TEREMINO & GEOLOGIA - GEOFISICA

TEREMINO & GEOLOGIA - GEOFISICA

questo sistema  sarà presto sostituito con un altro molto più performante con risoluzione a 24 bit

La pagina della geologia e geofisica  di Theremino.

Qui troverete i progetti che verranno realizzati  tra questi :

acquisitore 3 canali amplificati per tromografia sisnica in fase di test

stazione sismica  accelerometrica e / o velocimetrica

inclinometro per indagini in foro o per monitorare strutture

stazione meteo

Misure di spostamento e / o fessurimetriche

sondaggi elettrici verticali e/ o tomografia elettrica

 test integrità muri

misure ambientali 

Stazione  misurazione argon

stazione misurazione radioattività

Contatore geigers 

spettrometro per raggi gamma

e molto altro ancora

http://www.trilobites.info/

A Guide to the Orders of Trilobites
A website devoted to understanding trilobites
created and maintained by Sam Gon III

http://www.trilobites.info/

Tutto sui Trilobiti

ottimo sito molto ricco di notizie e foto

Audon Electronics - acquisizione dati

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Una vasta gamma di acquisitori 

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Interessanti PC Data Acquisition , Data Loggers, Recorders, Oscilloscopes, Automation, GSM Alarm adattabili per usu geotecnici, geofisici e di monitoraggio ambientale.

 

Guida 1 · Opzionale

MANUALE DI DOLQUAKE - RETE SISMICA DOLFRANG

In questo manuale verranno descritte le principali funzioni del programma DOLQUAKE - progetto free che gestisce una reta amatoriale.

MANUALE DOLQUAKE INTRODUZIONE

Il progetto l'ho iniziato quando ho conosciuto Theremino.com un bellissimo progetto per chi vuole realizzare strumentazioni 24 bit 8-16 canali, anche fino ad un massimo di 200 se le frequenze di campionamento non sono troppo elevate.

In realtà all'inizio il progetto è stato finalizzato per la realizzazione di uno strumento per eseguire sondaggi HVSR tromografo che aveva bisogno delle massime prestazioni strumentali, elevatissima sensibilità ( il theremino è a 24 bit , ma è possibile pre amplificarlo di 1 2 4 8 16 32 64 128 x da software), una velocità di acquisizione da campione singolo fino a 500 hz/sec.

Terminato il progetto si è potuti passare alla realizzazione del sismografo sismico che a livello fi amplificazione deve essere 1000 volte meno sensibile del tromografo e la frequenza di acquisizione 500 hz. anche se dopo il filtraggio i dati vengono filtrati a 25 50 hz.

Guida 2

COME COSTRUIRE UN SISMOGRAFO

Operazioni semplici, non serve conoscere l'elettronica.

COME COSTRUIRE UN SISMOGRAFO

UNA SERIE DI LINKS UTILI, OGNI LINK HA FONDO PAVINA è COLLEGABILE AD ALTRE KEIWORD SULL'ARGOMENTO.

le specifiche del sismografo
https://comunitadigeologia.blogspot.com/.../progetto-1...

Come costruire il sismografo - tromografo progetto 9
https://comunitadigeologia.blogspot.com/.../tromografo...

Come costruire il sismografo - tromografo progetto 8

https://comunitadigeologia.blogspot.com/2016/11/tromografo-sperimentale-prototipo-8-24.html?fbclid=IwAR0XlVTH_wE0OTGw-vDxJ46k6IOwsfYeh2nhwA9y30-C14YbmIGh1h6-FNg

la rete sismica dolfrang in costrusione
https://comunitadigeologia.blogspot.com/p/blog-page_7.html

Notizie sul tromografo - stesso hardware del sismografo
due strumenti in uno, cambiano solo i software
https://comunitadigeologia.blogspot.com/p/blog-page.html

Esempi di elaborazione con il tromografo
https://comunitadigeologia.blogspot.com/.../httpcomunitad...

Si pensa che realizzare un sismografo o tromografo sia una cosa da esperti, in realtà nel caso del theremino la cosa è semplicissima, la parte dell'elettronica è costituita da due schedine collegate da 5 cavetti di 10 cm e ogni geofono è collegato da 2 cavi di lunghezza 20 25 cm all'adc 24 bit , il tutto collegato al pc con un cavo USB tipo cavo stampanti

Da cosa è costituito il sismografo -tromografo:
- N° tre geofoni 1 verticale , 2 orizzontali da 4,5 Hz 28,8 volt m/sec)
- scheda 24 bit ( L'ADC svolge tutte le funzioni di filtraggio , amplificazione e conversione da segnale analogico in digitale dei tre segnali acquisiti)
- master oppure scheda WIFI per trasferire i dati acquisiti al pc.
- cavo usb, di consiglia da 1.6 -2 m. di lunghezza.

1) il contenitore deve essere più più simmetrico possibile ( no a contenitori con rapporto > di 1 a 1,2 della lunghezza e larghezza), ideali sono le forme quadrate o rotonde.
L'involucro di plastica o di lamierino, se necessario, serve solo da " vestito " e non deve avere funzioni portanti e - o di trasmissione delle vibrazioni i geofoni devono essere collegati direttamente ad una piastra sottostante( se possibile) se mezzi nell'apposito contenitore di legno o di metallo.

Evitare fascetti per bloccare i geofoni che potrebbero danneggiare il sidmogrado.
2) Il peso deve essere superiore a 1,5 kg, fino ad un massimo di 5 Kg, pesi eccessivi portano ad avere inerzie della meccanica, aumentando il peso deve aumentare anche l'area di posa degli spyke.
3) I geofoni non devono essere fissati alla plastica o lamierino di pochi mm di spessore anche se bloccati ad essa con fascette, ciò può provocare in caso di rumori antropici e di vento inutili vibrazioni che sporcano il segnale e rende necessaria l'equalizzazione del segnale per rendere simile la risposta dei tre segnali.
4) I geofoni devono essere collegati al terreno in maniera diretta e tra di loro collegati da una struttura rigida. Per questo motivo si e' scelto il sistema con cubo in legno, in alternativa in alluminio più costoso e più pesante e meno elastico.
5) i punzoni non devono sporgere oltre a 1 - 3 cm dal fondo dello strumento
6) il rapporto tra la distanza media dei tre puntali ( che deve essere il più possibile uguale ) e l'altezza del baricentro da terre deve essere il minimo possibile per garantire stabilità in caso di rumori antropici e vento

7)la forma del contenitore deve essere limitato in altezza per ridurre l'azione del vento e di form il più possibile aerodinamica 

8) Meglio se il sistema è disponibile in kit completo da tutti i componenti pronto ad essere montato collegando i cavi e avvitando le viti e bulloni per limitare i costi di spedizione e i tempi di montaggio.

9) Il sistema deve essere stagno e predisposto per lavorare anche in situazioni ambientali avverse, neve, polvere e fango.

TOMOGRAFO PER ACQUISIZIONE HVRS -SISMA-RUMOR UC

 SISMA RUMOR UC

TOMOGRAFO PER ACQUISIZIONE HVRS

SOFTWARE DI UTILIZZO : THEREMINO_DOLFRANG V_5.4

SOFTWARE ELABORAZIONE DATI: GEOPSY 3.4.2 - formato SAF

caratteristiche dello strumento sperimentale:

1. ) Master Theremino;  ha la funzione di trasmettere i dati convertiti in digitale al pc tramite interfaccia USB con una frequenza di campionamento di  100 200 250 333 400 500 hz /canale
2. ) scheda ADC 24 BIT - 16 CANALI, un adconverter molto più sensibile dell'adc contenuto nel pic del Theremino Master ed ha la possibilità di amplificare ogni canale con un gain 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 x, 
   il filtraggio gestibile da software applicabile a tutti i canali attivati, frequenza di campionamento =  100 200 250 333 400 500 hz /canale
   durata di acquisizione fino ad un massimo di 5 or
3. ) ADC 24 BIT reale, l’acquisizione del segnale avviene totalmente nell’ AD7121B (cerchiata in giallo nell’immagine allegata) a 24 Bit
   Altre funzioni: amplificazione del segnale e filtraggio dei canali attivati

Acquisizione e conversione dei dati da analogici in digitali avvengono tramite l’ADC cerchiato in giallo , 

il resto dell’hardware Theremino ha solo funzioni di trasmettere i dati numerici acquisiti al pc in modalità USB al Pc 

Dimensioni del circuito 6 x 3 cm, tutto il sistema di acquisizione è contenuto nell'ADC di 8 x 8 x 2 mm 64 pin.

Le specifiche tecniche sono chiaramente indicate al seguente link utile per confrontare le specifiche tecniche con quelle di altri strumenti analoghi:

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad7124-8.pdf

Il documento è una vera certificazione dello strumento in quanto come indicato in precedenza tutte le funzioni del tromografo amplificazione, filtraggio e conversione dei dati da digitale in analogico vengono svolte dall' ad712 ( cerchiato in giallo),  la restante parte dell'hardware è un normalissimo WiFi per trasmettere i dati acquisiti al pc.

4) Geofoni da 4.5 Hz

CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE:

Il tomografo sperimentale è stato costruito dal geol. Carlo Conte e dall’ing. Finlandese Ulf Nygren, su indicazioni del dott. Angelo Dolmetta che ha una consolidata esperienza quarantennale nel campo della geofisica e acquisizione dati digitale.

1)PER RIDURRE L'ATTRITO CON IL VENTO: Lo strumento è di forma Esagonale con basso indice di aerodinamicità, ha un altezza da terra di 9 cm e una larghezza di 19 cm , alla base la piastra esagonale con tre lati ad angolo, in Ferro Dolce, ha uno spessore 15 mm, un volume di 315 cm3 . 
L’involucro di forma ad emisfero esagonale costruita in Acido Poliattico ha una struttura interna ad alveare in modo da ridurre al minimo i rumori antropici, all’interno contiene i geofoni da 4,5 hz posizionati ad una distanza di 0.7 mm dalla piastra in ferro dolce, nella parte superiore una Piastra in ferro dolce consente allo strumento una maggiore equilibrio nel posizionamento.

2) PIEDINATURA SUFFICIENTEMENTE DISTANZIATA: per permettere la massima stabilità del sistema, i tre piedini tra loro sono equidistanti (per garantire esatta risposta in frequenza nelle tre direzioni 

3) MESSA IN NOLLA MANUALE: Lo strumento poggia a terra con i piedini avvitati alla piastra in ferro e possono essere livellanti al fine di mettere in bolla lo strumento.

4) ZAVORRA DI STABILIZZAZIONE: La piastra di zavorra è stata concepita per raggiungere un peso  di 2,50 kg per aumentare il contatto con il terremo, ciò consente allo strumento di essere perfettamente zavorrato e sufficiente  e garantire la massima stabilità del sistema anche in caso di vento e/o rumori antropici e/o ambientali 

5) BARICENTRO STRUMENTALE RIBASSATO; per garantire  ulteriormente la massima stabilità strumentale.

6) USCITA CAVO USB; per non generare rumori prodotte dal vento il connettore del cavo è posizionato a piano campagna e non verticalmente.

Tutti gli elementi sopra indicati associati ad una elettronica innovativa a basso consumo e massina autonomia, permette di ottenere ottime prestazioni.

Il sistema quando non viene utilizzato come tromografo cambiando il software di gestione potrà essere utilizzato come sismografo per la registrazione di terremoti

Acquisizioni e comparazioni di curve H/V con altri strumenti simili hanno dimostrato un’attendibilità di grafici sovrapponibili e confrontabili.

Per info sull’utilizzo: geologoconte@libero.it 

 oppure cell 338.7522610

sito: www.geologoconte.it

ALBUM FOTOGRAFICO

foto 1 lo strumento nella sua valigetta

foto 2 apertura del contenitore

foto 3 estrazione dello strumento dal contenitore

foto 4 estrazione

foto 5 posizionamento e regolazione bolla

foto 6 operazioni di posizionamento completata

foto 7  strumento in bolla

foto 8 riposizione dello strumento nel contenitore terminata l'indagine

foto 9 ultime operazioni di posa dello strumento nel contenitore

10 strumentazione posizionata nel contenitore 

11 strumento posizionato e chiuso nel contenitore

foto 12 trasporto strumento per altra indagine

Tomographic hvrs data acquisition SISMA RUMOR UC 
Compatible software : Theremino_Dolfrang V5.4 
Recommended data processing software: GEOPSY 3.4.2 – SAF 

SENSORI: FESSURIMETRI

www.lunitek.it

SLS095

Potenziometro lineare con corse da 10 a 100 mm e diametro corpo 9.5 mm
utili per misure di precisione per stimare l'andamento delle fessure anche per periodi di tempo lunghi.

SLS190

Potenziometro lineare con corse da 25 a 350 mm e diametro corpo 19 mm

Lunitek

Catalogo

Chi siamo

manuale STAZIONE SISMICA DOLQUAKE DOLFRANG auto costruibile

MANUALE DOLQUAKE & LLINK

SISMOLOGIA - RETE SISMICA
STAZIONE SISMICA AUTO COSTRUITA

Parte 1°

Una serie di links utili per la realizzazione del progetto.

Links utili

dolfrang.net

La rete sismica dolfrang in costruzione

Le specifiche del sismografo

Come costruire il sismografo - tromografo progetto 9

Come costruire il sismografo - tromografo progetto 8

Due strumenti in uno, cambiano solo i software

Esempi di elaborazione con il tromografo

Manuale

CAPITOLO 1- MANUALE DI DOLQUAKE - RETE SISMICA

In questo manuale verranno descritte le principali funzioni del programma DOLQUAKE - progetto free che gestisce una reta amatoriale.

MANUALE DOLQUAKE INTRODUZIONE

Il progetto l'ho iniziato quando ho conosciuto Theremino.com un bellissimo progetto per chi vuole realizzare strumentazioni 24 bit 8-16 canali, anche fino ad un massimo di 200 se le frequenze di campionamento non sono troppo elevate.

In realtà all'inizio il progetto è stato finalizzato per la realizzazione di uno strumento per eseguire sondaggi HVSR tromografo che aveva bisogno delle massime prestazioni strumentali, elevatissima sensibilità (il Theremino è a 24 bit , ma è possibile pre amplificarlo di 1 2 4 8 16 32 64 128 x da software), una velocità di acquisizione da campione singolo fino a 500 hz/sec.

Terminato il progetto si è potuti passare alla realizzazione del sismografo sismico che a livello fi amplificazione deve essere 1000 volte meno sensibile del tromografo e la frequenza di acquisizione 500 hz. anche se dopo il filtraggio i dati vengono filtrati a 25 50 hz.

CAPITOLO 2 - COME COSTRUIRE UN SISMOGRAFO

L'immagine mostra la semplicita' di realizzazione del progetto

Si pensa che realizzare un sismografo o tromografo sia una cosa da esperti, in realtà nel caso del Theremino la cosa è semplicissima, la parte dell'elettronica è costituita da due schedine collegate da 5 cavetti di 10 cm e ogni geofono è collegato da 2 cavi di lunghezza 20 25 cm all'ADC 24 bit , il tutto collegato al pc con un cavo USB tipo cavo stampanti

Da cosa è costituito il sismografo -tromografo:

- N° tre geofoni 1 verticale , 2 orizzontali da 4,5 Hz 28,8 volt m/sec)

- scheda 24 bit ( L'ADC svolge tutte le funzioni di filtraggio , amplificazione e conversione da segnale analogico in digitale dei tre segnali acquisiti)

- master oppure scheda WIFI per trasferire i dati acquisiti al pc.

- cavo usb, di consiglia da 1.6 -2 m. di lunghezza.

1) il contenitore deve essere più più simmetrico possibile ( no a contenitori con rapporto > di 1 a 1,2 della lunghezza e larghezza), ideali sono le forme quadrate o rotonde.

L'involucro di plastica o di lamierino, se necessario, serve solo da " vestito " e non deve avere funzioni portanti e - o di trasmissione delle vibrazioni i geofoni devono essere collegati direttamente ad una piastra sottostante( se possibile) se mezzi nell'apposito contenitore di legno o di metallo.

Evitare fascetti per bloccare i geofoni che potrebbero danneggiare il sidmogrado.

2) Il peso deve essere superiore a 1,5 kg, fino ad un massimo di 5 Kg, pesi eccessivi portano ad avere inerzie della meccanica, aumentando il peso deve aumentare anche l'area di posa degli spyke.

3) I geofoni non devono essere fissati alla plastica o lamierino di pochi mm di spessore anche se bloccati ad essa con fascette, ciò può provocare in caso di rumori antropici e di vento inutili vibrazioni che sporcano il segnale e rende necessaria l'equalizzazione del segnale per rendere simile la risposta dei tre segnali.

4) I geofoni devono essere collegati al terreno in maniera diretta e tra di loro collegati da una struttura rigida. Per questo motivo si e' scelto il sistema con cubo in legno, in alternativa in alluminio più costoso e più pesante e meno elastico.

5) i punzoni non devono sporgere oltre a 1 - 3 cm dal fondo dello strumento

6) il rapporto tra la distanza media dei tre puntali ( che deve essere il più possibile uguale ) e l'altezza del baricentro da terre deve essere il minimo possibile per garantire stabilità in caso di rumori antropici e vento

7)la forma del contenitore deve essere limitato in altezza per ridurre l'azione del vento e di form il più possibile aerodinamica 

8) Meglio se il sistema è disponibile in kit completo da tutti i componenti pronto ad essere montato collegando i cavi e avvitando le viti e bulloni per limitare i costi di spedizione e i tempi di montaggio.

9) Il sistema deve essere stagno e predisposto per lavorare anche in situazioni ambientali avverse, neve, polvere e fango.

CAPITOLO 3 - DOLQUAKE FTP SETTING

PROTOTIPO 5 - tromografo sperimentale per HVSR

MANUALE di MONTAGGIO - tromografo sperimentale per HVSR

progetto superato dal prototipo 8  e 9 e 10

prototipo 10 - tromografo 
sismografo UFO


tromografo sperimentale - prototip0 9
24 bit per HVSR

tromografo sperimentale bis
24 bit per HVSR


Che cosa occorre fare per montare un acquisitore dati a 1- 6 canali 
per sismologia geofisica , hvsr & microtremori

Il team del sistema Theremino si occupa solo di ricerca e non vende hardware.

Il sistema è completamente “Freeware”, “Open Source”, “No Profit” e “DIY”,

software e schemi hardware online free

Tra tutte le meccaniche presentate  come prototipo 1,2,3,4,5 questo è quello che consiglio di realizzare in quanto oltre ad essere compatto non ha bisogno di piastra, è parzialmente impermeabile ( resistente a pioggia debole e alla sabbia) e la scatola ha una certa rigidità e robustezza a norme CE utilizzata anche per impianti elettrici ad alte tensioni.

L'idea è banale, i risultari molto meno !!! ....

MANUALE  TROMOGRAFO SPERIMENTALE - versione 5

INTEGRAZIONI MANUALE - versione 7

E' consigiabile sostituire gli amplificatori con l'adc  24 bit che oltre a permettere una maggiore dinamica riduce il prezzzo di acquisto dell'elettronica del progetto

come da

VERSIONE 8

Molti lettori mi chiedono di elencare il materiale necessario per realizzare il sismografo 1 - 6 canali per sperimentale per SISMOLOGIA, GEOFISICA E MICROTREMORI, questa pagina contiene foto, link, modalità di assemblaggio, schemi e quanto occorre per realizzare il progetto.

Per eventuali chiarimenti ed integrazioni scrivere a dolfrang@libero.it o inserire le domande  nell'apposito spazio a fine pagina.

acquisitore dati a 6 canali.pdf

Il sistema utilizza un ACQUISITORE DATI 

lo schema dell'ACQUISITORE è pubblicato alla seguente pagina

Il modulo master si collega ad un host PC tramite il connettore usb.
Una singola porta usb fornisce 500 mA di corrente per le schede collegate alla catena; puoi usare un cavo a Y e alimentare da due porte usb per raddoppiare la potenza disponibile a 1000 mA.

Questa alimentazione è più che sufficiente per la maggior parte delle applicazioni. Comunque, per applicazioni particolari o se si preferisce usare sorgenti di alimentazione alternative alle porte USB, è previsto il punto di connessione per una sorgente di alimentazione esterna.

N° 3 AMPLIFICATORI con gain 10000 smd MEGLIO se SMD

lo schema dell'amplificatore è pubblicato alla seguente pagina

( per avere le massime prestazioni si condiglia la versione MSD) 

E' consigiabile sostituire gli amplificatori con l'adc  24 bit che oltre a permettere una maggiore dinamica riduce il prezzzo di acquisto dell'elettronica del progetto

amplifica i segnali in tensione di 10000 volte. Tramite l'aggiunta di un resistore esterno è possibile variare il guadagno portandolo a 100, 300, 1000, 3000 (o qualsivoglia valore nel range).
Il chipset impiegato LT6014, dà basso rumore soprattutto nella banda a basse frequenze 1Hz - 5Hz, dove l'output del segnale dei geofoni è più carente.

non più usato e sostituito da adc 24 bit

CAVO di collegamento "tipo stampante" USB

Lunghezza: 1,8 metri. Idoneo per collegare Theremino Master al PC.
Connettore tipo A: lato PC.
Connettore tipo B: lato periferica.

è consigliato anche un cavo di prolunga da  5- 10 - 15 metri per allontanare il pc dall'acquisitore -trasduttore ( meglio se in unico pezzo )  vedi link - cavo usb di prolunga da 15 metri

GEOFONI da 4,5 HZ ( tre capsule geofoniche ) di cui 1 verticale e due orizzontali
a partire da 30 $ l'uno comprese le spese di spedizione

CARATTERISTICHE DEL GEOFONO	S S- 4, 5 N
Frequenza naturale (Hz)	4,5  < ± 10,0%
Resistenza della bobina ()	350 - 400 < ± 10%
Aperto smorzamento del Circuito	0,5 -0,7  < ± 10 %
Attenuazione con shunt	/
Circuito Aperto Sensibilità Tensione intrinseca (v / m / s)	25 / 30 < ± 10 %

Non utilizzare geofoni con frequenza propria inferiore a 4,5 hz, più costosi, difficili da settare, molto fragili, possibili derive del segnale con il tempo, che obbligano frequenti ritaratura del sistema di acquisizione  e con un tempo di smorzamento troppo lungo, sia per la strumentazione sperimentale che per quelle professionali.

 N° 3 ( 1 verticale - 2 orizzontali ) 

Presso un negozio di ferramenta:

  

3 bulloni da 8 mm lunghi 10, da usare come bulloni spike's

e 15  rondelle 10 dadi circa per fissare il cubo e la scatola rigidamente  ai tre punzoni

1 bullone a testa tonda da inserire nel buco centrale del cubo tipo dal basso verso l'alto di lunghezza sufficiente circa 6,5 - 7 cm da verificare se troppo lungo non si chiude più la scatola

4 viti da 2 mm o inferiore lunghe 1,5 cm per dissare il theremino sul cubo di legno

n° 3 +3 inserti filettati per legno

 

Presso falegname   un cubo di legno 13 x 13 x 5, 

in sperimentazione  18 x 18 x 7 circa , misure da definire meglio. 

legno duro tipo frassino, noce,ciliegio, meno bene larice, no pino e abete e legni fibbrosi con nodi.

oppure un amico con disponibilità un trapano a colonna e 1 fresa da 3 euro fi 26 mm e punta del 9 mm

acquisitore dati a 6 canali.pdf

Scatola Gwiss da 14 x 19 x 7  per cubo 13 x 13 x 5  acquistabile presso negozio sottocasa grossista di materiale elettrico oppure altra scatola anche di alluminio ( in tal caso le misure del cubo possono essere diverse (un cm in meno della larghezza interna e di forma quadrata, e lunghezza minima = larghezza del cubo + 4 cm per permettere l'alloggiamento del Theremino e dei mini amplificatori)

oppure scatola gevis da 20 x 24 x 10  per cubo 18 x18 x 7 in sperimentazione ( dimensioni ancora da verificare ) 

Software per acquisire scaricabile gratuitamente

Software per elaborare free www.geopsy.org

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