高干扰环境下基于分布式光纤声波传感的微弱语音信号检测

1

作者 张晨思 王茂宁 +5 位作者 钟羽中 张建伟 刘严才 闫海卫 王伟 晏世伟 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期29-39,共11页

分布式光纤声波传感器(DAS)可用于隧道塌陷事故中的人员搜救、人声信号定位。但在基于DAS的语音活动检测(VAD)中,使用户外采集的真实数据进行语音提取面临着以下问题:受限于嘈杂的现场环境和有限的采集信号方式,收集到的语音易被复杂强... 分布式光纤声波传感器(DAS)可用于隧道塌陷事故中的人员搜救、人声信号定位。但在基于DAS的语音活动检测(VAD)中,使用户外采集的真实数据进行语音提取面临着以下问题:受限于嘈杂的现场环境和有限的采集信号方式,收集到的语音易被复杂强噪声干扰,无法获得干净的语音数据用于监督训练。为了解决上述问题,本文提出一种基于短期自相关特征的算法(ST-ACF)进行语音活动检测,结合了音高信息和自相关函数检测语音帧的相关谐波特征,使得算法在极低信噪比(小于-10 dB)的DAS环境下仍能提取所有有效人声。ST-ACF算法包括预去噪阶段和语音检测阶段。在预去噪阶段,基于对语音音高信息周期性的研究,设计双通道时间窗口,对两类典型噪声进行预去噪。在语音检测阶段,提出一种改进式自相关函数,考虑特征值和变化幅度两个维度,通过其乘积最大化语音和噪音之间的距离,提高了算法对临界数据的处理能力。算法改进后能得到与特征出现频率匹配的最佳频谱窗口,可利用其寻找局部谐波,并通过分析局部谐波区分语音和非语音。实验使用DAS真实数据和NOISEX-92数据集中的6类噪声,采用指标误帧率对算法进行评估。结果表明,ST-ACF在高能噪声环境中表现优异,误帧率仅为19.74%,相较于基线算法提升了5.91%;同时,在DAS数据集上,ST-ACF也表现出最佳性能。总体而言,通过时间窗口和自相关函数的改进,ST-ACF在处理DAS语音数据时表现出色,对不同噪声环境都具有良好的检测性能,展现出应用于多种复杂场景的潜力,拓展了基于分布式光纤语音信号处理方向的研究。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 语音端点检测 低信噪比 音高信息 自相关函数

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基于分布式声波光纤传感技术的岩土勘察方法研究

2

作者 洪成雨 周子平 +3 位作者 娄在明 郭震 谭俊卿 苏栋 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期171-178,共8页

为解决城市地铁盾构穿越不良地质勘探时的范围大、精细化困难等问题,依托惠深城际铁路工程,采用分布式声波光纤传感(distributed acoustic sensor,DAS)技术开展城市地下不良地质体大范围、高精度勘探方法研究。首先,研究背景噪声扩展空... 为解决城市地铁盾构穿越不良地质勘探时的范围大、精细化困难等问题,依托惠深城际铁路工程,采用分布式声波光纤传感(distributed acoustic sensor,DAS)技术开展城市地下不良地质体大范围、高精度勘探方法研究。首先,研究背景噪声扩展空间自相关(extended spatial auto correlation,ESPAC)法对地下岩土体信息的反演成像理论方法,通过建立声波光纤动应变与地下剪切波速度场的关联性反演地下岩土体信息及赋存溶洞的位置与规模;然后,结合现场钻孔勘探与电磁波扫描获取的岩土体信息进行系统的对比验证。研究表明:DAS-ESPAC法清晰反演了地下40 m深范围内剪切波速场的分布特征,基于剪切波速场分布进一步反演了地下岩土体分层、类型、规模及空间分布,探明了粉质黏土与灰岩的分界界面,对于溶洞规模与分布反演误差达到1 m级,相关的勘探信息与钻探详勘数据、补勘数据、地球物理勘探数据吻合较好。 展开更多

关键词 分布式声波光纤传感技术 扩展空间自相关法 盾构隧道 地质勘察 地层信息 溶洞

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基于分布式声波传感系统的声波信号探测研究

3

作者 解涛 秦海鑫 +2 位作者 万强 董朝强 徐晨 《微纳电子技术》 2025年第4期133-139,共7页

利用分布式光纤传感技术在10 km长单模光纤(SMF)上进行声波信号的探测。采用搭建的分布式声波传感(DAS)系统,对不同频率(500、1000和2000 Hz)、不同声压(90~110 dB)的声波信号进行全光纤范围内的探测,实现了10 km光纤沿路的分布式声波... 利用分布式光纤传感技术在10 km长单模光纤(SMF)上进行声波信号的探测。采用搭建的分布式声波传感(DAS)系统,对不同频率(500、1000和2000 Hz)、不同声压(90~110 dB)的声波信号进行全光纤范围内的探测,实现了10 km光纤沿路的分布式声波信号探测与传输,声波信号信噪比(SNR)可达50 dB以上,空间分辨率为10 m。此外,该系统可以在更多场景下与纯光纤系统融合,构建双向无源音频传输系统,在长距离探测、信号传输等方面有着广阔的应用前景。 展开更多

关键词 分布式光纤传感技术 分布式声波传感(das) 声波探测 双向无源 声源定位

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基于分布式光纤声波传感技术的管道泄漏探测应用 被引量：1

4

作者 冼峰 《净水技术》 CAS 2024年第8期154-159,共6页

文章介绍了分布式光纤声波传感(distributed fiber optic acoustic sensing,DAS)技术的工作原理及其在管道泄漏检测中的应用。DAS系统通过光纤中背向瑞利散射光的变化来检测光纤上沿途感知到的声波信息,再结合光时域反射技术获取外部扰... 文章介绍了分布式光纤声波传感(distributed fiber optic acoustic sensing,DAS)技术的工作原理及其在管道泄漏检测中的应用。DAS系统通过光纤中背向瑞利散射光的变化来检测光纤上沿途感知到的声波信息,再结合光时域反射技术获取外部扰动事件所处的位置,从而通过检测和分析背向散射的光信号,提取外界扰动对应的位置和相位。文章搭建了一套试验系统,通过试验检测了DAS运用于管道泄漏探测的可靠性。试验表明,DAS技术可以检测并识别不同位置和类型的泄漏事件。为了进一步提高泄漏检测效果,文章设计了一种分析方法,通过数据预处理、特征提取、事件检测和泄漏识别与分类,实现了对泄漏事件的精准识别和定位,并提高了其在泄漏检测中的灵敏度和实时性。该方法结合DAS的技术特点,可以在长距离和大范围内提供高效、可靠的泄漏监测。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感(das) 泄漏检测 瑞利散射 频谱分析 光纤光学

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分布式光纤传感技术在水力压裂中的研究进展

5

作者 卢聪 李秋月 郭建春 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第4期618-628,共11页

分布式光纤传感技术作为最新的水力压裂监测技术,应用于各大油田的水力压裂过程中,并且能够实现实时监测,已取得了显著的应用效果。为使业界进一步了解不同类型传感技术的基本原理、理论模型研究进展、现场应用情况,从分布式光纤温度传... 分布式光纤传感技术作为最新的水力压裂监测技术,应用于各大油田的水力压裂过程中,并且能够实现实时监测,已取得了显著的应用效果。为使业界进一步了解不同类型传感技术的基本原理、理论模型研究进展、现场应用情况,从分布式光纤温度传感技术和声波传感技术在水力压裂过程中的监测基本原理出发,系统总结了各类传感技术的理论模型研究进展和在产液剖面、裂缝扩展形态监测等方面的应用现状,最后提出了未来分布式光纤传感技术的发展方向。研究结果表明:①分布式光纤传感技术可以利用温度或者声波信号转换得到周围环境温度或应变的变化情况,从而实现水力压裂过程中的实时监测;②与分布式光纤声波传感技术相比,温度传感技术的相关理论模型相对较为成熟,能够实现产液剖面及裂缝形态的相关计算;③分布式光纤传感技术主要用于水力压裂过程中压裂液的注入、裂缝扩展等方面的监测。结论认为:分布式光纤传感技术可以有效地推动中国非常规储层的勘探和开发,同时提高水力压裂效果评价技术水平,这对中国油气行业的可持续发展具有重要推动作用。 展开更多

关键词 分布式光纤传感技术 温度传感技术 声波传感技术 水力压裂监测 产液剖面 裂缝扩展

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分布式光纤声波传感技术研究进展 被引量：34

6

作者 蔡海文 叶青 +2 位作者 王照勇 卢斌 曹玉龙 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期41-58,共18页

分布式光纤声波传感技术可以实现动态应变的长距离、分布式、实时定量检测,在重要场所和重大基础设施的安防监测、大型结构的健康监测、油气资源勘探等领域有广阔的应用前景.该文在对分布式光纤声波传感技术的发展历程和研究进展进行回... 分布式光纤声波传感技术可以实现动态应变的长距离、分布式、实时定量检测,在重要场所和重大基础设施的安防监测、大型结构的健康监测、油气资源勘探等领域有广阔的应用前景.该文在对分布式光纤声波传感技术的发展历程和研究进展进行回顾和评述的基础上,重点介绍其课题组在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤声波传感技术取得的研究进展,包括信号的高保真获取、参数指标提升和工程应用研究3个方面. 展开更多

关键词 光纤传感 分布式声波传感 相位敏感光时域反射计:瑞利散射

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基于相位光时域反射的光纤分布式声波传感研究（英文） 被引量：8

7

作者 尚盈 王晨 +3 位作者 刘小会 王昌 赵文安 彭刚定 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期173-177,共5页

文中提出了一种光纤分布式声波传感方案。作用在传感光纤上的声波信号导致后向瑞利散射光的相位变化,将含有声波信息的后向瑞利散射信号注入到迈克尔逊干涉仪,并采用相位载波解调算法解调出相位信息。实验中采用压电拉伸器模拟声波振动... 文中提出了一种光纤分布式声波传感方案。作用在传感光纤上的声波信号导致后向瑞利散射光的相位变化,将含有声波信息的后向瑞利散射信号注入到迈克尔逊干涉仪,并采用相位载波解调算法解调出相位信息。实验中采用压电拉伸器模拟声波振动,分布式声波传感系统实现了10 m的空间分辨率以及平坦的频响。 展开更多

关键词 分布式声波传感 相位载波 干涉仪 频响

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光纤分布式声波传感技术在石油行业的研究进展 被引量：10

8

作者 孙琪真 范存政 +4 位作者 李豪 闫宝强 闫志君 余刚 刘德明 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期50-59,77,共11页

基于相位敏感光时域反射的光纤分布式声波传感技术(DAS)具有长距离、高灵敏、高空间分辨率、低成本、无源、抗电磁干扰等显著优势,非常契合石油行业中的地震勘探和管道监测等需求。从石油行业的应用需求出发,介绍了光纤DAS技术的基本原... 基于相位敏感光时域反射的光纤分布式声波传感技术(DAS)具有长距离、高灵敏、高空间分辨率、低成本、无源、抗电磁干扰等显著优势,非常契合石油行业中的地震勘探和管道监测等需求。从石油行业的应用需求出发,介绍了光纤DAS技术的基本原理和解调技术,并阐述了近年来该研究领域在信噪比增强、探测距离扩展和采样率提升等方面所取得的最新研究成果。此外,重点总结了国内外在光纤DAS技术商用化方面的研究进展,分析比较了不同企业和机构研发的DAS产品的特点、性能和应用潜力。同时,重点针对光纤DAS技术在VSP测井、微地震探测和管道泛感知监测等领域的应用案列进行了阐述,展现出极强的市场竞争力。光纤DAS技术在未来石油行业中的应用研究方面,应加强数据超保真和多分量检波DAS的进一步研究。 展开更多

关键词 光纤传感 分布式声波传感技术 井中地球物理 VSP 微地震 地震波检测 管道检测

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新型微结构光纤分布式声波传感技术及应用 被引量：12

9

作者 刘德明 贺韬 +1 位作者 许志杰 孙琪真 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期296-309,共14页

介绍了一种新型分布式微结构光纤及微结构光纤分布式声波传感技术.通过在普通通信光纤的纤芯采用精密光刻技术连续制备纵向微结构散射单元,形成一种新型分布式微结构光纤(distributed microstructure optical fiber,DMOF).基于这种DMOF... 介绍了一种新型分布式微结构光纤及微结构光纤分布式声波传感技术.通过在普通通信光纤的纤芯采用精密光刻技术连续制备纵向微结构散射单元,形成一种新型分布式微结构光纤(distributed microstructure optical fiber,DMOF).基于这种DMOF研制的微结构光纤分布式声波传感系统(microstructure fiber distributed acoustic sensor,MF-DAS),采用微结构光散射增强,MF-DAS传感信号的信噪比得到大幅提升;通过微结构光纤链路均衡,大幅度降低MF-DAS近远端传感信号差值;提出微结构光时域反射(microstructure optical time domain reflection,M-OTDR)时隙分插复用扩频,显著增大了分布式声波探测频响带宽.这种新型的MF-DAS系统具备高灵敏、大尺度、宽频响等优越性能,在地下及水下声波信息获取、重大基础设施内部损伤探测与外部侵害安全监测等领域具有十分广阔的应用前景. 展开更多

关键词 分布式微结构 微结构光纤 光纤传感 分布式声波传感 微结构光时域反射

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uDAS®分布式光纤传感地震仪及其应用 被引量：6

10

作者 冉曾令 饶云江 +5 位作者 王熙明 肖彦波 余刚 安树杰 陈沅忠 吴俊军 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期41-49,共9页

设计了一种超灵敏分布式声波传感地震仪(uDAS®),该仪器以高性能相敏型光时域反射仪为基本构架,利用多频和随机光纤激光放大技术,结合干涉解调方法,实现了瑞利散射光信号相位的精确解调,可用于外界声波/振动信号的高精度拾取。实验... 设计了一种超灵敏分布式声波传感地震仪(uDAS®),该仪器以高性能相敏型光时域反射仪为基本构架,利用多频和随机光纤激光放大技术,结合干涉解调方法,实现了瑞利散射光信号相位的精确解调,可用于外界声波/振动信号的高精度拾取。实验结果表明,uDAS®在1~500Hz内噪声底达4.5pε/√Hz,同时具有线性幅度响应、长距离工作等特征。与电子检波器进行对比测试,二者的记录波形高度一致。uDAS®已初步应用于井中地震监测、微测井等勘探作业,获得了高质量的生产资料。此外,uDAS®在长期动态监测、管线监测等油气勘探与开发等业务中具有巨大的应用前景。 展开更多

关键词 分布式声波传感 udas® 相敏型光时域反射仪 瑞利散射 相位解调 油气勘探 井中地震监测 微测井

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基于螺旋缠绕光纤的分布式声波传感三分量信号采集机理研究 被引量：5

11

作者 曹丹平 律军军 +2 位作者 孙上饶 马国旗 尹教建 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期60-69,共10页

常规分布式光纤声波传感(DAS)技术利用光纤对轴向应变敏感的特点开展单分量信号采集,在开展三分量振动信号采集时,通常需要对光纤进行螺旋缠绕布置。在采用不同的角度进行缠绕时,光纤的轴向位置必然不同,导致光纤对X,Y,Z 3个方向的振动... 常规分布式光纤声波传感(DAS)技术利用光纤对轴向应变敏感的特点开展单分量信号采集,在开展三分量振动信号采集时,通常需要对光纤进行螺旋缠绕布置。在采用不同的角度进行缠绕时,光纤的轴向位置必然不同,导致光纤对X,Y,Z 3个方向的振动信号具有不同的敏感性。针对上述问题,通过建立单根螺旋缠绕光纤的数学模型,确定了光纤轴向应变的影响因素,推导了螺旋光纤轴向应变与光纤所在位置处3个方向真实应变之间的数学映射关系,定量分析了不同缠绕角度、不同旋转角度条件下三分量振动信号对光纤轴向应变的影响,并采用波动方程模拟的三分量数字信号对螺旋光纤轴向应变所接收到的等效信号进行了验证。分析结果表明,螺旋光纤在轴向方向上采集到的信号强度取决于X,Y,Z三分量信号自身的强度、光纤缠绕角度以及缠绕过程中光纤各点的相对空间位置,随着缠绕角度的增大,螺旋光纤对沿缠绕轴方向的地震波信号敏感性增强,对垂直于缠绕轴方向的信号敏感性减弱,垂直于缠绕轴方向的两个分量地震波信号在数值上呈现出周期性和互补性变化规律,为利用螺旋缠绕光纤开展分布式声波传感三分量振动信号的采集提供了理论基础。 展开更多

关键词 分布式光纤声波传感 三分量振动信号 螺旋缠绕光纤 轴向应变 缠绕角度

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基于分布式声波传感阵列的地震动事件定位可行性研究

12

作者 刘威 朱鸿鹄 +4 位作者 张汉羽 王涛 于大勇 李杰 施斌 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1804-1813,共10页

基于在云南省宾川县开展的现场试验,探究频率-波数分析技术应用于分布式光纤声波传感(DAS)数据处理的可行性,分析该技术在判断地震动事件所在方向的应用效果,在此基础上,探讨频率-波数分析法的偏差来源,并提出减小定位误差、提高分辨能... 基于在云南省宾川县开展的现场试验,探究频率-波数分析技术应用于分布式光纤声波传感(DAS)数据处理的可行性,分析该技术在判断地震动事件所在方向的应用效果,在此基础上,探讨频率-波数分析法的偏差来源,并提出减小定位误差、提高分辨能力的措施。研究结果表明,DAS阵列的方向偏差为2.37°,相较于检波器阵列,其判断精确度更高。使用特殊设计的光缆提升应变的传递效率、使用锚固装置增强缆-土之间耦合效果以及改变DAS阵列的几何形态捕获多方向的震动信息等措施可以有效减少定位误差,提高分辨能力。 展开更多

关键词 分布式声波传感(das) 地球物理探测 分布式光纤传感(DFOS) 地震动事件定位

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基于光纤分布式声波传感的井下多相流测试研究 被引量：13

13

作者 闫正和 罗东红 +5 位作者 唐圣来 曹琴 黄正宇 李四华 周炜 蒋志祥 《油气井测试》 2017年第2期9-12,共4页

利用光纤分布式声波传感原理搭建多相流测试系统,进行模拟井下监测测试研究及分析。测试结果表明,此系统可准确还原井下声波信号,测算混合声速,结合质量守恒和伍德方程公式可实现井下生产在线监测及相持率实时监测,具有很好的应用前景... 利用光纤分布式声波传感原理搭建多相流测试系统,进行模拟井下监测测试研究及分析。测试结果表明,此系统可准确还原井下声波信号,测算混合声速,结合质量守恒和伍德方程公式可实现井下生产在线监测及相持率实时监测,具有很好的应用前景。该技术于2016年1月在XJ23-1平台首次试验成功。 展开更多

关键词 光纤传感 分布式声波 井下在线监测 相持率

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水力压裂分布式光纤传感联合监测技术研究进展 被引量：19

14

作者 隋微波 温长云 +4 位作者 孙文常 李俊卫 郭欢 杨艳明 宋佳忆 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期87-103,共17页

水力压裂分布式光纤传感监测技术已成为非常规储层开发的重要技术之一,为使业界进一步明确和了解不同类型传感技术的物理机理、技术特性和理论模型,促进该技术更加快速有效地推广和应用,本文针对分布式温度传感(DTS)、分布式声波传感(D... 水力压裂分布式光纤传感监测技术已成为非常规储层开发的重要技术之一,为使业界进一步明确和了解不同类型传感技术的物理机理、技术特性和理论模型,促进该技术更加快速有效地推广和应用,本文针对分布式温度传感(DTS)、分布式声波传感(DAS)和基于瑞利频移的分布式应变传感(DSS-RFS)3种技术在水力压裂监测中的应用情况,从不同传感技术的物理机理和主流安装方式出发,系统地总结分析了各类传感技术现场应用的典型案例和技术特点,以及对应的监测解释理论模型的研究现状。最后结合水力压裂监测矿场实验的最新实例,总结了未来开展水力压裂分布式光纤联合监测的技术思路。研究结果表明:(1)水力压裂分布式光纤传感联合监测技术能够在压裂工艺设计、裂缝扩展反演、邻井干扰监测和压后效果评价等诸多方面提供重要的实时数据和解释结果,不同类型传感器所对应的理论模型有不同程度的发展;(2) DTS本井温度监测是水力压裂光纤监测和评价的重要组成部分同时具有一定程度的多解性,DAS邻井应变率监测和DSS-RFS本井应变监测能够直接反馈裂缝扩展和裂缝演化过程中的相关应变,今后将成为水力压裂裂缝评价的重点发展领域;(3)分布式光纤传感技术在未来的有效应用除了需要发展更加准确高效的机理模型外,同时也有赖于大数据处理和深度学习算法与之高度融合,从而实现监测过程的数据筛选、模式识别和关键参数的快速反演。结论认为,科学有效地设计和采用多种分布式光纤传感对水力压裂过程和压后生产过程进行联合监测和数据分析解释,可在很大程度上实现压裂液/支撑剂分布、暂堵转向、级间干扰、压裂冲击和裂缝形态的解释分析,以及压后生产剖面反演和裂缝有效性分析,为分布式光纤传感技术在我国非常规资源开发中的应用提供了技术参考。 展开更多

关键词 水力压裂 分布式光纤传感 DTS das DSS-RFS 裂缝扩展 邻井监测 应变监测 裂缝监测 生产剖面 压裂冲击

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分布式声学传感器(DAS)算法设计

15

作者 许益山 《通讯世界》 2014年第12期240-242,共3页

DAS(Distributed Acoustic Sensor)是分布式声学传感器的简称,这是一种架设在传统电信光纤上的新型传感器。本研究是一个软件项目,目的是设计开发一个能够计算DAS数据(通过设定碎片重构)并且显示这些碎片的信息的算法。DAS数据分析算法... DAS(Distributed Acoustic Sensor)是分布式声学传感器的简称,这是一种架设在传统电信光纤上的新型传感器。本研究是一个软件项目,目的是设计开发一个能够计算DAS数据(通过设定碎片重构)并且显示这些碎片的信息的算法。DAS数据分析算法的建立更类似于一个大的工程项目中的一部分。这个项目典型的特征是,它涉及到多个工程学领域,例如:机械领域,计算机技术,传感器,以及设备理论,图像处理,MATLAB编程,数据采集与分析。另外,贝叶斯统计学的部分理论将成为支持碎片重组的数学理论依据。所有内容可以被看作是一个新的工程领域,即:分布式声学传感。它的发展对我们的现实世界多领域的影响意义颇多。 展开更多

关键词 das分布式声学传感器 das分布式声学传感系统 信号处理与图像处理 算法设计

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基于分布式光纤传感技术实现的小道距海上拖缆地震数据采集系统 被引量：6

16

作者 何向阁 文鹏飞 +3 位作者 杨辉 古利娟 卢海龙 张敏 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期70-77,共8页

分布式光纤声波传感利用单根光纤作为传感单元,可实时捕捉光纤沿线的声波信号,是一种新型的空间连续声波采集技术。首次提出了基于分布式光纤传感技术的小道距海上光纤拖缆地震数据采集系统,拖缆中采用单根光纤依次缠绕在多个水听器骨... 分布式光纤声波传感利用单根光纤作为传感单元,可实时捕捉光纤沿线的声波信号,是一种新型的空间连续声波采集技术。首次提出了基于分布式光纤传感技术的小道距海上光纤拖缆地震数据采集系统,拖缆中采用单根光纤依次缠绕在多个水听器骨架上进而形成水听器阵列,不需要添加额外的分离器件,大大简化了采集系统的复杂度和制造工艺。最终实现的光纤拖缆道间距为1m,系统的声压噪声本底优于-40dB ref Pa/Hz。驻波管标定结果表明,该技术实现的水听器具有较好的声压响应一致性,声压灵敏度约为-157.8dB ref rad/uPa。湖上测试结果进一步验证了该采集系统的性能,可以清晰地采集到初至波以及由于多种界面连续反射产生的续至波。该光纤拖缆地震数据采集系统为海上地震采集提供了一种新的技术方案,小道距可以实现更精细的海底矿体成像分辨率,促进了海域天然气水合物勘探开发技术的发展。 展开更多

关键词 海上拖缆 光纤传感 分布式声波传感 水听器阵列 海上地震勘探 小道距

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分布式光纤压裂监测技术研究及应用

17

作者 王立歆 路智勇 +3 位作者 杨心超 陈占国 杨小慧 程磊磊 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1039-1046,共8页

随着页岩油气等非常规油气勘探开发走向深层以及日趋精细化,微地震等传统压裂监测手段愈发无法满足压裂效果评价的精度要求。作为分布式光纤传感(DFOS)技术的最新研究进展,分布式光纤声波传感(DAS)近年来成为国内外压裂监测方向的研究... 随着页岩油气等非常规油气勘探开发走向深层以及日趋精细化,微地震等传统压裂监测手段愈发无法满足压裂效果评价的精度要求。作为分布式光纤传感(DFOS)技术的最新研究进展,分布式光纤声波传感(DAS)近年来成为国内外压裂监测方向的研究热点。文中介绍了井下光缆布设、光缆深度标定、DAS信号处理、压裂期间DAS响应提取和解释的方法,并结合涪陵地区某页岩气井组的套管外光纤压裂监测实例,展示了DAS技术给非常规油气水力压裂监测带来的新视角和新认识,为我国压裂监测新技术的发展和推广应用提供参考。 展开更多

关键词 水力压裂 分布式光纤声波传感 压裂监测 页岩油气

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椭圆缠绕式分布式光纤矢量声波传感器技术研究(特邀)

18

作者 范存政 石正宣 +4 位作者 陶禹然 金晗宇 李豪 闫志君 孙琪真 《红外与激光工程》 2025年第4期269-278,共10页

声波传感是一种非接触式的环境探测手段,可应用于地下环境、水下环境探测等多个领域。矢量声波传感技术具有同步共点测量声压和质点振速信息的特性,具有更好的探测性能,逐渐成为了声波传感的热点发展方向。现有矢量声波传感器存在组网困... 声波传感是一种非接触式的环境探测手段,可应用于地下环境、水下环境探测等多个领域。矢量声波传感技术具有同步共点测量声压和质点振速信息的特性,具有更好的探测性能,逐渐成为了声波传感的热点发展方向。现有矢量声波传感器存在组网困难,无法大规模布设的瓶颈,无法满足大范围监测需求。针对该问题,提出了基于椭圆缠绕式光纤矢量声波传感技术,利用不同光纤缠绕角度的方向响应差异性实现不同入射方向声波信号的解耦,实现矢量声波探测。具体来说,基于不同的缠绕角度会改变光缆方向响应的特点,设计了具有周期性多缠绕角椭圆缠绕结构的矢量传感光缆,基于空间匹配的矢量声波解调算法,每个传感单元可利用方向响应的差异性实现矢量声波解耦。为了验证方案可靠性,设计并制备了三缠绕角的矢量传感单元,探测结果表明特定缠绕角度的螺旋结构具有高稳定性的方向响应及高线性的声波响应能力,可实现均方根误差为3.8°的声波入射角监测及误差小于0.15 Pa的矢量声波探测能力。上述研究证明了该方案的可行性,未来可为水下安全监测、油井资源勘探等多个领域提供分布式矢量声波数据,为深地深海探测提供技术支持。 展开更多

关键词 矢量传感 光纤声波传感 分布式声波传感 螺旋缠绕光缆

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分布式光纤入侵信号检测与识别 被引量：18

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作者 张永康 尚盈 +4 位作者 王晨 赵文安 李常 曹冰 王昌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期16-33,共18页

分布式光纤声波传感(DAS)技术通过接收相干瑞利散射光的相位信息来探测声波或振动信号,具有灵敏度高、动态范围广等特性,可利用线性定量测量实现对信号的高保真还原。随着实际应用的需求不断提高,光纤入侵检测领域对事件的定位和识别提... 分布式光纤声波传感(DAS)技术通过接收相干瑞利散射光的相位信息来探测声波或振动信号,具有灵敏度高、动态范围广等特性,可利用线性定量测量实现对信号的高保真还原。随着实际应用的需求不断提高,光纤入侵检测领域对事件的定位和识别提出了更高的要求,表现为对入侵事件的准确分类,因此将分布式光纤声波传感技术与模式识别(PR)技术相结合是目前研究的热门,有利于推动分布式光纤传感技术的应用发展。本文总结了近年来在分布式光纤入侵检测的模式识别技术中所应用的特征提取和分类算法的研究进展,回顾了几种实现入侵事件信号识别的特征提取方法及其在不同应用场合面临的特征选择难点,同时对特定事件识别算法的优劣进行分析归纳。 展开更多

关键词 分布式声波传感 模式识别 特征提取 分类算法

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光纤传感技术在输电线路故障检测中的应用

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作者 孙艳 《通信电源技术》 2024年第22期232-234,共3页

随着电力系统的不断发展,传统的故障检测方法已难以满足日益复杂的输电线路监测需求。光纤传感技术凭借其独特的优势,为输电线路故障检测提供了新的解决方案。文章介绍了光纤传感技术的基本原理及其在输电线路监测中的应用优势,详细分... 随着电力系统的不断发展,传统的故障检测方法已难以满足日益复杂的输电线路监测需求。光纤传感技术凭借其独特的优势,为输电线路故障检测提供了新的解决方案。文章介绍了光纤传感技术的基本原理及其在输电线路监测中的应用优势,详细分析了基于分布式光纤温度传感(Distributed fiber Temperature Sensing,DTS)和分布式光纤声波传感(Distributed fiber Acoustic Sensing,DAS)的故障检测方法。通过实际案例研究,验证了光纤传感技术在输电线路故障检测中的有效性和实用性。此外,探讨了该技术面临的挑战和未来发展方向。 展开更多

关键词 光纤传感技术 输电线路 故障检测 分布式光纤温度传感(DTS) 分布式光纤声波传感(das)

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