DAS
Распределённый акустический сенсор
Регистрация и локализация виброакустических воздействий вдоль оптоволоконной линии.
К технологии DAS ↗Волоконная 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 компетенции
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 микрофонам ↗FPGA
Разработка под ПЛИС
Высокоскоростные интерфейсы, DMA, память и потоковая цифровая обработка сигналов.
К компетенциям ПЛИС ↗
СМИК
Мониторинг инженерных конструкций
Полевые датчики, сбор данных, серверная обработка и наблюдение за состоянием объекта.
К проекту СМИК ↗Распределённые измерения
DAS и DTS: одна оптическая линия, два класса измерений
Измерительный модуль опрашивает сенсорное волокно вдоль объекта. DAS регистрирует виброакустические воздействия, DTS формирует распределённый 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.
Путь сигнала
От воздействия на объекте до данных в системе заказчика
Физическое событие преобразуется в оптический отклик, проходит измерительный модуль и алгоритмы обработки, а результат отображается в ПО или передаётся во внешний программный контур.
- 01
Воздействие
Температура, вибрация, звук или деформация изменяют параметры сенсорного волокна.
- 02
Оптический отклик
Волокно работает как распределённый датчик или связывает последовательность точечных чувствительных элементов.
- 03
Измерительный модуль
Оптическая и электронная части опрашивают линию и формируют цифровой поток измерений.
- 04
Обработка сигнала
Потоковые алгоритмы, цифровая фильтрация и обработка под ПЛИС выделяют измеряемое событие.
- 05
ПО и интеграция
Результат отображается в веб-интерфейсе или передаётся во внешний программный контур.
Оптические микрофоны
Точечные акустические элементы в общей волоконной линии
Волоконный 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
От цифрового тракта до готовой измерительной системы
Проектируем цифровую часть измерительных систем под требуемые скорость, задержку, объём данных и условия эксплуатации. Можем разработать отдельный узел или взять на себя весь путь сигнала — от ПЛИС и АЦП до прикладного ПО.
Комплексная разработка под задачу
Работаем с высокоскоростным многоканальным вводом-выводом, PCIe/XDMA, JESD204, Ethernet/TCP, драйверами и протоколами. Реализуем синхронизацию потоков, I/Q- и спектральную обработку, запись, хранение и визуализацию данных.
Объединяем архитектуру, прошивку ПЛИС, DSP и программное обеспечение в готовое решение с параметрами, необходимыми для конкретного прибора.
Мониторинг инженерных конструкций
СМИК: от датчика на объекте до данных в диспетчерской системе
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