通俗理解分布式光纤声波传感技术（DAS）

转自51CTO博客，原文链接，有删改

01 分布式光纤声波传感技术简介

分布式光纤声波传感技术（Distributed fiber Acoustic Sensing，DAS）：利用相干瑞利散射光的相位而非光强来探测音频范围内的声音或振动等信号，不仅可以利用相位幅值大小来提供声音或振动事件强度信息，还利用线性定量测量值来实现对声音或振动事件相位和频率信息的获取。

DAS可以认为是一个移动干涉式声波传感器在传感光纤探测外界信号，当声音或振动引起该位置干涉光相位的线性变化，通过提取该位置不同时刻的干涉信号并解调，就可实现外界物理量的定量测量。

02 DAS测量原理

DAS测量过程：激光器沿着光纤发出光脉冲，一些光以反向散射的形式与入射光在脉冲内发生干涉，干涉光反射回来以后，反向散射的干涉光回到信号处理装置，同时将光纤沿线振动声波信号带来信号处理装置。由于光速保持不变，因此可得到每米光纤的声波振动的测量结果。

DAS基本原理：

03 DAS系统示范演示

04 DAS基本性能指标

• 最大可探测40kHZ声波信号
• 可探测任何位置光纤周边的实时声波信号（最高40kHZ）
• 耐高温高压等恶劣环境、且抗电磁干扰
• 尺寸小，组网能力强

05 DAS应用领域简介

• 石油与页岩气压裂声波振动过程监测。
  石油井下套管可能会泄露，同时井下有油水分层及其它地质结构变化，通过在油井顺着套管一起，因井下常态下，极其安静，能实时监听井下任何位置的声波振动。
• 管道泄露监测及周边安防
  无论石油或者天燃气管道，泄露的时候，不仅仅伴随温度变化还有振动变化，同时可以管理管道周边的安全防护与预警。
• 基于探测地震波的石油/矿藏勘探
  通过声传感技术，可以分布式的监测到地震波，通过地震波的位置与地壳运动声波来感知和预测石油分层或者其它矿藏情况。
• 高铁、舰船以及机场监测
  高铁沿线布置的光纤，可探测高铁运行状态，通过分布式的声波传感，了解轨道及列车运行状态；通过光缆围猎领土范围内的海岛及分布线或者航运线，可实时监测舰船航道情况;机场监测，以实时检测机场飞机起落及机场周边安防。
• 基于振动的周界安全监测和战场侦察
  布置光纤于国境线，可预知对方在国境线周围的活动情况。在战场上，可以预知敌人数量，监听敌方情报。