KŐZETFIZIKAI VIZSGÁLATOK SZÁMÍTÓGÉPES MÉRŐRENDSZERREL

Az előadások a következő témára: "KŐZETFIZIKAI VIZSGÁLATOK SZÁMÍTÓGÉPES MÉRŐRENDSZERREL"— Előadás másolata:

1 KŐZETFIZIKAI VIZSGÁLATOK SZÁMÍTÓGÉPES MÉRŐRENDSZERREL
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék KŐZETFIZIKAI VIZSGÁLATOK SZÁMÍTÓGÉPES MÉRŐRENDSZERREL 2009 Ifjú Szakemberek Ankétja 2009 március Kamrás Ádám GES Kft.

2 A SZÁMÍTÓGÉPES MÉRÉSI RENDSZER ELŐNYEI
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A SZÁMÍTÓGÉPES MÉRÉSI RENDSZER ELŐNYEI Hagyományos mérés Számítógép vezérlésű mérési rendszer Közvetett mérés, a kívánt paramétert származtatni kell Közvetlen eredmény a számítások beépítésével Lassú, különösen a több frekvencián végzendő mérések esetén Gyorsabb és hatékonyabb működés A szubjektivitás csökkenthető Szubjektív és emiatt pontatlan lehet

3 SZEIZMIKUS LABORATÓRIUMBAN VÉGEZHETŐ MÉRÉSEK
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék SZEIZMIKUS LABORATÓRIUMBAN VÉGEZHETŐ MÉRÉSEK Longitudinális hullámterjedési sebesség mérés Rugalmassági paraméterek meghatározása: Young - modulus Poisson hányados Szeizmikus modellezés

4 A SZÁMÍTÓGÉPES MÉRÉSI RENDSZER ALAPJA
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A SZÁMÍTÓGÉPES MÉRÉSI RENDSZER ALAPJA Hardver Szoftver Grafikus fejlesztői környezet NI-6251 – es mérőkártya Moduláris programozás NI SHC68 kommunikációs kábel Folyamatábraszerű, blokkdiagram NI-BNC 2110 – külső csatlakozó Oktatási, fejlesztési célra ingyenes

5 A MÉRÉSI RENDSZER NI BNC-2110 Egyszerű asztali PC PCI csatlakozással
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A MÉRÉSI RENDSZER NI BNC-2110 Egyszerű asztali PC PCI csatlakozással NI SHC68 kábel NI-6251 PCI analóg mérőkártya Analóg I/O BNC csatlakozó Külső eszközök: ERŐSÍTŐK MÉRŐESZKÖZÖK

6 A LONGITUDINÁLIS HULLÁMTERJEDÉSI SEBESSÉG MEGHATÁROZÁSÁNAK ALAPJAI
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A LONGITUDINÁLIS HULLÁMTERJEDÉSI SEBESSÉG MEGHATÁROZÁSÁNAK ALAPJAI Piezoelektromos akusztikus forrás és vevő használatával Forrás és vevő közötti jelterjedés időmérésén alapul A kőzetminta hosszának ismeretében a longitudinális hullámterjedési sebesség a mért időadatból: l – a minta hossza [méter] t – a mért időérték [s]

7 KROHN-HITE DCA-10 erősítő
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A SEBESSÉGMÉRÉS ELRENDEZÉSE NI SHC68-68-EPM PC NI 6251 Számítógép NI-6251 adatgyűjtő kártya Analóg bemenet BNC KROHN-HITE DCA-10 erősítő Analóg kimenet BNC TEKTRONIX AM 502 erősítő NI BNC-2110 Vevő Adó

8 A SEBESSÉGMÉRÉS VIRTUÁLIS MŰSZERE
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A SEBESSÉGMÉRÉS VIRTUÁLIS MŰSZERE Frontpanel Blokkdiagram

9 Gerjesztő jel: 1 Hz – négyszög jel
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék Gerjesztő jel: 1 Hz – négyszög jel Nullmérés Nullához viszonyított t t

10 ALUMÍNIUM PRÓBATEST MÉRÉSE
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék ALUMÍNIUM PRÓBATEST MÉRÉSE

11 LONGITUDINÁLIS HULLÁMTERJEDÉSI SEBESSÉG MEGHATÁROZÁSÁNAK HIBÁJA
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék LONGITUDINÁLIS HULLÁMTERJEDÉSI SEBESSÉG MEGHATÁROZÁSÁNAK HIBÁJA A sebesség mérés pontossága a beérkezések meghatározásának hibájával jellemezhető, azaz a digitalizálás mintavételezési egységintervallumának felével. Analóg bemenet mintavételi sebessége: 1,25 MS/sec dt= 800 nsec dt dt/2=400 nsec, tehát a meghatározott érték eltérése +/- 400 nsec lesz.

12 MÉRÉSEK EREDMÉNYEIRE VONATKOZTATOTT RELATÍV HIBA
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék MÉRÉSEK EREDMÉNYEIRE VONATKOZTATOTT RELATÍV HIBA

13 A RUGALMASSÁGI ÁLLANDÓ MEGHATÁROZÁSÁNAK ALAPJAI 1/2
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A RUGALMASSÁGI ÁLLANDÓ MEGHATÁROZÁSÁNAK ALAPJAI 1/2 A rugalmassági állandó dinamikus utón történő meghatározásának alapjául szolgáló képlet: Amelyben: a kőzetminta dilatációs rezgési sebessége hengeres kőzetminta esetén a sűrűség A fenti egyenletekben szereplő mennyiségek: l - a minta hossza méterben f1 - a dilatációs rezgés frekvenciája m - a minta tömege d - hengeres minta átérője

14 A RUGALMASSÁGI ÁLLANDÓ MEGHATÁROZÁSÁNAK ALAPJAI 2/2
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A RUGALMASSÁGI ÁLLANDÓ MEGHATÁROZÁSÁNAK ALAPJAI 2/2 A rugalmassági állandó dinamikus utón történő meghatározása során: képlet szerint f1 dilatációs rezonanciafrekvencia meghatározása a cél

15 A REZONANCIAMÉRÉS ELVE
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A REZONANCIAMÉRÉS ELVE A mérést több frekvencián kell elvégezni Változó frekvenciájú harmonikus forrásjel Lineáris SWEEP A frekvencia pillanatnyi értéke lineáris függvénye az időnek. A0 - az amplitúdó értéke f0 - a sweep kezdeti frekvenciája k - a sweep felfutási meredeksége

16 KROHN-HITE DCA-10 erősítő
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A REZONANCIAMÉRÉS ELRENDEZÉSE PC NI 6251 NI SHC68-68-EPM Számítógép NI-6251 adatgyűjtő kártyával TEKTRONIX AM 502 erősítő Vevő Analóg bemenet BNC Analóg kimenet BNC NI BNC-2110 Adó KROHN-HITE DCA-10 erősítő

17 A REZONANCIAMÉRÉS VIRTUÁLIS MŰSZERE
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A REZONANCIAMÉRÉS VIRTUÁLIS MŰSZERE Frontpanel Blokkdiagram

18 Kimeneti jel: SWEEP függvény
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék Kimeneti jel: SWEEP függvény Az analóg bemeneten mért jel amplitúdó spektruma

19 A REZONANCIAMÉRÉS FRONTPANELJÉNEK ELEMEI
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A REZONANCIAMÉRÉS FRONTPANELJÉNEK ELEMEI A frekvencia értékének manuális beállításának lehetőségét biztosító kontrol elemek Sweep paraméterek beállítása: f0 - kezdeti frekvencia fmax - maximális frekvencia T - futás ideje Bemeneti értékek Számított értékek

20 MÉRÉSI EREDMÉNY HOMOKKŐ MINTA ESETÉN
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék MÉRÉSI EREDMÉNY HOMOKKŐ MINTA ESETÉN

21 MÉRÉSI EREDMÉNY GRÁNIT MINTA ESETÉN
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék MÉRÉSI EREDMÉNY GRÁNIT MINTA ESETÉN

22 GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék TESZTEK Alumínium A tesztmérések során vizsgált próbatestek: 4 darab Bátaapátiból származó gránit, valamint egy homokkő és egy alumínium minta. Bek-6 Bek-7 Homokkő Bk-21 Bek-4

23 A LONGTUDINÁLIS HULLÁMTERJEDÉSI SEBESSÉGMÉRÉSEK TESZTEREDMÉNYEI
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A LONGTUDINÁLIS HULLÁMTERJEDÉSI SEBESSÉGMÉRÉSEK TESZTEREDMÉNYEI

24 A RUGALMASSÁGI ÁLLANDÓ MEGHATÁROZÁSÁNAK EREDMÉNYEI
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék A RUGALMASSÁGI ÁLLANDÓ MEGHATÁROZÁSÁNAK EREDMÉNYEI

25 FEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEK
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék FEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEK A rendszerben keletkező zavarok kiszűrésével a transzverzális hullámterjedési sebesség is meghatározhatóvá válik A teljes amplitúdó spektrum ábrázolásával lehetőség nyílik az akusztikus csillapítás meghatározására Alapvető fájl műveletek rendszerbe integrálásával tovább automatizálható a rendszer A mérőkártya több bemenetét kihasználva automatizálható az analóg szeizmikus modellezés is.

26 GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék ÖSSZEFOGLALÁS Adott feltételek esetén a sebességmérés relatív hibája nagy lehet, ekkor a hagyományos módszerrel történő sebesség meghatározás pontosabb eredményt szolgáltat; A rugalmassági állandó meghatározása során a rendszer hatékonysága bizonyított; A megalkotott rendszer egyszerűen és gyorsan, csekély ráfordítással továbbfejleszthető.

27 KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMET!
GES Kft. Budapest Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszék KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMET!