UN DISPLAY GRAFICO PER IL MAGNETOMETRO GEOMETRICS G856

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1 GNGTS Atti del 17 Convegno Nazionale A. Zirizzotti e M. Marchetti Istituto Nazionale di Geofisica, Roma UN DISPLAY GRAFICO PER IL MAGNETOMETRO GEOMETRICS G856 Riassunto. Le tecniche magnetometriche per l indagine del sottosuolo vengono sempre più spesso impiegate negli studi a carattere ambientale, sia per la localizzazione di discariche abusive sia per la ricerca di corpi ferromagnetici sepolti, come ad esempio fusti metallici contenenti materiale inquinante (Marchetti, 1997, Marchetti e Meloni, 1997, Marchetti et al., 1998). Molto spesso si ha la necessità di operare su vaste aree in tempi molto ristretti: a tale scopo si è cercato di velocizzare l'impiego del magnetometro a protoni Geometrics G856, probabilmente il più diffuso in Italia fra questo tipo di strumenti. E stato pertanto fornito di un display grafico mediante l'interfacciamento con un piccolo computer portatile. Questa semplice operazione, che ha un costo molto contenuto, può essere applicata a qualsiasi magnetometro con uscita su seriale RS232 dei dati durante le operazioni di misura. A GRAPHIC DISPLAY FOR THE GEOMETRICS G856 MAGNETOMETER Abstract. Magnetometric methods are more often involved to resolve environmental problems, in particular to search for buried metal targets and waste disposal. Often we have the necessity to operate on vast areas in short time windows. Therefore we tried to speed up the use of the proton magnetometer Geometrics G856. This instrument has been equipped with a graphic display by means of a small portable personal computer. This simple operation is very inexspensive: infact it can be applied to any magnetometer whit a serial RS232 output of data. STRUMENTAZIONE UTILIZZATA Nella realizzazione di questo prototipo è stato utilizzato un quaderno Olivetti per via delle dimensioni contenute, intermedie tra un computer palmare e un portatile. Questo computer è realizzato con un processore 8086, un hard disk da 20 Mbyte ed un display grafico con una risoluzione di 640x400 pixel. Il magnetometro G856AX della Geometrics è un magnetometro a protoni che misura l intensità totale del campo magnetico terrestre con una risoluzione di 0.1 nt. Ha una capacità di memoria di 5700 letture in survey mode e in base station mode. La disposizione della strumentazione è visibile nella fig.1. SCHEMA DELLE CONNESSIONI Lo schema delle connessioni tra i vari componenti è riportato in fig. 2. La misura del campo magnetico terrestre viene sia memorizzata dallo strumento che trasferita al P.C. tramite la porta seriale. Sul P.C. è presente un programma (realizzato in linguaggio C) che permette di memorizzare e graficare i dati a mano a mano che questi vengono acquisiti. Questo sistema può essere utilizzato sia con il magnetometro impostato in base station mode che in survey mode. In modalità base station, l esecuzione delle misure avviene in modo automatico secondo il passo di campionamento scelto, il dato viene sia acquisito e memorizzato dal magnetometro che inviato al P.C., che lo grafica e lo registra nel proprio hard disk. In survey mode, invece, le operazioni di memorizzazione sul magnetometro e sul PC, e la visualizzazione sul display, avvengono ogni volta che viene premuto il pulsante di starter.

2 Le procedure per l esecuzione delle misure da parte del magnetometro restano invariate: l aggiunta del display non le altera in nessun modo. Da sottolineare che il P.C. ed il magnetometro utilizzano alimentazioni separate. Questo accorgimento si è reso necessario perché a causa della grande sensibilità del magnetometro, disturbi in radio frequenza possono passare, attraverso il cavo di alimentazione, dal P.C. al magnetometro, influenzandone la qualità di misura. E in fase di sviluppo la realizzazione di filtri adatti all eliminazione di tale inconveniente. SURVEY MODE Operando in survey mode è sufficiente impostare sul P.C. il numero di misure per ogni profilo; nell esempio mostrato in fig. 3a sono state eseguite 45 misure lungo ogni linea. Successivamente, avanzando lungo una direzione, l operatore esegue le misure agendo sul pulsante di starter: in questo modo il magnetometro effettua la misura, la memorizza e la trasferisce al P.C., dove i valori acquisiti vengono graficati. Ovviamente la direzione dei profili può essere la stessa per tutto il rilievo o può procedere in modo alternato. Viene visualizzato anche il numero progressivo del profilo. L esempio riportato è relativo ad un rilievo di campagna, dove sono stati eseguiti sette profili: nella scala delle ordinate ogni intervallo corrisponde a 200 nt. Osservando il secondo ed il terzo profilo (partendo dal basso), si nota una evidente anomalia che raggiunge una intensità di circa 400 nt. La possibilità di osservare direttamente i dati acquisiti consente all operatore di rilevare immediatamente le eventuali anomalie presenti lungo i profili del rilievo: queste informazioni verranno successivamente utilizzate per ubicare un rilievo di dettaglio in corrispondenza dell area così evidenziata. Un ulteriore modifica della disposizione della strumentazione ha portato a sistemare il sensore del magnetometro nell apposito alloggiamento posto sul giubbetto in dotazione al magnetometro. Questa operazione consente all operatore di lavorare da solo in modo più agevole, avendo completa libertà di movimento. Si rammenta a tal proposito di utilizzare solo batterie non corazzate o impiegare una alimentazione esterna mediante batterie a secco per non interferire con il sensore in fase di polarizzazione e quindi di misura. BASE STATION MODE Una volta avviato il programma, e predisposta l acquisizione in base station mode, i dati vengono graficati in successione su di una singola linea alla velocità di acquisizione impostata sul magnetometro. Su di una schermata possono essere rappresentati circa 650 punti su di un singolo frame; un tempo di campionamento di 5 secondi permette di visualizzare circa un ora di acquisizione. In alto vengono riportati: il valore misurato (F), la differenza con il precedente (df), l'ora (T), il numero progressivo della misura e il nome del file creato. I dati possono essere infatti salvati su un file: in questo caso il nome viene attribuito in base alla data. È possibile modificare la scala verticale fino ad una risoluzione di 1 nt per ogni tacca (come nel caso mostrato nella fig. 3b) e centrare il grafico in modo da seguire agevolmente le variazioni di maggiore entità.

3 Il magnetometro così allestito offre il vantaggio di poter monitorare continuamente il campo magnetico durante una campagna di misure ed evidenziare in tempo reale le variazioni sia di origine naturale che artificiale. CONCLUSIONI Numerosi sono i vantaggi che si ottengono utilizzando lo strumento assemblato in questo modo: nella modalità base station si ha un immediata rappresentazione delle variazioni del campo magnetico terrestre, siano esse di origine naturale che artificiale, utilizzabile per esempio durante l esecuzione di un rilievo magnetometrico; in modalità survey mode invece è possibile investigare vaste aree in tempi brevi e ed avere un controllo visivo immediato dell eventuale presenza di anomalie magnetiche. Questo sistema, attualmente allo stadio di prototipo, può essere sviluppato utilizzando come P.C. un piccolo computer palmare (di dimensioni ancora più ridotte) con opportuno software. In alternativa si potrà realizzare un sistema ancora più compatto (da adattare al magnetometro) con delle piccole schede PC104 equipaggiate con un display grafico: in questo modo verranno ridotte ulteriormente le dimensioni del sistema. BIBLIOGRAFIA EG&G Geometrics: Proton Precession Magnetometer Operator s manual Model G856, 395 Java Drive Sunnyvale, California Marchetti M., 1997: Applicazioni della magnetometria alle problematiche ambientali, in particolare alle discariche. Geologia dell'ambiente, periodico della Società Italiana di Geologia Ambientale, n.4/1997, pp Marchetti M. e Meloni A., 1997: Ricerche di corpi metallici sepolti con tecniche magnetometriche. Atti XVI Convegno CNR-GNGTS, Roma. Marchetti M., M. Chiappini and A. Meloni, 1998: A test site for the magnetic detection of buried steel drums. VI Workshop di Geoelettromagnetismo S. Margherita Ligure 1996, Annali di Geofisica, vol.41 n

4 Fig. 1 Sensore Personal Computer Serial port 12 V Batteria Fig. 2

5 Survey mode Fig. 3a Base Station mode Fig. 3b