Klasyczny czujnik mierzy w jednym punkcie: termopara podaje temperaturę tam, gdzie ją przykręcono. A gdyby cały kabel — kilkadziesiąt kilometrów światłowodu — sam stał się łańcuchem tysięcy czujników, raportujących dźwięk, temperaturę i naprężenie wzdłuż całej swojej długości? Na tym polega rozproszony pomiar światłowodowy (DFOS — Distributed Fiber Optic Sensing). Zacznijmy od obrazu, który wszystko porządkuje.
Sekret tkwi w rozpraszaniu światła
Skąd interrogator „wie”, co dzieje się wzdłuż włókna? Gdy impuls lasera biegnie przez szkło, drobna część światła rozprasza się wstecznie — wraca do nadajnika. To światło nie jest jednorodne: powstaje na trzech różnych zjawiskach fizycznych, a każde z nich niesie inną informację. To jest serce całej technologii.
Rozproszenie Rayleigha → DAS Distributed Acoustic Sensing
Rozproszenie sprężyste — światło wraca bez zmiany częstotliwości, odbite od zamrożonych mikro-niejednorodności szkła. Drgania i dźwięk wzdłuż kabla zmieniają fazę tego światła, więc włókno staje się rozproszonym mikrofonem.
Rozproszenie Brillouina → DTSS Temperature & Strain Sensing
Rozproszenie niesprężyste na falach akustycznych w szkle — daje dwa symetryczne piki. Ich przesunięcie częstotliwości (BFS) zależy liniowo i od temperatury, i od naprężenia, dlatego Brillouin mierzy obie wielkości.
~0,05 MHz/µεczułość
Rozproszenie Ramana → DTS Distributed Temperature Sensing
Rozproszenie niesprężyste na drganiach molekuł — odległe pasma Stokes i anti-Stokes. Natężenie pasma anti-Stokes silnie rośnie z temperaturą, więc ich stosunek daje bezwzględny pomiar temperatury.
Uwaga: piki Brillouina leżą ~10,8 GHz od linii lasera, a pasma Ramana aż ~13 THz (~1000× dalej) — w prawdziwej skali nie zmieściłyby się na jednym wykresie. Oś jest celowo schematyczna (jak w podręcznikach).
Trzy technologie, trzy zjawiska
Skoro każde rozproszenie niesie inną informację, powstały z nich trzy rodziny systemów pomiarowych. Każdej poświęcimy osobny, szczegółowy artykuł — tu skrót:
Wykrywa drgania i dźwięk: kopanie przy rurociągu, intruza przy ogrodzeniu, przejazd pociągu.
Więcej: jak działa DAS →Profil temperatury wzdłuż kabla: hotspoty na liniach energetycznych, wykrycie pożaru w tunelu.
Więcej: jak działa DTS →Odkształcenia konstrukcji i gruntu: ruchy podłoża, integralność rurociągów, monitoring odwiertów.
Więcej: jak działa DTSS →Drugi świat: zasięg kontra rozdzielczość
DAS, DTS i DTSS „czytają” światło w domenie czasu (rodzina OTDR) — stąd zasięg liczony w kilometrach, ale rozdzielczość rzędu metra. Istnieje jednak druga rodzina, czytająca światło w domenie częstotliwości (OFDR): krótszy zasięg, za to rozdzielczość sub-milimetrowa. To systemy ODiSI i OBR — wciąż rozproszony pomiar na rozpraszaniu Rayleigha (jak DAS!), tylko z zupełnie innym kompromisem. To dwie różne metody — kliknij, by je porównać:
To nie jedno „pokrętło”, tylko dwie osobne rodziny systemów — wybierz, by porównać. Liczby są orientacyjne i zależą od systemu oraz konfiguracji.
Więcej: jak działa OFDR — ODiSI i OBR (pomiar sub-mm) →
Czujnik punktowy vs rozproszony
Dlaczego to przełom? Bo klasyczne czujniki mierzą tylko tam, gdzie je zamontowano — między nimi są martwe strefy, a każdy wymaga okablowania i zasilania. Rozproszony światłowód zastępuje setki takich punktów jednym kablem. Przełącz, żeby zobaczyć różnicę:
Jeden światłowód, wiele zastosowań
Ta sama technologia — w zależności od potrzeby — chroni rurociągi, granice, sieci energetyczne czy odwierty. Kliknij obszar na mapie, żeby zobaczyć, co i jak jest monitorowane:
Rurociąg — wykrywanie wycieków i ingerencji DAS
Światłowód ułożony wzdłuż rurociągu „słyszy” kopanie koparką (ingerencja osób trzecich, TPI), a także sygnaturę akustyczną wycieku — z lokalizacją zdarzenia co do metra, na dystansach dziesiątek kilometrów.
Perymetria — ochrona ogrodzeń i granic DAS
Kabel wpleciony w ogrodzenie wykrywa i lokalizuje próbę przecięcia, wspinania czy podkopu, odróżniając realne zagrożenie od fałszywych alarmów (wiatr, zwierzęta) po sygnaturze drgań.
Kabel energetyczny — hotspoty i obciążalność DTS
Włókno w kablu WN podaje ciągły profil temperatury, wykrywa lokalne przegrzania (hotspoty) i pozwala dynamicznie wyznaczać dopuszczalną obciążalność linii (ampacity).
Odwiert — monitoring złóż i integralności DAS DTS
W odwiertach (oil&gas, geotermia, magazynowanie CO₂) jeden światłowód łączy akustykę i temperaturę: profil przepływu, sejsmika (VSP), szczelność. To domena ultraczułych systemów.
Rozproszony pomiar w ofercie INTERLAB
INTERLAB dostarcza systemy światłowodowe oparte na technologii Luna Innovations — z najszerszym na rynku zakresem: od akustyki, przez temperaturę, po naprężenia, w wersji rozproszonej i punktowej. Każda technologia ma inny kompromis rozdzielczość/zasięg:
| Technologia | Zjawisko | Rozdzielczość | Zasięg | Mierzy |
|---|---|---|---|---|
| DAS · OptaSense | Rayleigh | ~metry | do ~120 km | dźwięk / drgania |
| DTS · LIOS | Raman | do ~20 cm | do ~50 km | temperatura |
| DTSS · Silixa | Brillouin | ~1 m | do ~80 km | naprężenie + temp. |
| HD-FOS · ODiSI / OBR | Rayleigh (OFDR) | sub-mm | do ~100 m | naprężenie + temp. |
| HYPERION (FBG / FP) | siatki Bragga / Fabry-Perot | punktowo (1–10 mm) | do ~50 km | ε, T, drgania, ciśnienie… |
Wartości orientacyjne wg klasyfikacji Luny — zależą od systemu i konfiguracji.
- OptaSense — systemy DAS do ochrony rurociągów, perymetrii i monitoringu infrastruktury.
- LIOS — systemy DTS i liniowej detekcji pożaru (LHD) do kabli energetycznych, tuneli i przemysłu.
- Silixa — ultraczułe DAS oraz rozproszony pomiar temperatury i naprężeń (DTS/DSS) do najbardziej wymagających zastosowań (odwierty, sejsmika, CCS).
- ODiSI / OBR — HD-FOS (pomiar wysokiej rozdzielczości, OFDR): naprężenie i temperatura z dokładnością sub-milimetrową, do testów konstrukcji, kompozytów, betonu, baterii i charakteryzacji włókien.
- fibrisTerre — rozproszony pomiar naprężeń i temperatury w technologii Brillouina (DTSS) na długich dystansach.
- HYPERION — pomiar wielopunktowy/punktowy na siatkach Bragga (FBG) i czujnikach Fabry-Perot: naprężenie, temperatura, drgania, ciśnienie — szybki (do 5 kHz), dziesiątki–setki czujników na jednym włóknie, do 16 kanałów pomiarowych (każdy kanał to jedno włókno).
Gotowe rozwiązania aplikacyjne: Monitoring rurociągów · Monitoring linii energetycznych · wszystkie czujniki światłowodowe →
Rozproszony pomiar to wdrożenie projektowe — dobór kabla czujnikowego, interrogatora i oprogramowania zależy od aplikacji. Nie kupuje się go „z półki”, dlatego najlepiej zacząć od rozmowy o Twoim zadaniu pomiarowym.
INTERLAB ORIGINAL · seria wideo
Sześć zastosowań DFOS — od zjawiska do aparatury
Każdy odcinek rozwija jedno zastosowanie: pokazuje mierzoną wielkość fizyczną, właściwą technologię, przykładowe urządzenia oraz warunki, które trzeba potwierdzić podczas pilota i odbioru.
Poznaj każdą technologię w szczegółach
Każdej technologii poświęciliśmy osobny, interaktywny artykuł — z animacjami krok po kroku:
Najczęstsze pytania
Czym różni się DAS od klasycznego reflektometru OTDR?
Jak daleko sięga jeden system?
Czy potrzebny jest specjalny światłowód?
DAS, DTS czy DTSS — którą technologię wybrać?
Masz zadanie pomiarowe dla rozproszonego światłowodu?
Monitoring rurociągu, ochrona obiektu, temperatura kabli energetycznych czy odwiert — opisz nam aplikację, a dobierzemy technologię i system z portfolio INTERLAB.
Porozmawiajmy o Twojej aplikacji →