林庭宇、郭泰良、林士能、蔡曜隆 / 工研院材化所；
廖顯奎 / 國立臺灣科技大學電子工程學系
石化、電力及能源產業長期仰賴大規模管線與輸送設備維持製程運作，其安全性直接關係到人員生命、環境保護與營運穩定。然而在高溫、高濕、高鹽分的嚴苛環境條件下，金屬管線極易產生腐蝕、減薄與疲勞等劣化現象，一旦未能即時掌握，往往導致洩漏、停機，甚至引發火災與爆炸事故。傳統以人工巡檢、定期檢測為主的維護策略，不僅高度仰賴人員經驗，也難以因應管線長距離、密集布置與高風險場域的實際需求。隨著工業設備朝向高密度、高負載與連續運轉發展，監測技術亦必須同步升級，從「事後檢查」轉向「即時感知與預警」。在此背景下，全佈式光纖感測(Distributed Fiber-Optic Sensing)技術逐漸受到重視。相較於傳統點式感測器，光纖本體即可作為連續感測介質，具備抗電磁干擾、耐腐蝕與可長距離佈署等特性，特別適合應用於工業管線與大型設備監測場域。透過光纖感測，不僅能即時掌握聲波、振動、溫度與應變等物理量，更可作為工業安全管理由被動走向主動的重要基礎。
【內文精選】
當聲波振動成為訊號：全線即時事件感知的新世代監測模式
分佈式聲波/振動感測(Distributed Acoustic/Vibration Sensing; DAS/DVS)為全佈式光纖感測中最具代表性之應用技術，其最大特色在於能將單一光纖轉化為「連續分佈式聲波/振動感測器」。於實際工業應用中，設備運轉、機械接觸、結構共振或外部敲擊，皆會於材料中產生微小聲波振動，並經由光纖耦合轉換為可解析之相位擾動資料。
於某電廠之實測案例，提供DAS感測於實際電力輸送設備之功能驗證。測試以輸送帶系統為目標，分別於設備靜止及運轉狀態下，透過藍牙喇叭、敲擊及按壓等方式施加可控制之聲源及振動訊號，並同步比對加速規、麥克風及DAS光纖所量測之訊號特徵（圖四、圖五）。結果顯示，當聲源或振動訊號與設備結構形成有效耦合時，DAS能清楚捕捉對應位置之訊號頻率特徵及時域變化，這些資料將有助於後續訊號分析達到即時監測及異常診斷目標。
同時，透過經特殊結構設計之光纖感測器強化偵測訊號，DAS系統亦可於遠端監控室進行「原音重現」做異常事件診斷，證明其對連續聲波及振動事件具備解析能力。相較於傳統點式感測器，DAS之優勢在於不需每個監測位置安裝獨立感測元件，而是透過光纖沿線一次性佈署，即可同時掌握整段設備之聲源訊號及振動分佈。這使其特別適用於長距離輸送系統、電廠設備及難以佈線之高風險及侷限空間場域，為設備異常診斷及事件回溯提供新的監測手段---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖四 、加速規、麥克風及DAS光纖量測之訊號特徵比較
圖五、以敲擊及不同按壓方式之DAS光纖量測訊號特徵
★本文節錄自《工業材料雜誌》471期，更多資料請見下方附檔。