Equalizzare i geofoni a 4.5Hz (ovvero come avere un sensore da 1500 euro spendendone 150)

by Mauro Mariotti
and Chris Chapman

Page updated 
30 July 2003
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An equalization circuit
E' possibile aumentare l'ampiezza dei sensori velocimetrici a 4.5Hz al di sotto del loro periodo naturale usano un appropriato circuito da applicare nella catena preamplificatore-convertitore a/d. La tecnica è ben nota e applicata da vari costruttori. Il professore Peter M.Roberts in un articolo del "Bulletin of the Seismological Society of America, Vol.79, No 4,pp.1607-1617, October 1989" descrive un circuito analogo a quello descritto in questa pagina.

Nelle figure che seguono potete vedere gli effetti dell'equalizzazione comparando l'uscita di un sensore Mark L4C (costo 1300-1500 euro) con quella di un sensore L15 a 4.5Hz (costo 110 euro + equalizzatore 30 euro).

Le prime quattro figure riguardano un segnale di rumore di fondo

Questo è uno spettrogramma JTF registrato con un sensore verticale Mark Products L4C a periodo naturale di 1Hz.
Lo spettrogramma mostra nell'asse Y le frequenze tra 0 e 30Hz (la griglia a 1kHz equivale a 10Hz)


La figura che segue mostra lo stesso segnale sismico registrato da un sensore L15 a 4.5Hz di frequenza naturale.
Il sensore non sarebbe in grado di rilevare segnali al di sotto dei 4.5Hz senza una forte attenuazione. Usando il circuito di equalizzazione lo spettrogramma evidenzia come i segnali rilevati siano pressochè identici.



Questa figura illustra il tracciato del rumore di fondo del sensore Mark L4C registrato nel dominio del tempo




Questa figura illustra la stessa porzione di segnale registrata dal sensore 4.5Hz equalizzato.

Il sensore a 4.5Hz ha una frequenza a bassissimo periodo (inferiore a 0.2Hz) corrispondente al comportamento del circuito di equalizzazione.
Peter M.Roberts scrive nel suo articolo che queste sono segnali a bassa frequenza rilevati dal sensore, non è così, il segnale è rumore elettronico, un effetto collaterale dell'equalizzazione. Esso può essere facilmente rimosso attraverso un filtro passa alto digitale.

Nelle figure che seguono potete osservare un paio di registrazioni comparative di terremoti registrati da entrambi i sensori, un L4C e un L15 equalizzato.

Questo è la registrazione di un L4.





Questa è la registrazione dell'L15 equalizzato.



Il circuito di equalizzazione e gli eventuali sensori a 4.5Hz possono essere acquistati presso la SARA snc:  http://www.sara.pg.it/prod04_04_i.htm
 
 




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