Uma nova publicação da Avanços Opto-Eletrônicos analisa os avanços na tecnologia de sensoriamento acústico/vibração de fibra óptica distribuída.
A tecnologia de detecção acústica/vibração de fibra óptica distribuída utiliza a luz retroespalhada de Rayleigh gerada pela injeção periódica de pulsos de laser na fibra sob teste (FUT) para obter detecção de vibração de longo alcance e alta resolução espacial em todo o comprimento do FUT. Comparada com os sensores elétricos ou mecânicos tradicionais, esta tecnologia opera de forma totalmente distribuída com alta sensibilidade, acessibilidade remota e imunidade a interferências eletromagnéticas, tornando-a adequada para diversas perspectivas de aplicação, principalmente sob condições ambientais extremas.

A tecnologia de reflectometria óptica no domínio do tempo sensível à fase (φ-OTDR) vem se desenvolvendo rapidamente desde que o primeiro sistema de detecção de vibração distribuída (DVS) de fibra óptica baseado em φ-OTDR foi introduzido em 2005. Mais tarde, evoluiu para detecção acústica distribuída (DAS ) com a capacidade de analisar quantitativamente formas de onda acústicas. Com base nisso, os pesquisadores conduziram uma extensa pesquisa para aprimorar os desempenhos de detecção dos sistemas φ-OTDR, incluindo os principais parâmetros de desempenho, como distância de detecção, resolução espacial, faixa de resposta de frequência e precisão do reconhecimento de eventos. Com base em sua capacidade superior de detecção distribuída de longo alcance e alta resolução, o φ-OTDR tem sido amplamente utilizado em aplicações de engenharia nos últimos anos, especialmente nos campos emergentes de aquisição de ondas sísmicas, exploração de recursos de petróleo e gás, detecção de vazamento de dutos, perímetro proteção, monitoramento de descarga parcial do cabo, etc.

No futuro, com o desenvolvimento de cabos de fibra óptica com sensibilidade aprimorada, novo mecanismo de detecção, procedimentos eficientes de processamento de sinal e algoritmos precisos de reconhecimento de eventos de vibração, o DVS/DAS baseado em φ-OTDR mostrará grande potencial para uma ampla gama de aplicações comerciais , incluindo detecção de forma de fibra distribuída e exploração geológica. Finalmente, este artigo discutiu as perspectivas e desafios do desenvolvimento futuro da tecnologia DVS/DAS baseada em φ-OTDR.

Os grupos de pesquisa do professor Liyang Shao da Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul, China, e do professor Feng Wang, da Universidade de Nanjing, China revisaram conjuntamente o progresso da pesquisa da tecnologia DVS/DAS de fibra óptica baseada em φ-OTDR e suas aplicações emergentes. Primeiramente, foram analisados ​​os princípios de detecção do DVS-φ-OTDR baseado na demodulação de intensidade de luz retroespalhada de Rayleigh, e do sistema DAS-φ-OTDR baseado na desmodulação de fase. As técnicas de desmodulação de fase DAS, como esquema de detecção heteródino com demodulação I/Q, esquema de detecção heteródino com transformada de Hilbert, esquema de detecção direta baseado em acoplador 3 x 3 e esquema de detecção direta baseado em algoritmo de portadora geradora de fase, foram introduzidas e comparadas. Em seguida, os métodos de aprimoramento de desempenho foram discutidos e analisados ​​em detalhes para os principais parâmetros de detecção de sistemas φ-OTDR, incluindo distância máxima de detecção, relação sinal-ruído, faixa de resposta de frequência de vibração, resolução espacial e precisão do reconhecimento de padrão de vibração.

Esta revisão resume ainda as aplicações de engenharia dos sistemas φ-OTDR em vários campos, envolvendo exploração geológica, proteção de dutos, segurança de perímetro e detecção de descarga parcial de cabos, bem como aplicações especiais, como detecção de forma, detecção de concentração de gás e detecção de infecção por pragas . + Explorar mais

Cientistas aprimoram o desempenho de detecção acústica de fibra distribuída para detecção sísmica marinha