Расширенный поиск
ПРИМЕНЕНИЕ ПИТАНИЯ ПО ОПТИЧЕСКОМУ ВОЛОКНУ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ СЕЙСМИЧЕСКОЙ СЪЁМКИ И МОНИТОРИНГА
1 Московский физико-технический институт национальный исследовательский университет
2 Институт динамики геосфер им. акад. М.А. Садовского РАН
3 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Институт динамики геосфер им. акад. М.А. Садовского РАН
3 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Геофизические исследования
Том: 23
Номер: 4
Год: 2022
Страницы: 55-72
УДК: 550.84.087:682.327.11
DOI: 10.21455/gr2022.4-4
Показать библиографическую ссылку
Антонов А.Н., Головин
С.В., Марков
Р.М., Мельников
И.В., Надеждин
Е.Р., Неешпапа
А.В., Соколов
В.А., Тихоцкий
С.А. ПРИМЕНЕНИЕ ПИТАНИЯ ПО ОПТИЧЕСКОМУ ВОЛОКНУ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ СЕЙСМИЧЕСКОЙ СЪЁМКИ И МОНИТОРИНГА // Геофизические исследования. 2022. Т. 23. № 4. С. 55-72. DOI: 10.21455/gr2022.4-4
@article{Антонов ПРИМЕНЕНИЕ2022,
author = "Антонов , А. Н. and Головин ,
С. В. and Марков ,
Р. М. and Мельников ,
И. В. and Надеждин ,
Е. Р. and Неешпапа ,
А. В. and Соколов ,
В. А. and Тихоцкий ,
С. А.",
title = "ПРИМЕНЕНИЕ ПИТАНИЯ ПО ОПТИЧЕСКОМУ ВОЛОКНУ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ СЕЙСМИЧЕСКОЙ СЪЁМКИ И МОНИТОРИНГА",
journal = "Геофизические исследования",
year = 2022,
volume = "23",
number = "4",
pages = "55-72",
doi = "10.21455/gr2022.4-4",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Файлы:
Ключевые слова: передача питания по оптическим волокнам, системы сейсмической регистрации, сейсмическая съёмка, сейсмический мониторинг, молекулярно-электронный пере- нос, фотовольтаика.
Аннотация: Описывается опыт организации энергопитания сейсмоакустического регистрирующего модуля, состоящего из трёхкомпонентного геофона и гидрофона, посредством передачи питания по оптическим волокнам PWoF (Power-over-Fiber). Представленная технология обладает целым рядом преимуществ по сравнению с традиционной организацией энергопитания при помощи металлических проводов. Малый вес, стойкость к коррозии, отсутствие обратных токов, иммунитет к электромагнитным помехам, включая искровой разряд, – все это делает её более удобной при создании сейсмических регистрирующих систем для геологоразведки и сейсмического мониторинга. Сейсмическая регистрирующая система, использующая данную технологию, может быть установлена для проведения съёмки и мониторинга на весьма продолжительное время (до десятков лет) без опасности короткого замыкания на токопроводящих линиях и без электромагнитных помех, способных осложнить работу
оборудования. Дано описание экспериментальной установки, включающей оптоволоконный информационно-энергетический кабель, фотовольтаический преобразователь оптической энергии, а также сейсмические датчики на основе межмолекулярного электронного переноса. Определены коэффициенты полезного действия канала питания в режимах постоянной и переменной нагрузки, изучен температурный режим элементов системы. Показано, что КПД зависит от оптической мощности, падающей на преобразователь, и подключенной к нему нагрузки. Это открывает пути оптимизации КПД за счёт варьирования указанных параметров. Представлены результаты полевых испытаний экспериментальной установки в акватории Белого моря. Тем самым на практике доказана возможность энергопитания элементов систем сейсмической регистрации по волоконно-оптическому кабелю с фотовольтаическим преобразованием энергии. При этом найдены оптимальные режимы преобразования с точки зрения достижения максимального КПД преобразования излучения.
Список литературы: Крохин О.Н. Передача электрической энергии посредством лазерного излучения // УФН. 2006. Т. 176, № 4. С.441–444. doi: 10.3367/UFNr.0176.200604i.0441
Хвостиков В.П., Сорокина С.В., Хвостикова О.А., Левин Р.В., Пушный Б.В., Тимошина Н.Х., Андреев В.М. Фотоэлектрические преобразователи лазерного излучения 1550 нм на основе GaSb: метод получения и характеристики // Физика и техника полупроводников. 2016. Т. 50, вып. 10. С.1358–1362.
Agafonov V., Shabalina A., Ma D., Krishtop V. Modeling and experimental study of convective noise in electrochemical planar sensitive element of MET motion sensor // Sensors and Actuators A: Physical. 2019. V. 293. P.259–268.
Bugaev A.S., Antonov A.N., Agafonov V.M., Belotelov K.S., Dudkin P.V., Egorov E.V., Egorov I.V., Krishtop T.V., Neeshpapa A.V., Popov V.G., Shabalina A.S., Vergeles S.S., Uskov V.V.,
Zaytsev D.L., Zhevnenko D.A., Zhabin S.N., Krishtop V.G. Molecular electronic transducers for measuring instruments // Journal of Communications Technology and Electronics. 2018. V. 63, N 12. P.1339–1351.
Chikishev D.A., Zaitsev D.L., Belotelov K.S., Egorov I.V. The Temperature Dependence of Amplitude-Frequency Response of the MET Sensor of Linear Motion in a Broad Frequency Range // IEEE Sensors Journal. 2019. V. 19, N 21. P.9653–9661.
De Loach B.C., Miller R.C., Kaufman S. Sound alerter powered over an optical fiber // Bell Syst. Tech. J. 1978. V. 57. P.3309–3316.
Deng T., Chen D., Chen J., Sun Z., Wang J. Microelectromechanical Systems-Based Electrochemical Seismic Sensors With Insulating Spacers Integrated Electrodes for Planetary Exploration // IEEE Sensors Journal. 2016. V. 16, N 3. P.650–653.
Diouf C., Quintard V., Ghisa L., Guegan M., Perennou A., Gautier L., Tardivel M., Barbot S., Dutreuil V., Colas F. Design, characterization, and test of a versatile single-mode power-overfiber and communication system for seafloor observatories // IEEE J. Ocean Engin. 2020. V. 45, N 2. P.656–664.
Egorov E., Shabalina A., Zaitsev D., Kurkov S., Gueorguiev N. Frequency response stabilization and comparative studies of MET hydrophone at marine seismic exploration systems // Sensors. 2020. V. 20, N 7. 1944. 10 p. doi: 10.3390/s20071944
Egorov I.V., Shabalina A.S., Agafonov V.M. Design and Self-Noise of MET Closed-Loop Seismic Accelerometers // IEEE Sensors Journal. 2018. V. 17, N 7. P.2008–2014.
Matsuura M. Recent advancement in power-over-fiber technologies // Photonics. 2021. V. 8, N 335. 14 p. https://doi.org/10.3390/photonics8080335
Mikkelsen P.L., Guderian K., du Plessis G. Improved Reservoir Management through Integration of 4D Seismic Interpretation // SPE Reservoir Evaluation & Engineering. 2008. V. 11, N 1. P.9–17.
Miller R.C., Lawry R.B. Optically powered speech communication over a fiber lightguide // Bell Syst. Tech. J. 1979. V. 58. P.1735–1741.
Mohammed A., Ker P.J., Lee H.J., Muhamad M., Zuhdi A., Gamel M. Power over Fiber for Internet of Things Application // 2020 IEEE 8th International Conference on Photonics (ICP). 2020. P.101–102. DOI: 10.1109/ICP46580.2020.9206501
Park H.-J., Park S., Kim R., Yoo H., Sun H., Yoo D. IoT sensor solution using a PoF module for the environmental monitoring of HVDC-MMC systems // 2019 10th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE 2019–ECCE Asia). 2019. P.2834–2839.
Rosolem J.B. Power-over-fiber applications for telecommunications and for electric utilities // Optical Fiber and Wireless Communications. 2017. P.255–278.
Ryzhkov M., Agafonov V. Modeling of the MET Sensitive Element Conversion Factor on the Intercathode Distance // Sensors. 2020. V. 20, N 18. P.5146–5153.
Хвостиков В.П., Сорокина С.В., Хвостикова О.А., Левин Р.В., Пушный Б.В., Тимошина Н.Х., Андреев В.М. Фотоэлектрические преобразователи лазерного излучения 1550 нм на основе GaSb: метод получения и характеристики // Физика и техника полупроводников. 2016. Т. 50, вып. 10. С.1358–1362.
Agafonov V., Shabalina A., Ma D., Krishtop V. Modeling and experimental study of convective noise in electrochemical planar sensitive element of MET motion sensor // Sensors and Actuators A: Physical. 2019. V. 293. P.259–268.
Bugaev A.S., Antonov A.N., Agafonov V.M., Belotelov K.S., Dudkin P.V., Egorov E.V., Egorov I.V., Krishtop T.V., Neeshpapa A.V., Popov V.G., Shabalina A.S., Vergeles S.S., Uskov V.V.,
Zaytsev D.L., Zhevnenko D.A., Zhabin S.N., Krishtop V.G. Molecular electronic transducers for measuring instruments // Journal of Communications Technology and Electronics. 2018. V. 63, N 12. P.1339–1351.
Chikishev D.A., Zaitsev D.L., Belotelov K.S., Egorov I.V. The Temperature Dependence of Amplitude-Frequency Response of the MET Sensor of Linear Motion in a Broad Frequency Range // IEEE Sensors Journal. 2019. V. 19, N 21. P.9653–9661.
De Loach B.C., Miller R.C., Kaufman S. Sound alerter powered over an optical fiber // Bell Syst. Tech. J. 1978. V. 57. P.3309–3316.
Deng T., Chen D., Chen J., Sun Z., Wang J. Microelectromechanical Systems-Based Electrochemical Seismic Sensors With Insulating Spacers Integrated Electrodes for Planetary Exploration // IEEE Sensors Journal. 2016. V. 16, N 3. P.650–653.
Diouf C., Quintard V., Ghisa L., Guegan M., Perennou A., Gautier L., Tardivel M., Barbot S., Dutreuil V., Colas F. Design, characterization, and test of a versatile single-mode power-overfiber and communication system for seafloor observatories // IEEE J. Ocean Engin. 2020. V. 45, N 2. P.656–664.
Egorov E., Shabalina A., Zaitsev D., Kurkov S., Gueorguiev N. Frequency response stabilization and comparative studies of MET hydrophone at marine seismic exploration systems // Sensors. 2020. V. 20, N 7. 1944. 10 p. doi: 10.3390/s20071944
Egorov I.V., Shabalina A.S., Agafonov V.M. Design and Self-Noise of MET Closed-Loop Seismic Accelerometers // IEEE Sensors Journal. 2018. V. 17, N 7. P.2008–2014.
Matsuura M. Recent advancement in power-over-fiber technologies // Photonics. 2021. V. 8, N 335. 14 p. https://doi.org/10.3390/photonics8080335
Mikkelsen P.L., Guderian K., du Plessis G. Improved Reservoir Management through Integration of 4D Seismic Interpretation // SPE Reservoir Evaluation & Engineering. 2008. V. 11, N 1. P.9–17.
Miller R.C., Lawry R.B. Optically powered speech communication over a fiber lightguide // Bell Syst. Tech. J. 1979. V. 58. P.1735–1741.
Mohammed A., Ker P.J., Lee H.J., Muhamad M., Zuhdi A., Gamel M. Power over Fiber for Internet of Things Application // 2020 IEEE 8th International Conference on Photonics (ICP). 2020. P.101–102. DOI: 10.1109/ICP46580.2020.9206501
Park H.-J., Park S., Kim R., Yoo H., Sun H., Yoo D. IoT sensor solution using a PoF module for the environmental monitoring of HVDC-MMC systems // 2019 10th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE 2019–ECCE Asia). 2019. P.2834–2839.
Rosolem J.B. Power-over-fiber applications for telecommunications and for electric utilities // Optical Fiber and Wireless Communications. 2017. P.255–278.
Ryzhkov M., Agafonov V. Modeling of the MET Sensitive Element Conversion Factor on the Intercathode Distance // Sensors. 2020. V. 20, N 18. P.5146–5153.
