核心原理:光的散射特性
DAS 系统的工作基础是光纤中的三种散射效应,通过分析散射光的变化来感知外界信号。
- 瑞利散射(Rayleigh Scattering):光纤内固有散射,占比最高。外界振动会改变散射光的相位,系统通过对比相位变化,反推出振动的位置和强度,这是 DAS 监测振动、声波的核心原理。
- 拉曼散射(Raman Scattering):散射光频率会随温度变化,主要用于分布式温度监测(DTS 系统),部分 DAS 系统会集成此功能。
- 布里渊散射(Brillouin Scattering):散射光频率随应变(如光纤拉伸、挤压)变化,可用于应力、应变监测,与瑞利散射结合能实现更全面的参数感知。
关键优势:为何选择 DAS
相比传统点式传感器(如振动传感器、麦克风),DAS 的核心竞争力体现在 “分布式” 和 “长距离” 上。
- 全范围覆盖:一根光纤即可实现数公里到上百公里的连续监测,无需在沿途安装多个点式设备,大幅降低部署成本。
- 抗干扰能力强:光纤本身绝缘、抗电磁干扰、耐腐蚀,适合高压电网、油气管道、矿井等复杂恶劣环境。
- 高灵敏度与定位准:可实现米级甚至亚米级的定位精度,能快速锁定异常信号(如管道泄漏、非法开挖)的具体位置。
主要应用场景
DAS 系统已广泛应用于多个对安全和监测精度要求高的行业。
- 能源领域:油气长输管道的泄漏监测、第三方破坏预警;风电 / 光伏电站的电缆故障定位。
- 交通与安防:铁路 / 公路沿线的入侵检测(如非法闯入、轨道异常振动);大型场馆、边境线的周界安防。
- 工业与基建:大型桥梁、隧道的结构健康监测(监测应变、振动,预防坍塌);矿井的冲击地压、瓦斯突出预警。