mercoledì 24 dicembre 2014

PROTOTIPO (6) - GEOFONO 3D CON ACQUISITORE DATI

TROMOGRAFO SPERIMENTALE

AUTOCOSTRUIBILE


COMPONENTI:


E' il sistema più facile da realizzare in quando di dimensione maggiore e che offre buone prestazioni, sufficientemente pesante, tutto racchiuso nella scatola Gewiss e all'occorrenza si può rendere stagno  con una colata di silicone in corrispondenza dei tre buchi  delle puntazze.

Occorre solo l'uso di un trapano a colonna per fare i tre buchi da 26 mm con fresa da 3 euro legno con trapano a colonna per garantire la verticalità.
Possibile rivolgersi ad un amico o a un falegname per fare i tre buchi in meno di 15 minuti


Verificare gli ingombri , la funzionalità e la disposizione interna dei componenti, il buon funzionamento , sarà possibile pensare ad far realizzare in alluminio tenendo conto che il sistema non superi i 3 kg di peso ( peso specifico alluminio 2,7 kg /cm3 )

( prima di passare alla realizzazione in alluminio meglio inviarmi foto e dimensioni per vedere se è fattibile e per adottare particolari cautele )

1) CUBO DI LEGNO DURO- faggio frassino, rovere ecc. meglio se di alluminio, delle dimensioni di 5 cm circa di spessore circa , 13 x 13 - recupero scarti di falegnameria.
La misura 13 x 13 è fissata per la scatola Gewiss indicata, ma si può arrivare a 20 x 20 x 6 , importante prima trovare la scatola adatta ed in funzione dello spazio libero interno determinare le dimensioni interne , lasciare un cm di franco, considerare lo spazio occupato da theremino che è di 6 x 4 x 2,5 e del cavo usb di collegamento una decina di euro

2) SCATOLA GEVISS 200 x 140 x 70 circa da 9 Euro - Grossista materiale elettrico vicino casa

3) n° 3 bulloni da 10 mm con rondelle e dadi - ferramenta 1,5 euro , lunghezza adeguata devono sporgere almeno 3 cm sotto alla scatola diametro 8 - 10 mm. - 2 euro

4) viti per fissare il Theremino master 20 cent

9) un acquisitore Themino Master -  10   euro

10) n° 3 preamplificatori Theremino -  sostituibili dal nuovo adc 24 bit Theremino , più performante e meno costodo - vedere prototipo 8 e 9 e seguenti 30 euro


11 ) cavo USB con collegamento tipo stampante da 1,5 metri , meglio se da 5 metri - 4 euro

12) n°3 geofoni 1 verticale , 2 orizzontali da 4,5
  2,5 euro

Peso del sitema  1,1 kg , può essere zavorrato con 1- 2 fogli di pionbo ( acquistabili dai rivenditori di materiale edile della dimansione di 13 x 13
per raggiungere 1,5 - 2 kc che devono essere bloccati al cubo di legno dalle tre puntazze ex eventualmente con altri bulloni .



Figura 1) l'immagine visualizza l'elettronica del sistema.
i geofoni ( 2 sono nascosti )  e non visibili, i 3 amplificatori l'adconverter Theremino, e a sinistra anche l'accelerometro per il momento non ancora collegato.  



 Figura 2) - stessa immagine della precedente nella quale si vede anche uno dei 2 geofoni orizzontali , si può vedere la semplicità realizzativa del sitema 



 Figura 3) - stessa immagine della precedente con il sistema inscatolato nella scatola gewis, che ha solo scopo di protezione , i tre puntali vanno fissati  con bullone. rondella, legno/ cubo, romdella , dado di fissaggio devono quinti attraversare la scatola con buco, una nuova rondella e ub dado di blocco della scatola.  



Figura 4) visione finale del geofono 3D con acquisitore usb


IMPORTANTE 

Calcolo spessore della piastra 

Lo spessore della piastra va determinato in modo da raggiungere un pedo massimo di 3 kg e/o un peso minimo di 1,5 kg

pertanto lo spessore minimo sarà dato da

Ptot = peso totale (gr)
Psc = peso scatola con geofoni cubo accessori e puntazze con relativi bulloni (gr)
X = larghezza piastra (cm)
Y = lunghezza piastra (cm)
gamma = peso specifico del materiale usato

legno 0.8 g/cm3            
plexiglass 1.2 g/cm3
alluminio 2.7 g/cm3
ferro 7.7 g/cm3
piombo 11.0 g/cm3  

Peso specifico metalli    si consiglia di usare il platino è quello che pesa dipiù...
Peso specifico legno e legnami
 


H = (Ptot - Psc)/(X*Y* gamma )
dove H = spessore piastra ( cm )

Verifica alla della stabilità

Questa verifica permette di dare un giudizio della stabilità del sistema ai momenti torsionali, empiricamente facendo il rapporto tra H baricentrico ( verticale ) dal piano di campagna in posizione di lavoro e distanza minima rra i punzoni (cateti del triangolo circoscritto).
Maggiore sarà tale rapporto migliore è la risposta alle oscillazioni orizzontali dovute a momenti torsionali che si possono aggiungere alle azioni sismiche orizzontali che vogliamo misurare alterandone i risultati finali.


Tale rapporto deve essere:

poco stabile    0 - 1
stabile         1 - 2
molto stabile   2 - 3
massimo         3 - 4

NOTA 1) l' H deve essere comprensiva dell'altezza dei punzoni che devono essere considerati di almeno 3 cm anche se in realtà sono meno lunghi ; nel caso si usino punzoni più lunghi non va conteggiata la parte che viene infissa nel terreno in tal caso è utile dotati di punte di varia lunghezza.


NOTA 2) Nel caso di una piastra con sopra il cubo di legno eseguire il calcolo dei braccio risultante
Le verifiche proposte servono per fare un poco di ordine nel marasma delle misure diverse dei tromografi anche professionali, che possono dare valori in termini di rapporto HVSR a parità di Hardware in funzione del loro peso , dell'altezza, dell'altezza dei punzoni e di altri fattori.


E' stato sperimentato che lo stesso hardware montato in maniera diversa variando solo l'altezza, il diametro dei punzoni, l'altezza baricentrica dei loro componenti si comportano in maniera diversa influenzando ampiezza HVSR meno la frequenza di risonanza e migliorando o peggiorando il risultato in condizioni anche di piccole brezze.




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