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MANUALE DOLQUAKE  V 2.0

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 V2.0

 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  sito per chi vuole realizzare strumentazioni a 8 16 e 24 bit  da 1 a 16 canali, portabili fino ad un massimo di circa 200 se le frequenze di campionamento non sono troppo elevate (mediamente inferiori a 10 50 hz.,

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) ,  è possibile amplificarlo di 1 2 4 8 16 32 64 128 x da software), una velocità di acquisizione da campione singolo canale fino a 500 hz/sec.circa.

Terminato il progetto si è potuti passare alla realizzazione del sismografo per sismologia 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 sismografo.

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 forma 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

SETTAGGIO DI THEREMINO HAL - PARTE 1

settaggio del canale 1

gli altri canali se usano sensori simili , si configurano nel medesimo modo

1.  alto colonna di sinistra,  ID 7 8 9 riguardano le linee di trasmissione dati
2.  basso colonna di sinistra, Sx 1 2 3 4 5 6 ID  adc24 bit sono i canali arrivati, in modalità differenziale ogni canale viene gestito da 2 id, ( 1 legge i valori positivi e l'altro quelli negativi

1.  a destra Name - si possono selezionare diversi settaggi precedentemente memorizzati, uno per ogni strumento o programma selezionato, esempio tromografo 16 bit, tromografo 24 bi, dolquake, altre applicazioni, si possono creare altri settaggi.
2.  Rep freq (fps) , con valori > 400 800 hz  a seconda del tipo di Pc usato  Hz /canale.
3.  com speed va mantenuto 12, riducendo il valore la frequenza massima si riduce e quindi si riducono il n di campioni acquisibili al secondo.
4.  pin Tipe seleziona la modalità di acquisizione in questo caso con ADC 24 BIT.
5.  Slot è il numero del canale a cui è collegato il sensore.
6. Max value - +/3300 -3200 è il valore si tensione in differenziale di saturazione in mv sello strumento, da usare con dolquake, altri programmi se richiesto tali valori vanno espresso in volt per cui si dovrà impostare +/-3.3 v in differenziale.

ATTENZIONE DALLE VERSION POST GENNAIO 2023 AL POSTO DI +/ 3300 VA IMPOSTATO A +/- 3,3

I DATI REGISTRATI SONO ESPRESSI IN MILLIVOLT

1.  Respsose speed va messo a 100 con pulsante di attivazione del filtro IIr di Hal( da non usare) grigio (non attivato)
2. Gain indica il guadagno applicato in fase si acquisizione imputabile da software 1 2 4 8 16 32 64 129, consigliati i 64 di gain per siti silenziosi, 64gain per i siti rumorosi rumorosi e 32 molto rumorosi.

CAPITOLO 4 - 

SETTAGGIO DI THEREMINO HAL - PARTE 2

cliccando su Pin 7 riga evidenziata in Blu si attiva il menu specifico,

1) NUMBER OF PIN 16

2) SAMPLES/SEC = > NUM CH X 500 ( SE FILTRATO)

3) FILTRO= CONSIGLIATO SITI RUMOROSI FAST

cliccando sulla finestra bianca a destra canale si può scegliere altre configurazioni, nel caso della sismologia cliccare su DOLQUAKE

CAPITOLO - 5

acquisizione dati

tre sono le tipologie di acquisizione

1) pulsante acquisizione CONTINUA

dopo aver avviata l'acquisizione continua fino a quando si clicca sul pulsante FERMA (rosso) 

2) pulsante acquisizione  A TEMPO

dopo aver impostata la durata dell'acquisizione e dopo aver trascorso il tempo indicato ì'acquisizione termina 

3) pulsante acquisizione CON SOGLIA 

3 impostata la soglia e il sistema di acquisizione inizia a funzionare fino a quando non si clicca su FINIRE

avv

CAPITOLO - 6

acquisizione dati

CAPITOLO - 7
archivio

CAPITOLO - 8 
elaborazione

CAPITOLO - 9 

CAPITOLO - 10

CAPITOLO 11 - 

DOLTERREMOTO

programma per l'individuazione dei terremoti locali per versioni di DOLQUAKE aggiornati al 2023 04 27 o superiore.

1. lanciare DOLQUAKE 
2. cliccare su AGGIORNA EVENTI nella pagina INFOQUAKE di DOLQUAKE
3. si aprirà la seguente pagina

1. controllare che  "AGGIORNA OGNI ....."  sia impostato ogni 15 minuti (consigliato)
2. cliccare il pulsante "AVVIA AGGIORNAMENTI AUTOMATICI"
3.  Si tornerà quindi in DOLQUAKE e saranno visualizzati i terremoti delle ultime 48 0re.
4. ogni volta che si desidera aggiornare nuovi eventi Sismici cliccare su AGGIORNA EVENTI,  verrà aggiornata l'apposita lista
5. controllare che nel minuto dell'evento o seguenti siano presenti SUPERAMENTI DI SOGLIA, se si ritine guardando il drum sia un eventi di una certa importanza sarà possibile scaricare l'evento + DOL di 60 minuti con WINDOLQUAKE  e visualizzarlo a tutto schermo, se è il caso archiviarlo e inviarlo online.

CAPITOLO 12 - 

WINDOLQUAKE 
Programma di analisi segnale acquisito

Per chi è interessato a testare il programma può inviare a dolfrang @libero.it il file *.DOL da 60 minuti dell'ora in cui è avvenuto il sisma, indicando

1) distanza dall'epicentro approssimata

2) magnitudo

3) ora dell'evento al seguente indirizzo: 

 /dolfrang@libero.it

Vi verranno inviate le immagini elaborate del terremoto da pubblicare eventualmente nella vostra pagina web, in attesa di una versione completa.

Come selezionare l'area della traccia sismica che si vuole elaborare con il solo mouse (ultime versioni):

1. cliccare pulsante di sinistra del mouse per visualizzare l'ora dove è posizionato il mouse
2. cliccare il pulsante del mouse di destra per far scorrere la traccia sismica verso destra / sinistra
3. trascinando il mouse dal punto più in alto a sinistra fino nella zona in basso di destra, selezionare un'area rettangolare contenente la traccia sismica che si vuole elaborare

opzioni di gestione segnale acquisito

Nome file è una stringa che serve per individuare il terremoto caricato.

Parametri del filtro banda passante
Hz min - Hz max - intervallo banda passante
Ordine filtro 1 2 4 8 (attenzione aumentando troppo l'ordine del filtro si possono introdurre errori di stima del T di arrivo dell'inda P e S)
Filtri  - off ( traccia colore blu) . on (traccia colore marrone)
esportazione *.dol -> ASCII
esportazione *.dol -> -> PSN
esportazione *.dol -> PNG  esportazione in formato grafico del segnale acquisito.

Appena lanciato il programma si apre questa videata 
1) per caricare un terremoto registrato ad una ben precisa ora occorre selezionare il file *.DOL dalla cartella c:\dolquake\ Archivio_SAF corrispondente (ore UTC)

selezionare il files *.dol corrispondente all'ora UTC in cui è avvenuto il sisma

dopo aver selezionato i file *.dol e il canale da visualizzare (in questo caso l'asse orizzontale registrato dal geofono 4,5 hz) verrà visualizzata la schermate della registrazione dei 60 minuti salvati nel file *.dol caricato.

Nell'immagine si vede oltre l'evento principale anche due piccoli eventi subito prima e dopo a quello principale.

Al di sotto della traccia sismica registrata (non trattata) viene visualizzato il grafico dello spettro riferito a tutti i fati acquisiti nell'ora di registrazione.
Il calcolo dello spettro non consiste banalmente nel contare le sinusoidi in un minuto ma va fatto con il calcolo complesso della FFT  !!!.

Con il mouse si è selezionato l'intervallo di tempo comprensivo dei tre eventi di cui 2 molto piccoli a sx e a dx dell'immagine, il segnale è stato filtrato con i parametri indicati nella prossima immagine

Lo spettro ottenuto in questo caso è stato calcolato nell'intervallo di tempo evidenziato in figura

 Visualizzazione del segnale centrale 

Visualizzazione del segnale piccolo di sinistra

Visualizzazione del segnale piccolo di destra

 

visione d'insieme dei tre sismogrammi , quello centrale è quello che ha una ampiezza estremamente più grande di quella  rispetto alle tracce registrate prima e dopo dell'evento principale. 

Tra le varie opzioni è prevista la possibilità di salvare con unico comando tutte le elaborazioni grafiche elaborate per ogni singolo canale in una cartella archivio ( in questo caso dei 7 canali attivati) .

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E' inoltre possibile esportare i dati *.DOL in *.ASCII compatibili con SEIS GRAM 2K cliccando su esporta in ASCII

 

CAPITOLO 13 - 

SEIS GRAM 2K
Analisi segnale completo

Per chi è interessato a testare il programma può inviare a dolfrang @libero.it il file *.DOL da 60 minuti dell'ora in cui è avvenuto il sismada elaborare.

come installarlo

Indicare se conosciuti:

1) distanza dall'epicentro approssimata

2) magnitudo

3) ora dell'evento

Vi verranno inviate le immagini elaborate del terremoto da pubblicare eventualmente nella vostra pagina web, in attesa di una versione completa.

ESEMPIO DI COMPARAZIONE FFT 

eseguita con WINDOLQUAKE  e SEIS GRAM 2K, nonostante tecniche di elaborazione e visualizzazione diverse gli spettri sono simili.

CAPITOLO 14 

LINKS UTILI

Calcolo epicentro di un terremoto

Theremino adc tester