Dağıtık akustik algılama

Dağıtık akustik algılama (, kısaca DAS), fiber optik kabloların uzunluğu boyunca meydana gelen titreşimleri algılayabilen bir optik sensör teknolojisidir. Bu sistem, Rayleigh saçılması olarak bilinen fiziksel bir etki üzerinden geri yansıyan ışık sinyallerini analiz ederek, dışsal akustik olayları yüksek mekânsal çözünürlükle tespit eder.Hartog, A. H. (2017). An Introduction to Distributed Optical Fibre Sensors. CRC Press.

 Çalışma prensibi 

DAS sistemlerinde, darbe modlu bir lazer ışını fiber optik kabloya gönderilir. Fiberin iç yapısındaki mikroskobik bozulmalar, bu ışığın bir kısmını geriye doğru saçar. Geri saçılan sinyallerin faz ve genliğindeki değişimler, kabloya etki eden titreşimleri ortaya çıkarır.Parker, T. R., Shatalin, S. V., & Farhadiroushan, M. (2014). "Distributed Acoustic Sensing – A new tool for seismic applications." First Break, 32(2), 61–69.  

Sistemin zamanlama analizi sayesinde, fiberin hangi bölümünde bir değişim yaşandığı belirlenebilir. Bu, her bir metrelik fiber segmentin sanal bir sensör gibi davranmasını sağlar.Selker, J. S., et al. (2021). "Distributed fiber-optic sensing for hydrologic systems." Water Resources Research, 57(7). https://doi.org/10.1029/2021WR029808  

Bu teknoloji, fiziksel sensör yerleştirmeye gerek kalmadan çok geniş alanların kesintisiz ve gerçek zamanlı olarak izlenmesine olanak tanır. Ayrıca elektromanyetik parazite karşı dayanıklı olması nedeniyle endüstriyel ortamlarda da güvenilir şekilde çalışır.Zhan, Z. (2020). "Distributed acoustic sensing turns fiber-optic cables into sensitive seismic antennas." Seismological Research Letters, 91(1), 1–15. https://doi.org/10.1785/0220190112

 Yapay zekâ ile veri analizi 

DAS sistemleri, çok yüksek çözünürlükte ve sürekli olarak büyük hacimli veri üretir. Bu verilerin anlamlandırılması, geleneksel analiz yöntemlerinin ötesine geçmeyi gerektirir. Son yıllarda, yapay zekâ ve makine öğrenimi tabanlı algoritmalar, DAS verilerinin sınıflandırılması, gürültüden arındırılması ve anomali tespiti gibi alanlarda kritik rol oynamaya başlamıştır.

Yapay zekâ teknolojilerinin gelişimiyle birlikte, DAS sistemlerinin gerçek zamanlı karar destek sistemlerine entegre edilmesi mümkün hâle gelmiş; enerji, güvenlik, ulaştırma ve jeofizik gibi alanlarda erken uyarı ve otomatik tanıma kabiliyetleri güçlenmiştir. Bu durum, dağıtık fiber algılama teknolojisinin potansiyelini artıran önemli bir gelişme olarak değerlendirilmektedir.

 Uygulama alanları 

Dağıtık Akustik Algılama sistemleri aşağıdaki alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır:

 Boru hattı izleme: Sızma, dış müdahale ve kazı faaliyetlerinin algılanması.Dean, T., Hartog, A. H., & Leach, T. (2017). "Real-time distributed fiber optic sensing: A practical application for pipeline surveillance." Journal of Natural Gas Science and Engineering, 44, 114–120.
 Sınır güvenliği: İnsan veya araç geçişlerinin ve kazı faaliyetlerinin tespiti.
 Demiryolu sistemleri: Tren hareketi, ray hasarları ve tekerlek kusurlarının izlenmesi.Lindsey, N. J., et al. (2017). "Fiber-optic network observations of earthquake wavefields." Geophysical Research Letters, 44(23), 11–792. https://doi.org/10.1002/2017GL075722
 Sismoloji: Mikrodeprem tespiti, fay hattı aktivitesi gözlemi.
 Yeraltı altyapısı: Tünel, kablo galerisi ve boru geçiş hatlarının sürekli izlenmesi.

 İlgili teknolojiler 

DAS, dağıtık sıcaklık algılama sistemleriyle aynı fiber altyapı prensiplerine dayanır. DTS sistemlerinde sıcaklık dağılımı ölçülürken, DAS sistemlerinde titreşim ve akustik dalgalar izlenir. Her iki yöntem de fiber optik kabloları uzatılmış bir sensör ağına dönüştürerek, büyük ölçekli veri toplama ihtiyacını karşılar."Distributed Acoustic Sensing (DAS) Applications." https://fotas.samm.com/das-products/ 

 Teknik özellikler ve avantajlar 

 Yüksek mekânsal çözünürlük (1–10 metre)
 Uzun menzilli izleme kapasitesi (10–100 km)
 Mevcut fiber altyapıların değerlendirilmesi
 Gerçek zamanlı veri üretimi
 Elektromanyetik parazite karşı bağışıklık
 Sensörsüz ve temassız uygulama imkânı

 Ayrıca bakınız 
 Rayleigh saçılması
 Raman saçılması
 Yapay zekâ
 Makine öğrenimi

 Kaynakça 

Kategori:Fiberoptik
Kategori:Sensörler