基于相位敏感型光时域反射技术(φ-OTDR)光纤DAS,通过测量由光纤轴向应变的改变引起的光相位变化实现声波感知。当声波/振动作用在光纤上时,会使光纤在轴向产生应变,从而改变光纤中瑞利散射信号的相位。提取得到探测光在AB两点的相位差的变化,便可得知AB两点之间光纤段的轴向应变变化,最终实现声波和振动的定量感知。从而实现对地震波、声波信号的定量化幅值及相位的分布式传感探测,高保真记录外界声波信号的振幅、频率和相位信息。
该系统具有环境适应性强、传感范围大、信道间光速同步、时空分辨精度高等优势,为地震波检测突破现有点式电学探测器布设难度大、组网规模受限等固有瓶颈提供了可能。通过将标准单模或多模光缆转化成大规模探测阵列,实现稳定长期超密集地震观测;能够观测从一毫赫兹到数千赫兹的振动信号,用于浅地层结构探测、资源勘探、海洋水声探测、电缆局放探测、地震监测、活断层调查、海洋地震及环境监测和人类活动监测等。
序号 | 指标项 | 性能参数 |
1 | 监测距离 | 有效观测长度≥ 50km(最高可达100km) |
2 | 技术原理 | 具有线性振幅和相位响应的相位相干分布式声学传感 |
3 | 光纤类型 | 单模光纤或多模光纤 |
4 | 工作频带 | 0.01Hz~100kHz |
5 | 本底噪声水平 | 1-10 Hz频率范围内噪声水平3.5皮应变级 |
6 | 动态范围 | 优于140dB |
7 | 采样率 | 高达100kHz |
8 | 标 距 | 1m~100m可调(最高支持0.3m) |
9 | 输出道间距 | 0.2~20m(可调) |
10 | 授时功能 | 具备GPS、北斗实时授时功能,免费提供设备授时装置升级服务,授时精度≤±20ns |
11 | 功耗及重量 | 功率245W,主机重量30kg |
12 | 存储空间 | 根据用户需求定制 |
13 | 光学接口 | FC/APC或E2000/APC |
14 | 采集模式 | 支持连续模式和触发模式 |
15 | 基础软件功能 | 1.软件支持数据波形、信号频谱等可视化,具备FFT实时数据处理和瀑布图显示功能;
2.数据记录文件时长/大小可调节和控制; 3.软件能够实时显示地震波信号; 4.实现数据预处理,能够实现数据预处理,如数据降采样、频率分析等功能; 5.信噪比调节优化功能,可根据现场光缆状态,配置系统参数,保证最佳观测效果; 6.配套数据传输软件,支持指定通道号数据流无线实时传输和下载数据功能; 7.支持OTDR功能,查看光缆信号质量; 8.软件支持可加载读取并展示HDF5 和TDMS 数据,根据信号对数据进行滤波处理后快速生成相应的信号图和频谱图; 9.对任意时段DAS 数据进行噪声谱分析,得到延测线噪声分布; 10.对任意台站利用任意时间段DAS 数据分析该台站噪声变化; 11.通过任意时间段对测线DAS 数据底噪分布进行分析,评估设备性能和光纤性能; 12.支持时域瀑布图、频带能量图等显示; 13.支持加载读取并展示HDF5 和TDMS 、DAT数据,根据用户需求转换为SAC,Miniseed,SEGY 等地震标准格式导出; 14.具备指定通道号,指定时长进行数据拼接并输出SAC,miniseed ,SEGY 等地震标准格式; 15.支持拼接多个数据文件显示,并进行基础的滤波,FK 等分析功能; 16.高效转化功能具备计算效率。 |