光ファイバーケーブル全体を「分散型マイク」に変えて振動を監視するとは、具体的にどのような仕組みなのでしょうか？
DAS（分散型音響センシング）は、レイリー散乱の原理を利用して、光ファイバーケーブル全体を分散型マイクに変換します。
仕組みは以下の通りです。
- 光パルス放出： レーザーが、光ファイバーの一方の端に短いコヒーレント光パルスを送信します。
- レイリー後方散乱： 光パルスがファイバー内を伝播するにつれて、ファイバーの屈折率のわずかな不完全性や変動により、光の一部が光源に向かって散乱して戻ります。これをレイリー後方散乱といいます。
- 振動との相互作用： 外部の振動、音波、またはひずみイベントがファイバーの任意の点で作用すると、その特定の場所でファイバーの物理的特性（例：屈折率、長さ）にわずかな変化が生じます。
- 位相/振幅変調： これらの局所的な変化は、たとえわずかであっても、その特定の点からの後方散乱光の位相や振幅を変化させます。
- インターロゲーションと分析： ソースエンドにある高速インターロゲーターは、後方散乱光を継続的に監視・分析します。後方散乱信号の位相と振幅の変化を時間とともに測定し、これらの信号の到着時間を正確に計時することで、システムはファイバーの全長に沿った摂動を検出し、局在化することができます。ファイバーの各セグメントは効果的にセンシング要素として機能し、「分散型マイク」アレイを作成します。
この技術により、数キロメートルにわたる振動、音響イベント、ひずみを継続的に監視できるため、ファイバーは高感度な長距離センサーとなります。
OFSCN®は、分散型センシングアプリケーションに使用できる特殊な光ファイバーケーブルを提供しています。たとえば、
OFSCN® 650/700°C シームレス鋼管ファイバーケーブル
は、分散型光ファイバーセンシングケーブルとして機能できます。
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