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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。