DAS
Распределённый акустический сенсор
Регистрация и локализация виброакустических воздействий вдоль оптоволоконной линии.
К технологии DASВолоконная сенсорика и обработка сигналов для инженерных систем
A4 Sensors разрабатывает приборы и ПО для распределённых акустических и температурных измерений, оптические микрофоны, системы мониторинга конструкций и вычислительные решения под ПЛИС.
Технологии и направления
Основные направления
Два класса распределённых измерений, волоконная акустика, высокоскоростная цифровая обработка и мониторинг конструкций.
DTS
Распределённое измерение температуры
Температурный профиль вдоль сенсорного кабеля для промышленных и протяжённых объектов.
К технологии DTS
OPTICAL MIC
Оптические микрофоны
Точечные волоконные акустические элементы, единая линия опроса и поканальная обработка.
К оптическим микрофонамFPGA
Разработка под ПЛИС
Сбор данных с нескольких каналов, обработка сигналов на ПЛИС, высокоскоростные интерфейсы и прикладное ПО.
Подробнее о разработке под ПЛИС
СМИК
Мониторинг инженерных конструкций
Полевые датчики, сбор данных, серверная обработка и наблюдение за состоянием объекта.
К проекту СМИКРаспределённые измерения
DAS и DTS: распределённые акустические и температурные измерения
Измерительный модуль опрашивает сенсорное волокно вдоль объекта. Распределённый акустический сенсор (DAS) регистрирует виброакустические воздействия, а система распределённого измерения температуры (DTS) формирует температурный профиль.
Распределённый акустический сенсор
Регистрирует сигнал вдоль оптической линии и позволяет связать событие с координатой. В материалах A4 показаны задачи протяжённых трасс, периметров и технологических объектов.
Распределённый температурный сенсор
Измеряет температурный профиль по длине сенсорного кабеля. Проектные материалы включают теплообменное оборудование, криогенные процессы и протяжённые объекты.
Принцип работы
Путь сигнала в измерительной системе
Температура, вибрация, звук или деформация изменяют параметры оптического волокна. Измерительный модуль регистрирует эти изменения, а программное обеспечение отображает результат или передаёт его в систему заказчика.
Волоконно-оптические микрофоны
Волоконно-оптические микрофоны в общей сенсорной линии
Волоконно-оптический микрофон преобразует воздействие звуковой волны на мембрану в изменение оптического сигнала. Линия опрашивается DAS-модулем, а ПО обрабатывает сигнал каждого элемента.
- 01
Чувствительный элемент
В описанной конструкции волокно намотано на акусточувствительную мембрану, а слабо отражающие брэгговские решётки разделяют измерительные участки.
- 02
Единая оптическая линия
Последовательность микрофонов подключается к измерительному модулю без локального электропитания каждого чувствительного элемента.
- 03
Поканальная обработка
Программный слой извлекает и обрабатывает акустические сигналы отдельных микрофонов линии.
- 04
Экспериментальная проверка
В материалах показаны опытный образец, эксперимент с тремя микрофонами и результаты полевых испытаний 2025 года.
Разработка под ПЛИС
Разработка ПЛИС, драйверов и программного обеспечения
Разрабатываем высокоскоростные системы сбора и обработки данных. Объём работ может включать прошивку ПЛИС, работу с АЦП, драйверы, протоколы обмена и прикладное программное обеспечение.
Что входит в разработку
Принимаем и синхронизируем данные с нескольких каналов АЦП, реализуем обработку I/Q-составляющих и спектральный анализ, настраиваем передачу по PCIe, JESD204 и Ethernet.
При необходимости разрабатываем драйверы, протоколы обмена, запись данных, серверную часть и пользовательский интерфейс измерительной системы.
Мониторинг инженерных конструкций
СМИК для непрерывного контроля конструкций
Система непрерывно сопоставляет состояние конструкции с условиями её эксплуатации. Данные полевых датчиков проходят через защищённый узел сбора, сохраняются на сервере и доступны специалистам в едином интерфейсе.
Состав одного реализованного проекта по состоянию на 20 февраля 2024 года
- 7
- акселерометров-наклономеров
- 24
- датчика перемещения
- 22
- датчика деформации
- 3
- температурных датчика
- 6
- термометрических кос
- 1
- метеостанция
- 01
Полевой уровень
Датчики фиксируют динамику, перемещения, температуру, деформацию и погодные условия непосредственно на конструкции.
- 02
Сбор и обработка
На объекте измерительные каналы сводятся в защищённый узел сбора, где данные приводятся к единому формату и передаются на сервер.
- 03
ПО и сигнализация
Сервер сохраняет историю, сопоставляет значения с заданными критериями и передаёт специалистам текущие состояния и уведомления.
Опыт и проекты
Реальные объекты, измерительные системы и опытные образцы
Проектные материалы A4 Sensors охватывают распределённые измерения, инфраструктурный мониторинг и экспериментальные акустические системы.
01
СМИК транспортного моста
Полевые датчики, серверный уровень, архив и интерфейс наблюдения за ускорениями, температурой, перемещениями, погодой и деформациями.
02
Температурный профиль теплообменного аппарата
Для проекта разработана технология размещения сенсорного кабеля в витых трубках и измерение температуры по всей его длине.
03
Апробация мониторинга пульпопровода длиной 14 км
Оптоволоконная линия использовалась для регистрации акустических воздействий и проверки сценариев имитации разгерметизации в разных точках трассы.
04
Опытный образец волоконного микрофона
Собран чувствительный элемент, проведены полевые испытания и получены фазовые карты и спектрограммы акустического сигнала.
05
DTS для криогенных и промышленных процессов
Прибор использовался на установках СПГ для распределённого контроля температуры в криогенных условиях.
ПО и интеграция
Программный контур под требования проекта
Мы разрабатываем как отдельные сервисы и интеграционные шлюзы, так и полный программный комплекс измерительной системы. Архитектура подбирается под нагрузку, модель данных и инфраструктуру заказчика: REST, gRPC, WebSocket и TCP, промышленные протоколы Modbus TCP и IEC 60870-5-104, реляционные, S3-совместимые хранилища и хранилища временных рядов, контейнерное и виртуализированное развёртывание, Prometheus и Grafana. Если готового решения недостаточно, разработаем необходимый программный компонент под требования проекта.
DTS / веб-интерфейс
Пример интерфейса измерительной системы
- Сетевой контур
- REST / gRPC / WebSocket
- Промышленная интеграция
- Modbus TCP / IEC 104
- Эксплуатация
- Docker / Prometheus / Grafana
Связаться с A4 Sensors