分布式聲傳感系統(tǒng)(DAS)通常有一個(gè)名詞叫做標(biāo)距,這個(gè)標(biāo)距其實(shí)就是空間分辨率,一次測(cè)量就相當(dāng)于利用這個(gè)標(biāo)距作為滑動(dòng)窗口,沿光纖滑動(dòng),滑動(dòng)到每個(gè)位置,就把相應(yīng)位置的信號(hào)取回來(lái),所有標(biāo)距越小,分辨率越高,但標(biāo)距不能小于脈寬,我們的設(shè)備通常在5m,所以分布式聲傳感系統(tǒng)(DAS)的空間分辨率是由脈寬決定的,在工程應(yīng)用中,我們通常采用100ns的脈寬,那么對(duì)應(yīng)的空間分辨率為±5米。
既然空間分辨率是由脈寬決定的,那如果想提高空間分辨率,那直接把脈寬設(shè)置為更短不就可以了嗎?
的確是這樣,為了提高空間分辨率,只需要把脈寬打得更窄即可。但是脈寬也不能無(wú)限制的打小,因?yàn)樵诜植际铰晜鞲邢到y(tǒng)中,我們通常采用聲光調(diào)制器(AOM)來(lái)進(jìn)行脈沖光的調(diào)制,而聲光調(diào)制器本身有一個(gè)上升時(shí)間的參數(shù)。通常80M的聲光調(diào)制器對(duì)應(yīng)的上升時(shí)間為30ns,200M的聲光調(diào)制器對(duì)應(yīng)的上升時(shí)間為10ns,如此一來(lái),如果我們選擇80M的聲光調(diào)制器,理論上也就能調(diào)制出60ns左右的脈寬,對(duì)應(yīng)的空間分辨率為6米。如果我們選擇200M的聲光調(diào)制器,理論上可以調(diào)制出20ns左右的脈寬,對(duì)應(yīng)的空間分辨率為2米。
200M的聲光調(diào)制器的確是能提高空間分辨率,但是如果采用200M的聲光調(diào)制器,那么DAS系統(tǒng)需要更高采樣率的采集卡,通常我們80M的AOM配250M的采集卡,如果選擇200M的AOM,則配1G的采集卡。系統(tǒng)造價(jià)成本上會(huì)更高。
DAS系統(tǒng)的空間分辨率指標(biāo)真的那么重要嗎?在DAS系統(tǒng)的工程應(yīng)用中,實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)往往都不存在僅有的2米振動(dòng),5米振動(dòng),而現(xiàn)實(shí)情況是,一個(gè)外界擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致10米,50米,甚至百米的振動(dòng)。 如果50米的振動(dòng),我們需要糾結(jié)于這個(gè)空間分辨率是2米還是5米么?
我們選擇200M的AOM,極限能夠調(diào)制出20ns脈寬的脈沖,那么對(duì)應(yīng)的空間分辨率為2米;但是當(dāng)我們?cè)O(shè)置脈寬為20ns之后,我們將要面對(duì)激光器不能傳輸太遠(yuǎn)的問(wèn)題。如果您同時(shí)需要做到幾km的探測(cè)距離,那么就需要配上拉曼放大器才才行。以下是不同脈寬下的一個(gè)測(cè)試視頻。當(dāng)脈寬為20ns之后,能夠探測(cè)的距離變短。