تکنولوژی فیبر نوری برای زلزله نگاری
فهرست مطالب
مقدمه
تاکنون در باره فیبر نوری مطالب و مقالات بسیاری منتشر شده که نحوه استفاده از کابل فیبر نوری برای ارسال سریع و ایمن اطلاعات در شبکه های مختلف ICT را در بر داشته است، استفاده از کابل فیبر نوری در انواع زیر ساخت ها برای صنایع آموزشی و زیرساخت صنایع پزشکی و صنایع حمل و نقل ریلی یا صنایع نظامی و به طور کلی در زیر ساخت صنایع و سایر خدمات دولتی و اجتماعی دیگر والبته در بدو امر درمخابرات، با گسترش نیاز برای انتقال سریع اطلاعات به امری بدیهی تبدیل شده است.
اما امروز در وبلاگ فارس می خواهیم در باره استفاده از کابل فیبر نوری برای ثبت و پیش بینی زلزله صحبت کنیم، مطلبی که کمتر به آن اشاره شده است. در ادامه با ما همراه باشید.
شرکت فارس مشاوره و طراحی و اجرای زیر ساخت فیبر نوری شهری با روش میکرو ترنچینگ را انجام می دهد
فیبر نوری زلزله سنج
مطالعات محققان دانشگاه استنفورد نشان می دهد فناوری فیبرنوری با سرعت بالا و دقت بسیار قادر به تشخیص و ثبت زلزله است. همانطور که در کتب و نشریات فارس تشریح کرده ایم، عملکرد فیبر نوری به این شکل است که سیگنال های نور با جهش های پیوسته از فیبر شیشه ای عبور می کنند. کوچک ترین اختلال یا تضعیفی در سیگنال ها به راحتی در سیگنال های برگشتی قابل اندازه گیری است. این فناوری DAS نام دارد و در حال حاضر در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد. نور از درون فیبر عبور می کند و با ناخالصی های مختلفی در شیشه مواجه می شود، سپس به صورت جهنده باز می گردد. اگر فیبر به طور کامل ثابت باشد، سیگنال هایی که اصطلاحا بازپراکنده یا برگشتی هستند، تغییری نمی کنند؛ ولی اگر فیبر به هر دلیل طی مسیر کشیده شود یا تحت فشار قرار گیرد، سیگنال های برگشتی تغییر می کنند. محققان دانشگاه استنفورد معتقدند با استفاده از این ویژگی فیبر نوری می توان زلزله را با دقت بالا شناسایی کرد.
سیستمهای سنجش صوتی توزیعشده مبتنی بر پراکندگی رایلی distributed acoustic sensing (DAS) systems از کابلهای فیبر نوری برای ارائه سنجش کرنش توزیع شده استفاده میکنند. در DAS، کابل فیبر نوری به عنصر حسگر تبدیل می شود و اندازه گیری ها انجام می شود و تا حدی با استفاده از یک دستگاه نوری متصل پردازش می شود. چنین سیستمی اجازه می دهد تا سیگنال های کرنش فرکانس صوتی در فواصل زیاد و در محیط های خشن شناسایی شوند.
هم چنین تحقیق دیگری در مورد تشخیص زلزله با فیبر نوری توسط محققین آلمانی مرکز تحقیقاتی علوم زمین در شهر پوتسدام انجام شده است. این تیم آزمایشی را در ایسلند انجام دادنده اند. در این آزمایش کابلهای فیبر نوری استاندارد به یک سری حسگر تبدیل شده بودند تا تمامی امواج لرزهای را به ثبت برساند. آنها از ۱۵ کیلومتر کابل فیبر نوری که در سال ۱۹۹۴ میلادی بین دو نیروگاه ژئوترمال در ایسلند نصب شده بود، استفاده کردند. در این آزمایش از یک پالس لیزری نیز برای تشخیص هرگونه اختلال در فیبر استفاده شده است.
در نهایت این محققان متوجه شدندکه نهتنها این فیبرها سیگنالهای لرزهای را ثبت میکنند، بلکه میتوانند گسلهای اطراف آن منطقه و دیگر ساختارهای زمین شناسی در زیر زمین را نیز بررسی کنند.ژوزت به عنوان رهبر این تیم تحقیقاتی، در مورد تشخیص زلزله با فیبر نوری اعلام کرده که معیارهای اندازه گیری آنها ویژگیهای ساختاری در زیرزمین را با وضوح بیسابقهای نشان داده است. این محققان در هنگام آزمایش، سیگنال یک زلزله قدرتمند که در اندوزی اتفاق افتاده بود را نیز دریافت کردند.
تشخیص زلزله با کابل فیبر نوری گوگل
از یک کابل فیبر نوری متعلق به گوگل که در انتهای اقیانوس آرام قرار دارد و طول آن ۱۰ هزار کیلومتر است نیز برای شناسایی فعالیت های لرزه ای در اعماق دریا و امواج اقیانوس استفاده شده است ، در حال حاضرتشخیص زلزله با کابل فیبر نوری زیر آبی گوگل ممکن شده است.محققان گوگل در انستیتوی فناوری کالیفرنیا در پاسادنا کالیفرنیا، از داده های ترافیکی یکی از فیبرهای نوری غول فناوری برای اندازه گیری تغییرات فشار و فشار در کابل استفاده کردند. با استفاده از این داده ها، آنها می توانند زمین لرزه ها و امواج اقیانوس را به نام “تورم های حاصل از طوفان” تشخیص دهند.طی یک دوره ۹ ماهه، این تیم حدود ۳۰ رویداد تورم حاصل از طوفان اقیانوس و حدود ۲۰ زمین لرزه با بزرگی ۵ ریشتر که به اندازه کافی برای آسیب رساندن به ساختمان ها قوی است را از جمله زلزله ۷.۴ ریشتری در حوالی اوخاکا، مکزیک، در ژوئن 2020 ثبت کردند. این تیم همچنین می خواست سونامی را اندازه گیری کند، اما هیچ سونامی در طول نظارت و در این تاریخ رخ نداد.
همانطور که می بینید این فناوری چندان جدید هم نیست، اکنون با استفاده از فن آوری های نوین مرتبط با هوش مصنوعی به عنوان پلتفرم های پردازشی و استفاده از زیر ساخت های انتقال اطلاعات همچون کابل های فیبر نوری انقلاب دیگری در فناوری اطلاعات و ارتباطات در حال رخ دادن است.
شرکت فارس با انتشار مقالات تخصصی در حوزه زیر ساخت فناوری اطلاعات و ارتباطات بر آن است تا علاوه بر ارتقای دانش فنی و به روز رسانی اطلاعات تیم فنی خود، سهمی بسیار کوچک در اعتلای دانش فنی برای زیر ساخت شبکههای رایانهای، مراکز داده و شبکههای فیبر نوری و سایر موارد مرتبط داشته باشد. امیدواریم این مطلب برای شما مفید بوده باشد.
ویدیو: کابل های فیبر نوری چه ارتباطی با زلزله دارند؟
در این ویدیو می توانید ویدیویی از فعالیت های این محققان را در ارتباط به کابل های فیبر نوری و زلزله نگاری مشاهده نمایید.