Подписаться на новости
Отраслевые новости: В мире

Учёные из Стэнфордского Университета создают сейсмическую обсерваторию с оптическими волокнами

Учёные из Стэнфордского Университета создают сейсмическую обсерваторию с оптическими волокнами

15 ноября 2017, 11:07
Рубрика: В мире
Метки: ОПТОВОЛОКНО

Обсудить на форуме

434 просмотра

Тысячи миль проложенных под землёй волоконно-оптических кабелей пересекают район залива Сан-Франциско в Калифорнии, обеспечивая высокоскоростную передачу данных по интернету и доставляя видеоинформацию высокой чёткости в жилые дома и учреждения. Профессор геофизики Биондо Бионди (Biondo Biondi) факультета земли, энергии и наук об окружающей среде при Стэнфордском Университете мечтает о том, чтобы превратить эту разветвлённую сеть в недорогую обсерваторию с "миллиардами датчиков" для непрерывного мониторинга и изучения землетрясений.

На карте показана 8-образная петля протяжённостью 3 мили из оптических волокон, проложенных под университетским кампусом, как часть волоконно-оптической сейсмической лаборатории. В прошлом году группа исследователей под руководством профессора Бионди доказала, что колебания возмущённых пучков оптических волокон могут быть преобразованы в информацию о направлении и магнитуде сейсмических явлений. Учёные регистрировали такие сейсмические колебания в сети оптических волокон, проложенной в радиусе трёх миль под кампусом Стэнфордского Университета,  при помощи приборов, называемых лазерными "запросчиками", которые предоставила компания OptaSense. Эти датчики следят за смещениями оптических волокон и отправляют информацию о силе и направлении подземных толчков. Такая система способна не только выявлять различные типы сейсмических волн, определяя серьёзность угрозы, но и обнаруживать очень незначительные или локальные землетрясения, которые могли бы остаться незамеченными.

Как сказал профессор Бионди, можно непрерывно слушать и хорошо слышать Землю, используя уже существующие оптические волокна, которые были проложены в телекоммуникационных целях. В настоящее время мониторинг землетрясений осуществляется с помощью сейсмометров, которые обладают более высокой чувствительностью, чем предлагаемая телекоммуникационная сеть, но они не обеспечивают достаточного охвата, а их установка и эксплуатация может быть дорогостоящей и проблемной, особенно в городских районах. В то же время, сейсмическая обсерватория, подобная той, которую предлагает профессор Бионди, может оказаться относительно недорогой в эксплуатации. По словам профессора, каждый метр оптического волокна в сети действует как датчик, а его прокладка стоит меньше доллара. Используя традиционные сейсмометры, невозможно создать сеть с аналогичным охватом, такой же плотности и по такой же цене.

Предлагаемая учёными из Стэнфордского Университета сеть даст возможность изучать землетрясения, особенно небольшие, более подробно, а также быстрее и точнее определять их источники, чем это возможно сейчас. Больший охват датчиками позволит осуществлять измерения реакции грунта на сейсмическую активность с более высоким разрешением. Аспирантка Эйлин Мартин (Eileen Martin) из лаборатории профессора Бионди полагает, что инженеры-строители смогут воспользоваться информацией о реакции зданий и мостов на небольшие локальные землетрясения, полученной от миллиарда датчиков, при проектировании сооружений, устойчивых к более высокой сейсмической активности.

Профессор Бионди не первый, кто задумал использовать оптические волокна для мониторинга окружающей среды. При помощи технологии, известной как распределённое акустическое зондирование (DAS), уже проводится мониторинг состояния трубопроводов и скважин в нефтегазовой отрасли. Как поясняет Эйлин Мартин, проходящий по волокну свет, встречаясь с различными включениями в стекловолокне, "отскакивает" назад. Если бы волокно было абсолютно неподвижно, такой отражённый сигнал всегда был бы одинаковым. Но если волокно начинает растягиваться в некоторых местах – вследствие вибраций или напряжения – сигнал изменяется. Ранее этот вид акустического зондирования требовал дорогостоящего крепления оптических волокон к поверхности земли или заключения в цемент для того, чтобы максимально увеличить контакт с землёй и обеспечить высокое качество получаемых данных. В проекте волоконно-оптической сейсмической обсерватории профессора Бионди используются те же самые волоконно-оптические кабели, которые находятся в эксплуатации у телекоммуникационных компаний и находятся в незакреплённом свободном состоянии внутри пластиковых труб.

Волоконно-оптическая сейсмическая обсерватория в Стэнфорде начала работать в сентябре 2016 года. С тех пор она зарегистрировала и каталогизировала более 800 явлений – от возникших в результате человеческой деятельности и небольших, едва заметных локальных колебаний до мощных, смертельно опасных катастроф, таких как недавние землетрясения в Мексике. Во время одного особенно показательного эксперимента подземная сеть приняла сигналы от двух небольших локальных землетрясений магнитудой 1,6 и 1,8. Как и ожидалось, оба землетрясения имели одинаковую форму волны или характер, поскольку они происходили из одного места, но амплитуда более сильного землетрясения была больше. Как пояснил профессор Бионди, это подтверждает, что волоконно-оптическая сейсмическая обсерватория может правильно различать землетрясения различных магнитуд. Крайне важно то, что эта обсерватория определила и распознала различия между двумя типами волн, проходящими через Землю, волнами P и S. Одна из главных целей состоит в передаче сигнала в систему заблаговременного предупреждения о землетрясении. Это требует способности определять волны P, которые обычно менее разрушительны, чем волны S, но распространяются намного быстрее. Волоконно-оптическая сейсмическая обсерватория в Стэнфорде пока ещё является первым шагом на пути к созданию широкой сейсмической сети в районе залива Сан-Франциско, как отметил профессор Бионди. На этом пути предстоит преодолеть ещё много препятствий, например, необходимо будет продемонстрировать, как она будет работать в масштабе целого города.

Компания: RusCable.Ru

Эта новость часть сюжета Вопросы волоконно-оптической связи
Другие новости сюжета:

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно
Информация по заявке
Актуальность
Город
Текст по заявке
или прикрепите файл
Прикрепить файл
Контактные данные
Организация
E-mail
Телефон
Контактное лицо
Комментарий
Отраслевая Служба Заказов от RusCable.Ru
– это оперативный бесплатный сервис для покупателей КПП.

Стоит только заполнить форму слева и в течение нескольких минут Вашу заявку увидит около сотни компаний-поставщиков. Те организации, которые могут ответить указанным Вами требованиям, напрямую свяжутся с Вами.

Остались вопросы? Задайте их операторам Службы Заказов
тел.: 8 (495) 229 33 36
или e-mail: zakaz@kab.ru


Работайте быстро и без посредников, работайте с RusCable.Ru!