SISMOLOGIA SPERIMANTALE
CON ACCELEROMETRI
progetto superato
Gli accelerometri generalmente hanno minor sensibilità geofoni, un segnale accelerometrico più sporco di quello velocimetrico, valisizzimi per registrare rumori antropici fino a 2- 6 g.
Per misure di microtremori non sono per il momento adatti perchè poco sensibili e con un rumore intrinseco relativamente alto
Pe la sismologia si sta pensando ad accelerometri particolare nel tentativo di aumentarne la sensibilità e migliorarne la qualità del segnale
DAL MANUALE THEREMINO adc 24 bit si legge quanto segue:
Connettere Accelerometri - Parte 1
Gli accelerometri hanno una banda passante che si estende fino alla continua (0 Hz).
Per alcune applicazioni questo è un vantaggio (i telefoni possono sentire la gravità terrestre e ruotare lo schermo), ma per sentire i movimenti del terreno la componente continua del segnale non serve.
Negli accelerometri la gravità provoca un forte sbilanciamento dell'asse verticale, che a riposo non misura 500 (valore centrale della nostra scala da 0 a 1000), ma circa 300, oppure 700.
E anche i canali orizzontali non sono centrati sul 500, ma potrebbero segnare, ad esempio 450, a causa delle imprecisioni costruttive, presenti anche nei migliori accelerometri.
Se i segnali di ingresso non sono centrati, allora impostando Gain maggiore di 1, si amplificherebbe lo sbilanciamento e si andrebbe a lavorare fuori dalla zona utile (valori di uscita minori di zero o maggiori di mille).
Quindi per eliminare la componente continua dai tre segnali di ingresso si devono interporre tre filtri passa alto, come quello illustrato in questo grafico.
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Connettere Accelerometri - Parte 2
Preparare l'adattatore come si vede in questa immagine.
Per saldare bene è importante la preparazione.
Usare stagno con piombo e resina (lo stagno senza piombo va bene solo per la produzione automatica). Prima di saldare, ogni componente deve essere accorciato e stagnato.
I fili devono essere spellati per 2 millimetri, arricciolati e stagnati. Infine si uniscono le parti e si saldano con una unica fusione, senza ritoccare o “spennellare” con il saldatore.
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PER IL MOMENTO E' STATA SOSPESA LA SPERIMENTAZIONE CON GLI ACCELEROMETRI IN QUANTO QUELLI ATTUALMENTE USATI SONO POCO SENSIBILI O TROPPO COSTOSI
ATTENDERE L'ARRIVO DEL NUOVO ACCELEROMETRO THEREMINO CHE CON IL 24 BIT PROBABILMENTE PERMETTERA' DI AVERE DEI BUONI RISULTANTI NEL CAMPO DELLA SISMOLOFIA DIMEZZANDO I COSTI DELL'ATTUALE SISMOGRADO CO GEOFONI
In questa pagina verranno pubblicate le prime sperimentazioni di acquisizione sismologica con un accelerometro economico per poter realizzare stazioni sismologiche 3d a costi ridotti.
In queste prime sperimentazioni è stato utilizzato:
1) Come collegare un accelerometro lis344
al theremino Master adc 16
Gli accelerometri sono ottimi per i sismografi, la loro banda passante da 0 Hz a 50Hz è ideale per la rilevazione dei terremoti.
al theremino Master adc 16
Gli accelerometri sono ottimi per i sismografi, la loro banda passante da 0 Hz a 50Hz è ideale per la rilevazione dei terremoti.
Si consiglia di usare il LIS344 per il suo rumore molto basso.
Gli accelerometri sono troppo rumorosi per i micro-tremori, ma sono ottimi per i terremoti, dal grado zero della scala Richter in su, fino ai terremoti più forti, in un’unica gamma.
Perchè non inserirlo nell'acquisitore sperimentale 3 canali HVSR ch1,2,3 e accelerometro CH4,5,6 cosro aggiuntivo di 12 euro in più..!!!
canali 6 di cui 3 trasduttori velocimetrici e 3 accelerometrici
frequenza di campionamento 500 hz a canale
Possibilità di acquisizione contemporanea accelerometri e geofoni e di salvare contemporaneamente file SAF accelerometrico e SAF velocimetrico dello stesso sondaggio
Durata di acquisizione limitata dalla dimensione dell'HD e/o ram
Visualizzazione in tempo reale delle 3/6 tracce sismiche e molto altro ancora.
2) altro accelerometro lis344 come si collega
3) Prototipo di amplificatore a gain variabile pilotabile da Pc con gain 1- 20 x nella versione sperimentale, potenzialmente aumentabile nella versione finale.
Lo schema è riferito al collegamento al vecchio accelerometro.
soluzione da scartare per la sismologia e microtremori
Lo schema è riferito al collegamento al vecchio accelerometro.
soluzione da scartare per la sismologia e microtremori
4) Theremino master versione 3 - 4 - acquisitore
5) software free - Progetto DOLFRANG - THEREMINO
In fase di realizzazione e completamento. nella versione finale potra gestire la rete di 1 o più stazioni sismologiche in tempo reale.
Il programma pur essendo già funzionante prevede molti altri miglioramenti, funzione, interessante sarà anche la funzione ANALISI DEL SEGNALE , integrare e derivare il segnale per calcolare la velocità, l'accelerazione, lo spostamento, fare la FFT, filtrare il segnale, equalizzarlo e eseguire la IFFT e molto altro ancora....
PRIMI RISULTATI
Un grazie va rivolto all'amico Maurizio Mistrali che cura l'assemblaggio del sistema per i test eseguiti in un ambiente silenzioso e lontano da rumori antropici.
Da ringraziare anche Theremino.com per il supporto tecnico , schemi elettrici forniti e consigli tecnici preziosi per l'interfacciamento dell'hardware al software e per l'Utilizzo del programma HAL semplice e veloce interfaccia tra tra il dato acquisito e l'applicazione specifica ( in questo caso il programma di sismologia)
Si tratta di acquisizioni eseguiti a frequenze si 100 - 200 Hz battendo sul pavimento ad una distanza di circa 1,5 m.
Il sistema può acquisire segnali sismici con frequenze che andranno da 50 a 500 hz e visualizzare in tempo reale la traccia sismica dei tre canali su monitor, su drum o al superamento di una determinata soglia archiviare l'evento sismico su Hd
E' possibile registrare ogni ora tutti i dati numerici acquisiti su hd in formato SAF - tale funzione non è ancora funzionante perfettamente.
figura 1
immagine di una delle tre tracce sismiche generate da un impatto sul terreno evidente il primo arrivo del segnale marcato da una tacca rossa
Figura 2
Sovrapposizione dei tre segnali acquisiti.
E' possibile caricare i file di testo di ogni evento importarli su Excel o altro programma analogo per poter visualizzare il segnale , trattarlo, archiviarlo ecc in maniera semplice e veloce
Notare il perfetto offset delle tre tracce cosa relativamente difficile in presenza di valori di segnale estremamente bassi
figura 3
Esempio di simulazione evento sismico - test di prova.
Attivanso la funzione "Ultimi Terremoti" è possibile visualizzare in maniera automatica su monitor l'ultimo evento verificatosi, e del medesimo visualizzare il segnale accelerometrico, velocimetrico e spostamenti( quest'ultimo in fase di realizzazione)
Figura 4
Esempio di visualizzazione drum ad elevata definizione 3600 x 1200 pix aggiornato ogni secondo su video e ogni 0,5 - 15 minuti online
Ogni pagina di registrazione copre le 24 ore di tempo ( ogni riga è 1 ora ogni tacca verticale 1 m / 10 minuti
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