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Rigenerazione di un geofono da Foro

Foto 1

Come far rinascere un geofono da foro dichiarato inutilizzabile.

 e molto altro ancora

Foto 1

Come far rinascere un geofono da foro dichiarato inutilizzabile.di un geofono da Foro 

                                                                                                                    

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Come far rinascere un geofono da foro dichiarato inutilizzabile.Rigenerazione di un geofono da Foro 

                                                                                                                    

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Come far rinascere un geofono da foro dichiarato inutilizzabile.Rigenerazione di un geofono da Foro 

                                                                                                                 

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Come far rinascere un geofono da foro dichiarato inutilizzabile.

3) CHE COSA OCCORRE FARE PER MIGLIORARE L'ACQUISIZIONEAZIONE HVSR

CHE COSA OCCORRE FARE PER MIGLIORARE L'ACQUISIZIONEAZIONE HVSR

Per avere i migliori risultati da un sondaggio HVSR occorre che vengano rispettate alcune condizioni, è anche importante che per ogni sondaggio siano archiviati  i seguenti dati utili per poter dare un giudizio sull'affifabilità della prova e la sua localizzazione.

  

LASCHEDA DI VERIFICA DEI TEST dovrà:

1) Località

      stratigrafia e formazioni di riferimento 

      strumento utilizzato tipologia 1, 2, 3 altro con eventuali modifiche

      parametri di acquisizione

      condizioni meteo

      rumore antropico

(2) eventuale planimetria con localizzazione del sondaggio
      allegare immagine jpg del segnale e grafico HVSR
(3) file SAF
(4) altri grafici utili
(5) elaborazione stratigrafica
(6) indagini aggiuntive MASW REMI, rifrazione, altro
(7) note conclusive

SITUAZIONI CHE SI DEVONO EVITARE:

Per fare i test occorre evitare le situazioni sotto elencate altrimenti non si riuscirà a capire se i segnali anomali sono dovuti alla meccanica dell'Hardware o a situazioni ambientali pertanto  si consiglia di evitare le situazioni sotto elencate 

1 -  no in vicinanza dei fiumi e del mare, nel caso in cui si dovessero esserci altre alternative evitare i periodi di piena o mare mosso.

2 - no in presenza di vento attendere le ore del giorno quando si sa che il vento di riduce di intensità

3 - no in vicinanza di fabbriche, eseguire il sondaggio nelle ore o nei giorni in qui la fabbrica è chiusa

4 - no in vicinanza di  alberi ed arbusti specialmente in presenza di vento anche debole

5 - no in vicinanza di  motori, motozappe e trattori anche lontani attendere che siano spenti

6 - no su terreni argillosi screpolati dalla siccità - eliminare la zona superficiale

7 - no in vicinanza di stazioni di pompaggio - anche piccole pompe possono creare problemi, se la pompa funziona alternativamente  allungare i tempi di registrazione per avere 30 minuti di registrazione a motori spenti

8 - no in vicinanza di strade con traffico - eseguire il sondaggio nei momenti meno trafficati, meglio nelle ore notturne aumentando i minuti di registrazione di un 30 - 50 % o più in base al traffico presente

9 - no nelle vicinanze della ferrovia ,  nel caso non fosse possibile eseguire un sondaggio più lungo 

10 - no in vicinanza di di muri sia alla sommità che alla base per non inglobare le frequenze proprie degli stessi e scambiarle per anomalie stratigrafiche 

11 - no su terreni inclinati, occorre spianate il terreno ripulendolo da radici, ciottoli

12 - no su asfalti:  asportare l'asfalto fino ad arrivare al suolo originario

13 - no su strade lastricate; meglio spostare il sondaggio in luogo vicino dove affiora il terreno oppure rimuovere una lastra della pavimentazione

14 - no su battuti di cemento : occorre realizzare un pozzetto per arrivare al terreno originario 

15 - no in vicinanza di radici, se sono erbacee e superficiali toglierle

16 - no in vicinanza  di massi naturali di una certa volumetria potrebbero alterare il grafico hvsr , allontanarsi di parecchio

17 - no in vicinanza di blocchi di calcestruzzo oltre 1 mc di volume magari impilati   

18 - non eseguire sondaggi in aiuole rialzate dal piano di campagna di oltre 20 cm, pena segnali anomali nei primi metri del sondaggio

19 - no all'interno di capannoni e magazzini anche poggianti su terreno, si potrebbero introdurre picchi di risonanza  non dovuti al terreno ma al fabbricato.

20 - no su pendii ripidi i dati misurabili possono dare informazioni sulle frequenze di risonanza del terreno ma non utili ai fini della stratigrafia

Capitolo 4) Manuale dataloger - Specifiche dei principali trasduttori

Specifiche dei principali trasduttori
I geofoni:

1) trasduttori, nel caso di acquisizione vibrazioni il Geofono oppure l'accelerometro a seconda i casi.

Sono i trasduttori più usati per la misura delle vibrazioni, molti sono i modelli in commercio , si distinguono a seconda della frequenza propria che va da geofoni di 16 - 100 hz per sismica a riflessione, da 8 a 16 hz per sismica a riflessione e riflessione, da 2 - 4,5 hz per sismica a rifrazione profonda  , masw, remi, esac, hvsr, da 1 - 2,5 hz per sismologia.

caratteristiche di un geofono da 4,5 HZ

Prima di acquistare i geofoni occorre pretendere dal venditore le specifiche in modo da apportare prezzo - prestazioni  e che le caratteristiche elettriche siano adatti all'uso che se ne vuol fare.

Principale documento è visionare il grafico sopra riportato che è diverso per ogni modello: 

Nel caso specifico si vede che il tratto tra 20 hz e 100 hz si ha una linearità nella risposta in ampiezza del segnale.

Filtri Digitali

Filtri Digitali 

teoria e principio di funzionamento

di Fortunato Giuseppe Caruso

I filtri digitali sono calcolatori numerici che svolgono algoritmi di filtraggio per segnali digitali, ovvero per segnali non continui nel tempo ma basati su campioni prelevati in istanti ben precisi. Questo è l'effetto della conversione Analogico Digitale ADC (Analog to Digital Converter). ..... continua sul sito...

filtri digitali

TEST 3 - HVSR E MICROTREMORI - Pontedassio ( IM )

test 3: Acquisizione sperimentale HVSR:

questo è uno dei primi test con acquisitore - geofono 3d obsoleto, leggero posizionato in una aiuola in zona molto trafficata con raffiche di vento - quindi sondaggio poco affidabile

Comune: Pontedassio

Località : Via Garibaldi

Note : prova eseguita in una aiuola nei pressi di un edificio e di una strada secondaria

E' la prima prova eseguita per fare il primo test in campagna del prototipo definitivo e per testare il nuovo prototipo del geofono sperimentale, l'eccessiva rumorosità del luogo, il vento, la vicinanza di fabbricati non rende la prova molto attendibile.

Se tra i lettori c'è qualcuno che ha eseguito sondaggi hvsr o altre prove dirette e/o indirette in zona  è gradito uno scambio di informazioni ( dolfrang@libero.it )  

N° canali attivati 3
Asse considerato XYZ
frequenza di campionamento 500 hz

durata acquisizione 15 minuti
segnale utile 2 minuti

frequenza propria geofono 4,5 hz

1) Condizioni meteo : presenza di raffiche di vento

( scala 1: 10 ) =  4

2) Traffico elevato auto e moto

3) Il geofono 3d è stato posizionato in una aiuola nei pressi di un edificio che potrebbe alterare i dati acquisiti,

Attendibilità della prova di scarsa attendibilità per i fattoti del punto 1), 2), 3)

Filtraggio applicato hardware 0,50 - 100 hz circa
Filtraggio software 0,50 - 100 hz

Acquisitore utilizzato: Theremino

Stratigrafia tipo: Coltri rimaneggiate , coltri argillose, alluvioni, calcari marnosi, argilliti ???

elaborazione 1

Come si vede dal grafico dei segnali acquisiti nel tratto iniziale  e finale del sondaggio i disturbi presenti hanno impedito di avere segnali sufficientemente puliti per poter essere utlizzata per il calcolo del tapporto  HVSR riducendo il tatto di segnale utile a son 7 minuti di registrazione di cui solo 2 utili per l'elaborazione, In questi csi occorre prolungare l'acquisizione per tempi più lunghi 30- 45 minuti almeno.

PROTOTIPO 3 - tromografo sperimentale per HVSR

PROTOTIPO (3) -  GEOFONO 3D 

IN LEGNO, ALLUMINIO E PLEXIGLASS

ATTENZIONE: VISTO CHE LA REALIZZAZIONE IN ALLUMINIO E PLEXIGLASS HA UN CERTO COSTO RIPIEGHEREI NELLA SOLUZIONE CON BLOCCO IN LEGNO, LA DIVERSITA' TRA LE DIVERSE SOLUZIONI  IL PESO O A PARITA' DI PESO L'INGOMBRO E DI CONSEGUENZA UNA MINORE ESPOSIZIONE AL VENTO.  

Il terzo prototipo proposto NON è stato ottimizzato con misure e la forma alla scatola Gevis proposta nei prototipi 1 e 2 .

Ne cubo una volta realizzato saranno inserite le tre capsule geofoniche, i contatti elettrici dei 2 geofoni orizzontali dovranno essere rivolti verso l'interno, i fili elettrici emergeranno dai 2 fatti nelle vicinanza del foro verticale posto nelle vicinanze.

Il Theremino potrà essere posizionato dentro ad una scatola di almeno 6 x 8 x 3 cm da posizionare sopra i buchi del foro verticale e dei 2 fori ci collegamento fili elettrici geofoni orizzontali, le puntazze vanno avvitate sul basamento in alluminio , meglio se di diverse misure a seconda del terreno dove dovranno essere infisse ( lunghe terreno soffice , corte terreno duro.

Seguono alcune visioni prospettiche progetto "3 A"

UNIVERSITA' di CAMERINO

UNIVERSITA' di CAMERINO

http://web.unicam.it/discite

Camerino Seismic Station

Traccia Sismica in Tempo Reale

http://www.serg.unicam.it/images/trace.png

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INGV- ultimi terremoti, lista, mappa

in particolare visitare:

Capitolo 2) Manuale datalogger - I componenti dell'Hardware

2) I componenti dell'Hardware

il sistema di acquisizione è costituito da :

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1) trasduttori, nel caso di acquisizione vibrazioni il Geofono oppure l'accelerometro a seconda i casi.

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2) partitore  e/ o circuito di alimentazione necessario solamente per Arduino uno.

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3a) l'amplificatore per amplificare il segnale quanto basta per essere elaborati , ci sarà una apposita pagina che prenderà in esame i componenti principali dell'amplificatore  e le tipologie principali.

3b) l'amplificatore per i sistemi che montano ADConverter a 24 bit non serve in quanto l dinamica è sufficientemente ampia per acquisire seganli sufficientemente definiti anche per le prove HVSR ( quelle che nel campo della geofisica hanno bisogno della massima definizione del segnale acquisito.

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4a) microcontrollore montato su Arduino uno / due con già montata la + ram + porta com + eprom ecc, il programma di acquisizione si potrà caricare ogni volta che occorre aggiornarlo

4b) microcontrollore + ram + porta com + eprom ecc In pratica un mini computer autonomo senza la possibilità di modificare il programma di acquisizione

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5a) ADConverter  presente nell'Arduino uno - due    a 10 - 12 bit rispettivamente

5b) ADConverter  16- 24 bit esterno collegato all'Arduino uno - due (4a), quest'ultimo ha solo il compito di trasferire i dati acquisiti al PC ( la versione a 16 bit ha bisogno di un ulteriore amplificatore da 100 x)

5c) ADConverter  16- 24 bit esterno  collegato ad un sistema autonomo  tipo (4b) per cui non è più necessario l'uso di un acquisitore arduino, ( la versione a 16 bit ha bisogno di un ulteriore amplificatore da 100 x)

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6) Il pc per ricevere , archiviare, visualizzare ed elaborare i dati acquisiti

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Il sito di Mauro Alfieri

Il sito di Mauro Alfieri

troverete molte applicazioni realizzate con Arduino, sito molto utile per avere una panoramica di quello che si può fare con arduino

Interessi
In questa pagina ho dedicato qualche riga a raccontare per ciascuna passione che cosa mi ha coinvolto e cosa rende ognuna di esse protagonista nella mia vita.

Informatica
E’ stata la naturale evoluzione della passione per l’elettronica, l’applicazione teorica, la possibilità di ottenere dalla conoscenza un prodotto.

Col tempo e la diffusione degli strumenti informatici nella vita di tutti i giorni, negli uffici e nella comunicazione globale con Internet è diventata anche il mio lavoro.


Elettronica

La curiosità di capire che cosa avviene quando un impulso elettrico attraversa un componente o un cavo, e come questo procuri a quell’oggetto una reazione è ciò che mi ha appassionato dell’elettonica.

Partito con i primi circuiti in kit come la pallina natalizia illumino/sonora, man mano addentrandomi in progetti sempre più complessi, ho potuto affiancarvi le altre passioni (informatica e bricolage) per realizzare piccoli giochi, utilità e le altre meraviglie che troverete sottoforma di tutorial in questo sito …

Elettronica

Informatica

Robotica e Domotica

Vibrazione - teoria

Teoria - vibrazione

al seguente link troverete momte notizie utili per il masw, sismica a rifrazione e riflessione, pagina molto interessante

Indice 

1 Tipi di vibrazioni
2 Analisi delle vibrazioni
2.1 Vibrazioni libere non smorzate
2.1.1 Che cosa induce il sistema a vibrare senza l'azione di forze?
2.2 Vibrazioni libere smorzate
2.3 Vibrazione forzata con smorzamento
2.3.1 Che cosa causa la risonanza?
2.3.2 Applicando forze “complesse” al modello Massa-Molla-Smorzatore
2.3.3 Modello di risposta di frequenza
2.4 Il battimento
3 Vibrazioni sotto vari punti di vista
3.1 Vibrazioni Strumentali (strumenti musicali)
3.2 Vibrazione di un motore
3.3 Vibrazione da vibratore
4 Effetti sulla salute
5 Note
6 Bibliografia
7 Altre risorse
8 Voci correlate
9 Collegamenti esterni
10 Altri progetti

Capitolo 1) Manuale datalogger - Introduzione

1) INTRODUZIONE

Questa e altre pagine che seguono sono ormai obsolete ma in qualche modo utili per chi vuole conoscere le principali problematiche che occorre affrontare per acquisizioni dati a scopo geologico, geofisico e sismologico.

Ultimamente il progetto è stato riconvertito con l'utilizzo di un altro microcontrollore / adconverter più performante per questi usi.

In questo manuale saranno raccolte una serie di notizie utili per chi si vuole accingere a progettare e realizzare un datalogger, verranno evidenziate le principali problematiche incontrate nei primi prototipi sperimentali fin qui realizzati nel campo di misure di microtremori ove è necessario realizzare sistemi con le massime prestazioni ( nel campo della geologia , geofisica e sismologia).

Si fa presente che lo strumento non è stato fatto per fini professionali ma solo a fini di studio per studenti di geologia o di ingegneria civile che vogliono fare le prime sperimentazioni su metodologie HVSR per la determinazione della frequenza di risonanza dei fabbricati e ricerche stratigrafiche locali a SOLO FINI DI STUDIO.

TEST 1 - HVSR E MICROTREMORI - Fabbricato

Sperimentazioni  

con acquisitore 3 assi su terreni  e  fabbricati
Parte 1°

Si vuole in queste pagine condividere alcuni test, acquisizioni, hvsr ed esperienze di acquisizione fatte in sito e sui fabbricati ed eventualmente sull'uso dei software di elaborazione free.

Tutti potranno inserire post e commenti a fondo pagina o inviare email che verranno pubblicate se riguardano gli argomenti trattati...

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Per iniziare  inserirò alcune acquisizioni fatte su edificio e sul terremo con geofono verticale  da 14 hz, seguiranno le stesse prove eseguite con geofono ad un solo canale  verticale a 4,5 hz per vedere le differenze di comportamento delle due tipologie di sensori.

Alcune prove saranno fatte anche con acquisitore accelerometrico non amplificato.

test 1: caso fabbricato geofono da 14 hz

N° canali attivati 1

Asse considerato verticale

frequenza di campionamento  500 hz

durata acquisizione 10 minuti

frequenza propria geofono 14 hz

prova eseguita su fabbricato

Piano 2+ interrato di 5 piani

struttura in CA

Filtraggio applicato hardware  0,50 -  100 hz circa

Filtraggio software 0,50 - 100 hz
Acquisitore utilizzato: Theremino

figura 1) il grafico visualizza la traccia del sismogramma acquisito per una durata di 10 minuti, si possono osservare variazioni di ampiezza del segnale dovute ad a rumori antropici  e vibrazioni strutturali, al centro dell'immagine anche la vibrazione provocata dalla caduta di un grave sul pavimento  al piano sovrastante ove è stato ubicato l'acquisitore  rumore udito chiaramente e visualizzato in tempo reale sul pc.

Figura 2) Analisi di spettro di tutto il segnale acquisito, ogni traccia colorata rappresenta lo spettro  di un segnale temporale di 10 secondi, la variabilità del dato  è dovuta alle variazioni strutturali dell'edificio comprensive  dell'azione antropica  ( lavatrici - elettrodomestici, ascensori, movimento delle persone, chiusura di porte e portoncini, aperture di finestre oltre all'azione del vento sul fabbricato. 

Come si può vedere in figura  con i geofoni da 14 hz utilizzati per questa prova si ha una perdita in ampiezza di segnale procedendo verso i le frequenze più basse  azzerandosi a 5-6 hz, utilizzando geofoni da 4,5 hz tale limite  si sposta ulteriormente verso le basse frequenze attorno a 1 - 1.5 hz. 

PROTOTIPO 1 - tromografo sperimentale per HVSR

SCHEMA PROTOTIPO GEOFONO 3D
collegabile direttamete alla porta USB del PC

PROTOTIPO 1°

Verranno proposti tre e più prototipi di geofoni 3D USB autocostruibili con relativa scheda di acquisizione (WWW.Theremino.it) per eseguire misure di vibrazione utilizzando Nà 3 geofoni da 4,5 Hz di cui 1 verticale e 2 orizzontali.

Il prototipo 1) tra quelli proposti sembra il più semplice da realizzare ma è quello più difficile da mettere a punto e in tutti i casi non permetterà di avere risultati altamente performanti come per i prototipi che verranno ripubblicati in seguito.

Le cause;
1) leggerezza del sistema
2) i geofoni sono posizionati su basetta di legno che è a sua volta è fissata alla piastra metallica alla quale sono avvitati i tre punzoni piantati nel terreno.
3) La difficoltà è quella di rendere solidali i geofoni alla struttura e ai punzoni - terreno a causa di una difficile messa a punto del sistema. 

Il sistema di acquisizione visto dall'alto:

Il disegno è riferito alla scatola Gevis 100 x 100 x 50 meno alta e quindi l'azione del vento è minore ma non upgradabile nello prototipo 2 e 3. essendo meno alta , il compensato posto sul fondo non può superare i 0,5 1 cm di spessore
oppure
100 x 100 x 80 circa  che all'occorrenza si può upgradare al prototipo 2 e 3, essendo più alta il compensato posto sul fondo può essere più spesso di 1 a 3 cm , più rigido di quello da 0,5 mm.
 si possono usare anche altre scatole magari in alluminio resistente, in tal caso andare su misure tra 10x10 - 15 x 15 meglio se quadrate

1) in grigio piastra in ferro 12 x 12 spessore 0,5 - 1 cm con 4 buchi , 3 per gli spikes che si possono acquistare assieme ai geofoni oppure tre semplici bulloni magari di lunghezza varia da sostituite in base al terreno fresati in punta. 

1 bullone + rondella da fissare al centro della piastra e centro della scatola di diametro tra 8.10 mm

2) in tinta avorio la scatola ne esistono di 2 altezze da fissare alla piastra con bullone centrale.

3) compensato di cm 9,5 x 9,5 sagomato sugli angoli con rientranze di 1 cm, di spessore 0,5 cm di spessore se si usa la scatola Geviss cm H = 5 cm ( meglio se fosse in alluminio spessore >= 2 mm

Da 2 - 2,5 cm di spessore se si usa la scatola più alta da 7 cm. di spessore da 2 a 20 mm di spessore.

I 2 geofoni ortogonali vanno fissati al compensato con fascette meglio se di alluminio o plastica, vanno bene anche quelle di ferro.

IL BLOG DI Geologia Geofisica e Sismologia

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di 

THEREMINO

S'invitano a partecipare a questo blog tutti coloro che vogliono avere chiarimenti tecnici su Theremino applicato alla geologia - Geofisica