Распределенные волоконно-оптические системы мониторинга

При распределенном волоконно-оптическим методе измерения кабель является линейным датчиком, представляющим собой непрерывный распределенный чувствительный элемент на всем своем протяжении.

Для определения места изменения температуры или виброакустической активности в оптоволоконном кабеле применяется полупроводниковый лазер, модуль детектирования и два оптических принципа на эффектах Рамана и Рэлея.

При изменении температуры или наличия акустического воздействия, изменяется структура оптоволокна. Когда свет от лазера попадает в область изменения температуры, то он взаимодействует с измененной структурой оптоволокна и помимо прямого рассеяния света, появляется отраженный свет. Блок обработки измеряет скорость распространения и мощность как прямого, так и отраженного света и определяет место изменения температуры или проявления акустической активности. 

Благодаря тому, что свойства оптического световода и оптического кабеля целиком можно варьировать в широких диапазонах, существует множество типов волокон, каждый из которых по своим свойствам удовлетворяет определенным требованиям, в зависимости от применения. Физические воздействия на кабель, например, температурное изменение и вибрация влияют на свойства световода в точке воздействия, — это позволяет, измерив изменение свойств волокна в данной точке, вычислить параметры окружающей среды.

Где используется распределенный мониторинг

С применением систем термометрии: 

• Нефтегазовые скважины (мониторинг, направленный на оптимизацию добычи и оценки дебета);
• Нефтегазопроводы (мониторинг утечек);
• Крупные искусственные бассейны и резервуары, насыпные дамбы и плотины (мониторинг утечек);
• Силовые кабельные линии (контроль перегрева);
• Шахты, тоннели, коллекторы (пожарное извещение);
• ЛЭП (контроль перегрева грозотроса и фазного кабеля с оптическим модулем).

С применением виброакустических систем контроля активности:

• Нефтегазовые скважины (мониторинг, направленный на оптимизацию добычи и оценки дебета);
• Нефтегазопроводы (мониторинг утечек + контроль несанкционированного доступа);
• Периметры охраняемых территорий и объектов (контроль несанкционированного доступа).

Преимущества распределенных волоконно-оптических датчиков в сравнении с классическими аналогами

• Небольшие размеры;
• Очень высокая чувствительность к изменению параметров среды;
• Небольшой вес;
• Возможность регистрации одним кабель-датчиком нескольких параметров;
• Надежность;
• Широкий температурный диапазон;
• Низкая цена за единицу длины измерительной линии;
• Большое время эксплуатации;
• Высокое пространственное разрешение;
• Устойчивость к агрессивным средам и сложным погодным условиям эксплуатации;
• Отсутствие восприимчивости к электромагнитному возмущению;
• Чувствительный элемент, кабель-датчик, не требует какого-либо подключения к линиям электропитания или дополнительным средствам связи и коммутации.