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分布式光纤声学传感监测研究领域取得新进展
2022年12月26日 10:32:16
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：4713
南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)杨华勇教授团队联合中国科学院南海海洋研究所徐敏研究员团队，基于自主研发的DAS监测设备，使用多根光纤和8个地震仪在广州海洋实验室园区进行了为期一周的观测实验
【化工仪器网 项目成果】地震观测是用地震仪器记录天然地震或人工爆炸所产生的地震波形，并由此确定地震或爆炸事件的基本参数。将所获得的各次地震的参数编为地震目录，定期以周报、月报或年报的形式成为地震观测的成果，也是地震研究的基本资料。
分布式光纤声学传感(Distributed fiber Acoustic Sensing，DAS)方法是一种以光纤为感知和传输载体的振动信号拾取新技术，可对地震波场进行米级精度的连续空间采样。得益于光传播过程相位对传播距离的敏感特性，DAS技术能感知非常宽频的振动信号，被国内外应用于石油和天然气勘探、交通噪声监测、地下水位监测、地震监测、冰川、火山和海洋环境感知等多个领域。
为了测试DAS在城市中进行小规模地震监测的可行性，南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)杨华勇教授团队联合中国科学院南海海洋研究所徐敏研究员团队，基于自主研发的DAS监测设备，使用多根光纤和8个地震仪在广州海洋实验室园区进行了为期一周的观测实验，并在分布式声学传感记录城市环境噪声研究领域取得突破。
基于地球物理环境噪声干涉方法，研究团队发现DAS通道之间存在稳定的高频(2-8 Hz)噪声互相关函数，且呈现明显的正负不对称性，表明噪声源的空间分布存在不均匀性。同时，噪声互相关函数的时间变化特征表明稳定信号几乎与园区的机械运行时间(6:00-21:00)同步出现。
结合噪声互相关函数的时间变化特征和其反映的噪声源空间特征，团队推测稳定的DAS噪声主要来源于建筑物内部的机械震动。该研究表明基于DAS数据的噪声干涉方法可以对复杂环境下的振动进行有效监测。
该团队于2022年7月在广东省河源市新丰江水库布设了一套水陆一体分布式光纤地震监测系统。布放至今，系统持续稳定运行，成功监测到7月24日M2.7河源地震等多起近、中、远地震事件，证明了水下DAS系统的稳定性与可靠性，深入的数据分析处理工作正在进行中。新丰江水陆缆布设经验和DAS信号处理技术将为未来南海岛礁海陆一体光纤微振动信号监测提供良好科技支撑。
相关成果Seismic Monitoring of Machinery through Noise Interferometry of Distributed Acoustic Sensing 于近日发表在Seismological Research Letters。
参考来源：中国科学报
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