Page 101 - bilgem-teknoloji-dergisi-12

Sismik Analiz BILGEM
TEKNOLOJI

kabloların bulunması nedeniyle sahaya kurulumu sındaki zaman sekronizasyonu, her sismometre
en hızlı sistemdir. Çoğu fiber haberleşme hattında, için ayrı güç kaynağı ve veri iletim hattı gereksinimi
yedek olarak tutulan bir dizi kullanılmayan fiber önemli zorluklar olarak karşımıza çıkmaktadır [4].
optik kablo bulunur. Bu kablolarda herhangi bir Ayrıca nüfusu yoğun olan bölgeler ve deniz tabanı
veri iletişim yapılmaz ve literatürde karanlık fiber gibi yerlere fiziksel limitler dolayısıyla sınırlı sayıda
(Dark fiber) olarak anılır. Kullanım dışı olan bu fi- sismograf yerleştirilebilmektedir. Bu noktada DAS
berler DAS sisteminde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu sisteminin sismik araştırmalarda kullanılmasındaki
yönüyle ülke sınırları, deniz ve okyanus tabanı, pet- önemli motivasyonlar olarak; fiber optik kabloların
rol boru hatları, karayolları ve demir yolları gibi yer çoğu yerde mevcut olması, sahada fazladan güç
ve bölgelerde DAS sisteminin kurulumu kolaylıkla gereksiniminin olmaması, tek bir merkezden yöne-
gerçekleştirilebilmektedir. tildiği için saat senkronizasyonunun basit olması,
efektif olarak sensörler arası mesafenin çok yakın
DAS sistemlerinin kullanım alanı, ilgili optik/elekt- konumlandırılabilmesi, şehir içinde, deniz ve okya-
ronik tasarımın geliştirilmesi, parametre değişikle- nus geçişlerindeki boş fiberlerin kullanılabilmesi
ri ve teknolojik gelişmeler sayesinde sürekli geniş- sayılabilir.
lemektedir. Yeni bir alan olarak sismik hareketlerin
DAS sistemi aracılığıyla tespit ve analiz edilmesin- Nasıl Çalışıyor?
FOTAS Projesi: de potansiyel bir çözüm olarak karşımıza çıkmak- FO kablo üzerinde meydana gelen gerilme, akustik
tadır. Günümüzde yer kabuğunda meydana gelen
etki, kırılma ve kopma gibi fiziksel etkilerin tespitin-
sismik hareketleri algılamak, analiz etmek amacıyla
çüm yöntemleri kullanılmaktadır. Bu yöntemler, FO
dünyanın farklı yerlerine üç uzamsal boyutta yer ha- de OTDR (Optical Time Domain Reflectometry) öl-
Fiber Optik Kablolarla reketlerini algılayan ve kaydeden sismometreler yay- hatta gönderilen lazer darbelerinin yansıyan veya
çeşitli saçılma mekanizmaları (Rayleigh, Brillouin
gınlıkla kullanılmaktadır. Tek bir sismometre ile dep-
remin oluşturduğu dalgaları tespit etmek mümkün veya Raman) ile geri saçılan kısmının zamana, fre-
Sismik Analiz iken deprem hareketlerini, depremin yerini, büyük- kansa ve faza bağlı analizine dayanmaktadır. Bu
lüğünü ve topografik haritalanmasını çıkarmak
sayede ölçüm zamanı ve fiziksel etkinin meydana
gibi amaçlar için çok sayıda sismik algılayıcı içeren
geldiği konumu ilişkilendirilerek olaylar konumla-
ulusal ve ulaslararası boyutta sismik ağlar oluştu- rıyla birlikte tespit edilmektedir.
rulmuştur. Ayrıca bu ağlardan gelen veriler analiz
Mücahit Kavaklı - Araştırmacı, Hasan Yetik - Uzman Araştırmacı, edilerek deprem/tsunami erken uyarı sistemleri TÜBİTAK BİLGEM olarak geliştirdiğimiz sistem,
Dr. Umut Uludağ – Başuzman Araştırmacı / BİLGEM UEKAE geliştirilmek amacıyla Japonya, ABD, Türkiye gibi DAS uygulamalarında sıklıkla kullanılan yakla-
ülkelerde çalışmalar yapılmaktadır. Bu ve benzeri şımlardan biri olan ve genlik tabanlı eşevreli OTDR
ünümüzde fiber optik (FO) kab- FO sensörler, üretimden yapı sağlığı amaçlar için Türkiye’de sismik istasyonların kurul- (C-OTDR) sistemiyle Rayleigh geri saçılımının ana-
TÜBİTAK lolar haberleşme sistemlerinde izlemeye, çevre ve sınır güvenliğin- masına 1970’lerde başlanmıştır. 2019 yılı Ekim ayı lizine dayanmaktadır. Çalışma prensipleri klasik
itibariyle Türkiye’deki toplam ivmeölçer ve hızölçer
OTDR ile benzer olan bu teknolojide FO hatta iletilen
BİLGEM’de Gyaygın ve etkin olarak kullanılan den boru hatlarında sızıntı tespitine, sayısı 1100 civarındadır [3]. Bu sismik ağların sayı- lazer ışığı sebebiyle hat boyunca geri saçılan enerji
savunma teknolojilerinden sivil er-
iletim hatlarıdır. Özellikle 90’lı yıllar-
2016 dan günümüze internet kullanımının ken uyarı sistemlerine kadar uzanan larını arttırarak daha hassas ölçümler yapmak için hattın yakınındaki sismik aktivitelerden veya mekanik
önemli bir yatırım gerekmektedir.
artmasıyla birlikte çok hızlı büyüme
geniş bir yelpazede kullanım ve uy-
harekelerden etkilenmektedir.
yılında, DAS sağlamıştır. Bu nedenle ülkeler fiber gulama alanına sahiptir. Bu uygula-
teknolojisi optik altyapısını sürekli genişletmek- malarda FO sensörleri bir algılama Sismometrelerin uygun yerlere yerleştirilmesi, Sistemin temelini oluşturan ana bileşenler Şekil
tedir. Günümüzde fiber hatların uzun-
dizini olarak kullanılmasına olanak
uzun vadeli bakım maliyetleri, sismometreler ara-
1’de gösterilmiştir.
kullanılan luğu dünyada milyonlarca km ile ifa- sağlayan sistemlere literatürde Fiber
Fiber Optik de edilirken Türkiye’de 404 bin km’lik Optik Dağıtık Akustik Algılama (DAS) Optik Sorgulayıcı Cihaz
fiber hat mevcuttur [1].
denmektedir [2].
(OSC): Lazer kaynağı, op-
Tabanlı Yapılan bilimsel çalışmalar netice- DAS, yeni ve benzer işi yapan sistem- tik modülatör, optik kuplör,
Akustik sinde fiber optik kablolar sadece veri lere göre 100 km’yi aşabilen algılama optik sirkülatör ve denge-
li foto algılayıcı (DFA) gibi
Sensör iletimi için değil bir sensör olarak menziline ve yüksek uzamsal çözü- elemanlardan oluşan bile-
nürlüğe sahip, uygun fiyatlı, nispeten
sıcaklık, basınç, gerilme gibi fiziksel
şendir.
(FOTAS) ölçümlerin algılanmasında da kulla- daha az bakım gerektiren, düşük güç
Projesi’ne nılmaktadır. Son yıllarda ise nokta- tüketimli, sahada enerji ihtiyacı ol- Elektriksel Sinyal Analizö-
sal sensörlerden kurulu klasik ağlara
mayan bir teknolojidir. Ayrıca haber-
rü (ESA): Foto algılayıcıdan
başlanmıştır. kıyasla uzun menzilli hatların tüm leşme amaçlı kullanılan sıradan fiber gelen elektriksel sinyalin
konumlarının gerçek zamanlı ve yük- kablolar kullanılarak gerçeklenebi- sayısallaştırıldığı, optik mo-
sek çözünürlüklü olarak gözlemlen- lir. Bu sebeple kullanıma sunulacak dülatörün darbe genişliği ve
mesinde kullanılmaya başlanmıştır. birçok yerde hâlihazırda fiber optik darbe tekrarlama sıklığı pa-
98 99