X612-EM. R e s i s t i v i m e t r o m u l t i c a n a l e V H R. Applicazioni Specifiche Prestazioni. MAE advanced geophysics instruments

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1 X612-EM R e s i s t i v i m e t r o m u l t i c a n a l e V H R PUNTI DI FORZA - PARALLELIZZAZIONE DELLE MISURE; - RISOLUZIONE 24 BIT - PSEUDOSEZIONE IN TEMPO REALE - SCALABILITÀ (AUMENTANDO IL NUMERO DI ELETTRODI, AUMENTA ANCHE IL NUMERO DEI CANALI DI MISURA) - CPU E DISPLAY INTEGRATI Applicazioni Specifiche Prestazioni MAE advanced geophysics instruments

2 X612-Em è un georesistivimetro di nuova concezione che integra al suo interno tutto il necessario per effettuare Prospezione geoelettrica SEV e Multielettrodo a partire da 48 fino ad arrivare ad oltre 288 elettrodi, con l ausilio di box di espansione esterni da 24 o 48 elettrodi. Caratteristica principale di questa strumentazione è l'altissima velocità di esecuzione dei sondaggi, sia 2D che 3D, resa possibile dall'adozione di una nuova ed innovativa piattaforma di acquisizione dati che rende possibile la raccolta dati simultanea su 94 canali dei 96 che equipaggiano la strumentazione. La X612-EM è dotata della funzione "preview" che consente all'utente di visualizzare una pseudo sezione derivata dal treno di dati in corso di acquisizione. L'utilizzo di questa funzione consente all'operatore la verifica in corso d opera dei dati registrati. La strumentazione effettua la misura oppure il ciclo di misura impostato dall utente in modalità automatica. Una volta concluso il ciclo di misura i dati possono essere immediatamente processati con i relativi software di elaborazione. La potenza di 250 Watt del generatore interno può essere incrementata con l'utilizzo di un generatore esterno opzionale. La registrazione e il salvataggio dei dati avviene su memoria SSD interna e su disk on key USB. METODOLOGIE SUPPORTATE Tomografia Elettrica Multielettrodo: Il metodo si basa sull immissione di un campo elettrico nel terreno tramite degli elettrodi (di immissione o di corrente), e la misura della d.d.p. in altri elettrodi (di misura). Dalla misura della d.d.p. sarà possibile risalire, tramite la seconda legge di Ohm, al valore di resistività che è caratteristica peculiare di tutti i materiali. L inversione tomografica dei dati ottenuti in campagna genera in output una ricostruzione bidimensionale o tridimensionale del terreno laddove è possibile individuare eventuali anomalie dovute a cavità, corpi idrici ecc, e riconoscerne forme, dimensioni e distribuzione spaziale. Misura dei potenziali spontanei, caricabilità: rilevazione in superficie di differenze di potenziale legate ad un campo elettrico naturale, correlato alla circolazione sotterranea di soluzioni elettrolitiche acquose in mezzi porosi. Dall'analisi delle anomalie di PS in superficie si possono determinare intensità e posizione delle concentrazioni di cariche ioniche con entrambe le polarità Misure di polarizzazione indotta (I.P.) o S.E.V. (Sondaggio Elettrico Verticale): scopo di ricostruire una elettro-stratigrafia 1D in corrispondenza di un punto di misura. Nel metodo SEV si aumenta progressivamente la distanza tra gli elettrodi e si misura di volta in volta il rapporto tra la d.d.p. e l'intensità di corrente MAE advanced geophysics instruments - Pagina 2/12

3 X612-EM: la risposta MAE alle nuove esigenze di alta risoluzione ed analisi 3D delle misure geoelettriche Le moderne tecniche di tomografia geoelettrica 2D e 3D ad elevata risoluzione richiedono una quantità di misure che può essere di due ordini di grandezza superiore rispetto alle tecniche tradizionali. A differenza degli strumenti finora utilizzati, caratterizzati al massimo da qualche decina di canali di misura, X612-EM può eseguire contemporaneamente le misure di potenziale tra due qualsiasi degli elettrodi collegati (eccetto la coppia utilizzata per l'immissione di corrente). In generale, in una configurazione con N elettrodi lo strumento ha N-2 canali di acquisizione. Ad esempio, con una configurazione di 48 elettrodi, avendo a disposizione 46 canali indipendenti, si può arrivare ad effettuare 1035 misure contemporanee, con una sola immissione di corrente! Come funziona? Lo strumento immette corrente tra gli elettrodi A e B e misura contemporaneamente tutte le differenze di potenziale ΔV n (n = 1, 2, 3,, 47) tra elettrodi adiacenti. La differenza di potenziale tra ogni altra coppia di elettrodi scelti come M e N è calcolabile tramite somma dei ΔV n compresi. I ΔV A B M N ΔV = ΔV 9 + ΔV 10 + ΔV 11 + ΔV 12 ΔV 7 ΔV 8 ΔV 9 ΔV 10 ΔV 11 ΔV 12 ΔV 13 Questo comporta notevoli vantaggi: - drastica riduzione del tempo necessario per portare al termine un sondaggio. Ad esempio un set di 2709 misure con configurazione polo-dipolo viene eseguito in circa 5 minuti, contro i 150 minuti necessari per completarla con strumentazione a singolo canale di misura; - possibilità di affrontare indagini prima improponibili, a causa dell'elevato numero di misure richieste; - possibilità di ripetere più volte le misure per minimizzarne l'incertezza, a parità di tempo impiegato; - minore consumo di energia. - un aumento del numero degli elettrodi, e quindi delle misure possibili, è automaticamente compensato dal contemporaneo aumento del numero di canali, garantendo uniformità di prestazioni. MAE advanced geophysics instruments - Pagina 3/12

4 VELOCITÀ / QUALITÀ / AFFIDABILITÀ L'alta qualità delle misure è garantita dall'innovativa architettura hardware della strumentazione basata su convertitori A/D con risoluzione di 24 bit, tra le più alte della categoria che consentono livelli di precisione nell'ordine dei 0,2μA. Un altro aspetto importante del processo di acquisizione dei dati geoelettrici è il controllo della loro coerenza e stabilità. Con X612-EM questo diventa particolarmente semplice grazie a: registrazione della deviazione standard per ogni misura; rappresentazione grafica con barre di errore dei punti di misura; visualizzazione in tempo reale della pseudo-sezione di resistività; disponibilità di una funzione di ripetizione automatica delle misure con percentuale di errore maggiore di una soglia configurabile. Tali risultati sono stati possibili solo grazie al grande investimento finalizzato alla creazione di una strumentazione innovativa degna dell'esperienza trentennale della M.A.E. srl nelle misure geoelettriche. I mesi di progettazione elettrica, elettronica e software sono confluiti in altrettanti mesi di test sul campo, affidati a clienti di provata esperienza che hanno riportato brillanti risultati in situazioni ambientali e climatiche estreme, come ad esempio nel mese di Agosto 2012 durante il quale la strumentazione è stata testata a Dubai con temperature di funzionamento fino a 90 C. Le procedure sopra adottate hanno permesso di far coesistere in un unico case di dimensioni compatte la sezione di potenza, con 250W ed 800V in scale da 50/100/250/500/800V, con la sezione di misura ad alta risoluzione 24bit e parallellizzazione delle misure in campo. La possibilità di aggiunta dei box di espansione permette un'alta espandibilità del sistema a moduli di 24 o 48 canali, con il conseguente aumento direttamente proporzionale dei canali di misura disponibili. Unisce i vari componenti la ormai collaudata ed affidabile piattaforma di gestione software, gestibile dal monitor 12" touch screen con trattamento transflettivo ed appositamente realizzata per la gestione di tutte le fasi di configurazione, acquisizione, salvataggio e visualizzazione dei dati. MAE advanced geophysics instruments - Pagina 4/12

5 SPECIFICHE TECNICHE Corrente in uscita: Regolazione automatica (5 step) Intensità massima: 5 A a 50V Tensioni di uscita: ±50V, ±100V, ±250V, ±500V, ±800V (950V con generatore esterno opzionale) Potenza massima: 250W (600W con generatore esterno opz.) Tempo di immissione: impostabile a partire da 0,25 sec. (visualizzazione grafica dell'onda impostata) Precisione della misura: ±0,2μA Misura di potenziale: Misura simultanea su tutti i canali impostati Auto range Fondo scala massimo: ±25V Impedenza di ingresso: 2,5 MΩ Filtro frequenza di rete: 50 Hz Protezione: superiore Precisione della misura: ±1,5μV nel range ±25V Riduzione del rumore: con media da 2 a 10 misure Azzeramento automatico del potenziale spontaneo Accuratezza della resistività misurata: ±0,5% Caricabilità misurata su quattro finestre temporali di durata complessiva di 1,2 sec. unità centrale kit completo 96 canali misure multielettrodo Generali: Elettrodi gestibili: 48, espansioni con box da 24 o 48 Alimentazione: 12V DC, fornita da apposito power box 24Ah Assorbimento medio: 2,5A, 20A di picco Formati dei dati: TSV, CSV, DAT Interfacce disponibili: LAN, USB, VGA Modulo GPS integrato Sistema Operativo: Windows Embedded Standard Condizioni ambientali di funzionamento: -20/90 C Display: LCD 12.2" con touch-screen integrato optical bonding Dimensioni e peso: 51x39x x17.4x33 cm, 8 Kg (cavi e sensori esclusi) Valigia in copolimero di polipropilene, valvola di equalizzazione automatica della pressione, IP67 kit completo 96 canali misure multielettrodo e SEV con batteria esterna supplementare (opz.) MAE advanced geophysics instruments - Pagina 5/12

6 POSSIBILI APPLICAZIONI La flessibilità di realizzazione dei dispositivi da realizzare è garantita dalla presenza dei box di espansione e dalle molteplici combinazioni di stendimenti ed elettrodi da poter collegare alla strumentazione, che a richiesta possono essere progettati e realizzati su specifica del cliente per meglio adattarsi a condizioni particolari di utilizzo. Tutti gli elementi sono realizzati per massimizzare la velocità di posizionamento in cantiere ed allo stesso tempo per garantire una prestazione ed una durata continua durante gli anni di utilizzo. Sono sotto riportate solo alcuni dei possibili utilizzi in cui le caratteristiche peculiari della strumentazione assumono un ruolo fondamentale per la buona riuscita della campagna di indagine: Controllo di discariche Ricerca di cavità Studio della litografia dei terreni Ricerca archeologica Analisi 3D su terreni coperti da strutture Ricerca idrica Ricerca di cavità (QATAR) Caratterizzazione area contaminata da idrocarburi (MT) Ricerca archeologica (MESSICO) MAE advanced geophysics instruments - Pagina 6/12

7 UTILIZZO / INTERFACCIA UTENTE Il pannello frontale della strumentazione, realizzato interamente in alluminio ad alto spessore, riporta le indicazioni in incisione di colore giallo così da renderle nettamente visibili in tutte le condizioni ambientali e preservarne la qualità dall usura, inevitabile con altre tipologie di marcatura. La progettazione meccanica, sia del pannello che del cestello interno è un giusto compromesso tra rigidità e flessibilità in quanto deve garantire la massima affidabilità nel tempo ed allo stesso tempo un corretto assorbimento e smorzamento delle sollecitazioni di trasporto in modo tale da preservare la componentistica interna da possibili danneggiamenti. Le connessioni sono tutte presenti sul pannello così da rispettare la conformità allo standard IP67 durante le fasi di trasporto, a coperchio chiuso. Durante il normale utilizzo il corretto raffreddamento dell elettronica è controllato elettronicamente mediante azionamento delle ventole con filtro per agenti sottili sostituibile dall esterno. In caso di danneggiamento del monitor è possibile proseguire l utilizzo collegando un monitor esterno alla presa VGA presente sul pannello in unione a dispositivi di input mediante le prese USB. La connessione LAN (Wi-Fi opzionalmente) può essere utilizzata in caso si abbia la necessità di realizzare un controllo a distanza della strumentazione oppure per esigenze di teleassistenza remota. Il modulo GPS incorporato consente di calcolare le coordinate geografiche di esecuzione della misura e compilare in modo automatico i campi riferimento e quota della finestra informazioni al momento del salvataggio delle misure. La gestione dell'apparecchiatura è notevolmente semplificata dall'interfaccia grafica e dall'interazione con essa tramite il sistema di puntamento touch-screen, che consente di eseguire tutte le operazioni toccando gli oggetti interessati direttamente sullo schermo ad alta visibilità appositamente studiato per essere utilizzato in tutte le condizione ambientali. L utente viene guidato nella scelta delle opzioni da una shell di avvio da cui è possibile: - consultare la documentazione tecnica - avviare gli applicativi di acquisizione ed elaborazione - avviare le utility di salvataggio dati e di richiesta di assistenza - avviare la procedura di spegnimento automatica dello strumento Inoltre nella barra delle applicazioni sono sempre riportate le informazioni di tensione di batteria, temperatura di funzionamento, spazio disponibile e orario. Avviando l applicativo di acquisizione è possibile eseguire: - Misure multielettrodo: nuovo sondaggio con una configurazione multielettrodo, da scegliere tra quelle installate; - Sondaggio Elettrico Verticale: nuovo sondaggio SEV con una configurazione a quattro elettrodi; - Test Picchetti: inizia procedura di verifica delle connessioni degli elettrodi MAE advanced geophysics instruments - Pagina 7/12

8 ACQUISIZIONE / CONTROLLO Avviando una nuova acquisizione, dopo aver scelto il dispositivo da utilizzare, la videata mostra il numero delle misure da eseguire. Ad ogni misura viene attribuito un numero progressivo e vengono mostrati gli elettrodi utilizzati. L'esecuzione restituirà i seguenti valori: la corrente immessa (I in ma); il potenziale misurato tra M ed N (V in mv); il potenziale spontaneo, misurato immediatamente prima dell'energizzazione e già sottratto dalla misura di V; la resistività apparente (r in Ohm x metro) calcolata; la deviazione standard dei campionamenti; la caricabilità (M in msec) (se attivata in configurazione). con strumentazione tradizionale. Poiché X612-EM è uno strumento multi-canale, esso esegue contemporaneamente tutte le misure che utilizzano una stessa coppia di elettrodi per l immissione di corrente (A e B). Nell uso di dispositivi come il dipolodipolo, il polo-polo, il polo-dipolo ciò consente di ridurre i tempi di misurazione ad una frazione di quelli necessari E possibile visualizzare un anteprima della pseudo sezione di resistività passando alla modalità Pseudosezione. Qui i valori di resistività più bassi sono rappresentati con colori che virano verso il violetto e quelli più alti con colori che tendono al rosso. Esempio di risultato finale tramite processo di inversione su stesso sito; da notare la corrispondenza tra la visualizzazione preventiva della pseudo sezione e quella definitiva fornita dal processo di inversione. MAE advanced geophysics instruments - Pagina 8/12

9 ACCESSORI Gli accessori, personalizzabili in base alle esigenze del cliente, completano la strumentazione permettendo di realizzare qualsiasi tipo di sondaggio. La cura nella progettazione, nella realizzazione e nel collaudo di ogni componente garantisce di svolgere l indagine in campagna con semplicità e rapidità. X612-EMB Box espansione Permette espandibilità del sistema a gruppi di 24 o 48 elettrodi, autoalimentato da unità centrale tramite cavo interlink Box alimentazione apparecchiatura Contiene elettronica per la gestione della ricarica del pacco batterie e alimentazione dell apparecchiatura in continuo. Batterie integrate 12V 24Ah ad acido bloccato senza manutenzione. Stendimenti per collegamento elettrodi Grazie al cavo multicoppie con conduttori flessibili con isolamento tpe e guaina in pur lucida di colore giallo gli stendimenti Mae sono caratterizzati da un'alta resistenza al trascinamento e all'usura in generale. Le boccole in acciaio inox aisi 304, di tipo mueller clip, sono racchiuse in gusci di una speciale miscela di materiale plastico che le rendono resistenti e allo stesso tempo flessibili. Gli stendimenti vengono forniti completi di avvolgicavo, fermi di trasporto e connettori di tipo militare con innesto a baionetta a 3 punti con 5 chiavi di polarizzazione e contatti placcati in oro su nickel per garantire un affidabile collegamento Prolunga interlink Prolunga di connessione box espansione unità centrale EL1 Elettrodo Elettrodo in acciaio inox per misure geoelettriche con punta per infissione nel terreno, lunghezza 250mm, diametro 12mm EL2 Elettrodo piastra Piastra in acciaio inox per prospezione geoelettrica multielettrodo non invasiva, dimensioni base 100x100mm CEPPM05 Cavo pinza pinza Cavo per connessione elettrodi allo stendimento. MAE advanced geophysics instruments - Pagina 9/12

10 SEV Kit bobine cavo unipolare per escuzione misure SEV, n.2 bobine lunghezza 500mt, n.2 250mt. Cavo alimentazione da batteria esterna Permette di alimentare la strumentazione tramite una normale batteria 12V, utilizzato soprattutto in caso di potenze di immissione elevate per aumentare il tempo di lavoro. Memoria salvataggio dati Memoria ripristino sistema operativo Connettendo il dispositivo ad una delle porte USB disponibili è possibile effettuare il salvataggio dei dati così da duplicare il dato presente nella memoria SSD interna dello strumento. In caso di danni irreversibili al sistema operativo è possibile ripristinare lo stesso connettendo il dispositivo ad una delle porte USB disponibili e seguendo le indicazioni mostrate a schermo. Software di elaborazione Permette l elaborazione dei dati acquisiti dalla strumentazione mediante procedura di inversione. MAE advanced geophysics instruments - Pagina 10/12

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