Innowacyjne rozwiązania w akwizycji danych pomiarowych w strimerze Seismobile

Podobne dokumenty
Oprogramowanie narzędziowe strimera Seismobile

Skuteczność rejestracji zestawu pomiarowego strimera sejsmicznego Seismobile

NOWE MOśLIWOŚCI POMIAROWE ZAKŁADU DYNAMIKI BUDOWLI

PL B1. Układ do lokalizacji elektroakustycznych przetworników pomiarowych w przestrzeni pomieszczenia, zwłaszcza mikrofonów

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

(54) (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1 C23F 13/04 C23F 13/22 H02M 7/155

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

FORMULARZ TECHNICZNY nr 4 dla Stanowiska do Pomiaru Promieniowania Mikrofalowego

Generator przebiegów pomiarowych Ex-GPP2

OPBOX ver USB 2.0 Miniaturowy Ultradźwiękowy system akwizycji danych ze

PL B1. Moduł pomiarowy wielokrotnego użytku do pomiaru temperatury wewnątrz konstrukcji budowlanych. Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa,PL

ТТ TECHNIKA TENSOMETRYCZNA

PL B1. Sposób i układ pomiaru całkowitego współczynnika odkształcenia THD sygnałów elektrycznych w systemach zasilających

ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH I TELEKOMUNIKACYJNYCH Laboratorium Podstaw Telekomunikacji WPŁYW SZUMÓW NA TRANSMISJĘ CYFROWĄ

Komplet do nadawania i odbioru obrazu video drogą radiową. Instrukcja obsługi

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 05/13. PIOTR WOLSZCZAK, Lublin, PL WUP 05/16. rzecz. pat.

FORMULARZ TECHNICZNY nr 2 dla Stanowiska do Badań Elektrycznych Anten do 110 GHz

Badanie właściwości wysokorozdzielczych przetworników analogowo-cyfrowych w systemie programowalnym FPGA. Autor: Daniel Słowik

projekt przetwornika inteligentnego do pomiaru wysokości i prędkości pionowej BSP podczas fazy lądowania;

System nagłośnieniowy "300M" dla wozu pogrzebowego z mikrofonem bezprzewodowym o zasięgu do 300m w terenie otwartym.

PL B1. Układ do pośredniego przetwarzania chwilowej wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe

MCAR Robot mobilny z procesorem AVR Atmega32

ELEMENTY RADIOLINII NEC500 W APARATURZE EME NA PASMO 6cm.

I. O FIRMIE. Jeżeli czegoś nie można zmierzyć, to nie można tego ulepszyć... Lord Kelvin (Wiliam Thomas)

Parametryzacja przetworników analogowocyfrowych

Załącznik nr 3. Lp. Nazwa towaru 1. tester usterek układów sterowania pojazdu

Komputerowe systemy pomiarowe. Podstawowe elementy sprzętowe elektronicznych układów pomiarowych

Rejestratory Sił, Naprężeń.

Przystawka oscyloskopowa z analizatorem stanów logicznych. Seria DSO-29xxA&B. Skrócona instrukcja użytkownika

γ6 Liniowy Model Pozytonowego Tomografu Emisyjnego

Wirtualne przyrządy kontrolno-pomiarowe

Strimery w sejsmice inżynierskiej

KAM-TECH sklep internetowy Utworzono : 07 listopad 2014

Wstępne wyniki badania właściwości tłumiących utworów fliszu karpackiego metodą refrakcji sejsmicznej

ASTAT Sp. z o.o. ul. Dąbrowskiego Poznań. Nuremberg

ZESTAW BEZPRZEWODOWYCH CZUJNIKÓW MAGNETYCZNYCH DO DETEKCJI I IDENTYFIKACJI POJAZDÓW FERROMAGNETYCZNYCH

Terminali GPRS S6 Strona 1 z 11. Terminal GPRS. Albatross S6. Instrukcja montażu wersja 4.2

Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia: Zestaw do badania cyfrowych układów logicznych

Wirtualne przyrządy pomiarowe

PL B1. Sposób i układ do wykrywania zwarć blach w stojanach maszyn elektrycznych prądu zmiennego

Nowoczesny system LOFRES niskoczęstotliwościowej sejsmiki pasywnej

Zastosowanie procesorów AVR firmy ATMEL w cyfrowych pomiarach częstotliwości

MOBILNA STACJA HYDROMETEOROLOGICZNA Z CIĄGŁYM ZAPISEM DANYCH POMIAROWYCH I ICH WIZUALNĄ PREZENTACJĄ

Podstawy transmisji sygnałów

1. Opis urządzenia. 2. Zastosowanie. 3. Cechy urządzenia -3-

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

Przykład 2. Przykład 3. Spoina pomiarowa

Wejścia analogowe w sterownikach, regulatorach, układach automatyki

Dynatel 2573E-iD, Dynatel 2573E Uniwersalny lokalizator podziemnej infrastruktury, uszkodzeń powłoki kabli i rur oraz znaczników EMS i EMS-iD

PRZENOŚNY ZESTAW DO MONITORINGU IP, HD-CVI, obsługa do 4 kamer, PZC-401-IP

KB SOUND PREMIUM - NIKLOWANE GŁOŚNIKI

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

Inspirują nas ROZWIĄZANIA

ZASTOSOWANIE MIKROPROCESOROWEGO REJESTRATORA DO POMIARU TEMPERATURY W PIECU KONWEKCYJNO-PAROWYM

14th Czech Polish Workshop ON RECENT GEODYNAMICS OF THE SUDETY MTS. AND ADJACENT AREAS Jarnołtówek, October 21-23, 2013

Zastosowanie metody MASW do wyznaczania profilu prędkościowego warstw przypowierzchniowych

(54) PL B1 (19) PL (11) (13) B1 (12) OPIS PATENTOWY

SYSTEM ARANET KATALOG PRODUKTÓW

POMIARY JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z WYKORZYSTANIEM TECHNIKI

b) Zastosować powyższe układy RC do wykonania operacji analogowych: różniczkowania, całkowania

Ćwiczenie 5 Badanie sensorów piezoelektrycznych

Przetwornik analogowo-cyfrowy

Nadajnik radiowy TA105

BADANIA WARUNKÓW PRACY LOKATORA AKUSTYCZNEGO

Modem radiowy MR10-GATEWAY-S

ROBOT MOBILNY ZBIERAJĄCY INFORMACJE O POMIESZCZENIU

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Rejestrator sygnałów napięciowych biomedycznych

PL B1. System kontroli wychyleń od pionu lub poziomu inżynierskich obiektów budowlanych lub konstrukcyjnych

DRGANIA W BUDOWNICTWIE. POMIARY ORAZ OKREŚLANIE WPŁYWU DRGAŃ NA OBIEKTY I LUDZI - PRZYKŁADY

Research & Development Ultrasonic Technology / Fingerprint recognition

Bezprzewodowy pomiar temperatury z wykorzystaniem rezonatora. rezonator kwarcowy z akustyczną poprzeczną falą powierzchniową

Sieć sejsmometryczna SEJS NET na terenie Gminy Rudna

oznaczenie sprawy: CRZP/231/009/D/17, ZP/66/WETI/17 Załącznik nr 6 I-III do SIWZ Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia dla części I-III

HIGROSTAT PRZEMYSŁOWY

STHR-6610 Naścienny przetwornik temperatury i wilgotności

PL B1. Układ do przetwarzania interwału czasu na słowo cyfrowe metodą kompensacji wagowej

Adrian Jakowiuk, Bronisław Machaj, Jan Pieńkos, Edward Świstowski

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

Teltonika FMB920 Instrukcja montażu i konfiguracji

Stanowisko do diagnostyki wielofunkcyjnego zestawu napędowego operującego w zróżnicowanych warunkach pracy

THE ANALIZER EXCEEDED PERMISSIBLE LEVELS OF HARMONICS IN THE SUPPLY CURRENT TRACTION VEHICLE

Komputerowe systemy pomiarowe. Dr Zbigniew Kozioł - wykład Mgr Mariusz Woźny - laboratorium

Przetwarzanie AC i CA

Tuber radio BT MA407. Instrukcja obsługi User s Manual

ARCHI 9000 CYFROWY SYSTEM REJESTRACJI

Kuchnie indukcyjne IV generacji firm Bosch, Neff,

Rejestrator wielokanałowy CL 460

I0.ZSP APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

GATHERING DATA SYSTEM FOR CONCRETE S SAMPLE DESTRUCTING RESEARCHES WITH USE OF LABVIEW PACKET

Przetwarzanie A/C i C/A

PL B1 PRZEDSIĘBIORSTWO BADAWCZO- -PRODUKCYJNE I USŁUGOWO-HANDLOWE MICON SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, KATOWICE, PL

PROJECT OF FM TUNER WITH GESTURE CONTROL PROJEKT TUNERA FM STEROWANEGO GESTAMI

WAT WYDZIAŁ ELEKTRONIKI INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH. Przedmiot: CZUJNIKI I PRZETWORNIKI Ćwiczenie nr 5 PROTOKÓŁ / SPRAWOZDANIE

Stanowisko do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach materialnych

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

1. Budowa komputera schemat ogólny.

ES-CTI2 Jednostka Sterująca 2.4GHz System Centralnego Nadzoru Opraw Awaryjnych Instrukcja montażu

Transkrypt:

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk rok 2016, nr 93, s. 155 168 Zbigniew Isakow*, Kazimierz Siciński**, Przemysław Sierodzki** Innowacyjne rozwiązania w akwizycji danych pomiarowych w strimerze Seismobile Streszczenie: W pracy przedstawiono budowę, sposób działania oraz dane techniczne nowatorskiego rozproszonego strimera Seismobile. Istotną rolę w strimerze Seismobile odgrywa sposób akwizycji danych pomiarowych, który decyduje o jego sprawności. Konstrukcja strimera Seismobile umożliwia szybki montaż i demontaż jego elementów. Szybki montaż modułów pomiarowych umożliwia mocowanie magnetyczne. Moduły są automatycznie numerowane i lokalizowane przed każdym pomiarem. W strimerze moduły pomiarowe są bezpiecznie transportowane w stacji dokującej. Konstrukcja zestawu pomiarowego, składającego się z czujnika zamontowanego na metalowej podstawie, zapewnia możliwie jak najlepsze (w sensie widma częstotliwości, niewielkiego tłumienia amplitud i minimalizacji rezonansów mechanicznych) przekazywanie drgań z podłoża gruntowego. Niskie położenie środka ciężkości zestawu pomiarowego zapewnia wystarczającą jego stateczność przy przemieszczaniu się strimera. Mobilny wzbudnik drgań pozwala w sposób bezprzewodowy wzbudzać sygnał i w sposób automatyczny przekazywać dane o czasie udaru i jego lokalizacji. Bezpośredni zapis cyfrowy rejestracji w wewnętrznej pamięci Flash modułów pomiarowych oraz duża dynamika przetwarzania A/C zapewniają wysokiej jakości dane. Sczytywanie bezprzewodowe zarejestrowanych danych w pamięciach Flash modułów pomiarowych i modułu wzbudnika w czasie ładowania akumulatorów w stacji dokującej po zakończeniu sesji pomiarowej zapewnia niezawodne archiwizowanie danych. Innowacyjne cechy strimera Seismobile eliminują większość niedogodności dotychczasowych strimerów w zakresie akwizycji danych pomiarowych. Słowa kluczowe: strimer sejsmiczny Seismobile, bezprzewodowa akwizycja danych, pojazd holujący, mobilny układ pomiarowy, mobilny kafar Innovative solutions for data acquisition in Seismobile landstreamer Abstract: The paper presents the construction, mode of operation and technical specifications of a novel, distributed Seismobile landstreamer. The manner of data acquisition, which decides about its efficiency plays an important role in the Seismobile streamer. * Dr inż, prof. ITI EMAG, ** Mgr inż., Instytut Technik Innowacyjnych EMAG, Katowice; e-mail: Zbigniew.Isakow@ ibemag.pl 155

The Seismobile streamer design allows for quick assembly and disassembly of its components. The universal measuring modules applied in the streamer can be safely transported in the docking station. Quick installation of the measurement modules is possible by the use of magnetic fastening. The modules are automatically numbered and localized before each measurement session. The construction of the measuring set, consisting of a sensor mounted on a metal base, ensures the best possible (in the sense of frequency spectrum, small damping of amplitude and minimized mechanical resonances) transmission of vibrations from the subsoil. The low center of gravity of the measurement kit provides enough of its stability when moving the streamer. The mobile weight drop source of seismic vibrations can wirelessly excite the signal and automatically transmit data about the time of stroke and its location. Direct digital recording in the internal Flash memory of measurement modules and high dynamics of A/D processing provide high quality data. The wireless read-out of data recorded in the Flash memory of the measuring modules and in the MPWA module carried out after a measuring session has finished and while charging the battery in the docking station, provide reliable documenting of the measurement session. Innovative features of the Seismobile landstreamer eliminate most of the disadvantages of prior used streamers in reference to the data acquisition. Keywords: Seismobile landstreamer, wireless data acquisition, towing vehicle, mobile measurement module, mobile weight drop seismic source Wprowadzenie System Seismobile jest przeznaczony do diagnostyki podłoża gruntowego projektowanych i modernizowanych szlaków komunikacyjnych dróg, linii kolejowych, pasów startowych na lotniskach itp. (Kubańska i in. 2016). System ten składa się z części sejsmicznej tzw. strimera sejsmicznego oraz z części georadarowej z wykorzystaniem dowolnego rodzaju anten (Pilecki i in. 2016a). Strimer sejsmiczny bazuje na metodzie sejsmicznej w wersji profilowania refrakcyjnego, refleksyjnego lub MASW. Według posiadanej wiedzy autorów, nie jest znany system, który łączyłby mobilne możliwości pomiaru sejsmicznego i georadarowego. Znane i stosowane dotychczas sposoby akwizycji danych pomiarowych w strimerach sejsmicznych bazują na układzie czujników sejsmicznych np. geofonów lub akcelerometrów mocowanych na specjalnych taśmach przystosowanych do ciągnięcia po powierzchni terenu przez pojazd holujący (Pugin i in. 2004; O Neill i in. 2006; Link i Goldberg 2011; Pilecki i in. 2014b; Brodic i in. 2015). Układ czujników w strimerach sejsmicznych najczęściej połączony jest przewodowo z wielokanałowymi rejestratorami przewożonymi na holującym samochodzie. Jeden z kanałów używany jest zazwyczaj do synchronicznej rejestracji czasu wzbudzenia w wyznaczonych punktach. Wymaga to prowadzenia niezależnego kabla do wzbudnika wyposażonego w stycznik bezwładnościowy lub akcelerometr, co przy mobilności wzbudnika wiąże się z ciągłą zmianą długości kabla i zagrożeniem przypadkowego jego uszkodzenia. Stosowanie większej liczby np. 100 czujników z wykorzystaniem transmisji analogowej utrudnia uzyskanie dużej dynamiki rejestracji głównie ze względu na możliwe zakłócenia elektromagnetyczne mocno ograniczające prawidłową akwizycję danych pomiarowych przy rejestracji słabych sygnałów sejsmicznych. Połączenia kablowe narażone są na uszkodzenia, a stosowana aparatura rejestrująca wymaga każdorazowo czasochłonnego podłączania kabli. Ze względu na połączenia kablowe zmiana odległości pomiędzy czujnikami jest utrudniona, a często nawet niemożliwa do realizacji. W pracy omówiono innowacyjne rozwiązania sprzętowe, które usprawniają posługiwanie się strimerem Seimobile. Wyeliminowano wiele dotychczasowych niedogodności, wy- 156

korzystując najnowsze znane obecnie technologie w zakresie telekomunikacji i akwizycji danych pomiarowych. 1. Podstawowe elementy akwizycji danych pomiarowych w systemie Seismobile W skład podstawowych elementów systemu Seismobile wchodzą następujące elementy (rys. 1): pojazd holujący 1, mobilny układ pomiarowy 7, mobilny wzbudnik 8, antena georadaru 26 z jednostką sterującą 27 oraz bazy danych pomiarowych 25 zlokalizowanej w miejscu bazy pomiarowej. 27 2 3 1 24 25 23 5 6 4 6a 26 4 5 5 4 5 4 6 6 6 7 5 5 5 5 6a 6 6 6 6 14 9 8 11 13 5 5 5 5 6a 6 6 6 6 12 10 Rys. 1. Podstawowe elementy systemu Seismobile (objaśnienia w tekście) Fig. 1. Basic components of the Seismobile system (description in text) 157

Pojazd holujący 1 posiada odbiornik GPS 2 oraz stację dokującą 3, zaś mobilny układ pomiarowy 7 składa się z 24 zestawów pomiarowych umieszczonych wzdłuż 4 linii pomiarowych. Liczba linii pomiarowych może być mniejsza w zależności od rodzaju zadania badawczego. Każdy zestaw pomiarowy posiada czujnik drgań 5, zwykle geofon jedno- lub trójskładowy mocowany na metalowej podstawie (Pilecki i in. 2014a, 2016b). Każdy czujnik podłączony jest do autonomicznego modułu pomiarowego 6 instalowanego na podstawie mocującej 6a. Modułowi pomiarowemu RFID przyporządkowana jest etykieta z zakodowanym numerem stałym umożliwiającym określenie położenia modułu 6 i wiążącym go jednoznacznie z numerem czujnika 5. Mobilny wzbudnik 8 posiada jednostkę centralną 9 połączoną z kafarem sejsmicznym 10, modułem pomiarowym 11, odbiornikiem GPS 13, modemem transmisji radiowej 14 oraz czujnikiem akcelerometrycznym 12 przymocowanym do kafaru. Moduł pomiarowy 11 podobnie jak autonomiczne moduły pomiarowe 6 posiada własny mikroprocesor oraz bufor pamięci. Każdy z wchodzących w skład układu pomiarowego 7 autonomicznych modułów pomiarowych 6 zawiera (rys. 2): wzmacniacz i konwerter 15 połączony przewodowo z odpowiadającym mu czujnikiem drgań 5 zestawu pomiarowego, moduł identyfikacji radiowej RFID 16 generujący pole magnetyczne, w którym odczytuje numer zakodowany w karcie RFID umieszczonej w podstawie do mocowania modułu pomiarowego 6, modem transmisji radiowej 17 połączony bezprzewodowo z modemem transmisji radiowej 14 jednostki centralnej 9 mobilnego wzbudnika 8, odbiornik GPS 18, moduł pamięci Flash 19 połączony bezprzewodowo za pośrednictwem modułu WI-FI 24 z ser- Rys. 2. Schemat blokowy autonomicznego modułu pomiarowego 6 Fig. 2. A block diagram of measurement module 6 158

werem 23 bazy danych pomiarowych 25, akumulator zasilający 21 oraz przetwornicę zasilającą 22. Moduł 6 zawiera również mikroprocesor 20 sterujący działaniem jego elementów składowych. 2. Charakterystyka elementów strimera Seismobile Pomiar strimerem Seismobile można prowadzić z użyciem od 1 do 4 linii pomiarowych (Kubańska i in. 2016). Linie pomiarowe mogą znajdować się w odległości do 3,5 m od siebie. W ten sposób uzyskuje się różny przestrzenny zasięg penetracji badanego podłoża. Na fotografii 1 przedstawiono widok samochodu terenowego holującego strimer w dwóch wariantach rozstawu pomiarowego o szerokości 3,5 m z użyciem dwóch linii pomiarowych i zwiększonej do 10,5 m z użyciem 4 linii pomiarowych. Na fotografii 2 przedstawiono przykładowy montaż jednej linii pomiarowej: rozwijanie taśmy z bębna transportowego z zestawami pomiarowymi szybka instalacja czujników typu PS10-ES 1D i modułów pomiarowych. Fotografia 3 przedstawia strimer Seismobile z dwoma liniami pomiarowymi odległymi od siebie o 1,5 m, z których każdy wyposażony został w 24 zestawy pomiarowe wraz z autonomicznymi modułami pomiarowymi. W skład każdego zestawu pomiarowego wchodziły 24 geofony pionowe typu GS-11D. Natomiast na fotografii 4 przedstawiono zdjęcie elektroniki modułu pomiarowego (MP) 6, a na rysunku 3 jego schemat blokowy. Fot. 1. Widok samochodu terenowego z ramą do holowania w wariancie 2 i 4 linii pomiarowych Phot. 1. A view of an SUV vehicle with a frame of 2 and 4 measuring line variants 159

Fot. 2. Przykładowy montaż linii pomiarowej: rozwijanie taśmy z bębna transportowego z zestawami pomiarowymi Phot. 2. An example of the installation of measuring line with measuring sets Fot. 3. Przykład pomiaru strimerem Seismobile z dwoma liniami pomiarowymi Phot. 3. An example of measurement with 2-measuring lines of Seismobile landstreamer 160

Fot. 4. Widok elektroniki modułu pomiarowego MP Phot. 4. A view of the MP measurement module electronic part Dane techniczne modułu pomiarowego zamieszczono w tabeli 1. Natomiast na rysunku 4 zamieszczono schemat blokowy modułu pomiarowego MPWA 11 mobilnego wzbudnika, a w tabeli 2 jego dane techniczne. W strimerze Seismobile zalecane jest użycie 10 Hz geofonów pionowych (fot. 5). W tabeli 3 zamieszczono dane techniczne stosowanych w systemie czujników. Na fotografii 6 przedstawiono mobilny wzbudnik strimera Seismobile podczas transportu. Wzbudnik ten składa się z kafaru zamontowanego na haku mini-auta Mule 4010x4 Trans Diesel firmy Kawasaki. 2. Sposób pomiaru strimerem Seismobile Akwizycja danych pomiarowych odbywa się w kilku fazach: Po rozciągnięciu linii pomiarowych, moduły pomiarowe 6 są instalowane na stalowych podstawach z etykietami RFID. Zakodowane numery tych etykiet są przypisane na czas sesji pomiarowej. Numery te jednoznacznie określają położenie czujników 5. Z polecenia operatora mobilnego wzbudnika 8, drogą transmisji radiowej poprzez moduł sterujący 9 i modem transmisji radiowej 14, następuje uaktywnienie modułów pomiarowych 6. Deklaruje się wzmocnienia w poszczególnych kanałach pomiarowych, czas pomiaru, częstotliwości próbkowania oraz liczbę składowych udarów. 161

Rys. 3. Schemat blokowy elektroniki MP3G modułu pomiarowego Fig. 3. A block diagram of the MP measurement module electronic part 162 Sprawdza się poprawność synchronizacji czasu rejestracji układu pomiarowego wzbudnika 11, modułów pomiarowych 6 i gotowości całego układu pomiarowego w sposób automatyczny drogą radiową poprzez modem 14. Z polecenia operatora jednostki centralnej 9, drogą radiową za pośrednictwem modemu 14 uruchamiany jest strimer w oczekiwaniu na sygnał wywołany udarem kafaru na mobilnym wzbudniku. W wyniku udaru zachodzi synchroniczne próbkowanie w modułach pomiarowych 6 rejestrowanych sygnałów przez czujniki drgań 5. Moment udaru jest rejestrowany w module pomiarowym 11 wzbudnika za pomocą czujnika akcelerometrycznego 12. Zapis danych pomiarowych następuje w wewnętrznych buforach pamięci modułów 6 i 11. Miejsce udaru określane jest za pomocą odbiornika GPS 13.

Tabela 1. Dane techniczne modułu pomiarowego Table 1. Technical data of the measuring module Parametr Wartość Źródło zasilania wewnętrzny akumulator LiFePO4 6V/4Ah lub zasilanie zewnętrzne z zasilacza Napięcie ładowania/zasilania od 8 V do 15 V Pobór prądu z zewnętrznego zasilacza ładowanie: 2A@12V normalna praca 120mA@12V Czas ładowania wewnętrznego akumulatora 1 h 40 min Maksymalny pobór mocy z akumulatora 1,2W Liczba kanałów pomiarowych 3 oddzielne tory pomiarowe pasmo przenoszonych częstotliwości ograniczone przez filtr antyaliazyjny: Tryb 250Hz 0 103,25 Hz, Pasmo przenoszonych częstotliwości (bez sondy) Tryb 500Hz 0 206,5 Hz, Tryb 1kHz 0 413,0 Hz, Tryb 2kHz 0 826,0 Hz, Tryb 4kHz 0 1652 Hz. Konfigurowalny filtr górnoprzepustowy od 0,1 Hz do 1 Hz lub możliwość wyłączenia Rozdzielczość przetwornika A/C 32 bity Dynamika przetwarzania (całkowity SNR) 130 db @250Hz Częstotliwości próbkowania 250 Hz, 1 khz, 2 khz, lub 4 khz Regulowane wzmocnienie x2, x4, x8, x16, x32, x64, x128 Bufor Pre-triggera 256 kb Pamięć do zapisu danych pomiarowych karta SDHC 32GB WiFi Dokładność synchronizacji czasu pomiędzy modułami 1 µs Maksymalny zasięg transmisji bezprzewodowej 2,4 GHz około 150 m w obszarze niezabudowanym Transmisja danych pomiarowych w postaci plików binarnych poprzez WiFi Moduł GPS u-blox IT530 Po zarejestrowaniu sygnału, z modułu pomiarowego 11 wysyłane jest polecenie zakończenia pomiaru drogą radiową do wszystkich modułów 6. Jednocześnie z modułu pomiarowego wzbudnika 11 radiową przesyłany jest do modułów 6 czas odpowiadający chwili wzbudzenia fali. Zarejestrowane cyfrowo próbki sygnałów przesyłane są drogą radiową z buforów pamięci modułów pomiarowych 6 do jednostki centralnej 9 i tam wizualizowane w postaci podglądu zapisów. Zapisy podlegają weryfikacji przez operatora, który decyduje o poprawności pomiaru. W przypadku wykonywania pomiarów bez składania zapisów: po akceptacji przez operatora - zapis z bufora cyklicznego w każdym module 6 jest automatycznie oznaczony, jako plik danych rejestracyjnych i przepisywany do modułu pamięci Flash 19, 163

Rys. 4. Schemat blokowy modułu pomiarowego MPWA 11 mobilnego wzbudnika Fig. 4. A block diagram of the measuring module of the mobile weight drop seismic source 164 bez akceptacji operatora wynik rejestracji jest usuwany automatycznie z pamięci modułów 6, a pomiar należy powtórzyć. W przypadku wykonywania pomiarów ze składaniem zapisów: po akceptacji przez operatora zapis z bufora cyklicznego, jako składnik sumy pomiarów jest odpowiednio oznaczony i przepisywany do modułów pamięci Flash w modułach pomiarowych 6, po czym pomiar jest inicjowany ze wzbudzeniem sygnału w tym samym miejscu, jako kolejny składnik sumy aż do osiągnięcia zadanej liczby udarów.

Tabela 2. Dane techniczne modułu pomiarowego MPWA 11 Table 2. Technical data of the measuring module of the mobile weight drop seismic source Parametr Wartość Źródło zasilania wewnętrzny akumulator LiFePO4 6V/4Ah lub zasilanie zewnętrzne z zasilacza Napięcie ładowania/zasilania od 8 V do 15 V Pobór prądu z zewnętrznego zasilacza ładowanie: 2A@12V normalna praca 120mA@12V Czas ładowania wewnętrznego akumulatora 1 h 40 min Maksymalny pobór mocy z akumulatora 1,2 W Liczba kanałów pomiarowych 1 wejście pomiarowe dla akcelerometru Wyjścia cyfrowe 1 wejście cyfrowe z optoizolacją do wyzwolenia wzbudnika pasmo przenoszonych częstotliwości ograniczone przez filtr antyaliazyjny: Tryb 250Hz 0 103,25Hz, Pasmo przenoszonych częstotliwości (bez sondy) Tryb 500Hz 0 206,5Hz, Tryb 1kHz 0 413,0Hz, Tryb 2kHz 0 826,0Hz, Tryb 4kHz 0 1652Hz. Konfigurowalny filtr górno przepustowy Od 0,1 Hz do 1 Hz lub możliwość wyłączenia Rozdzielczość przetwornika A/C 32 bity Dynamika przetwarzania (całkowity SNR) 130 db @250Hz Częstotliwości próbkowania 250 Hz, 1 khz, 2 khz, lub 4 khz Regulowane wzmocnienie x2, x4, x8, x16, x32, x64, x128 Bufor Pre-triggera 256 kb Pamięć do zapisu danych pomiarowych Karta SDHC 32GB WiFi Dokładność synchronizacji czasu pomiędzy modułami 1 µs Maksymalny zasięg transmisji bezprzewodowej 2,4 GHz około 150 m w obszarze niezabudowanym Transmisja danych pomiarowych w postaci plików binarnych poprzez WiFi Moduł GPS u-blox IT530 Moduł GPS do określenia lokalizacji z dokładnością poniżej 1 cm. wejście do podłączenia GPS a ProPak-V3 Liczba współpracujących modułów MP3G Do 100 bez akceptacji operatora wynik rejestracji jest usuwany automatycznie z pamięci modułów 6, a pomiar jest powtarzany. Po zakończeniu sesji pomiarowej w konkretnym miejscu strimer przemieszcza się przy pomocy pojazdu holującego w kolejne zaprojektowane położenie, określone współrzędnymi mierzonymi za pomocą GPS. Po zakończeniu sesji pomiarowej zdemontowane moduły pomiarowe czujników 6 i wzbudnika 11 są umieszczane w gniazdach stacji dokującej 3, w której są automatycznie ładowane ich akumulatory. Równocześnie dane z pamięci Flash modułów 6 są sczytywane 165

Fot. 5. Geofony trójskładowe (z lewej) i jednoskładowe (środek i z prawej strony) o częstotliwości 10 Hz Phot. 5. Three component 10 Hz geophones (left side) and one component 10 Hz geophones (middle and left side) Tabela 3. Dane techniczne zalecanych 10 Hz geofonów Table 3. Technical data of recommended 10 Hz geophones Czujnik Typ Częstotliwość rezonansowa f [Hz] Czułość V/m/s Masa [g] Oporność cewki [Ω ] Producent 1 GS-11D 10Hz+/ 0,75 32 16,8 380 2 PS10-ES 1D 10Hz+/ 0,25 20,9 11 375 3 PS10-ES 3D 10Hz+/ 0,25 20,9 3 x 11 375 GeoSpace USA SunFull CHRL SunFull CHRL do serwera bazy danych pomiarowych 23 drogą transmisji radiowej Wi Fi. Odczytane dane pomiarowe w odpowiednim formacie są przetwarzane i interpretowane za pomocą ogólnie dostępnego specjalistycznego oprogramowania. Podsumowanie Do podstawowych elementów systemu Seismobile należą pojazd holujący, zestawy pomiarowe przymocowane do taśmy, mobilny kafar, antena georadaru z jednostką sterującą oraz urządzenie do archiwizacji danych pomiarowych. W części sejsmicznej tzw. strimera Seismobile zastosowano wiele innowacyjnych rozwiązań poprawiających akwizycje danych w porównaniu do obecnych, znanych tego typu urządzeń. Konstrukcja strimera Seismobile umożliwia szybki montaż i demontaż jego elementów. W strimerze zostały zastosowane uniwersalne moduły pomiarowe bezpiecznie transporto- 166

Fot. 6. Mobilny wzbudnik strimera Seismobile podczas transportu Phot. 6. Mobile weight drop of Seismobile landstreamer during transport wane w stacji dokującej. Szybki montaż modułów pomiarowych umożliwia mocowanie magnetyczne. Moduły są automatycznie numerowane i lokalizowane przed każdym pomiarem. Konstrukcja zestawu pomiarowego, składającego się z czujnika zamontowanego na metalowej podstawie, zapewnia możliwie jak najlepsze (w sensie widma częstotliwości, niewielkiego tłumienia amplitud i minimalizacji rezonansów mechanicznych) przekazywanie drgań z podłoża gruntowego. Niskie położenie środka ciężkości zestawu pomiarowego zapewnia wystarczającą jego stateczność przy przemieszczaniu się strimera. Mobilny wzbudnik drgań pozwala w sposób bezprzewodowy wzbudzać sygnał i w sposób automatyczny przekazywać dane o czasie udaru i jego lokalizacji. Bezpośredni zapis cyfrowy rejestracji w wewnętrznej pamięci Flash modułów pomiarowych oraz duża dynamika przetwarzania A/C zapewniają wysokiej jakości dane, niezakłócone zewnętrznym wpływem pól magnetycznych. Bezprzewodowy podgląd zapisów podczas wykonywania pomiarów umożliwia szybką ocenę poprawności pomiarów. Sczytywanie bezprzewodowe zarejestrowanych danych w pamięciach Flash modułów pomiarowych i modułu wzbudnika po zakończeniu sesji pomiarowej w czasie ładowania akumulatorów w stacji dokującej zapewnia niezawodne archiwizowanie danych. Innowacyjne cechy strimera Seismobile eliminują większość niedogodności dotychczasowych strimerów w zakresie akwizycji danych pomiarowych. Artykuł został opracowany w wyniku realizacji projektu nr UOD-DEM-1-303/001 o akronimie SEISMOBILE uzyskanego w ramach przedsięwzięcia pilotażowego Wsparcie badań naukowych i prac rozwojowych w skali demonstracyjnej DEMONSTRATOR+ dofinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. 167

Literatura Isakow i in. 2016 Isakow, Z., Pysik, A., Przybyła, M., Juzwa, J. i Kuciara, I. 2016. Oprogramowanie narzędziowe strimera Seismobile. Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN nr 93, s. 169 180, Kraków. Kubańska i in. 2016 Kubańska, A., Isakow, Z. i Pilecki, Z. 2016. Założenia funkcjonalne systemu Seismobile. Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN nr 93, s. 133 142, Kraków. Link, C. i Goldberg, W. 2011. Seismic Refraction Tomography using a Landstreamer for Estimating Void Volume in a Reclamation Project. Mat. Konf. 24rd EEGS Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems 2011, s. 245 255. O Neill i in. 2006 O Neill, A., Safani, J. i Matsuoka, T. 2006. Landstreamers and surface waves: Testing and results. Mat. Konf. 19th EEGS Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems 2006, s. 1065 1074. Pilecki i in. 2014a Pilecki, Z., Harba, P., Czarny, R., Cielesta, S. i Pszonka, J. 2014a. Geofony w sejsmice inżynierskiej. Przegląd Górniczy 7, s. 22 31. Pilecki i in. 2014b Pilecki, Z., Harba, P., Laszczak, M., Adamczyk, A. i Cielesta, Sz. 2014b. Strimery w sejsmice inżynierskiej; Przegląd Górniczy 7, s. 32 38. Pilecki i in. 2016a Pilecki, Z., Czarny, R., Matuła, R., Krawiec, K., Harba, P., Pilecka, E. i Barnaś, M. 2016a. Możliwości systemu Seismobile w przestrzennym zobrazowaniu sejsmicznym i georadarowym podłoża szlaków komunikacyjnych. Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN nr 93 (w druku). Pilecki i in. 2016b Pilecki, Z., Czarny, R., Chamarczuk, M., Krawiec, K. i Pilecka, E. 2016b. Skuteczność rejestracji zestawu pomiarowego strimera sejsmicznego Seismobile. Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN nr 93 (w druku). Pugin i in. 2004 Pugin, A.J.M., Larson, T.H. i Sargent, S. 2004. 3.5 km/day of high resolution seismic reflection data using a landstreamer. Mat Konf. 17th EEGS Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems 2004, s. 1380 1388.