثم يتم تحديد الحد الأقصى لمعدل  النبض من خلال طول الليفة الضوئية. بالتالي، يمكن قياس الإشارات الصوتية التي تختلف في الترددات حتى تردد نيكويست، الذي يكون عادة نصف معدل النبض.  نظرًا لأن الترددات الأعلى تضعف بسرعة كبيرة، فإن معظم الترددات ذات الصلة المخصصة للكشف عن الأحداث وتصنيفها تقع  في النطاق الأدنى من 2 كيلو هرتز. 

في نطاق التردد المنخفض للغاية، تعمل أنظمة C-OTDR القائمة على الطور على تمكين القياس شديد الحساسية لدرجات الحرارة العابرة بسبب استطالة/ضغط الليفة الضوئية مع تغيرات درجات الحرارة. يُطلق على وضع القياس هذا اسم الاستشعار المتدرج لدرجة الحرارة الموزعة (DTGS)، وهو وضع معروف جيدًا في مجال النفط والغاز.

 

من خلال الجمع بين قياسات الطور والسعة، توفر تقنية 2P التربيعية الخاصة بشركة AP Sensing حساسية منخفضة للإشارة المتلاشية التي تُلاحظ عادةً في أنظمة C-OTDR الأخرى.

يوفر نظام DAS التابع لشركة AP Sensing أداءً ثابتًا على الليفة الضوئية بأكملها، الأمر الذي ينتج عنه جودة قياس عالية. 

 

 

المميزات الرئيسية لتقنية 2P التربيعية DAS لدى شركة AP Sensing:

  • القياس والموقع الدقيقان لسعة المجال الصوتي الحادث وتردده وطوره
  • الخطية الحقيقية عبر المسافة والوقت والكثافة الصوتية
  • يتم تحقيق جودة الإشارة من خلال نسبة إشارة إلى تشويش رائدة
  • تعمل تقنيات "2P التربيعية" الضوئية المتقدمة على تحسين جودة الإشارة على مدى نطاقات القياس الطويلة
  • نطاق للقياس رائد عالميًا يبلغ 100 كم

 

الفوائد:

  • يتم التقاط الحدث الصوتي المطبَّق في بداية ونهاية الليفة الضوئية بنفس الحساسية و"البصمة"
  • يتم الاعتماد على البيانات الأولية الممتازة كأساس للتعرف على الأنماط وخوارزميات التعلم الآلي