33
MANUAL DE PREZENTARE SISTEM COMPLEX DE MONITORIZARE A ZONELOR DE RISC NATURAL RIDICAT DATORAT ALUNECARILOR DE TEREN - SMALT. Contract MENER 441/ 2004 : Director de proiect: Dr. ing. Dumitru STĂNICĂ BUCUREŞTI - 2006

MANUAL DE PREZENTARE text - Geodin de prezentare smalt.pdfMANUAL DE PREZENTARE SISTEM COMPLEX DE MONITORIZARE A ... Senzorul (MFS-06) aflat în dotare este produs de firma Metronix-Germania

  • Upload
    others

  • View
    77

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

MANUAL DE PREZENTARE

SISTEM COMPLEX DE MONITORIZARE A ZONELOR DE RISC NATURAL RIDICAT DATORAT

ALUNECARILOR DE TEREN - SMALT.

Contract MENER 441/ 2004 : Director de proiect: Dr. ing. Dumitru STĂNICĂ

BUCUREŞTI - 2006

2

Academia Română

Institutul de Geodinamică "Sabba S.Ştefănescu"

Str. Jean-Louis Calderon, Nr. 19-21, Bucureşti-37, România, R-70201, fax:(4021)317 21 20, tel. (4021) 317 2126 e-mail: [email protected]

www.academiaromana.ro/inst_geodin/pag_geodin.htm

Domenii de cercetare de referinţă:

• Geodinamică

• Fizica globului

• Hazard natural şi antropic

Direcţii principale de cercetare- dezvoltare:

• Evidenţierea zonelor geodinamic active şi evaluarea hazardului natural şi antropic al

acestora prin studii geofizice complexe;

• Evaluarea distribuţiei anomale a unor parametri legaţi cauzal de cumularea

tensiunilor responsabile de producerea cutremurelor de pământ, în special a celor de

adâncime intermediară din zona seismic activă Vrancea ;

• Monitorizarea variaţiilor spaţio-temporale ale câmpurilor naturale (electromagnetic,

geomagnetic, geoelectric, gravific, geotermic), ale deformărilor crustei terestre

(clinometrie, deplasări relative) şi ale tensiunilor din roci ;

• Crearea şi implementarea unor sisteme de monitorizare complexă (senzori specifici

şi module de achiziţie), de transmisie şi de procesare a informaţiei geodinamice.

3

CUPRINS Pag. 1. DOMENII DE APLICABILITATE…......…………………………………………… 4

2. STRUCTURA SISTEMULUI COMPLEX DE MONITORIZARE A ZONELOR DE RISC NATURAL RIDICAT DATORAT ALUNECĂRILOR DE TEREN - SMALT .......................................................... 5 2.1. Echipamente utilizate la realizarea de măsurători în puncte discrete....... 5

2.1.1. Senzori pentru măsurarea câmpului magnetic......................................... 6

• Calibrarea senzorilor magnetici................................................................ 10

• Instalarea în teren a senzorilor magnetici................................................ 12 2.1.2. Măsurarea câmpului electric........................................................................13

• Instalarea în teren a senzorilor electrici.....................................................14 2.1.3. Modul de achiziţie şi stocare a datelor (ADU 06)....................................... 15

• Sistemul GPS.. ............................................................................................ 16

• Sistemul de alimentare............................................................................... 17

• Benzile de frecvenţe înregistrate de ADU-06........................................... 17

• Sistemul de calibrare...................................................................................17

2.1.4. Utilizarea softului aferent modulului de achiziţie GSM-06….……………. 18

2.1.5. Modul de achiziţie şi stocare date electrice (Rezistivimetru )..................26

2.2. Echipamente utilizate pentru monitorizare continuă .............................. 29

2.2.1. Sistem pentru monitorizarea continuă a câmpului electromagnetic natural…………………………………………………………………………… 29

2.2.2 Sistem pentru înregistrarea continuă a deformărilor crustei terestre.. 32

3. TRAINING şi SERVICE…..………………………………………………………….. 33

4

1. DOMENII DE APLICABILITATE

• Investigarea structurilor geologice de mică şi mare adâncime în vederea elaborării : a) Hărţilor de hazard ; b) Tomografiilor electromagnetice; c) Modelelor 2D geoelectrice;

• Identificarea zonelor de interes geodinamic natural şi antropic (alunecări de teren, falii active, prăbuşiri de teren în zone cu goluri subterane rezultate în urma exploatărilor miniere) şi instalarea sistemelor de monitorizare continuă a câmpurilor electromagnetic (EM) natural al Pământului şi electric cu sursă controlată - varianta SEV;

• Stabilirea paternului EM al mediului geoelectric sub punctul de monitorizare (tipul şi direcţia structurii geoelectrice, anizotropia electrică, distribuţia pe verticală a rezistivităţii aparente) în condiţii de stabilitate, respectiv instabilitate geodinamică;

• Monitorizarea continuă a câmpului EM în puncte de observaţie fixe, inclusiv observatoare, în scopul evidenţierii parametrilor cu caracter precursor activităţii geodinamice.

5

2. STRUCTURA SISTEMULUI COMPLEX DE MONITORIZARE A ZONELOR DE RISC NATURAL RIDICAT DATORAT ALUNECĂRILOR DE TEREN - SMALT. SMALT include mai multe echipamente de monitorizare care pot fi utilizate simultan sau

separat în toate areale de interes geodinamic caracterizate prin alunecări de teren (Fig. 1).

COSistem central de

Procesare,DiagnozãSi Decizie

SMALT

MODULMAG-03

DAM24 bit

MODULADU-0624 bit

MODULLABVIEW

16 bit

SenzoriCâmpelectric

DC

SenzoriCâmp

electricsi

electromag-netic(joasa

frecventã)

SenzoriCâmp

electricsi

electromag-netic

(înaltãfrecventã)

SenzoriMiscãricrustale

MODULINTEL V3

Informatiisatelitare

şigeologice

Sistemtransmisiedate

Fig. 1. Sistem complex de monitorizare a zonelor de risc natural ridicat datorat alunecărilor de

teren - SMALT

6

2.1. Echipamente utilizate la realizarea de măsurători în puncte discrete

• sistem de măsură a componentelor electrice şi magnetice ale câmpului

electromagnetic natural al pământului, de tip GMS-06 (Fig.2);

• Sistem de achiziţie şi stocare date electrice, tip INTEL V3

Sistemul pentru măsurători electromagnetice (EM) - GMS06 este produs de firma

Metronix, Germania şi permite efectuarea de înregistrări simultane, multicanal,

numărul acestora fiind în legătură directă cu unităţile ADU-06 avute la dispoziţie

(maximum 32) ; fiecare unitate având 2-5 canale independente.

1. ADU 06 – Unitate

analog/digitală de

condiţionare semnal

şi stocare date;

2. EFP-06-Senzori

electrici de tip PB-

PbCl2;

3. Hx, Hy, Hz-

senzori magnetici

uniaxiali de tip

inductiv;

6. Laptop pentru

procesare date.

Fig. 2. Sistemul GMS-06

In cadrul SMALT, acest sistem de înregistrare este prevăzut cu două ADU 06,

unul cu 5 canale independente de înregistrare (2 electrice şi 3 magnetice) şi, respectiv,

2 canale electrice; acesta din urmă cu posibilităţi de extindere la 5 canale.

7

2.1.1 Senzori pentru măsurarea câmpului magnetic O măsurătoare completă de câmp magnetic presupune existenţa a trei senzori

uniaxiali ortogonali, fiecare dintre aceştia aflându-se într-un tub cilindric de plastic întărit

cu fibră de sticlă, rezistent la şocuri mecanice, apă şi radiaţii ultraviolete (Fig.3).

Senzorul (MFS-06) aflat în dotare este produs de firma Metronix-Germania şi este de tip

inductiv. Partea sa centrală constă dintr-un miez de permaloy, infăşurat de câteva mii

de spire de cupru.

Date tehnice:

- domeniu de frecvenţă: 0.00025 Hz- 10 KHz;

- zgomot intern: 1⋅10-2nT/√Hz pentru 0.01 Hz; 1⋅10-4nT/√Hz

pentru 1Hz<

- sensibilitate la ieşire: 0,2 V/ (nT⋅ Hz), pentru f << 4Hz

0,8 V/ nT, pentru f >> 4Hz

- tensiune la ieşire: +/- 10 V;

- tensiune de alimentare: +/- 12 V până la +/- 15 V, stabilizată şi

filtrată;

- curent de alimentare: +/- 25mA;

- greutate: cca. 8,5 Kg;

- dimensiuni externe: lungime 1,25m, diametru 75mm;

- domeniu de temperatură : -250C la + 700C

Fig.3. Senzor magnetic uniaxial

Diagrama circuitului echivalent simplificat pentru senzorul menţionat anterior este

prezentată în fig.4.

8

Fig. 4

Pentru sensor fără preamplificator funcţia de transfer este dată de relaţia:

cu rezistenţa de intrare pentru amplificator (Rd), frecvenţa de rezonanţă (f0),

amplificarea G şi atenuarea D, definite prin relaţiile:

Răspunsul în frecvenţă al senzorului magnetic este redat in Fig. 5.

9

Fig.5 Senzorul magnetic conţine componentele electronice pentru preamplicarea

semnalului, precum şi pentru o autocalibrare de mare precizie. Preamplificatorul integrat

(Fig.6) efectuează amplificarea de semnal a tensiunii de ieşire a senzorului,

condiţionarea semnalului feedback a câmpului magnetic şi intrarea unui semnal de

calibrare din exterior (Fig.7)

10

Fig. 6. Preamplificatorul senzorului magnetic

Fig. 7. Bloc diagrama senzorului magnetic

Adiţional, partea electronică a preamplificatorul conţine şi un driver de ieşire prevăzut cu

un filtru trece jos, de 8kHz. Buffer-ul de ieşire transferă datele pe un cablu de lungime

maximă de 50m.

Calibrarea senzorilor magnetici Firma constructoare Metronix a realizat o calibrare iniţială a senzorilor magnetici, iar

testele effectuate au demonstrat o excelentă stabilitate în timp a funcţiilor de transfer.

Această operaţie se realizează în condiţii de laborator, unde sunt asigurate condiţii

11

speciale (perturbaţii locale reduse, solenoid cu L= 3.6m şi d = 30 cm, capabil să

genereze un câmp magnetic omogen de intensitate cunoscută).

Fiecare sensor este calibrat cu ajutorul relaţiei (pentru f = 0.1Hz):

După efectuarea acestei operaţii se obţine o filă de calibrare pentru domeniul de

frecvenţe cuprins între 0.1 Hz şi 10kHz. Frecvenţe mai joase de calibrare nu sunt

necesare deoarece senzorul se supune unei reguli matematice riguroase, care permite

efectuarea calculului funcţiei de transfer cu o precizie foarte mare. Fiecare senzor este

livrat cu un set de date de calibrare original, care conţine valorile măsurate de

amplitudine şi fază ale funcţiei de transfer pentru domeniul de frecvenţe specificat

anterior. In Fig. 8 şi 9 sunt reprezentate funcţiile de transfer ale senzorului MFS-06 cu

seria #002.

Fig. 8. Funcţiile de transfer pentru amplitudine ale senzorului magnetic

12

Fig. 9. Funcţiile de transfer pentru fază ale senzorului magnetic

Instalarea în teren a senzorilor magnetici Cablurile de conexiune ale senzorilor magnetici asigură o foarte bună protecţie faţă

de distorsiunile externe, iar conectorii prezintă impermeabilitate faţă de apă sau diverse

particule.

Pentru a evita apariţia distorsiunilor de joasă frecvenţă datorate vibraţiilor mecanice,

în timpul măsurătorilor de teren, aceştia trebuie să fie îngropaţi în pământ, sau acoperiţi

cu tuburi din material plastic semi-cilindrice. Senzorul vertical trebuie să fie îngropat în

pământ la o adâncime corespunzătoare cu cel puţin jumătate din lungimea sa, iar

capătul său liber să fie acoperit cu un cap de protecţie din material plastic.

În procesul de instalare, o atenţie deosebită trebuie acordată alinierii exacte a

tubului senzorului, întrucât partea de jos a acestuia (cel fără cablu conector) trebuie să

asigure următoarele direcţii de măsură a câmpului magnetic: senzorul Hx spre nord,

senzorul Hy spre est şi senzorul Hz spre interiorul Pământului, astfel încât să se

obţină valori pozitive pentru toate componentele.

13

Fig. 10. Senzori magnetici uniaxiali (amplasaţi în teren pentru măsurarea componentelor

Hx, Hy şi Hz ale câmpului geomagnetic)

2.1.2. Măsurarea câmpului electric Pentru măsurarea câmpului electric se utilizează senzori impolarizabili, de tip Pb-

PbCl2 sau de tip Cu-CuSO4, confecţionaţi în cadrul Institutului de Geodinamică

(Fig.11)

Date tehnice:

- rezistenţa internă: < 500 ohm;

- zgomot: 1-3 µ V pentru f = 10kH-0.001Hz;

- stabilitate în timp: 0.02 µV/24 ore;

- coeficient de temperatură scăzut;

- rezistenţă mecanică la transport şi măsurători de teren

Fig. 11. Senzor electric

Aspecte detaliate privind structura internă a senzorului electric se găsesc la producător

(Institutul de Geodinamică al Academiei Române).

14

Fig. 12. Caracteristica de timp (drift) pentru trei perechi de senzori electrici de tip Pb-PbCl2 Instalarea în teren a senzorilor electrici Pentru înregistrarea câmpului electric se utilizează un dispozitiv de măsură în

formă de „ cruce “, alcătuit din 4 electrozi conectaţi la sistemul de achiziţie prin

intermediul unor cabluri de cupru multifilar, izolate electric, a căror lungime este cuprinsă

între 50-100m. Pentru a evita apariţia distorsiunilor de joasă frecvenţă, datorate

vibraţiilor mecanice, în timpul măsurătorilor de teren, aceştia trebuie să fie amplasaţi în

gropi de 15-20 cm adâncime şi acoperiţi cu pământ. Rezistenţa dintre doi senzori de

măsură trebuie să fie cuprinsă între câteva sute de Ω şi 10 KΩ. La instalarea

dispozitivului de măsură se are în vedere ca orientarea liniei de înregistrare Ex să

corespundă direcţiei NS, iar a componentei Ey să corespundă direcţiei EV, având în

vedere respectarea următoarelor polarităţi:

- pentru componenta Ex : nord = +

sud = -

- pentru componenta Ey : est = +

vest = -

MONITORIZAREA VALORILOR DE CAMP ELECTRIC

-0.075-0.07

-0.065-0.06

-0.055-0.05

-0.045-0.04

VALO

RIL

E D

E C

AM

P (m

v/m

)

12 18 24 6 TIMPUL (ore)

15

Fig. 13. Senzor electric de tip Pb-PbCl2

instalat în teren şi cablu de legătură cu

unitatea centrală de înregistrare ADU-06

2.1.3. Modul de achiziţie şi stocare a datelor (ADU 06)

Senzorii pentru înregistrarea componetelor magnetice (Hx, Hy, Hz) şi electrice

(EFP-06) sunt conectaţi direct, prin intermediul cablurilor de legătură, la unitatea

centrală ADU 06. Fiecare unitate poate opera atât ca sistem independent (Fig.2) , cât şi

într-o reţea, prin utilizarea unei tehnologii LAN (Local Area Network), în care fiecare

unitate este sincronizată prin intermediul unui ceas GPS.

Fig. 2 ilustrează modul de amplasare în teren a unui sistem de înregistrare a câmpului

electromagnetic, prevăzut cu 5 canale. Acest sistem include următoarele componente

de bază:

• ADU-06 ( varianta cu 5 anale);

• Antena – GPS;

• 3 senzori magnetici (Hx, Hy, Hz), de tip MFS-06

• 3 cabluri de legătură pentru senzorii magnetici ( L = 10m);

• 4 senzori electrici (Pb-PbCl2);

• 4 role cu cabluri de legătură pentru senzorii electrici (L = 150m);

• Cablu pentru punerea la pămât a sistemului,

• Cablu coaxial de reţea (L = 100m), asigură legătura dintre ADU-06 şi laptop;

16

• Calculator de teren (laptop) cu softul aferent MAPROS pentru procesare în timp

real.

In Fig. 14 este prezentată unitatea ADU 06 cu principalii săi conectori necesari

pentru interfaţare la senzorii magnetici şi electrici, reţeaua de unităţi ADU 06, antena

GPS, acumulatorul de alimentare şi la laptopul pentru procesare în timp real a datelor.

1,2,3. conectori pentru senzorii Hx,Hy, Hz

4 buton pentru testare automată

5 led indicator, alimentare de la baterie

6 led indicator, funcţionare GPS

7 conector pentru alimentare la baterie

8 conector pentru antena GPS

9 conector pentru reţeaua de ADU

10 led indicator, reţeaua de ADU 06

11 led indicator funcţionare sistem

12 conector pentru senzorii electrici

(prin cablu cu buffer)

13 conector pentru senzorii electrici (prin

cablu standard)

14 conector la pământ (GND)

Fig. 14. Unitatea analog/digitală ADU 06

Sistemul GPS La instalarea sistemului şi a antenei GPS trebuie avută în vedere o deschidere

suficient de mare, întrucât sunt necesari cel puţin 4 sateliţi pentru ca sincronizarea

dintre sisteme să fie bună. Receptorul GPS are 8 canale şi permite poziţionare în teren

a punctului de măsură prin furnizarea latitudinii, longitudinii şi elevaţiei.

Ceasul intern este conectat direct la modulul GPS şi asigură derularea timpului

cu o precizie de ± 130 ns, necesară şi pentru conversia analog/digitală.

17

Sistemul de alimentare Alimentarea sistemului de înregistrare este asigurată de unu sau mai mulţi

acumulatori de 12V, de capacitate mai mare de 10Ah. Pentru reîncărcarea

acumulatorilor se utilizează un generator portabil HONDA de 1500W.

Benzile de frecvenţe înregistrate de ADU-06 Benzile de frecvenţă înregistrate cu ajutorul unităţii ADU 06, precum şi relaţiile

dintre aceste benzi şi pasul de eşantionare, sunt redate în tabelul de mai jos.

Sistemul de calibrare Unitatea ADU are posibilitatea de a efectua calibrarea înainte de începerea înregistrării.

Semnalul produs de generatorul intern este de formă rectangulară şi este emis pentru

urmatoarele frecvenţe:

- 32 Hz pentru amplificare 1

- 762 Hz şi 3072 Hz pentru amplificare 30

18

Rezultatul calibrării sistemului este prezentat ca filă text sau poate fi vizualizat cu

programul MAPROS.

2.1.4. Utilizarea softului aferent modulului de achiziţie GSM-06

Baza de date electromagnetice este organizată în cadrul programului

MAPROS după cum urmează:

Line - profilul pe care se fac măsurători;

Site - punct de măsură pe profil;

Run - o măsurătoare din cadrul aceluiaşi

punct de măsură.

Această bază de date este de tip arbore şi

permite o evidenţă foarte clară a punctelor

măsurate.

Totodată, acest mod de organizare

permite obţinerea unui rezultat unic

«create result » ce concentrează

informaţiile din toate run-urile efectuate

intr-un site.

După ce am prelucrat datele din toate

înregistrarile (RUN) din cadrul unui site,

creem rezultatul final al sondajului:

19

Configurarea senzorilor si a fisierelor

de calibrare aferente fiecărui sensor magnetic se face urmând urmatoarea procedură:

Curbele teoretice de amplitudine şi de fază pentru fiecare sensor magnetic au următorul

aspect:

20

Configurarea canalelor de înregistrare se obţine urmând indicaţiile din figura următoare,

in care Ex si Ey sunt canalele electrice, iar Hx, Hy si Hz sunt canalele magnetice.

Benzile de frecvenţă in care se pot face măsurători electromagnetice sunt HF,

LF1, LF2 si LF3, iar prin prelucrare şi aplicarea filtrelor 4x sau 32x se obtin benzile LF4

21

si LF5. In tabelul următor sunt prezentate domeniile de frecvenţă şi rata de eşantionare

pentru fiecare bandă in parte:

Achizitia poate fi facută in două moduri :

• on line, cu programul MAPROS – în acest caz, datele se stochează direct pe

laptop si necesită mentinerea conexiunii dintre statie si calculator pe toata durata

măsurătorii.

22

• Selectarea benzii de frecvenţă pentru Linia 1, Site 1 şi Run 1

23

• off line, cu programul GMS - în acest caz, datele se stochează pe memoria

sistemului de achiziţie, iar la sfarsitul masurătorii unui RUN se transferă pe

laptop. Mentinerea conexiunii dintre staţie şi calculator nu mai este necesară

decât la începutul RUN-ului (când trasmitem comanda la staţie) şi la sfârsit, când

descarcam datele pe laptop. Având in vedere acest avantaj, a doua variantă este

de preferat atunci când se urmăreşte obţinerea unor informaţii de la mare

adâncime, situaţie în care trebuie să se ţină seama de dimensiunile fisierelor ce

urmeaza a fi achizitionate si de memoria sistemului de achiziţie.

In tabelul urmator sunt date cateva exemple de inregistrari in diferite benzi de frecventa:

24

Procedeul de lucru ce trebuie urmat cu programul GMS este urmatorul:

• Informaţii privind amplasamentul (coordonatele) sistemelor de achiziţie ;

• Stabilirea modului de înregistrare ;

• Stabilirea benzii de frecvenţă, a timpului de start şi de oprit, amplificarea pe canale, etc.

25

Pentru inregistrări de foarte bună calitate, in care sunt respectate atât condiţiile de

tehnice de instalare, cât şi condiţiile geologice de mediu, curbele de distribuţie a

rezistivităţii şi fazei, în funcţie de frecvenţă (adâncime), sunt de forma:

26

De asemenea, programul MAPROS asigură vizualizarea în timp real, pentru

diferite frecvenţe de înregistrare, a seriilor de timp şi a următorilor parametri

electromagnetici:

• tipul de structură (skew);

• direcţia structurii (strike);

• anizotropia electrică ;

Toate aceste informaţii sunt necesare în procesul de interpretare a rezultatelor

electromagnetice, cu implicaţii în evidenţierea parametrilor cu caracter precursor

activităţii geodinamice şi în elaborarea unor modele şi tmografii electromagnetice.

2.1.5. Modul de achiziţie şi stocare date electrice (Rezistivimetru INTEL - V3)

In vederea realizării sondajelor electrice verticale (SEV), electrozii de emisie

(construiţi din oţel inoxidabil) şi senzorii electrici de recepţie, impolarizabili (Fig.13) sau

polarizabili, din oţel inoxidabil, sunt conectaţi la un sistem de achiziţie digital – INTEL V3

(produs de firma INTEL 91, Bucureşti, România - 15). Acesta este prevăzut cu:

• 2 canale pentru injecţia curentului în linia de emisie AB;

• 2 canale pentru recepţia semnalului din linia MN;

• memorie internă: 128 K;

• pas de eşantionare : 0.2 s;

• generator de curent în trepte (încorporat): max 200mA/ 400V;

• interfaţă serială pentru transfer de date;

• programul de COMUNICARE pentru transfer dedate în fişiere binare cu

extensie „ log”

27

Fig. 15. Sistem de achiziţie digital- INTEL V3

Modul de amplasare în teren a electrozilor de emisie (A, B), recepţie(M, N) şi

conectarea acestora la sistemul de achiziţie, stocare şi procesare date electrice sunt

redate în Fig. 16.

A BM N

Fig. 16. Configuraţia in teren a sistemului de achiziţie, stocare şi procesare date

electrice (Rezistivimetru INTEL 03)

28

Masurătorile realizate în teren pot fi transformate cu ajutorul programului de

COMUNICARE într-un fisier binar cu extensie „ log”.

Funcţiile acestui program sunt următoarele:

• Transfer de date de la rezistivimetru la calculator;

• Vizualizare date primare;

• Transfer informaţie în baza de date;

• Prelucrare primară;

• Salvare informaţie în fisier cu extensie „ txt ” sau „ pre ”

Fig. 17. Interfaţa grafică între Rezistivimetru INTEL V 3 şi calculator

29

2.2. Echipamente utilizate pentru monitorizare continuă .

În poligoanele de interes geodinamic selectate prin măsurători discrete, în punctele

stabilite au fost instalate echipamentele specifice în vederea efectuîrii monitorizării

continu. Echipamentele pot fi utilizate şi pentru obţinerea de date în puncte discrete, dar

având în vedere specificul activităţii de cercetare, fiabilitatea şi sensibilitatea deosebite,

acestea trebuie să fie amplasate numai în locuri special amenajate. Datele înregistrate

urmează a fi transmise la sediul central în vederea procesării lor în timp real.

Sistemele de înregistrare care fac parte din această categorie permit monitorizarea

continuă a următoarelor mărimi:

• câmpul electromagnetic natural de joasă frecvenţă ;

• deformarea crustei terestre

2.2.1. Echipament pentru monitorizarea continuă a câmpului electromagnetic natural de joasă frecvenţă

Sistemul de monitorizare continuă a datelor electromagnetice, în varianta de

observator sau în puncte fixe, este alcătuit din următoarele părţi componente:

• Senzor magnetic triaxial, de tip fluxgate, model MAG 03 MC/MS (produşi de

firma Bartington, Anglia) - operaţional în domeniul de frecvenţe DC - 1kHz şi de

măsură ± 70 µ T (Fig 18, a şi b);

• Unitate Analog-Digitală -MAG 03 DAM produsă de firma Bartington, Anglia

(Fig.19);

• 4 senzori electrici de tip Pb-PbCl2 sau Cu-CuSO4 , cu soluţia în gel de caolin

( vezi Fig. 11);

• Computer (Laptop) pentru înregistrare, stocare date şi procesare în timp real

(Fig.20).

30

a.

b.

Fig. 18. Senzor magnetic triaxial MAG-03 MC, cu dispozitivul de fixare, orientare şi orizontalizare (a); carcasa termoizolantă (b)

Aceşti senzori magnetici sunt de mare performanţă, iar electronica integrată asigură

măsurarea simultană şi cu precizie a celor trei componente (Bx, By, Bz) ale câmpului

magnetic.

Caracteristicile de performanţă ale senzorilor magnetici sunt prezentate în Tabelul 1.

TABELUL 1

Tensiunea de alimentare ± 12V la ± 17V

Ieşirea analogică ± 10V (la o alimentare de ± 12V)

Impedanţa de ieşire < 1Ω

Eroarea de linearitate < 0.0015%

Acurateţea la calibrare ± 0.5%

Domeniul de frecvenţe 0 -3kHz

Eroarea de ortogonalitate dintre axele

senzorilor

< 0.50

Domeniul de măsură ± 70 µT

Scalarea 143 mV/µT

31

Fig. 19. Unitate analog digitală MAG-03 DAM

Caracteristicile tehnice ale unitatăţii de achiziţie MAG 03 DAM sunt prezentate în

Tabelul 2

TABELUL 2

Canale de intrare 6 diferenţiale

Rezoluţie 16 sau 24 bit, selectabilă prin soft

Linearitate 0.002% din toată scala pâna la 50 Hz rata de date

Rata de eşantionare programabilă

Scala de intrare ± 10 V pe toată scala

Scalare şi offset Calibrare automată prin program

Alimentare 9 - 24V, DC, prin intermediul unui transformator, 120 mA

Baterie internă 12V, 2.1 Ah, plumb-acid, 10 ore de utilizare

Dimensiune 265mm x 255mm x 55mm

Greutate 2,8 kg

32

Parametrii sistemului de achiziţie sunt controlaţi de un program special, operabil sub

DOS şi Windows 95, care permite atât vizualizarea seriilor de timp înregistrate (Ex, Ey,

Hx, Hy, Hz), cât şi stocarea acestora pe disc (Fig. 20)

Fig. 20. Inregistrarea pe HDD-ul instrumentului virtual (Laptop), in timp real, a seriilor de

timp electromagnetice.

2.2.2. Echipament pentru monitorizarea continuă a deformărilor crustei terestre

Modernizarea tehnicilor de măsurători geodinamice, în acord cu noul concept de

achiziţie a datelor înregistrate, a condus la utiliyarea ]n cadrul SMALT a senzorilor de

proximitate (pendul vertical invers - Fig. 21) şi a modului de achiziţie FieldPoint, pe 16

biţi, bazat pe instrumentaţie LabVIEW (Fig. 22) produsă de National Instruments.

Fig.21 . Pendul vertical-invers şi cei doi senzori de proximitate

33

Fig. 22. Sistem compact FieldPoint ce conţine interfaţa de control,

modulele I/O şi blocul conector

3. TRAINING şi SERVICE

Institutul de Geodinamica al Academiei Române asigură contra cost scolarizare

privind metodologia de aplicare a SMALT, care presupune parcurgerea următoarelor

etape:

• Identificarea zonelor susceptibile de alunecări;

• Instalarea şi utlizarea SMALT;

• Intocmirea bazei de date şi procesare;

• Diagnoză şi alertare.

De asemenea, specialiştii institutului pot participa pe bază de comandă la realizarea

de studii complexe în zone geodinamic active în vederea îndeplinirii obiectivelor

prevăzute la capiltolul 1.