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大壩作為水利工程的核心設施，其安全關乎千萬人的生命與財產(chǎn)。近年來，分布式光纖傳感技術(DFOS)的廣泛應用，為大壩安全監(jiān)測提供了全新的解決方案。

傳統(tǒng)的光纖主要用于通信傳輸，DFOS技術賦予光纖更強大的功能——實時監(jiān)測大壩的結構狀態(tài)。其基本原理是利用激光在光纖中的傳播特性，通過分析瑞利散射、拉曼散射或布里淵散射等光學現(xiàn)象，實時感知溫度、應變、振動等參數(shù)的變化，精準定位異常位置。該技術的核心優(yōu)勢包括：

• 實時預警：毫秒級響應，隱患無處遁形；

• 全分布監(jiān)測：一根光纖覆蓋數(shù)公里，全面監(jiān)控；

• 抗干擾性強：耐腐蝕、抗電磁干擾，適應極端環(huán)境。

以光時域反射技術（OTDR）為例，當光纖因外力或溫度變化發(fā)生微小形變時，激光的散射信號會發(fā)生變化，系統(tǒng)可通過分析激光信號的衰減和時間差，判斷異常位置及程度。高精度監(jiān)測能力，使得大壩的潛在風險能夠被提前預警，避免災難性事故的發(fā)生。

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通過捕捉微弱聲波，DAS技術能敏銳識別大壩內(nèi)部的微小裂縫或滲漏，大壩內(nèi)部的水流沖擊、巖石微震、甚至侵蝕引起的振動，都會被DAS精準捕捉。例如，某水電站曾通過DAS提前48小時預警壩體裂縫擴展，避免了重大險情。

混凝土大壩最怕“冷熱不均”。DTS技術能繪制壩體溫度場，實時追蹤熱應力變化。新疆石門子拱壩便依靠DTS系統(tǒng)，動態(tài)調(diào)整冷卻措施，將溫差裂縫風險降低70%。

大壩變形往往從毫米級開始。DSS技術可監(jiān)測壩體應力分布，結合AI算法預測結構疲勞壽命。例如某省水電站通過DSS發(fā)現(xiàn)隱蔽滲流路徑，及時加固后避免了億元級損失。

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在DFOS領域，DiTemp Harsh+系列堪稱行業(yè)標桿，其采用拉曼散射技術，專為極端環(huán)境設計：

• 快速響應：10秒完成全鏈路溫度掃描；

• 超長距離：單根光纖覆蓋30公里，空間分辨率1米；

• 硬核防護：耐高溫、防爆、抗腐蝕，安全等級達SIL2。

為應對復雜監(jiān)測需求，DiTeSt 雙模式讀數(shù)儀能將拉曼散射（ROTDR）與布里淵散射（BOTDR）技術集成于一體，集單端（BOTDR）和環(huán)路（BOTDA）功能于一身，實現(xiàn)溫度與應變“雙維感知”。

• 超高精度：應變分辨率達±2με，溫度精度0.1°C，滿足毫米級變形監(jiān)測；

• 智能融合分析：雙數(shù)據(jù)流實時關聯(lián)，精準識別大壩熱應力與機械應變的耦合效應；

• 靈活部署：支持最長20公里光纖，空間分辨率0.5米，適用于拱壩、重力壩等復雜結構；

• 模式自由切換：一鍵切換溫度監(jiān)測（DTS）與應變監(jiān)測（DSS），適應不同場景需求。
  

  
  

DiAS 光纖分布式聲學分析儀

為滿足多樣化監(jiān)測需求，DiAS 光纖分布式聲學分析儀融合瑞利散射傳感與定位分析技術，實現(xiàn)對動態(tài)應變和振動的精準監(jiān)測。

• 超高靈敏度：應變和溫度靈敏度優(yōu)于1nε，精準捕捉微小變化；

• 一鍵切換監(jiān)測模式：在聲學監(jiān)測與振動監(jiān)測間自由切換，靈活應對各場景；

• 智能定位分析：結合高空間分辨率與動態(tài)帶寬，精準識別聲學信號源，快速定位異常。

• 廣泛適用性：測量范圍達 50 公里，適用于長距離管道、大型橋梁及復雜地質(zhì)結構監(jiān)測。

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隨著5G、AI的發(fā)展，DFOS系統(tǒng)正朝著智能化、預測性維護方向演進：

• 預測性維護：AI算法能提前3-6個月預警潛在風險；

• 地域組網(wǎng)：跨地區(qū)水利工程可共享監(jiān)測數(shù)據(jù)，共建防災平臺；

• 數(shù)字孿生：通過光纖數(shù)據(jù)構建大壩三維模型，模擬極端工況下的安全閾值；

從傳統(tǒng)的“被動檢測”到如今的“實時感知+智能預警”，DFOS為基礎設施的長期安全運行提供了可靠保障。隨著技術的進一步成熟，這項“隱形守護者”將在更多領域發(fā)揮關鍵作用。