Насколько кабели Инкаб восприимчивы к виброакустическим воздействиям?

Делимся результатами сравнительных испытаний чувствительности кабелей Инкаб к виброакустическим воздействиям.
Мы тестировали разные типы кабелей: с центральным силовым элементом, со стальным оптическим модулем, специальные конструкции (металлический и диэлектрический MultiSense) в собственном испытательном центре.

Конструкции испытывали на различных акустических частотах, а их отклики регистрировали с помощью системы распределенного мониторинга акустических воздействий (DAS — Distributed Acoustic Sensing). Результаты, полученные в ходе испытаний, показывают различия в акустических характеристиках кабелей, тестируемых в одних и тех же условиях.

Почему это важно

Исследование проходили конструкции, выполненные из разных материалов и используемые для разных областей применений. Полученные результаты позволяют не только наглядно увидеть акустические характеристики различных кабелей, но и подобрать наиболее подходящий кабель для решения задачи.

Например, для обнаружения утечек в трубопроводе требуется высокая точность для кабелей, расположенных на некотором расстоянии от трубы, правильный выбор конструкции обеспечит оптимальный контроль. Другим примером может служить выбор полностью диэлектрических кабелей, развернутых вдоль железных дорог, где использование металлических конструкций затруднено.

Подготовка и проведение испытания

Для испытаний был создан специальный измерительный акустический стенд DAS, подготовлено необходимое оборудование, включая фазочувствительный рефлетометр.

Рис. 1: Схема измерительного стенда

Образец кабеля поместили между двумя панелями из мягкого материала. Верхняя панель восприимчива к акустическим воздействиям и связана с прибором для мониторинга. Используемая частота сканирования лазерными импульсами составляла 10 кГц. Длина образца кабеля — 16 м.

Рис. 2: Испытательный стенд; (a) пластины для испытаний в собранном состоянии, (b) образец кабеля на пластине, (c) монтаж оборудования для мониторинга


ДПС-П-32 ОВ

ДПТ-П-08 ОВ

ОКГТ-Ц-24 ОВ

ТсОС-П-48 ОВ

ТОС-П-16 ОВ

Металлический MultiSense

Диэлектрический MultiSense

Рис. 3 Образцы кабелей для испытаний

В процессе исследования были использованы синусоидальные сигналы с двух колонок и сабвуфера над петлей кабеля между пластинами. Частоты сигналов, записываемые на каждом кабеле: 40, 80, 160, 320, 640, 1280, 2560 Гц — все кратные 40 Гц, чтобы избежать возможных помех с частотой 50 Гц в сети.

Результаты испытания

По результатам испытаний можно сделать вывод о том, что вес, конструкция, количество и раскладка оптических волокон оказывают значительное влияние на чувствительность кабеля к акустическим воздействиям. Сильнее всего на кабели воздействуют низкочастотные колебания.

Для обработки сигналов на каждой из частот использовался узкополосный фильтр шириной ±5% от сигнальной частоты для устранения окружающего шума за пределами исследуемой полосы частот (рис. 4).

Рис. 4 Значение восстановленного сигнала для различных частот и кабелей.

Итоги

Результаты, полученные в ходе испытания, показали, что оптические кабели могут успешно применяться для мониторинга акустических воздействий в разных областях промышленности. Такой же уровень отклика ожидается и при измерении деформации.

Использование специальных кабелей, особенно конструкций со смешанными и многоцелевыми сенсорными функциями, для создания компактной и точной системы распределенного мониторинга сократит время на развертку системы и повысит точность получаемых данных.