Расширенный поискВалентин Валентинович Гравиров рассказал о применении технологии DAS в геофизике в журнале «Наука и жизнь»
Технология DAS* (Distributed Acoustic Sensing) получила название «распределённое акустическое зондирование». По словам Валентина Валентиновича Гравирова, старшего научного сотрудника лаборатории фундаментальных проблем экологической геофизики и вулканологии ИФЗ РАН, кандидата физико-математических наук, с помощью DAS можно измерять растяжение/сжатие в оптоволоконном кабеле, то есть фиксировать сейсмический сигнал. Эти измерения основаны на процессах рассеяния света в оптических волокнах.
Контроль оптического волокна с помощью рефлектометра. Принцип работы рефлектометра напоминает локатор и аналогично определяет расстояние до цели. Прибор запускает серию зондирующих импульсов в оптическое волокно и обнаруживает оптический сигнал, возвращающийся к началу. Фотодетектор преобразует сигнал в электрический ток, который усиливается, оцифровывется, усредняется по нескольким импульсам, и строится рефлектограмма. Наклон кривой определяется параметрами волокна и длиной волны излучения. Пики вызваны отражениями внутри волокна, провалы связаны с потерями.
Материал оптического волокна имеет неоднородности. При прохождении импульса света каждый участок волокна во все стороны рассеивает часть света. Свет, рассеянный в обратном направлении, может быть записан в начале кабеля. При этом каждому участку записи соответствует свой участок волокна, так как от разных участков рассеянный свет возвращается в начало в разное время. Если при прохождении следующего импульса обратное рассеяние на этом участке изменяется, значит, оптоволоконный кабель подвергается какому-то воздействию.
Характеристики рассеяния могут изменять деформация, температура, магнитное поле, электрическое поле, акустические поля, вращение, влажность и другие эффекты. То есть в данном случае оптическое волокно используется как для передачи информации, так и в качестве набора виртуальных датчиков.
Сейчас технология DAS коммерчески освоена в таких областях, как мониторинг строительных конструкций, дамб и насыпей, склонов и оползней, проседаний грунта и трещин, а также в охранных системах. Всё активнее DAS применяется в геофизических приложениях.
*Материал взят из декабрьского номера 2022 года журнала «Наука и жизнь».
Дополнительные материалы:
Подробнее о стремительном развитии этой технологии и о её применении в геофизике читайте в печатном номере журнала «Наука и жизнь».
