INTERLAB współpracuje z LUNA od 2010 roku. Pomagamy dobrać urządzenie, czujnik lub kabel pomiarowy oraz konfigurację do mierzonej wielkości, długości trasy i wymaganej dynamiki pomiaru.*
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 odkształcenie 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 czujnikiem drgań (metafora „mikrofonu” nie oznacza bezpośredniego pomiaru ciśnienia akustycznego).
Rozproszenie Brillouina → DTSS Temperature & Strain Sensing
Rozproszenie niesprężyste na falach akustycznych w szkle — daje dwa symetryczne piki. Ich przesunięcie częstotliwości (BFS) zależy od temperatury i odkształcenia. Rozdzielenie obu wpływów wymaga odpowiedniej konfiguracji, kabla i kompensacji.
~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. Po kalibracji stosunek anti-Stokes/Stokes pozwala wyznaczyć temperaturę; ogranicza wpływ strat wspólnych, ale nie usuwa różnicowego tłumienia obu pasm.
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 →Długi zasięg czy bardzo gęsty pomiar?
Systemy długozasięgowe nie tworzą jednej rodziny OTDR. DAS najczęściej wykorzystuje phase-OTDR, Raman DTS zwykle analizuje czas powrotu impulsu, natomiast pomiar Brillouina może działać w domenie czasu (BOTDR/BOTDA) albo częstotliwości (BOFDR/BOFDA). OFDR wykorzystuje przestrajany laser i zapewnia znacznie gęstszy pomiar na krótszych odcinkach. Wybór zaczyna się od decyzji, czy priorytetem są kilometry trasy, czy lokalne gradienty na krótkim obiekcie.*
To nie jedno „pokrętło”, lecz dwie grupy zastosowań i kilka architektur pomiarowych — wybierz, by porównać. Liczby są orientacyjne i zależą od systemu oraz konfiguracji.
Więcej: jak działa OFDR — ODiSI i OBR (bardzo gęsty pomiar) →
Czujnik punktowy i rozproszony — technologie komplementarne
Czujniki punktowe mierzą w wybranych, świadomie zaprojektowanych lokalizacjach. Pasywne FBG i Fabry–Perot mogą być multipleksowane na jednym włóknie i nie wymagają osobnego zasilania w każdym punkcie. DFOS daje quasi-ciągły profil z określonym odstępem próbkowania i gauge length. Czujniki punktowe kontrolują krytyczne miejsca, a pomiar rozproszony pomaga znaleźć anomalię tam, gdzie wcześniej nie przewidziano czujnika.
Od technologii do zastosowania
Gdzie wykorzystuje się DAS, DTS, DSS/DTSS, OFDR i FBG?
Ten artykuł wyjaśnia fizykę i różnice między technologiami. Poniższa warstwa odpowiada na drugie pytanie: który pomiar jest właściwy dla konkretnego zagrożenia i obiektu? Każda karta prowadzi do osobnej strony z dokładniejszym opisem zjawiska, warunków instalacji oraz urządzeń dostępnych w portfolio INTERLAB.
Monitoring rurociągów
Ingerencja i zdarzenia dynamiczne, anomalie temperatury oraz powolna deformacja wymagają osobnych torów pomiarowych.
Zobacz monitoring rurociągów →Monitoring kabli energetycznych
DTS lokalizuje temperaturę i hotspoty. RTTR łączy pomiar z modelem kabla, obciążeniem i warunkami otoczenia.
Zobacz monitoring kabli →Liniowa detekcja pożaru
Funkcja pożarowa wymaga przeznaczonej do niej konfiguracji, kabla, logiki alarmowej i dokumentów dla dokładnego wariantu.
Zobacz liniową detekcję pożaru →Monitoring kolei
DAS obserwuje dynamikę przy torze, DSS deformację nasypu, FBG punkty krytyczne, a DTS temperaturę i pożar w tunelach.
Zobacz monitoring kolei →Ochrona perymetryczna
Kabel na ogrodzeniu lub w gruncie lokalizuje zdarzenia. Klasyfikacja i metryki alarmowe wymagają walidacji w docelowym środowisku.
Zobacz ochronę perymetryczną →Monitoring geotechniczny
Technologię dobiera się do dynamiki, temperatury, statycznego odkształcenia, lokalnego profilu albo punktu krytycznego.
Zobacz monitoring geotechniczny →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.
Najpierw mierzona wielkość, dopiero potem urządzenie
| Co chcemy obserwować? | Wielkość mierzona bezpośrednio | Typowa technologia |
|---|---|---|
| Zdarzenia dynamiczne, drgania, dźwięk | Dynamiczne odkształcenie / sygnał akustyczny | DAS |
| Profil temperatury i hotspoty | Temperatura wzdłuż włókna | DTS |
| Powolna deformacja długiej trasy | Statyczne odkształcenie włókna | DSS / DTSS |
| Bardzo gęsty profil krótkiej strefy | Odkształcenie lub temperatura włókna | OFDR |
| Wybrany punkt krytyczny | Parametr właściwego sensora | FBG |
Ważne: zasięg platformy nie jest automatycznie zasięgiem detekcji konkretnego zdarzenia. Wynik zależy m.in. od włókna, konstrukcji kabla, sprzężenia z obiektem, konfiguracji interrogatora, jakości danych i kryterium odbioru.
Jakie urządzenia oferuje INTERLAB?
INTERLAB współpracuje z LUNA od 2010 roku i oferuje sprzęt obejmujący pomiar rozproszony oraz punktowy: od detekcji zdarzeń i temperatury po odkształcenie, reflektometrię OFDR i interrogatory FBG. Poniższe konfiguracje pokazują rzeczywiste kompromisy parametrów:
| System | Co mierzy / wykrywa | Przykładowa konfiguracja* | Typowe zadanie |
|---|---|---|---|
| OptaSense ATLAS | dynamiczne odkształcenie, klasy zdarzeń | 1 × 100 km @ GL 205,4 m; 2 × 95 km @ GL 205,4 m (190 km łącznie na dwóch włóknach, nie na jednym); 55 km @ 30,8 m; 4 × 45 km @ 20,5 m — zakres danych surowych | rurociągi, perymetria, kolej |
| LIOS EN.SURE OTS3 | temperatura, Raman DTS | rozdzielczość 1 m; warianty 4 / 10 / 20 km na kanał | kable energetyczne, RTTR |
| LIOS DE.TECT | liniowa detekcja ciepła | próbkowanie od 0,25 m; do 10 km lub 6 km przy 4 kanałach | tunele, przemysł, LHD |
| fibrisTerre fTB 5020 | odkształcenie + temperatura, BOFDA/BOFDR | pełna pętla BOFDA: 25 km @ 0,5–16 m lub 80 km @ 2,5 m; 2 km @ 0,2 m | rurociągi, geotechnika, SHM |
| Silixa iDSS | odkształcenie, interferometria | zakres specyfikacji: >50 km, próbkowanie od 10 cm i rozdzielczość od 60 cm; konkretne wartości zależą od konfiguracji i nie muszą współwystępować* | długie trasy, szybkie pomiary DSS |
| ODiSI 7100 | gęsta mapa odkształcenia lub temperatury | gage pitch 0,65–5,2 mm; 20 m standardowo lub 100 m w trybie rozszerzonym | testy konstrukcji i materiałów |
| OBR 4600 | reflektometria; opcjonalnie sensing | 10 µm @ 30 m; 20 µm @ 70 m; 1 mm @ 2 km w trybie rozszerzonej reflektometrii | komponenty optyczne, R&D, SHM |
| HYPERION si255 | punktowe / wielopunktowe FBG i FP | do 16 kanałów; warianty 10 / 100 / 1000 / 5000 Hz | punkty krytyczne, dynamika, laboratorium |
Zobacz sprzęt: OptaSense ATLAS · LIOS EN.SURE · LIOS DE.TECT · fibrisTerre · Silixa iDSS · ODiSI 7100 · OBR 4600 · HYPERION si255.
Poznaj każdą technologię w szczegółach
Każdej technologii poświęciliśmy osobny, interaktywny artykuł — z animacjami krok po kroku:
Najczęstsze pytania
Czym DAS różni się od klasycznego OTDR?
Jak daleko sięga jeden system?
Czy potrzebny jest specjalny światłowód?
Czy DAS, DTS i DSS/DTSS mogą działać na jednym kablu?
* Warunki parametrów: parametry maksymalne zwykle nie występują jednocześnie. Zasięg, rozdzielczość przestrzenna lub gauge length, częstotliwość pomiaru, liczba kanałów i niepewność zależą od modelu, trybu pracy, włókna lub kabla oraz sposobu instalacji. Ostateczne parametry potwierdza się dla konkretnej konfiguracji sprzętowej.
Dobierzmy technologię do decyzji, którą ma wspierać pomiar
Prześlij długość trasy lub próbki, mierzoną wielkość, liczbę dostępnych włókien lub kanałów i oczekiwany czas reakcji. Porównamy właściwe warianty sprzętowe i wskażemy, które parametry wymagają potwierdzenia na obiekcie.
Skonsultuj dobór systemu DFOS →