核心原理:光的散射特性
DAS 系統的工作基礎是光纖中的三種散射效應,通過分析散射光的變化來感知外界信號。
- 瑞利散射(Rayleigh Scattering):光纖內固有散射,占比最高。外界振動會改變散射光的相位,系統通過對比相位變化,反推出振動的位置和強度,這是 DAS 監測振動、聲波的核心原理。
- 拉曼散射(Raman Scattering):散射光頻率會隨溫度變化,主要用于分布式溫度監測(DTS 系統),部分 DAS 系統會集成此功能。
- 布里淵散射(Brillouin Scattering):散射光頻率隨應變(如光纖拉伸、擠壓)變化,可用于應力、應變監測,與瑞利散射結合能實現更全面的參數感知。
關鍵優勢:為何選擇 DAS
相比傳統點式傳感器(如振動傳感器、麥克風),DAS 的核心競爭力體現在 “分布式” 和 “長距離” 上。
- 全范圍覆蓋:一根光纖即可實現數公里到上百公里的連續監測,無需在沿途安裝多個點式設備,大幅降低部署成本。
- 抗干擾能力強:光纖本身絕緣、抗電磁干擾、耐腐蝕,適合高壓電網、油氣管道、礦井等復雜惡劣環境。
- 高靈敏度與定位準:可實現米級甚至亞米級的定位精度,能快速鎖定異常信號(如管道泄漏、非法開挖)的具體位置。
主要應用場景
DAS 系統已廣泛應用于多個對安全和監測精度要求高的行業。
- 能源領域:油氣長輸管道的泄漏監測、第三方破壞預警;風電 / 光伏電站的電纜故障定位。
- 交通與安防:鐵路 / 公路沿線的入侵檢測(如非法闖入、軌道異常振動);大型場館、邊境線的周界安防。
- 工業與基建:大型橋梁、隧道的結構健康監測(監測應變、振動,預防坍塌);礦井的沖擊地壓、瓦斯突出預警。