ITRM20130018A1

ITRM20130018A1 - Metodo e apparato per l estensione della dinamica di un sismometro a banda larga per consentire la misurazione corretta in prossimita dell epicentro strong motion

Info

Publication number: ITRM20130018A1
Application number: IT000018A
Authority: IT
Inventors: Romeo Giovanni
Original assignee: Sica E Vulcanologia
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2014-07-12

Description

Descrizione

Lo schema realizzativo di un sismometro a bilanciamento di forze è riportata, a titolo di esempio, in figg.1 e 2.

Il sismometro è generalmente composto da una massa (1) sospesa ad una molla (2) che forma con essa un sistema oscillante. La descrizione viene fatta con riferimento al brevetto Lippmann (DE 33 97 575 C 2). Un trasduttore velocità-tensione (3) rileva il movimento della massa e lo trasferisce all’ elettronica di feedback (4). Un amplificatore (5) impartisce una forza alla massa attraverso un trasduttore correnteforza (3). Nella configurazione esaminata il trasduttore corrente-forza coincide con il rivelatore (3).

La saturazione del sismometro per forti segnali è causata dall'incapacità ’amplificatore a contrastare il moto della massa. Questo porta immediatamente dopo alla saturazione meccanica (raggiungimento del fine corsa della massa).

Il metodo proposto prevede uso di un amplificatore (7) e di due elementi non lineari ((8) e (9)) per il suo collegamento tra l'uscita dell’ amplificatore preesistente (5) ed il trasduttore (3). L’uso dell’ elemento non lineare (9) mantiene inattivo amplificatore (7) finche’ il segnale non raggiunge la tensione di soglia dell' elemento (9), mentre uso dell’elemento (8) connette l’uscita dell’ amplificatore solo dopo che l’amplificatore (7) è stato attivato. Avere l’amplificatore (7) elettricamente non connesso durante il normale funzionamento del sismometro fa si che l'aggiunta dell’amplificatore (7) non alteri le caratteristiche dello strumento per livelli di segnale bassi. Lo strumento è dotato di due uscite, una tradizionale ad alto guadagno, che può saturare in caso di

uscita ad alto guadagno è lineare fino all’ intervento dell’ elemento non lineare (9).

uscita a basso guadagno è sempre lineare fino alla saturazione dell’ amplificatore (7). Le due uscite possono essere statisticamente combinate in modo, da fornire una singola uscita ad alta dinamica. Per ottenere questo risultato le uscite debbono essere digitalizzate separatamente e combinate numericamente (fig. 3).

La combinazione statistica viene effettuata considerando che:

- l’uscita a basso guadagno è sempre lineare

- l’uscita ad alto guadagno è lineare fino all’intervento di una soglia determinata dall’ intervento dell’elemento non lineare (8). Da quei momento in poi è comunque una funzione nota dei segnale di ingresso

- errore sulla misura è quello introdotto dalle conversioni analogico-digitali e dalle approssimazioni delle curve di risposta.

<'>- La combinazione statistica usa le formule classiche della media pesata

Dove m rappresenta la misura ed m1 ed m2 le uscite ad alto e basso guadagno. Gli errori sono ottenuti sommando gli errori di digitalizzazione e gli errori sulla ricostruzione delle curve di risposta. Il dispositivo combinatore introduce digitalmente il filtro passa basso ad un polo per ottenere la risposta in velocità garantita dal metodo di Lippmann.

Claims

Rivendicazioni 1. Metodo e apparato per l’estensione della dinamica di un sismometro a trasduzione elettromagnetica (geofono) caratterizzato da un blocco ausiliario di controreazione di potenza adeguata da compensare le accelerazioni indotte dal movimento dei terreno in caso di forte evento sismico, con soglia di intervento che, applicato al sismometro a trasduzione elettromagnetica, impedisca la saturazione delia meccanica; 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dalla capacità di collegare la controreazione secondaria in modo da non alterare il comportamento preesistente dei sismometro in caso di terremoti al di sotto della soglia di intervento delia controreazione secondaria ; 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 , 2 caratterizzato dalla possibilità di combinare i due segnali ad alto e basso guadagno allo scopo di ottenere un singolo segnale ad alta dinamica, da ottenersi numericamente dai segnali digitalizzati con filtro passa basso ad 1 polo in uscita per ottenere una risposta in velocità. 4. Metodo, secondo la rivendicazione 1 ,2 e 3, caratterizzato dalla presenza di due segnali ad alto e basso guadagno, dei quali il segnale ad alto guadagno ha una risposta lineare solo al di sotto della soglia di intervento della controreazione secondaria di potenza mentre il segnale a basso guadagno mantiene sempre una risposta lineare. 5. Apparato secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dalla presenza di due blocchi di controreazione distinti, applicati ad un sismometro a trasduzione elettromagnetica, dei quali il primo utilizzato per segnali deboli, mentre il secondo interviene in caso di segnali forti, impedendo la compieta saturazione del primo blocco. 6. Apparato secondo le rivendicazioni 1 e 4 caratterizzato dalla presenza di due segnali ad alto e basso guadagno trasferiti all’ esterno, combinabili per ottenere un singolo flusso di dati con dinamica aumentata.