NUOVE FUNZIONI
inserite nel software di acquisizione
Le nuove funzione hanno lo scopo di tarare lo strumento di acquisizione
ADC 24 BIT THEREMINO
ma possono essere anche a chi usa la precedente versione
MASTER ADC 16 THEREMINO.
L'adc 16 bit è un acquisitore molto sensibile e basta una resistenza , una saldatura, un componente leggermente diverso a livello di nanovolt si possono avere variazioni di comportamento elettrico del sistema che possono starare il sistema.
Lavorando con tensioni maggiori è possibile utilizzare piccoli trimmer che possono essere regolati, ma aggiungendo altri componenti elettrici aggiungono anche nuovi elementi che possono alterare la funzionalità del sistema.
Lavorando con tensioni maggiori è possibile utilizzare piccoli trimmer che possono essere regolati, ma aggiungendo altri componenti elettrici aggiungono anche nuovi elementi che possono alterare la funzionalità del sistema.
Si è preferito quindi un intervento rapido a livello software, soluzione questa che si basa di modificare i parametri acquisiti per un particolare fattore k di taratura canale per canale dopo particolari operazioni di taratura.
In questa prima fase si è cercato d'implementare una procedura relativamente semplice, seguirà una seconda fase che permetterà di eseguire una taratura più professionale e complessa, da eseguire periodicamente come consigliano le tecniche di acquisizione, poche persone dopo aver acquistato uno strumento professionale fanno eseguire costose e complesse verifiche per la taratura del sistema.
Si vuole quindi con il software di dase 2 fornire uno strumento che in pochi minuti possa verificare lo stato di taratura del sistema di acquisizone seguendo determinate procedure.
Le principali nuove funzioni inserite nel software sono le seguenti:
IMPOSTAZIONE NUMERI DI DECIMALI NEL FILE SAF
Il numero di decimali selezionabile va da 1 a 9 selezionarne troppi crea file grossi, difficili da gestire e appesantimento della CPU in fase di elaborazione e di acquisizione, al contrario si può provocare una perdita di dati significativi che possono alterare i risultati.
figura 1
In figura 1 in basso a sinistra sono visibili due finestre:
Se si seleziona SCELTA AUTOMATICA si può attivare l'unità di misura MILLIVOLT - MIVROVOLT e i numeri dei secimali viene impostato automaticamente.
Formato dati su file : si possono selezionare millivolt o microvolt a seconda che si vogliano misurare rumori antropici e analisi nei fabbreicati ( millivolt ) o mictrotremori di solito 100 - 1000 volte più piccoli sei precedenti ( microvolt).
Se si decide di selezionare un numero diverso di decimali selezionare nell'apposito meunu al posto di AUTOMATICO il numero di decimali desiderati
Importante che ci sino 3- 4 cipre significative; troppr cifre significherebbe file più grandi e piccoli rallentamenti della cpu
Se si decide di selezionare un numero diverso di decimali selezionare nell'apposito meunu al posto di AUTOMATICO il numero di decimali desiderati
Importante che ci sino 3- 4 cipre significative; troppr cifre significherebbe file più grandi e piccoli rallentamenti della cpu
ESEMPI: con selezionato microvolt
caso con troppi decimali selezionato fino a 1/10 di nanovolt
124.1999 88.2768 42.5954
26.3923 89.1589 31.7618
-33.9263 -5.2057 25.0803
-71.1447 -63.4337 -30.7827
-74.1474 -99.3859 -65.2736
caso di decimali sufficienti selezionare al massimo le decine di nanovolt
124.12 88.27 2.59
26.39 89.15 31.76
-33.92 -5.20 25.08
-71.14 -63.43 30.78
-74.14 -99.38 -65.27
caso di decimali insufficienti selezionato fino al microvolt
124 88 2
26 89 31
-33 -5 25
-71 63 -30
-74 -99 -65
124 88 2
26 89 31
-33 -5 25
-71 63 -30
-74 -99 -65
mv = 0,000.034.6; meglio microvolt 0,034.6
mv = 0,000.005 ; meglio attivare almeno 2 decimali in più e selezionare microvolt 0,005.35
microvolt 241,233.5 ; bastano le prime 4 cifre significative 241,2
millivolt 578,156.789 anche in questo caso sufficienti le prime 4 cifre significative 578,1
il settaggio va fatto sui valori registrati più piccoli, nell'incertezza meglio aumentare i decimali che ridurli troppo come nel seguente cado:
millivolt 0,003 quando aumentando di 3 cifre in più si sarebbero ottenuti 4 cifre significative invece di 3,516
ATTENZIONE
ogni volta che si cambia il GAIN nell'ADC 24 occorre inserire tale valore nella finestra GUADAGNO DI TENZIONE
TARATURA RAPPORTO GEOFONI ORIZZONTALI / GEOFONO VERTICALE
Per ridurre i tempi di attesa di un piccolo hardware e relativo software per la taratura del sistema in maniera più professionale si è scelto per il momento un metodo semplice e veloce per eseguire la procedura di taratura del sistema di acquisizione.
Come si vede in figura due sono le tipologie di taratura:
1) taratura - equalizzazione hardware del rapporto H/V
2) taratura - equalizzazione hardware del rapporto geofono N-S e E-O
Il metodo proposto permette di fare una buona taratura sperimentalmente, si poteva fare anche con tavole vibranti o con taratura hardware che hanno lo svantaggio di non tarare la strumentazione con le vibrazioni con grandezza di quelle che si vogliono misurare.
Sappiamo che in condizioni rumori antropici normali o elevati non è possibile avere valori perfettamente sovrapponibili a causa delle vibrazioni random del terreno, alla diversa meccanica dei geofoni, alla varianza dei risultati in ampiezza e in frequenza propria dei geofoni che possono variare da un +/- 5% fino a un +/- 10 percento a seconda del modello usato, alle diversità meccaniche dei geofoni verticali da quelli orizzontali soggetti o meno alla gravità terrestre, all'hardware utilizzato, alla meccanica dello strumento, ecc.
La taratura proposta è veloce ed empirica, possiamo considerare nel loro complesso tutti i fattori che agiscono sulla bontà dei risultati individuando i parametri che ci permettono di tarare la strumentazione in condizioni molto simili alla a quelle di lavoro.
Si sarebbero potute usare tavole vibranti che però hanno le seguenti limitazioni:
se si generano ampiezze del segnale elevati con tavola vibrante otteniamo risultati ottimali ma poco affidabili quando si passa ad acquisire i microtremori di ampiezze di qualche millivolt.
Con una buona tavola vibrante nel caso sia possibile eseguire test con bassa ampiezza del segnale abbiamo il segnale utile generato dalla tavola vibrante sporcato da:
il motore eccitante che genera piccole vibrazioni, dalle vibrazioni generate dalle parti scorrevoli che si muovono, ecc
Altro problema poco considerato nelle prove con la tavola vibrante è che essa di solito è posizionata su un tavolo che viene fatto vibrare da diversi fattori:
- il tavolo è posizionato in un edificio e non sempre al piano terra, quindi l'edificio potrebbe aggiungere le frequenze proprie al segnale generato dalla tavoletta vibrante se tarato sulle ampiezze delle dei microtremori che si vogliono misurare,
- le vibrazioni antropiche presenti nell'edificio
- i microtremori che provengono dal terreno e vengono trasmessi all'edificio.
- problemi hardware del sistema di acquisizione ecc
Per cui alla fine il dato ottenibile non rappresenterà mai il dato che vogliamo misurare.
Altra via per la taratura strumentale inserendo una corrente nota e certificata nel circuito al fine di calcolare esattamente il vero fattore di amplificazione per ogni singolo canale, operazione questa molto utile per determinare le prestazioni strumentali ma solo per la parte hardware ma non utili per vedere le starature nel loro contesto meccanica strumentale, elettronica, risposta dei geofoni ecc.
Nel prossimo futuro , sarà realizzato un piccolo hardware ( fase 2) capace a determinare i valori di taratura di FFT, di offset di gain degli otto canali in modo, se sarà necessario , di verificare lo stato strumentale in maniera autonoma tutte le volte che si riterrà necessario di farlo per garantire il buon funzionamento dello strumento nel tempo.
Per ridurre i tempi di attesa di un piccolo hardware e relativo software per la taratura del sistema in maniera più professionale si è scelto per il momento un metodo semplice e veloce per eseguire la procedura di taratura del sistema di acquisizione.
Come si vede in figura due sono le tipologie di taratura:
1) taratura - equalizzazione hardware del rapporto H/V
2) taratura - equalizzazione hardware del rapporto geofono N-S e E-O
Il metodo proposto permette di fare una buona taratura sperimentalmente, si poteva fare anche con tavole vibranti o con taratura hardware che hanno lo svantaggio di non tarare la strumentazione con le vibrazioni con grandezza di quelle che si vogliono misurare.
Sappiamo che in condizioni rumori antropici normali o elevati non è possibile avere valori perfettamente sovrapponibili a causa delle vibrazioni random del terreno, alla diversa meccanica dei geofoni, alla varianza dei risultati in ampiezza e in frequenza propria dei geofoni che possono variare da un +/- 5% fino a un +/- 10 percento a seconda del modello usato, alle diversità meccaniche dei geofoni verticali da quelli orizzontali soggetti o meno alla gravità terrestre, all'hardware utilizzato, alla meccanica dello strumento, ecc.
La taratura proposta è veloce ed empirica, possiamo considerare nel loro complesso tutti i fattori che agiscono sulla bontà dei risultati individuando i parametri che ci permettono di tarare la strumentazione in condizioni molto simili alla a quelle di lavoro.
Si sarebbero potute usare tavole vibranti che però hanno le seguenti limitazioni:
se si generano ampiezze del segnale elevati con tavola vibrante otteniamo risultati ottimali ma poco affidabili quando si passa ad acquisire i microtremori di ampiezze di qualche millivolt.
Con una buona tavola vibrante nel caso sia possibile eseguire test con bassa ampiezza del segnale abbiamo il segnale utile generato dalla tavola vibrante sporcato da:
il motore eccitante che genera piccole vibrazioni, dalle vibrazioni generate dalle parti scorrevoli che si muovono, ecc
Altro problema poco considerato nelle prove con la tavola vibrante è che essa di solito è posizionata su un tavolo che viene fatto vibrare da diversi fattori:
- il tavolo è posizionato in un edificio e non sempre al piano terra, quindi l'edificio potrebbe aggiungere le frequenze proprie al segnale generato dalla tavoletta vibrante se tarato sulle ampiezze delle dei microtremori che si vogliono misurare,
- le vibrazioni antropiche presenti nell'edificio
- i microtremori che provengono dal terreno e vengono trasmessi all'edificio.
- problemi hardware del sistema di acquisizione ecc
Per cui alla fine il dato ottenibile non rappresenterà mai il dato che vogliamo misurare.
Altra via per la taratura strumentale inserendo una corrente nota e certificata nel circuito al fine di calcolare esattamente il vero fattore di amplificazione per ogni singolo canale, operazione questa molto utile per determinare le prestazioni strumentali ma solo per la parte hardware ma non utili per vedere le starature nel loro contesto meccanica strumentale, elettronica, risposta dei geofoni ecc.
Nel prossimo futuro , sarà realizzato un piccolo hardware ( fase 2) capace a determinare i valori di taratura di FFT, di offset di gain degli otto canali in modo, se sarà necessario , di verificare lo stato strumentale in maniera autonoma tutte le volte che si riterrà necessario di farlo per garantire il buon funzionamento dello strumento nel tempo.
figura 2
1) taratura - equalizzazione hardware del rapporto H/V
prima verifica - con elaborazione HVSR
Necessita, prima di eseguire la taratura, 1 o più acquisizioni eseguite anche in un fabbricato di 1 2 piani se possibile in una piana alluvionale il più possibile isotropa. tra l'asse nord-sud ed est-ovest
Dopo aver eseguito un paio di acquisizioni di 20 30 minuti meglio se ruotate di 90° una dall'altra eseguire il calcolo dell'HVSR con geopsy.
Nel caso di test fatti in edifici posizionare lo strumento ruotato di 45 gradi rispetto alle pareti perimetrali per avere la risultante della vibrazione della struttura simile sui 2 assi orizzontali.
Meglio eseguire una seconda acquisizione ruotando la strumentazione di 90 grati rispetto all'asse precedente (rimanendo sempre il geofono 3d usb inclinato di 45 ° rispetto alle pareti perimetrali con un certa precisione )
I tempi di acquisizione possono essere ridotti a 10 - 20 minuti ( se sono di 30 è meglio).
Dopo aver eseguito i test occorre elaborare Geopy fino a lasciare 10 15 windows, possibilmente eliminare tutte le windows generate da rumori antropici, l'acquisizione deve essere eseguita in assenza di vento o in locale meglio a piano terra, nel nostro esempio a piano tre, il geofono 3d come indicato nei parametri precedenti è stato posizionato a 45 gradi con le pareti dell'edificio.
Se la prova si fa in campagna occorre scegliere un luogo lontano dal traffico e con risposta isotropa nelle 2 direzioni orizzontali.
Quanto scritto è ancora da verificare e verificare la presenza di eventuali errori - un grazie a chi verifica quanto scritto - comunicare cosa occorre correggere.
Seconda verifica con FFT del segnale
Quanto scritto è ancora da verificare la presenza di eventuali errori - un grazie a chi controlla quanto scritto, comunicare cosa che occorre modifiare.
Nel caso di test fatti in edifici posizionare lo strumento ruotato di 45 gradi rispetto alle pareti perimetrali per avere la risultante della vibrazione della struttura simile sui 2 assi orizzontali.
Meglio eseguire una seconda acquisizione ruotando la strumentazione di 90 grati rispetto all'asse precedente (rimanendo sempre il geofono 3d usb inclinato di 45 ° rispetto alle pareti perimetrali con un certa precisione )
I tempi di acquisizione possono essere ridotti a 10 - 20 minuti ( se sono di 30 è meglio).
Dopo aver eseguito i test occorre elaborare Geopy fino a lasciare 10 15 windows, possibilmente eliminare tutte le windows generate da rumori antropici, l'acquisizione deve essere eseguita in assenza di vento o in locale meglio a piano terra, nel nostro esempio a piano tre, il geofono 3d come indicato nei parametri precedenti è stato posizionato a 45 gradi con le pareti dell'edificio.
Se la prova si fa in campagna occorre scegliere un luogo lontano dal traffico e con risposta isotropa nelle 2 direzioni orizzontali.
Quanto scritto è ancora da verificare e verificare la presenza di eventuali errori - un grazie a chi verifica quanto scritto - comunicare cosa occorre correggere.
figura 3
Eseguita l'elaborazione HVSR occorre individuare i tratti del segnale ove non sono presenti picchi, nel nostro caso da scartare il tratto da 1 hz a 10 hz e da 20 a 40 hz
figura 4
per vedere meglio il segnale conviene non visualizzare le tracce colorate delle windows ma solo la traccia media nera del segnale e l'intervallo di confidenza tratteggiato
figura 5
Zoommando il grafico è possibile valutare , il modo empirico la staratura in ampiezza del rapporto HVSR, nel nostro vanno da o,5 hz a 1 hz e tra 10 20 hz due tratti in cui non soni intervenuti fattori di risonanza importanti,
La stratura è valutabile attorno a 1/ 0,75 = 1,3 Kv che bisogna impostare nell'apposita finestra in alto della pagina taratura come scala HV il valore 1,3
VANNO APPLICATE LE MEDESIME REGOLE PER PORTARE A 1 IL VALORE DELL'HVSR CON LA FUNZIONE "proptietà -> asse y -> scale "DI GEOPSY
Facendo diversi tentativi con geopsy ad un certo punto si troverà un valore valido che porta a uno la parte si grafico esente da picchi.
quando il segnale va a 2 il kv da applicare è o,5
quando il segnale ca a 0,5 il kv da applicare è 2.0
quando il segnale va a uno il kv deve rimanere a 1Seconda verifica con FFT del segnale
Quanto scritto è ancora da verificare la presenza di eventuali errori - un grazie a chi controlla quanto scritto, comunicare cosa che occorre modifiare.
figura 6
Occorre attivare la funzione FFT del programma di elaborazione e visionare il grafico FFT dei tre componenti e prendiamo solo in considerazione il componente dei due geofoni orizzontali con quello verticale (prima taratura di zero),
figura 7
Per meglio visionare il segnale si è ingrandito la FFT nella zona che interessa di più tra 0,5 - 1 hz
Dall'immagine risulta chiaro:
1) la perfetta sovrapposizione dei segnale dei due geofoni orizzontali che si possono considerare equalizzati ( in questo caso trattandosi di FFT i segnali non devono avere necessariamente tratti orizzontali , ma nelle zone senza importanti picchi, in questo caso tra o,5 - 1 hz devono essere grossomodo sovrapponibili.
2) dalle figura è evidente che la traccia verticale è diversamente posizionata da quelle orizzontali anche se normalmente dovrebbe essere posizonata di un fattore 1.42 più alto dei due orizzontali, occorre pertanto valutare se tale rapporto è valido o se necessita eseguire correzione di ampiezza.
DA VERIFICARE
Considerando la formula Az = (An^2+ Ae^2) / AV = (0,4^2+0,42^2)^.5 = 0,56
dove An = ampiezza asse nort a 0,5 hz
Ae = ampiezza asse est a o,5 hz
Az = ampiezza asse Vert a 0,5 Hz
ottenuto =0,56 invece dell'ampiezza reale di misurata sul grafico 0,7
applicando un fattore di kv precedemte calcolato = 1,3 otteniamo 0,56 x1,3= 7,2 che è l'ampiezza realmente misurata dall'asse vericale a o,5 hz
pertanto anche con questa verifica dobbiamo applicare come scala HV il valore 1,3 come con la verifica fatta con il metodo dell' HVSR
PER SEMPLIFICARE LE OPERAZIONI SI PUO' PROCEDERE CON TENTATIVI FACENDO PIU' ACQUISIZIONI INTEGRANDO IL Kv DI TATATURA VERTICALE DEL +/- 10 % OGNI VOLTA, FINO A QUANDO SI OTTIENE UN HVSR TRA 0,9 - 1,2 NEI TRATTI PRIVI DI PICCHI
Eseguire più volte questa operazione FACENDO ALTRI SONDAGGI IN ALTRI LUOGHI ADATTI con piccoli ritocchi fino a quando il 60 % - 100% delle acquisizioni si assesteranno ad HVSR =1.
Evitare di fare la taratura quando c'è presenza di vento, si è vicina a rumori antropici, vicino al mare, a corsi d'acqua, su versanti, in cima a vette o colline e in tutte le zone ove possono essere presenti anomalie stratigrafiche orizzontali, morfologiche e o con presenza di rumori antropici e di vento.
Il punto migliore per fare le prove di taratura è al centro di una piana alluvionale con roccia a partire da 10 a 80 m di profondità e isotropa lungo gli assi orizzontali
Inviare i test a dolfrang@libero.it
TARATURA GEOFONO NORD/SUD E IL GEOFONO EST/OVST
SI PUO' OPERARE IN 3 MODI
1) in fase di acquisizione controllare che l'ampiezza del canale 1 e 2 ( la parte che riguarda i microtremori ( esclusi i rumori antropici ) sia di ampiezza simile ( ingrandendo il più possibile il grafico durante l'acquisizione
2) posizionare i geofoni orizzontali sul pavimento in posizione parallela collegati al convertitore adc, fare un'acquisizione di 5 minuti
inviare i dai in excel
eseguire la media dei valori assoluti acquisiti, saranno valori assai simili quando il sistema è settato con rapporto = 1
altrimenti occorre impostare un k che va da 0,5 a 2
aumentando o diminuendo il k si cambia il rapporto di scala tra i due geofoni orizzontali.
3) usare il fattore scala asse verticale con il grafico rotate 0- 180 gradi di Gopsy fino a quando la colorazione si è equalizzato
Il 1° tromografo che permette di attenuare
SI PUO' OPERARE IN 3 MODI
1) in fase di acquisizione controllare che l'ampiezza del canale 1 e 2 ( la parte che riguarda i microtremori ( esclusi i rumori antropici ) sia di ampiezza simile ( ingrandendo il più possibile il grafico durante l'acquisizione
2) posizionare i geofoni orizzontali sul pavimento in posizione parallela collegati al convertitore adc, fare un'acquisizione di 5 minuti
inviare i dai in excel
eseguire la media dei valori assoluti acquisiti, saranno valori assai simili quando il sistema è settato con rapporto = 1
altrimenti occorre impostare un k che va da 0,5 a 2
aumentando o diminuendo il k si cambia il rapporto di scala tra i due geofoni orizzontali.
3) usare il fattore scala asse verticale con il grafico rotate 0- 180 gradi di Gopsy fino a quando la colorazione si è equalizzato
Il 1° tromografo che permette di attenuare
l'effetto della Brezza
( in fase di sperimentazione )
( in fase di sperimentazione )
ATTENUAZIONE EFFETTO BREZZA ( 1° tromografo che ha questa funzione)
Spesso la brezza trasla tutto il segnale hvsr a valori maggiori di uno fino a hvsr = 2
In fase preventiva, in base alla brezza presente ( che si puù misurare con un anemometro economico) si potrà impostare un K vento proporzionale all'entità del vento medesimo.
Il valore 2.0 corrisponde circa ad una brezza con velocità do 3- 3,5 m.sec - 1 assenza di vento
Per non dimenticare il parametro vento attivato, ogni sessione di acquisizione il parametro viene riportato a 1 = assenza di vento.
Fino a quando non si sa tarare li k vento è possibile fare una acquisizione preventiva di 2 - 4 minuti eseguire una veloce elaborazione per vedere se con il K vento impostato il grafico HVSR va a 1
In tutti i casi sia per il kvento che per il k hv, in caso di errata taratura si può intervenire in fase di elaborazione con Geopsy per correggere i risultati ottenuti.
Attenzione - quando è possibile non eseguire HVSR in assenza totale di vento fino a brezze medio leggere, evitare di fare acquisizioni in presenza di vento, i dati ottenuti non saranno affidabili.
In futuro verrà impostato nel menu a tendina direttamente il velocità del vento misurata taarata con il fattore di scala K vento per agevolare l'operatore
Esempio di taratura
Si ringrazia l'Ing. Corrado Pecora per avermi inviato questi due esempi chiarificatori che confermano la tesi che è servita per la taratura del sistema, non solo per la parte elettronica ma anche sotto l'aspetto meccanico, e funzionale dei tre geofoni , in particolare per tarare la risposta dei geofoni orizzontali con il verticale.
Taratura necessaria quando si vuole lavorare con valori anche al di sotto dei microvolt.
Il risultato , quindi è una taratura globale sel sistema di acquisizione.
La procedura della prima taratura di zero è molto semplice:
Eseguire una prima acquisizione SAF ottenendo il risultato sottostante.
cliccare sulla foto per ingrandire
Porre l'attenzione sul grafico tra 0,5 hz e 1 hz quando in presenza di vibrazioni molto masse e quindi a rischio di staratura dovute ad una risposta in ampiezza tra onde acquisite dai geofoni orizzontali e quello verticale in particolare ( meccanicamente diversi).
A sinistra in ascissa il valore hvsr si aggira attorno a 0.30 , mentre dovrebbe essere 1
A destra a 100 hz vale circa 0,8, in questo caso non essendoci la presenza di picchi in valore non necessariamente deve essere =1
Per tentativi o valutando con Geopsy il valore da assegnare a PROPRIETA' - > ASSE Y -> SCALE" si è individuato il valore di scale da assegnare a Geopsy per portare il grafico nel tratto privo di picchi.
Il valore di SCALE è stato inserito come K_h/v dello strumento nell'apposita finestra TARATURA del programma di acquisizione ( menu posto in alto)
Terminata l'operazione si è quindi proceduto ad una acquisizione vi verifica nel medesimo punto
Il risultato è iil grafico Hv visualizzato sopra; come si può notare ( nonostante che l'immagine è piccola,
- a sinistra tra 0,5 - 1,00 hz il rapporto è risalito a da 0,3 hz a 1 di Hvhr,
-a destra il valore hvsr a 100 hz è salito proporzionalmente a 2.4 Hz
- in tutti e due i casi l'aspetto grafico in termini di valori HVSR da 0,5 a 100 hz non è cambiato , si è avuta una traslazione tripla in altezza.
Nel caso l'azzeramento non fosse perfettamente riuscito è sufficiente integrare o diminuire il fattore K_hv di una percentuale in aumento o in diminuzione per far meglio coincidere il valore hvsr , nel tratto considerato , al valore di 1
Non tutti i siti sono adatti per fare la taratura, stratigraficamente i più adatti sono quelli con il substrato roccioso che inizia tra i 10 - 50 metri , e che al di sotto ad 1 hz presentano un andamento orizzontale che comprova l'assenza di presenza di discontinuità stratigrafiche.
Nel caso di tarature all'interno di strutture l'edificio non deve superare i 3 - 5 piani, in questo modo siamo sicuri che non esistono frequenze di picco sotto ad 1 hz.
Si consiglia ogni volta che si esegue una prova di acquisizione di vericare:
1) se il rapporto Hvsr da ad 1
2) se dovesse essere diverso da 1 capire se è causa di staratura ( in questo caso tutte le prove dovrebbero essere starate)
3) oppure se il valore di HVSR è dovuto alla presenza di una discontinuità profonda a profondità superiore di 80 150 metri di profondità
In questo caso la staratura potrebbe essere in casi analoghi.
4) in caso si vento leggero se si ha una staratura da 1.2 a 2 di HVSR e può essere corretta in fase di acquisizione, impostando un K_brezza che cercherà di attenuare la staratura .
A tal scopo vine utile utilizzare un anemometro per valutare la velocità del vento che potrà essere correlata al valore numerico da impostare nell'apposita finestra a tendina del programma di acquisizione.
valore 1 = assenza di vento
valore di 2 = brezza elevata attorno a 2-3 metri / sec,
valore > 2 se la velocità della brezza supera tale valore si consiglia di non eseguire la prova.
LE SPERIMENTAZIONI DEL 24 BIT STANNO AMDANDO AVANTI2° 2° FASE
Premesso che nei miei post ho sempre preferito nel caso dell'Hvsr utilizzare adc a 10 16 bit che i 24 bit in quanto gran parte della risoluzione in ampiezza del segnale viene applicata dall'amplificatore
In questo modo utilizzando l'amplificatore di buona qualità per preamplificare il segnale anche a 10000 x si può ottenere un segnale molto più pulito di quello ottenibile con un 24 bite, l'adc 10-16 bit verrà utilizzato per la trasformazione del dato analogico in digitale in questo modo si aumenta al massimo il rapporto segale/rumore.
Usare solo un adc vuol dire utilizzare un sistema più rumoroso e meno stabile, difficile da equalizzare e tarare come appunto è accaduto con il nuovo adc 24 bit.
Normalmente i 24 bit vengono utilizzati quando esiste un grande divario in ampiezza esempio misurare un terremoto che varia da scala 1 a 10 rikter dove il divario tra valore massimo e minimo è elevato, nell'hvsr invece il segnale che a noi serve ha ampiezze minimali dove l'adc 24 bit ha molto rumore hardware, mentre se vogliamo registrare un terremoto si 2° 5° grado la risoluzione e la qualità del segnale è perfetta.
Fatto questo preambolo, voglio avvisare che è stato trovato un bug hardware del cip di acquisizione del ch1 ( almeno fegli adc 24 bit esaminati) causa principale della staratura e della generazione di un rumore hardware infinitesimo inferiore al millivolt a per qualche frequenza di 1 - 8 microvol ( da una valutazione di massima)
Questo rumore quindi va ad interferire con il segnale sporcandolo, ( si tenga presente che un rumore fi 1 -10 microvolt è un rumore accettabile per un tromografo )
Il bug non influisce molto sul risultato finale, ma essendo possibile migliorare il risultato finale si è cercato una soluzione che potesse eleminare completamente il problema sfruttando il fatto che l'adc in differenziale ha 8 canali e a noi ne servono solo tre.
Si è visto che gli altri canali ( a livello di cip adc e quindi non modificabili dall'ardware Theremino" ) non hanno bisogono di essere tarati e il segnale è eccezionalmente più pulito passa indicativamente da 10 - 20 nanovolt a frequenze di 1 hz e a 400 nanovolt a frequenze di 50 hz ( con il gain massimo applicato di 128 x)
SOLUZIONE:
NON USARE IL CH 1 2 E IL 15 16 perché elettronicamente leggermente diversi e causa di problematiche sopra menzionate per eseguire misure estremamente piccole che si possono utilizzare per la sismica attiva in differenziale o pseudo differenziale e in single, quando servono 8 o più canali e per misure di temperatura, di spostamento, di umidità, di velocità del vento ecc. quando i segnali di misurare sono superiori a 10 microvolt.
SI CONSIGLIA SI COLLEGARE AL POSTO DI;
VERTICALE CH 1- CH2 PIN 1
NORD CH3 - CH4 PIN 2
EST CH5 - CH6 PIN 3
I SEGUENTI CANALI :
VERTICALE CH3- CH4 PIN 1
NORD CH5 - CH6 PIN 2
EST CH7 - CH8 PIN 3
IN QUESTO MODO AVRETE SEGNALI CON UN RUMORE INTRINSECO ESTREMAMENTE BASSO E PULITO E NON SERVIRA' AGIRE SUL FATTORE DI TARATURA, ( al massimo in qualche caso potrà essere assegnato un fattore 0,9 - 1,1)
A tal scopo vine utile utilizzare un anemometro per valutare la velocità del vento che potrà essere correlata al valore numerico da impostare nell'apposita finestra a tendina del programma di acquisizione.
valore 1 = assenza di vento
valore di 2 = brezza elevata attorno a 2-3 metri / sec,
valore > 2 se la velocità della brezza supera tale valore si consiglia di non eseguire la prova.
LE SPERIMENTAZIONI DEL 24 BIT STANNO AMDANDO AVANTI2° 2° FASE
Premesso che nei miei post ho sempre preferito nel caso dell'Hvsr utilizzare adc a 10 16 bit che i 24 bit in quanto gran parte della risoluzione in ampiezza del segnale viene applicata dall'amplificatore
In questo modo utilizzando l'amplificatore di buona qualità per preamplificare il segnale anche a 10000 x si può ottenere un segnale molto più pulito di quello ottenibile con un 24 bite, l'adc 10-16 bit verrà utilizzato per la trasformazione del dato analogico in digitale in questo modo si aumenta al massimo il rapporto segale/rumore.
Usare solo un adc vuol dire utilizzare un sistema più rumoroso e meno stabile, difficile da equalizzare e tarare come appunto è accaduto con il nuovo adc 24 bit.
Normalmente i 24 bit vengono utilizzati quando esiste un grande divario in ampiezza esempio misurare un terremoto che varia da scala 1 a 10 rikter dove il divario tra valore massimo e minimo è elevato, nell'hvsr invece il segnale che a noi serve ha ampiezze minimali dove l'adc 24 bit ha molto rumore hardware, mentre se vogliamo registrare un terremoto si 2° 5° grado la risoluzione e la qualità del segnale è perfetta.
Fatto questo preambolo, voglio avvisare che è stato trovato un bug hardware del cip di acquisizione del ch1 ( almeno fegli adc 24 bit esaminati) causa principale della staratura e della generazione di un rumore hardware infinitesimo inferiore al millivolt a per qualche frequenza di 1 - 8 microvol ( da una valutazione di massima)
Questo rumore quindi va ad interferire con il segnale sporcandolo, ( si tenga presente che un rumore fi 1 -10 microvolt è un rumore accettabile per un tromografo )
Il bug non influisce molto sul risultato finale, ma essendo possibile migliorare il risultato finale si è cercato una soluzione che potesse eleminare completamente il problema sfruttando il fatto che l'adc in differenziale ha 8 canali e a noi ne servono solo tre.
Si è visto che gli altri canali ( a livello di cip adc e quindi non modificabili dall'ardware Theremino" ) non hanno bisogono di essere tarati e il segnale è eccezionalmente più pulito passa indicativamente da 10 - 20 nanovolt a frequenze di 1 hz e a 400 nanovolt a frequenze di 50 hz ( con il gain massimo applicato di 128 x)
SOLUZIONE:
NON USARE IL CH 1 2 E IL 15 16 perché elettronicamente leggermente diversi e causa di problematiche sopra menzionate per eseguire misure estremamente piccole che si possono utilizzare per la sismica attiva in differenziale o pseudo differenziale e in single, quando servono 8 o più canali e per misure di temperatura, di spostamento, di umidità, di velocità del vento ecc. quando i segnali di misurare sono superiori a 10 microvolt.
SI CONSIGLIA SI COLLEGARE AL POSTO DI;
VERTICALE CH 1- CH2 PIN 1
NORD CH3 - CH4 PIN 2
EST CH5 - CH6 PIN 3
I SEGUENTI CANALI :
VERTICALE CH3- CH4 PIN 1
NORD CH5 - CH6 PIN 2
EST CH7 - CH8 PIN 3
IN QUESTO MODO AVRETE SEGNALI CON UN RUMORE INTRINSECO ESTREMAMENTE BASSO E PULITO E NON SERVIRA' AGIRE SUL FATTORE DI TARATURA, ( al massimo in qualche caso potrà essere assegnato un fattore 0,9 - 1,1)
PARTE 3°
MANUALE HAL PER THEREMINO MASTER ADC24 BIT
PER PER PROVE HVSR
MENU IMPORTANTI
RECOGNIZE E VALIDATE da usare quando per qualche motivo Hal non funziona bene
CONFIGURAZIONE di HAL
( vedere manuale Pdf Sistema theremino - Theremino_ADC24 - 28 giugno 2016 - Pagina 28 )
1) SETTAGGIO PIN 7 da completare
Va configurato come DIFFERENZIALE
2) SETTAGGIO PIN 8 da completare
3) SETTAGGIO PIN 9 da completare
Il menu di Theremino Hal dopo aver apportato le modifiche dovrà apparire cosipresenta cosi:
1) SETTAGGIO PIN 7 da completare
Va configurato come DIFFERENZIALE
2) SETTAGGIO PIN 8 da completare
3) SETTAGGIO PIN 9 da completare
Il menu di Theremino Hal dopo aver apportato le modifiche dovrà apparire cosipresenta cosi:
Type Id subtype Dir Sloot Value
Master 1 Nome
Slave 1 Master Type
Pin 1 Unused
Pin 2 Unused
Pin 3 Unused
Pin 4 Unused
Pin 5 Unused
Pin 6 Unused
Pin 7 Adc_24 per attivare il 24 bit
Pin 8 Adc_24_din
Pin 9 Adc_24_dout get 9 per gestire il filtraggio e altri parametri
Pin 10 Unused
Pin 11 Unused
Pin 12 Unused
Pin 10 Unused
Pin 11 Unused
Pin 12 Unused
ADC24 1 Unused
ADC24 2 Unused
ADC24 3 Adc_24_ch get 1 asse z verticale differenziale
ADC24 8 Adc_24_ch_b 6 asse est - ovest differenziale
ADC24 4 Adc_24_ch_b 2 asse z verticale differenziale
ADC24 5 Adc_24_ch get 3 asse nord - sud differenziale
ADC24 6 Adc_24_ch_b 4 asse nord - sud differenziale
ADC24 7 Adc_24_ch get 5 asse est - ovest differenzialeADC24 8 Adc_24_ch_b 6 asse est - ovest differenziale
ADC24 9 Unused
ADC24 10 Unused
ADC24 11 Unused
ADC24 12 Unused
ADC24 13 Unused
ADC24 14 Unused
ADC24 15 Unused
ADC24 16 Unused
PROPRIETA' DEL MASTER
1) COM SPEED - VELOCITA' è un valore che linita la frequenza massima campionabile risucendo il consumo di CPU
Per il tromografo controllare che FAST DATA EXCHANGE sia settata a 600 se si vuole acquisire a 200 Hz pari al prodotto della frequenza di campionamento x il numero di canali attivati.
2) COM SPEED è un valore che varia da 10 a 12 per l'HVSR
I valori sono circa 2 punti maggiori rispetto a quelli normalmente indicati per avere una migliore risposta in caso di necessità
le frequenze cancellate saranno riattivabili quando sarà pronto il software si equalizzazione
le frequenze cancellate saranno riattivabili quando sarà pronto il software si equalizzazione
(dopo aver eseguito apposite verifiche si potranno uasre anche le frequenze da 250 - 330 3 500 hz)
11 per hvsr Hz acq = 200 hz
10 per hvsr Hz acq = 125 hz
Per il tromografo controllare che attivare il filtro MAX SPEED
3) per il TROMOGRAFO sperimentale va settato a 8-12 massima velocità
settamile nei parametri del pin 7 dell' ADC 24
settamile nei parametri del pin 7 dell' ADC 24
Con Hz campionamento = 200 Hz ( Hz passante 100 hz ) impostrare valore 600 Hz
Con Hz campionamento = 120 Hz ( Hz passante 60 hz ) impostrare valore 360 Hz
4) I PIN TYPE devono essere settati come ADC24
5) SLOT devono essere numeri progressivi da
CH 3 A CH 4 B PIN 1
CH 5 A CH 6 B PIN 2
CH 7A CH 8 B PIN 3
6) MAX VALUE per convenzione usare SEMPRE 1650
7) MIN VALUE per convenzione usare il valore = -1650
per cui 1 = 1 volt circa :
1650 = 1,65 volt
0 = 0 volt
-1650 = -1,65 volt
8) RESPONSE SPEED per convenzione inserire il valore di 200
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