光纤分布式声波监测(DAS)

检测项目

声学性能：

• 频率响应范围：0.1Hz–20kHz（依据ITU-TG.657.2）
• 动态范围：>120dB
• 本底噪声：<0.5nε/√Hz

空间特性：

• 空间分辨率：0.5m–10m（IEC61757-5）
• 定位精度：±0.3m（公路隧道场景）
• 通道一致性：振幅波动<±0.8dB

光学性能：

• 激光线宽：<1kHz（ITU-TG.654.E）
• 脉冲宽度稳定性：<±0.1ns
• 光功率动态范围：-40dBm至+10dBm

环境适应性：

• 温度响应：-40℃至+85℃漂移<5%
• 湿度耐受：RH95%@48h性能衰减<3%
• 振动干扰抑制：>30dB@100Hz

信号处理：

• 采样率：≥100kSPS
• 量化精度：24bitADC
• 事件识别准确率：>99.5%（模式匹配）

机械性能：

• 光纤抗拉强度：≥100kpsi（IEC60793-2-50）
• 光缆弯曲半径：≥20×OD
• 接头插损：≤0.15dB/点

系统可靠性：

• MTBF：>80,000小时
• 连续工作时长：≥365天
• 数据完整性：CRC32校验误码率<10⁻¹²

标定参数：

• 应变灵敏度系数：80rad/με/km
• 声压灵敏度：-145dBrerad/μPa
• 相位噪声：<-110dBc/Hz@1kHz

部署性能：

• 最大监测距离：≥80km
• 通道密度：>4000点/km
• 安装耦合损耗：<3dB/km

安全规范：

• 激光安全等级：Class1M（IEC60825-1）
• 电磁兼容：EN55032ClassB
• 抗震等级：IEEE693HighLevel

检测范围

1.油气管道：检测第三方破坏、泄漏点定位（灵敏度0.1L/min），重点监测管体应变异常与声发射特征

2.电力电缆：覆盖220kV及以上高压线路，检测局部放电信号（>20pC），聚焦电缆接头故障热斑

3.轨道交通：钢轨扣件失效识别（频率特征3-5kHz），重点监测轨道几何形变及轮轨冲击振动

4.周界安防：入侵事件分类（攀爬/剪切/挖掘），检测目标移动速度识别范围0.1-10m/s

5.地质结构：山体滑坡预警（位移分辨率0.1mm），监测微震事件（ML>-1级）及地层形变波速变化

6.水利大坝：渗流路径定位（精度±0.5m），重点检测坝体内部裂缝扩展声发射信号

7.风电设施：叶片结构损伤识别（频率偏移>2%），监测塔筒基座沉降及螺栓预紧力损失

8.城市管网：供水管网泄漏检测（定位误差<5m），聚焦水锤冲击波特征与管壁空蚀信号

9.海底光缆：锚害事件识别（灵敏度>5dB应变），重点监测海床冲刷导致的悬空段振动

10.桥梁结构：索力变化监测（精度±1%FS），检测混凝土开裂声发射事件（频率100-300kHz）

检测方法

国际标准：

• IEC61757-5:2022光纤传感器–分布式声感测（温度补偿算法差异）
• ITU-TG.657.2抗弯损耗光纤特性（弯曲半径要求严于国标）
• ISO18436-6:2023振动状态监测（频域分析参数不同）

国家标准：

• GB/T50973-2014油气管道光纤监测规范（事件识别阈值较低）
• GB/T51255-2017城市综合管廊监控标准（采样率要求较高）
• DL/T2280-2021电力电缆分布式监测（局部放电频段划分差异）

检测设备

1.窄线宽激光器：NKTKoherasBASIKE15（线宽0.1kHz，波长稳定性±0.2pm）

2.声光调制器：Gooch&HousegoAM1550-80（消光比>55dB，上升时间<10ns）

3.光电探测器：ThorlabsPDB480C-AC（带宽5MHz，转换增益105V/A）

4.数据采集卡：NIPXIe-5172（采样率250MS/s，分辨率14bit）

5.光纤环行器：50dB，插损<0.6dB）

6.脉冲发生器：Keysight81150A（脉宽1ns-10s，抖动<5ps）

7.相位解调仪：LunaODiSI-B（应变分辨率0.5με，空间精度0.1m）

8.温度试验箱：ESPECPL-3（温控范围-70℃至+180℃，波动±0.3℃）

9.振动试验台：

10.声学校准仪：Bruel&Kjaer4223（声压级94dB@1kHz，精度±0.2dB）

11.光谱分析仪：YokogawaAQ6370D（波长范围600-1700nm，分辨率0.02nm）

12.光纤熔接机：Fujikura70S（平均损耗0.02dB，熔接时间9s）

13.光时域反射仪：

14.应变模拟装置：HBMMDS06（精度±0.5%，频率范围DC-5kHz）

15.数据存储系统：DellEMCPowerScaleF600（吞吐量100GB/s，RAID60冗余）

北检(北京)检测技术研究院【简称：北检院】