Записки геофизика-изыскателя

#КоэффициентДинамичности
#РасчетСейсмическихВоздействий

Каждый, кто рассчитывал сейсмическое воздействие с учётом грунтовых условий (то есть - прогонял исходную акселерограмму через заданную модель грунтовой толщи), сталкивался с необходимостью определения так называемого коэффициента динамичности. Под этим термином в рамках обозначенной темы в простейшем случае подразумевается отношение выходного значения (отклика) некоторой физической величины к ее входному значению (возмущающему воздействию).

Естественно, говоря о колебательных системах as is вместе с их демпфирующими свойствами (а геологическая среда является такой системой), следует не упускать из виду влияние частоты возмущения на частоту собственных колебаний системы. То есть коэффициент динамичности - это частотно зависимый параметр и не может рассматриваться в отрыве от частотных свойств среды. Этот момент подробнее разберем в другой раз.

В расчетных программах типа NERA или DeepSoil исходный сигнал (акселерограмма) последовательно "пропускается" через все слои в грунтовой модели снизу вверх с учётом заданного коэффициента демпфирования в каждом слое. На выходе имеем набор значений PGA (Peak Ground Acceleration) - пиковых ускорений - для каждого слоя и набор графиков PSA (Pseudo Spectra Acceleration) - псевдоспектры ускорений - почастотно (традиционно - попериодно) в заданном диапазоне частот (периодов).

Коэффициент динамичности b здесь определяется максимальным значением из набора значений отношений PSA(i)[] к PGA(i), где PGA(i) - пиковое ускорение в i-том слое, PSA(i)[] - псевдоспектр ускорений для i-ого слоя в дискретном виде (массив значений). Именно эта величина и приводится в качестве значения коэффициента динамичности в большинстве отчётов по сейсмическому микрорайонированию, при этом берут либо самый верхний слой грунтовой модели, либо тот слой, в котором находится фундамент сооружения (планировочная отметка).

Но правильно ли берется это значение? Ведь исходное воздействие подаётся на подошву всей модели грунтовой толщи и входное PGA исходного сигнала сопоставляется с выходным PGA на кровле этой толщи (на уровне дневной поверхности). Соответственно, коэффициент динамичности b для дневной поверхности должен исчисляться как максимальное значение из набора отношений PSA(k)[] выходного сигнала в последнем (самом верхнем) k-ом слое грунтовой толщи к PGA(0) входного сигнала (на уровне кровли нижнего полупространства).

И вот это будет методически и логически корректно.

#Насущное #Скала #ЭТ #Xeris #ВП

Продолжаем нытьё... тьфу, это из другого телеграмм-канала!... так вот, продолжаем озвучивать свои хотелки по функционалу ЭТ-аппаратуры "Скала" и ПО Xeris, которые до сих пор не были реализованы производителем, хотя и были ему озвучены ещё несколько лет назад.

Любой мало-мальски имеющий опыт ЭТ-ВП геофизик сразу обратит внимание на то, что "приём" потенциала происходит на те же самые металлические электроды, которые недавно - по меркам тех быстрых процессов, что происходят при отработке цикла измерения - были токовыми, что противоречит всем аксиомам ВЭЗ-ВП и вызывает лёгкий когнитивный ступор. Кроме того, в аппаратной реализации "Скалы" не предусматривается физическое разделение приемной и питающей линий, как это сделано в стандартной ВЭЗ-аппаратуре.

Однако аппаратно-программный потенциал платформы "Скала" до сих пор не исчерпан. И я не первый раз заявляю, что производители до сих пор не осознают, какого монстра в плане развития функционала они смогли создать... Этот реверанс подразумевает только то, что для исправления озвученной выше проблемы при создании протокола измерений надо лишь указать, какие электроды будут только приемными, а какие - только питающими. Реализовать это можно в виде набора чек-боксов как это сделано при тесте электродов или при выборе активных электродов перед стартом цикла измерения в Xeris.

Таким образом, появится возможность поставить неполяризующиеся электроды на электродную расстановку наряду со стандартными металлическими и развеять хотя бы сомнения в кривой спада ВП - то есть указанная в начале поста ситуация будет скорректирована в сторону повышения "чистоты" и качества данных ВП.

#Насущное #Xeris #ВП

Как человек - наверное, единственный в мире - поработавший на всей линейке ЭТ-аппаратуры марки "Скала" производства "КБ Электрометрии" - от "Скалы-48" до "Скалы-64" первого поколения и от "Скалы-32к4" до "Скалы-64к15Е" второго поколения, естественно, пользуюсь "штатным" ПО для создания протоколов и первичного анализа полевых данных. Для первого поколения это был Siber Tools и RIPPP, для второго поколения имеется Xeris.

Вне сомнений, развитие Xeris является следствием появляющихся потребностей в том или ином функционале, возникающих при производстве ЭТ-исследований. Например, появление контекстной подсказки по геометрическому коэффициенту установки в окне создания протокола измерений на вкладке выбранной электроразведочной установки не прошло без моего капанья на мозги, хотя, к правде сказать, не только я просил такую фичу. Нюанс лишь в том, что с момента первой озвучки такого пожелания до момента реализации этой фичи прошло... 4 года, Карл!!! Хотя казалось бы, что тут сложного-то... Производители отмазывались "приоритетами в дорожной карте развития Xeris". Ну да, за время ожидания появился ГИС-функционал, появился мониторинговый режим, была куча исправлений и мелких улучшений...

Но вот уже восьмой год - Карл, б..!!! - я жду нормальный функционал по обработке полевых данных ВП.

Всё началось с появления возможности просмотра кривых ВП в версии 4.10, связано это было с одним проектом, завязанного как раз на использование ЭТ-ВП. Однако сам по себе просмотр кривых спада ВП (см. первую картинку) по каждой точке записи - не интересен. Как и мало вразумителен псевдоразрез или облако кажущейся заряжаемости (см. вторую картинку под постом) - ведь это результат интегрирования по заданному количеству отчётов в паузе при конструировании сигнала перед запуском цикла измерений в Xeris.

Появившийся в версии 6.8 фильтр кривых ВП тоже не добавил контроля качества полевых данных, так как работает по критериям, которые разработчик ПО не удосужился указать в материалах встроенного хэлпа. Субъективно, не менее половины данных ВП автоматически просто выбрасывается, и прежде всего отбраковывается глубинная часть данных, оставляя только верхушку разреза для последующей инверсии в том же ZondRes2D.

Озвученная ещё в 2020-ом году производителям идея заключалась в том, чтобы иметь возможность из всего временого диапазона регистрации кривой спада выделить нужный интервал, который затем и будет использоваться при исчислении заряжаемости. Например, из 20 дискретов на кривой спада первые 4-5 значений не имеют геологической подоплёки и больше связаны с остаточным зарядом на электродах. Их можно убрать из диапазона для интегрирования. Идеальная кривая спада ВП не имеет такой "шероховатости", каковая представлена на первой картинке, но именно эта "шероховатость" и может нести геологический смысл. Таким образом, незачем интегрировать весь временной диапазон, достаточно интегрировать выбранный интервал - это добавит контраста на псевдоразрезе кажущейся заряжаемости и уж точно добавит контраста на результирующем геоэлектрическом разрезе. Естественно, "обрезка" по заданному временному интервалу применяется ко всей полученной совокупности кривых ВП. Функция "обрезки" появилась лишь в версии 8.1 в виде "Окно ВП" в "Инструментах". Обещанного же три года ждут, да?..

Однако до сих пор не реализован функционал просмотра всего ансамбля кривых спада ВП по типу облака зондирования или графиков профилирования, который можно было реализовать в том же "Окно ВП" в "Инструментах" в главном окне обработки данных. И только на основе анализа этого ансамбля кривых спада ВП и стоит определять нужный временной интервал. Иначе задолбаешься отсматривать кривые спада ВП по всему массиву данных, чтобы установить границы "обрезки". У меня как-то часа три на это ушло... К тому же, эта фича значительно облегчит практическое освоение и внедрение в производство работ ЭТ-ВП тем электроразведчикам, которые до конца не понимают что это, с чем это едят и на хрена это вообще.

Актуальная версия Xeris на момент написания этого поста - 9.6. Ждём-с...

#Злободневное #НЗпоИГФИ

Тут уже четвертый месяц идут попытки применения нового сборника нормативных затрат по инженерно-геофизическим исследованиям в рамках инженерных изысканий при строительстве капитальных зданий и сооружений. Сам документ сыроват, бесспорно и ожидаемо, и требует доработки напильником. Однако есть пара несущественных мелочей, которые были заложены идеологически, но в финальном варианте текста не указаны явно или непонятно прописаны.

🔎 Первый фактор больше касается камералки ЭТ-данных, но в целом, можно и для ЭТ-поля использовать. Этот фактор - количество электроразведочных установок, которые могут быть как в одном протоколе измерений, так и в раздельных протоколах для одной и той же электродной расстановки. В ЭТ-камералке в любом случае это - несколько независимых наборов данных: прямая и обратная трёхэлектродки, диполь-диполь, та же Шлюмберже... И если совсем уж притягивать за уши текущий вариант определения ЭТ-наблюдения как единицы измерения объёма полевых работ по ЭТ-2D в примечании 1 к таблице 23 в пункте 68 НЗ-ИГФИ, то этот же нюанс возможно - на свой страх и риск - применить и для расчета стоимости полевой части. Наглость города берёт, ага... Поэтому когда вы составляете смету по ЭТ-работам, учитывайте и количество электроразведочных установок при определении стоимости объёмов работ.

🔎 Второй момент - понятийный. Следует понимать, что под "неполным протоколом" в пункте 69 НЗ-ИГФИ подразумевается так называемый продолжающий или перекрывающий протокол, который используется при производстве полевых работ ЭТ по технологии roll-along, то есть при линейной конвейерной отработке ЭТ-профиля. Таким образом, если вы знаете сколько у вас выйдет протоколов на один профиль, состоящий из нескольких конечных электродных расстановок, то в объёме работ по конкретному ЭТ-профилю считается 1 полный протокол и необходимое для завершения этого ЭТ-профиля количество неполных протоколов.

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#ГеорадиолокационноеПрофилирование
#Часть5

Vorheriges...

👉 IDS Stream X - один из первых георадаров с широкополосной съёмкой, когда за один проход антенных блоков можно было снять полосу шириной свыше 1 метра. Георадиотомографы ГРТ - прямые конкуренты данному изделию. Такая ширина полосы достигается за счёт конструктива антенного блока - в одном блоке 16 георадарных антенн с расстоянием между друг другом до 4 см, в зависимости от конфигурации. В старой версии этой аппаратуры это расстояние соответствовало 20 см при 8 георадарных антеннах в блоке. Современная версия Stream X поддерживает до 3 антенных блоков, что позволяет играться как количество каналов регистрации (до 48), так и шириной полосы съемки (до 6 метров). Георадарная система Stream X может быть собрана на основе 16-канальных антенных блоков с центральной частотой 200 МГц с целью получения большей глубины проникновения или на основе 24-48-канальных антенных блоков с центральной частотой 600 МГц для увеличения разрешающей способности. Естественно, всё это дело завязано на GPS-позиционирование и на навигационное ПО. Сопутствующее же ПО к георадару позволяет автоматическую и ручную обработку георадарограмм, вычисление скорости распространения электромагнитной волны (наложение теоретической гиперболы), 2D/3D представление данных, объединение данных с разными частотами, GPS-позиционирование данных на плане, имеет функционал вставки объектов и 3D-томографии. Стоимость Stream X, наверное, как у крыла от самолёта...

Все остальные георадары, упоминания о которых можно встретить в профессиональной среде, а именно - EasyRad GPR Pro, VIY-3, Mala Easy Locator HDR, IDS RIS MF Hi-Mod, GEOSCANNERS AKULA 9000C, Radiodetection RD1000, GRS-50-250 - представлены в России чуть ли не единично, вследствие чего нет смысла делать на них краткий обзор.

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#ГеорадиолокационноеПрофилирование
#Часть4

Vorheriges...

👉 GSSI SIR-3000, GSSI SIR-4000 - известная линейка георадарных регистраторов и антенн различной частоты к ним. Отличие 4000 от 3000 в том, что регистрирующий блок 4000-ого позволяет работать и с аналоговыми, и с цифровыми антеннами, в то время как 3000-ый работает только с аналоговыми антеннами. Также 4000-ый поддерживает одно- и двухчастотные антенны. Блок регистрации оснащён встроенным компьютером, позволяющим визуализировать георадарограмму в процессе работы. Далее больше характерно для 4000-ого... Настраиваемый пользователем интервал сканирования - до 400 сканирований/с, количество дискретов в трассе - от 256 до 16384, настраиваемая длина записи до 20000 наносекунд, выбираемое пользователем усиление в диапазоне от -42 до +126 дБ с числом сегментов на кривой усиления от 1 до 8. Стандартные фильтры, работающие в реальном времени: фильтр с бесконечной импульсной характеристикой (IIR) — фильтр высоких и низких частот, вертикальный и горизонтальный, также имеется фильтр с конечной импульсной характеристикой (FIR) — фильтр высоких и низких частот, вертикальный и горизонтальный. Акцентируются усовершенствованные фильтры, работающие в реальном времени - фильтр помех от движения, отслеживания положения относительно поверхности, отслеживания нижнего предела отношения сигнал/шум, адаптивная фильтрация фона. Регистратор имеет аналоговые и цифровые вводы антенны (одновременно используется только один), разъём питания постоянного тока, последовательный порт RS232 (порт GPS), вывод видео HDMI, порт Ethernet для ПК, порт USB 2.0, миниатюрный USB-порт. Контроллер SIR-4000 обеспечивает уникальные режимы сбора данных, включая Quick 3D, георадар UtilityScan, StructureScan и экспертный режим для эффективного сбора и визуального представления данных. Отдельное ПО для вдумчивой и пакетной обработки данных - RADAN 7. На руках у пользователей больше SIR-3000, хотя встречаются и SIR-4000.

👉 IDS Detector Duo - один из первых георадарных регистраторов, поддерживающий двухчастотную антенну. Достаточно старое уже изделие, но ещё вполне рабочее. Из достоинств - русифицированное программное обеспечение, автоматическая настройка усиления и автоматическая фильтрация. Рабочие частоты - 250 и 700 МГц, В качестве платформы идеальна "тележка" с колесом-одометром. Имеется поддержка внешнего GPS-приёмника. ПО для регистрации и экспресс-обработки - DetectorDuoFW. На данный момент больше не выпускается, так как заменён Opera Duo, но некоторое количество комплектов находится на руках у пользователей в России. Имеются некоторые трудности с экспортом георадарограмм из внутреннего формата в общеупотребительные типа SEG-Y или GSSI'шный .dat-файл.

Fortsetzung folgt...

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#ГеорадиолокационноеПрофилирование
#Часть3

Vorheriges...

👉 ГРТ-2х, ГРТ-3х, ГРТ-8х - георадиотомограф на основе ЛЧМ-генератора и модулей антенной решётки. Модулей антенной решётки может быть до 4 штук (за это отвечает как раз х в наименовании конкретной комплектации георадиотомографа). Сам модуль антенной решётки имеет 8 каналов, таким образом можно одновременно регистрировать до 32 каналов. Для сканирования сплошных сред используется антенная решетка с распределенными приемными и передающими высокочастотными (ВЧ) антеннами широкого диапазона, которая осуществляет зондирование среды с разных ракурсов (зависит от пространственного соотношения между собой модулей антенной решётки). Для обнаружения и локализации неоднородностей используется метод математической фокусировки и технология радара с синтезированием апертуры, при котором все зарегистрированные решеткой ВЧ сигналы суммируются в фазе для каждой задаваемой точки фокусировки. Фокусировка осуществляется путем последовательного суммирования принятых сигналов с выравниванием временных задержек импульсов, рассеянных точкой с заданными координатами. Проведя операцию фокусировки для каждой точки выбранного объема пространства, строится трехмерное радиоизображение. Операция фокусировки проводится в частотной области с применением быстрых алгоритмов обработки, что позволяет реализовывать трехмерные томограммы исследуемого пространства в режиме реального времени. Аппаратура с претензией на элитарность, впрочем, стоит запрашиваемых денег, так как обеспечивает быстроту сбора полевой информации. На данный момент упор делается на применение в автодорожном хозяйстве, так как нижняя граница частотного диапазона начинается с 500 МГц, а верхняя граница заканчивается на 2, 3 и даже 8 ГГц. Не хватает геологического диапазона 50-500 МГц, однака... Обработка данных с ГРТ нативно производится в ПО GeoReader, которое имеет чуть ли не встроенную поддержу формата данных георадиотомографа.

👉 Zond-12e или Zond-12e Advanced - одно- или двухканальные цифровые портативные (переносимые одним оператором) георадары. Временной диапазон записи выбирается пользователем от 1 до 2000 нс с шагом в 1 нс, Количество трасс в секунду: 56 (для одноканального), 80 (для двухканального) или 320 / 160 / 80 / 40 (для модернизированного). Количество точек на трассу: 512 x 16 бит. Передача данных - с помощью Ethernet. К блоку регистрации прилагаются антенны от 100 МГц до 1000 МГц. Антенны выполнены в пыле-брызгозащищенном варианте и даже допускают кратковременное погружение в воду. Поверхностные антенны имеют подложку из фторопласта, чрезвычайно устойчивого к стиранию. Управление всеми параметрами георадара осуществляется от компьютера (ноутбука). ПО Prism2 предназначено для управления параметрами георадара, приема данных зондирования с одновременным отображением их на дисплее компьютера и записью их на диск в виде файла, а также для обработки георадарограмм. Управление всеми параметрами георадара (кроме функции включения/выключения) осуществляется от компьютера, что определяет легкость освоения работы с аппаратурой. В процессе настройки радара и проведения зондирования программа дает предупреждения, если установлены некорректные параметры, и дает свои рекомендации. Прием данных от георадара возможен в непрерывном режиме (основной) и в режиме пошагового накопления. Модуль обработки георадарограмм предусматривает частотные полосовые фильтры, амплитудную коррекцию, использование миграции & огибающей, ввод топография и Х-интерполяцию трасс георадарограммы. На руках у пользователей находятся в основном Zond-12e, георадар характеризуется как неприхотливая и быстро осваиваемая аппаратура.

Fortsetzung folgt...

#Юмор

#Мимолетное

Щёлк, щёлк, щёлк... Знаете, что такое сейсморазведка МПВ? Это монотонный щёлк, щёлк, щёлк в любом соответствующем ПО, где нужно получить годограф. Щёлк, щёлк, щёлк...

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#ГеорадиолокационноеПрофилирование
#Часть2

Vorheriges...

👉 ГРОТ - единоутробный брат-близнец аналог георадара ЛОЗА. Такой же импульсный, с такой же регистрацией полного сигнала без его стробоскопического преобразования в область низких частот. Такие же приемные и передающие антенны в виде резистивно-нагруженного диполя, в котором часть энергии импульса поглощается на распределенных вдоль его плечей резисторах, накрытый диэлектрическим ящиком, заполненным углеродным радиопоглотителем. В данном георадаре - как и в ЛОЗЕ - используются малогабаритные искровые и твердотельные передатчики с импульсной мощностью порядка единиц-десятков мегаватт - при длительности единичного импульса порядка 10 наносекунд. В программе регистрации GROT-12 реализовано решение обратной трёхмерной задачи на основе уравнений Максвелла на адаптивных сетках. GROT, KROT - ну вы поняли... Визуализация решения происходит в виде знакопеременных амплитудных изображений. На текущий момент поставляются георадары ГРОТ-12 и ГРОТ-12Н - первый имеет частотный диапазон от 1 до 200 МГц, второй - от 1 до 1000 МГц. Комплект поставки включает антенны различных диапазонов с центральной частотой от 150 МГц до 15 МГц и размерами в разложенном виде от 1 до 10 метров. Управление георадаром - через Bluetooth, Wi-Fi или соединительный кабель. Программа сбора и обработки данных позволяет в реальном времени совмещать георадарную съемку с данными GPS и строить трехмерные изображения с учетом рельефа местности с точностью, задаваемой GPS приемником. Регистрация сигнала производится непосредственно в цифровой линейной форме. Имеются передатчики с напряжением сигнала от 5 до 15 кВ, импульсной мощностью от 1 до 10 МВт и длительностью импульса от 1 нс до 20 нс. Мощность передатчиков регулируется аттенюаторами в диапазоне от 0 до 120 дБ. В целом, профессиональное сообщество пока не приняло окончательно георадары этого конструктива, хотя некоторыми фанатами и "черными археологами" используются.

👉 Питон-3 и ПИТОН xGPR - одноканальные моностатические (одна и та же антенна на генерацию сигнала и приём отклика из среды) геордары, стробоскопического и полноволнового принципа регистрации соответственно. У Питон-3 16-битный АЦП, 1024 точки на трассу и 24 трассы в секунду, у ПИТОН xGPR - 32-битный АЦП, до 8192 точек на трассу и до 2500 трасс в секунду. Диапазон частот у обоих 100-50-38-25 МГц, длина антенны от 1 м до 4 м (в зависимости от выбранной частоты), передача данных по Wi-Fi, от 7 часов автономной работы, имеется встроенный высокочастотный цифровой фильтр. Функционал позиционирования в виде GNSS-приемника или беспроводного колеса-одометра есть только у ПИТОН xGPR, у Питон-3 только позиционирование вручную. Полный комплект поставки содержит центральный антенный модуль (рабочая частота 100 МГц), дополнительные дипольные пластины для изменения рабочей частоты на 50-38-25 МГц, антенные носики и набор аксессуаров. Центральная антенная пластина содержит модуль электроники со встроенной 12 В литий-ионным аккумулятором, и WiFi-роутером. Набор аксессуаров включает в себя ПО Prism2, зарядное устройство и тяговую ручку. Функционал ПО - типичный для подобной аппаратуры, то есть установка параметров регистрации, параметров записи, параметров визуализации данных, типовая обработка данных (частотные полосовые фильтры, амплитудная коррекция, проведение миграция и использование огибающей, ввод топографии, интерполяция по линии профиля). На руках в основном Питон-3, наличие xGPR в России пока не подтверждено. В целом, отзывы пользователей положительные, у георадара сложился образ надёжной и безотказной аппаратуры.

Fortsetzung folgt...

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#ГеорадиолокационноеПрофилирование
#Часть1

В предыдущем посте был закончен обзор сейсмических регистраторов, в этом начинаем обзор аппаратуры георадиолокационного профилирования.

👉 ОКО-2 и ОКО-3 - второе и третье поколение широко известных стробоскопических георадаров. Говоря "георадар" подразумеваем ОКО.. Помимо разной схемотехники в блоках управления второго третьего поколения (третье поколение поддерживает двухчастотные антенны), изменения коснулись и самих антенных блоков - третье поколение менее габаритное, обычно в форм-факторе моноблока и, соответственно, без оптической развязки между генераторной и приемной антеннами. Но к ОКО-3 можно подключать антенны от ОКО-2, и наоборот - к ОКО-2 можно подключить антенны от ОКО-3. На текущий момент линейка антенн ОКО-2 практически не производится (только по спецзаказу и если нужна АБ-90 второго поколения), однако на руках у геофизиков-изыскателей скопилось множество комплектов георадара ОКО-2. ОКО-2 подключается в одноканальном режиме, максимальное количество точек по глубине — 511, максимальная скорость сканирования — 180 трасс в секунду на канал в зависимости от типа антенного блока. ОКО-3 может работать в одно- и двухканальном режимах, максимальное количество точек по глубине — 16 384, максимальная скорость сканирования — 380 трасс в секунду на канал при 512 точках по глубине. В среднем, ОКО-3 позволяет проводить зондирование в три раза быстрее, чем ОКО-2. ОКО-3 имеет большее количество точек по глубине — до 2048 и более. И ещё ОКО-3 оснащён встроенным Wi-Fi, который позволяет управлять георадаром с помощью планшетов, смартфонов и ноутбуков без использования соединительных проводов. Также ОКО-3 имеет «интеллектуальный» датчик перемещения, параметры которого записаны в энергонезависимой памяти и автоматически выставляются при включении. Линейка выпускаемых антенных блоков от производителя начинается с 50 МГц (Тритон-М) и заканчивается 2500 МГц (АБ-2500М3), но особый интерес таки представляют: двухчастотная антенна для ОКО-3 - АБ150/400М3, двухчастотный георадар-моноблок МГ-250/700М3 и двухчастотный георадар-моноблок МГ-400/900М3 - эти комплекты покрывают 90% всех ваших потребностей в наличии антенн нужного частотного диапазона. ОКО-3 может использовать выносной GPS-приёмник для трассирования своего пути, обязательно наличие в комплекте поставки датчика перемещения ДПИ или ДПИ-200.

👉 ЛОЗА - "сверхмощный" импульсный георадар. И притча по языцех... Потому как вся суть большой мощности - в сверхкоротком (на уровне наносекунд) импульсе при высокой ёмкости конденсатора в генераторе. Имеющиеся у производителя модели георадаров ЛОЗА-М (базовый уровень), ЛОЗА-В (профессиональный уровень) и ЛОЗА-Н (низкочастотный вариант) работают по одному и тому же принципу, имеют примерно одинаковый энергетический потенциал, конструктивно выполнены в одинаковых корпусах. Они различаются набором и конструкцией антенн, диапазоном рабочих частот, частотой дискретизации, представлением информации видом экрана (монохромный, цветной). Часть параметров георадара (например, время регистрации или вид амплитудной характеристики регистрируемого сигнала) по желанию заказчика может быть изменен путем перепрограммирования встроенного микропроцессора. В ЛОЗА-М предусмотрена только пороговая обработка сигнала, без регистрации волновой функции, а информация представляется на экране в бинарном режиме по превышению двух регулируемых порогов, и в память записывается только бинарный профиль по превышению трех порогов параллельно. В ЛОЗА-В предусмотрена уже регистрация сигнала с временной разверткой 1024 нсек с анализом амплитуды отраженного сигнала и некой его 3D-обработки. ЛОЗА-Н обычно комплектуется антеннами с центральной частотой 25 МГц (длина 6 м), 50 МГц (длина 3 м) и 100 МГц (длина 1.5 м), при этом антенны длиной 6 и 3 м складываются "гармошкой". Реальные характеристики аппаратуры удручают, а визуализация георадарограмм в стиле "вырви глаз" в поставляемой в комплекте программе KROT преподносится как одно из конкурентных преимуществ этой аппаратуры.

Fortsetzung folgt...

#Юмор

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#Сейсмология #Часть5

👉 CME-6011ND и CME-6111ND - широкополосный и низкошумящий широкополосный соответственно цифровые сейсмометры с силовой обратной связью. По сути, дальнейшее развитие CME-4211ND и CME-4311ND с электродинамической обратной связью, что обеспечивает малую неравномерность характеристики в широком частотном диапазоне, высокий динамический диапазон и температурную и временную стабильность параметров. Особенность приборов - универсальность по подключению к каналам питания и к каналам передачи данных. В комплектацию входит кабель питания на 1,5 м с 10-контактным разъёмом и свободными концами, цифровой кабель на 1,5 м с 10-контактным разъёмом с одной стороны, разъёмом USB-A и свободными концами с другой стороны, цифровой кабель USB A/B, антенна Wi-Fi SMA-M для установки на корпус, антенна GPS с кабелем 5 м. Уменьшилась нелинейность искажений измеряемого сигнала с 0.5% у CME-4211ND и CME-4311ND до 0.2% у CME-6011ND и CME-6111ND. К встроенному мониторингу состояния прибора добавились датчики определения азимута и наклона. Время до начала получения данных после включения уменьшилось в 2 раза. Формат записи данных так и остался внутренним, однако с возможностью конвертации в бинарный (float), miniSEED, SEG-Y, ASCII, SAC. В два раза упал собственный шум на 1 Гц. Наличие на руках у пользователей пока не подтверждено.

На этом рассмотрение сейсмических регистраторов для задач сейсмического микрорайонирования, сейсмомониторинга и геотехнических задач объявляется закрытым. Далее будет проведён обзор георадиолокационной аппаратуры (георадаров)...

P.S. Вот это извинился за недельный пропуск постов в канале - сам в шоке.

Fortsetzung folgt...

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#Сейсмология #Часть4

👉 СЕЙСАР-5 и СЕЙСАР-6 - трехканальные цифровые регистраторы, разработанные в ИФЗ РАН и абсолютно не представленные в интернете. Конструкция СЕЙСАР-6 разработана на основе опыта эксплуатации СЕЙСАР-5 в тропических условиях - слот карты памяти, индикация и кнопки управления вынесены в отдельный герметичный бокс. Отличается надежностью сохранения данных при внезапном пропадании питания, для чего применена беcфайловая система записи с приписыванием к каждой секунде данных служебной строки, состоящей из точного времени, кода станции и координат места установки станции. При возобновлении питания автоматически включается в рабочий режим и продолжает прерванную запись. Съем накопленных данных осуществляется путем замены карты памяти. Питание аналоговой части гальванически отвязано от питания цифровой части и тщательно сглажено специальными линейными стабилизаторами и фильтрами. Для исключения проникновения пульсаций из цифровой части в аналоговую по общему (ground) проводу, управляющий интерфейс АЦП отделен от микроконтроллера схемами цифровой гальванической развязки. Управление сведено к минимуму: регистратор имеет 2 управляющие кнопки. Отличительная особенность – существенно сниженное энергопотребление: менее 0.5 А⋅ч в сутки при напряжении питания 12 В, что позволяет более 6 мес обеспечивать работу от одного комплекта сухих марганцево-воздушных батарей емкостью 150 А⋅ч. Зарекомендовали себя как надежные и неприхотливые приборы.

👉 Апатит - сейсмический регистратор со встроенным либо велосиметром (Апатит-В), либо акселерометром и наклонометром (Апатит-АН). Также имеется донный (Апатит-OBS) вариант этой аппаратуры. Из минусов - невозможность масштабирования потоковой передачи данных, Location code можно задавать только буквенный, отсутствует индикатор режима регистрации, GPS-антенна не байонетного типа, нестандартная распиновка разъёма подключения датчика, в стационарном варианте нет режима записи и на карту памяти, и на компьютер. Из плюсов - одновременное подключение по Wi-Fi и LAN, универсальность и удобство пользовательского интерфейса, наличие SeedLink-сервера, встроенный 3G-модем, встроенный аккумулятор, USB-порт для передачи данных. Количество каналов - стандартно 3, опционально - до 18 каналов (с инкрементом в 3 канала). Поддреживаемые интернет-протоколы - FTP, Seedlink, Telnet, HTTP, SCP, SSH. Формат записи данных - miniSEED. Протоколы синхронизации - GPS, NTP. Точность синхронизации при использовании GPS - 1 мкс, точность синхронизации когда GPS выключено - уход 1ppm. Аппаратура протестирована Кольским и Байкальским филиалами ЕГС РАН, в целом одобрена к использованию. Наличие Апатита на руках у геофизиков-изыскателей пока не подтверждено.

👉 CME-4211ND и CME-4311ND - широкополосные цифровые сейсмометры со встроенной платой сейсмического регистратора NDAS-8224 в том же корпусе. Частотный диапазон 4211ND - от 0.033 Гц (30 сек) до 50 Гц с собственным шумом на 1 Гц порядка 8,9 нм/сек (или 17,8 мкВ), у 4311ND - от 0.016 Гц (60 сек) до 50 Гц с собственным шумом на 1 Гц порядка 2,8 нм/сек (или 5,6 мкВ). Приборы не требуют арретирования и центрирования массы, по отзывам отличаются простотой установки и надежностью в эксплуатации. Наличие источника питания и 32 Гб внутренней памяти позволяют вести длительную регистрацию данных в автономном режиме. Передача данных осуществляется через USB или Wi-Fi. У CME-4х11ND - молекулярно-электронный сейсмометр для проведения измерений при уровне фонового шума выше NLNM. Также имеется скважинный вариант CME-4211ND для установки в скважины с диаметром от 108 мм. Режимы записи данных - постоянный или по календарю. Формат записи данных - внутренний бинарный, имеются конвертеры в miniSEED или в SEG. Время до начала получения данных после включения - от 10 до 30 минут. Точность синхронизации - менее 1 мксек, спутниковый приемник - GPS/GLONASS. Встроенный мониторинг состояния прибора - температура, напряжение основного канала питания. Комплектация - антенны GPS и Wi-Fi, комплект кабелей, пузырьковый уровень, три ножки.

Fortsetzung folgt...

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#Сейсмология #Часть3

Vorheriges...

👉 ДЕЛЬТА-03М - данный регистратор также может использоваться как в составе стационарных комплексов, так и для сейсмологических исследований в полевых условиях. Регистратор может работать в следующих режимах: непрерывный режим регистрации, регистрация по обнаружению сейсмического события, запуск в непрерывный режим или в режим обнаружения в заранее данные промежутки времени (по календарю), регистрация по внешнему синхроимпульсу. Управление регистратором (установка параметров, запуск в один из режимов работы и т.д.) осуществляется через интерфейсы Ethernet и RS-232. Синхронизация сейсмической информации производится по часам реального времени. Формирование опорной частоты часов реального времени осуществляется прецизионным, высокостабильным, термостатированным генератором. Установка и проверка часов реального времени осуществляется автоматически, в определенное оператором моменты времени, с помощью встроенного GPS-приемника или по команде оператора. В составе телеметрической сети ДЕЛЬТА-03М может работать с использованием GSM- или спутниковых модемов в режиме передачи данных, телефонных модемов. Возможно построение телеметрической сети с использованием сети Internet с помощью GPRS-модемов и через локальные сети с внешним IP-адресом. ДЕЛЬТА-03М может поставляться с сейсмоприемником-велосиметром трехкомпонентным СПВ-3К, с велосиметрами фирмы Lennartz: LE-3DLite (1..80 Гц), LE-3D/20s (0,05…40 Гц) или с акселерометрами А1632 или А0531. Регистратор может работать с любыми другими типами сейсмоприемников. Пользователи жалуются на достаточно обширные возможности платформы, отражающиеся в "тяжёлом" мануале, однако ДЕЛЬТА-03М хвалят за надёжность и безотказность.

👉 Ермак-5 - первый в этом списке регистратор, толком не представленный в интернете. Основными достоинствами Ермак-5 являются: 1) визуальный контроль волновых форм (дисплей позволяет количественно оценить качество привязки времени, уровень микросейсмического шума или присутствие электрической помехи без применения дополнительных устройств, что особенно актуально в сложных погодных условиях); 2) низкая потребляемая мощность (до 320 мВт при регистрации по шести каналам, что позволяет эффективно использовать прибор для проведения длительных измерений с применением автономных источников питания); 3) точная синхронизация времени (с точностью лучше, чем 0.5 мс, по сети через DSL). Ермак-5 позиционируется не только как автономный цифровой регистратор, но и как полнофункциональный сетевой прибор. На сегодняшний день модернизация аппаратной части прибора не производится. Все дополнения и изменения касаются только микрокода и направлены на исправление неточностей алгоритма или корректировку сервисов управления и передачи данных. Регистратор используется в ЕГС РАН для сейсмологических задач, а также как аппаратура для сейсмомониторинга на горнодобывающих предприятиях Уральского региона - видимо стоит сказать "спасибо" Баряху, Маловичко, Бутырину, Дягилеву, Шулакову! Также к особенностям регистратора можно отнести: полную реализацию протокола SEEDLink v.3 с возможностью ретроспективной загрузки данных при обрыве связи, в качестве сетевого кольцевого буфера данных доступно всё пространство карты памяти, передача данных и питания по одной линии связи с использованием SHDSL и PoDSL (Power over DSL – передача питания по линии DSL) технологий, мониторинг состояния регистратора и оперативное управление (сброс, работа с файловой системой) при помощи HTTP-интерфейса, автономная регистрация при использовании аккумуляторов ёмкостью 65 А⋅ч в течение двух месяцев.

Fortsetzung folgt...

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#Сейсмология #Часть2

Vorheriges...

👉 ZET 048-C - одиозный сейсмологический регистратор all-in-one, то есть в одном корпусе расположен как сейсмоприемник, так и блок регистрации вкупе с блоком связи. Интересно, что измерительная ось Z ортогональна основанию корпуса и направлена от основания к крышке, а оси X и Y — параллельны основанию. В наличии: контроль состояния первичного преобразователя, встроенная система электрического возбуждения чувствительных элементов (оси Х, Y, Z) с помощью актюатора, контроль питания первичного преобразователя, синхронизация по GPS или PTP (IEEE1588), передача данных по Ethernet и USB 1.1 Full Speed, бездемонтажная поверка. Формат данных - Miniseed или ANA/ANP, доступно конвертирование в форматы CSV и SEG-Y через ПО ZETLAB. Опционально - скважинное исполнение регистратора для использования в составе вертикальных сейсмических групп. Имеется в наличии на руках у геофизиков-изыскателей, однако отзывы fifty-fifty - что, видимо, связано с дружелюбностью интерфейса управляющего ПО.

👉 М-К4-СМ26 или М-К4-СМ26-М - старое и новое поколения одного и того же сейсмического регистратора. В новой модификации (26-М) уменьшено потребление тока (на 30%), увеличена скорость выгрузки данных до 5 Мб/с, уменьшены вес и габариты. Регистратор изначально предназначен для работы в составе донной сейсмической станции, но это не мешает использованию его и в наземном варианте. Регистратор обеспечивает сбор, первичную обработку и хранение в цифровом виде в энергонезависимой Flash-памяти информации, собираемой с 4 аналоговых каналов записи (3 сейсмических и 1 гидрофон). Регистратор выполняет сбор сейсмических данных и хранит собранные данные в собственном формате совместно с текстовыми комментариями оператора, со служебной и учетной информацией, необходимой для идентификации измерений, включающей координаты, полученные от GPS приемника, время начала сбора данных и т.п. Аппаратура вроде как создавалась в тесном контакте с конкретными Заказчиками - и дизайн корпуса заставляет думать о временах СССР. Охарактеризовать эксплуатационные свойства невозможно - найти пользователей данной аппаратуры не удалось.

👉 Байкал-8 - этот сейсмический регистратор может использоваться как в составе стационарных комплексов, так и для сейсмологических исследований в полевых условиях. Поддержка Ethernet позволяет использовать стандартные решения при соединении нескольких регистраторов в сейсмическую сеть. Протоколы FTP и SeedLink дают возможность использовать стандартизованное программное обеспечение для удаленного получения данных. Стабильность опорного генератора - 0.3 ppm. Форматы записи данных - miniSEED. Передача данных - USB 2.0 или Ethernet. Точность синхронизации - менее 1 мксек, спутниковый приемник - GPS/GLONASS. Дополнительные сетевые протоколы - NTP, PTP (IEEE 1588). В случае, если сигнал GPS не может быть принят в месте размещения регистратора, синхронизация прибора и подстройка времени могут быть выполнены с помощью внешнего модуля GPS, соединённом с регистратором витой парой длиной до 500 м. Пользователи хвалят регистратор за надёжность и неприхотливость, а также за широкий спектр каналов передачи данных с прибора на ПК.

Fortsetzung folgt...

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#Сейсмология #Часть1

Манера подачи материала будет такая же, как и при обзоре сейсморазведочной аппаратуры.

👉 Регистр-3MS - прибор состоит из 3-канального сигма-дельта модулятора со встроенными узлами предварительной аналоговой и цифровой обработки (программно управляемые усилители и фильтры нижних частот), управляющего контроллера AVR, флэш-диска (выполненного на микросхемах флэш-памяти с последовательным интерфейсом), часов (на основе микросхемы реального времени) и импульсного стабилизированного источника питания. Так-то - кустарная разработка, мелкой серией разошедшаяся по России. Потому что и дёшево, и сердито. В основе раздельно поставляемого трёхкомпонентного геофона - три ортогонально ориентированных спарки датчиков GS-20DX, которые можно самому поменять те же GS-ONE или GS-ONE LF. На корпусе регистратора - только тумблер включения, светодиод индикации записи во флеш-память, последовательный порт RS232. Слив данные - долгий, большинство регистраторов пишут только в режиме "один файл - одна запись", новая запись не будет записана в флеш-память, пока вы не очистите эту самую память. Только последние hardware-версии могут делать несколько записей в несколько файлов. Управляющее ПО примитивно, используется только для настройки параметров регистрации и экспорта данных из внутреннего формата прибора в любой другой для последующей обработки. Слава богу, больше не выпускается. Пользователи хвалят за неприхотливость и ругают за спектр получаемой записи.

👉 УРАЛ - сейсмологический регистратор, пришедший на замену Регистру-3MS. Низкие собственные шумы в регистрирующем тракте, трёхкомпонентный геофон основан на GS-ONE LF. Компактность и лёгкий вес - придётся пригружать геофон во время работы - комплекта. Синхронизация времени по GPS, ГЛОНАСС или BeiDou. Передача данных на PC через USB-порт. Встроенный уровень для юстировки геофона. В комплекте поставки присутствует нативное ПО для обработки данных. На корпусе регистратора одна кнопка, два светодиодных индикатора. Стоит дороже, чем Регистр-3MS почти в 2.5-3 раза, но по сравнению с вторым - как "жигули" и "мерседес", ага. Наличие на руках у пользователей пока не подтверждено.

👉 ТЕЛСС-СМР - измерительный 3-канальный регистратор со встроенным Flash-накопителем, GPS-модулем (синхронизация и запись геолокации) и аккумуляторной батареей. Высокая (до 1 мкс) точность привязки по времени, простая индикация работоспособности системы, самотестирование системы, контроль температуры, заряда аккумуляторной батареи, 32-разрядный АЦП, чтение записанных файлов через USB, легкость в использовании и удобство в работе. Забавный дизайн. По умолчанию комплектуется подключаемым к нему пьезоэлектрическим сейсмоприемником А1638 с диапазоном рабочих частот 0.2-400 Гц, но возможна комплектация и другими датчиками. Наличие на руках у пользователей пока не подтверждено, хотя производители утверждают, что несколько комплектов продали.

👉 SGD-SME "TAIGA U" - аж целая станция микросейсмического мониторинга на основе трёхканального полевого модуля SGD-SME/FU3 "TAIGA" и универсального бортового модуля SGD-SMH/CUA. Регистрация данных заданной длины или непрерывная, количество каналов регистрации - до 6, коэффициент усиления предварительного усиления от 1 до 2000, 24-разрядное АЦП, запись данных на SD-карту. Сейсмоприемник - А1638. Поддерживает одновременную запись на бортовой модуль микросейсмических колебаний на опорном и исследуемом пунктах регистрации, что позволяет легко обрабатывать данные по классическому методу регистрации микросейсм. Отзывы пользователей точно такие же, как и в адрес уже упомянутой сейсмоаппаратуры SGD-SET "RED FOX", то есть - позитивные и доброжелательные. На бортовом модуле установлено ПО SGD-MICROS, которое позволяет оценивать спектральную характеристику трёх компонент сигнала с обоих датчиков одновременно и в реальном времени. Правда, автоматическая оценка приращения сейсмической интенсивности в функционале реализована неправильно...

Fortsetzung folgt...

#Юмор

(с) Даша Лалетина, @dasher_geo

Когда из офиса отправили в поля, а ты последний раз был оператором аппаратуры чёрт знает когда...

#ОбзорГеофизическойАппаратуры
#Сейсморазведка #Часть7

Vorheriges...

👉 SCOUT-L - линейная сейсмоаппаратура, сработанная на основе телеметрической автономной. В начале таки была курица!.. Наличие на руках у Исполнителей - пока не подтверждено, в отличие от бескабельной системы SCOUT. Производителем заявлено: от 6 до 96 каналов сбора данных, работа без системы отметки момента (датчики на приёмной косе могут выступать как сигнальные для старта регистрации - привет, IS-128!), управление системой через Wi-Fi с планшета при помощи управляющего ПО SCOUT-Station, минимальный интервал квантования - 0.03 мс, встроенный GPS/ГЛОНАСС-приёмник в регистраторе, Li-Pol-аккумуляторы в качестве источников питания, генератор тестовых сигналов для тестирования каналов. В основе системы автономный регистратор РГА-48 с двумя подключаемыми 24-канальными сейсмокосами (регистратор в центре расстановки). Опционально в комплект поставки входит система синхронизации ССВ-3 (для использования виброисточников, к примеру). Судя по представленному видео, увеличение канальности приемной расстановки с 48 до 96 каналов происходит, скорее всего, за счёт Ethernet-связи между двумя РГА-48.

👉 DAQLink 4 - гибридная сейсмоаппаратура с максимально широким функционалом, по сути - аппаратная платформа для нужд сейсмических исследований. Количество каналов в одном регистраторе может составлять 6, 12, 24 или 48, но за счёт масштабирования можно увеличить число активных каналов - до 240 - путём соединения регистраторов интерфейсными кабелями длиной до 3 км, которые также используются для синхронизации времени в модулях и обмена данными между ними. При использовании сейсмоаппаратуры в качестве автономного регистратора, синхронизация по времени осуществляется с помощью GPS-приемника, а в случае работы в шахтах и тоннелях - через встроенные часы или с помощью УКВ-радиомодема. Система запуска регистратора на запись допускает не только стандартные схемы использования отметки момента, но и по заданному времени GPS или по срабатыванию алгоритма LTA/STA. Присутствует и контроль как измерительного тракта (коэффициент искажения, взаимное влияние между каналами, подавление фазовых шумов, уровень собственных шумов), так и самих геофонов, подключенных к сейсмокосе (импеданс, собственная частота, коэффициент затухания, чувствительность). Данные могут сохраняться в форматах SEG-2, SEG-D, SEG-Y, ASCII или MiniSEED. Опционально в комплект поставки входят: модуль беспроводной системы отметки момента Wireless Trigger Box 4, стример на фиксированное число каналов SSC Land Streamer, контроллеры и синхронизаторы для различных видов источников. Регистраторы по своему функционалу могут быть как общего назначения, более узкоспециализированные под МПВ, МОВ и MASW, компактно-штабелируемые для большого числа активных каналов, адаптированы для использования с устаревшим оборудованием Geode. На территории России подтверждено наличие как минимум одного 24-канального регистратора DAQLink 4. В целом, к самому железу претензий нет, есть жалобы на отсутствие русскоязычного мануала к управляющему ПО VibraScope 3, ибо в установке и настройке данного софта сложно разобраться с ходу и без пол-литра водки.

Собственно, с сейсморазведочной аппаратурой на этом и закончим. Большинство из представленных выше моделей сейсмоаппаратуры пригодно как для нужд МОВ, МПВ и MASW, так и для нужд ВСП - всего лишь надо докупить скважинный зонд, если таковой имеется у производителя аппаратуры или если сейсмоаппаратура совместима с продукцией другого производителя. Далее рассмотрим сейсмологические регистраторы для записи микросейсмических колебаний...

Fortsetzung folgt...