Перед началом измерений на профиле необходимо убедиться, что есть достаточно места для установки электрических и магнитных антенн. Желательно расстановку выполнять на относительно сухих возвышенных участках вдали от деревьев, кустарников и заболоченных мест. Для работы GPS приемника должен быть обеспечен чистый обзор неба.
При проведении работ по мониторингу для выбора точек долговременных наблюдений проводится комплекс работ, нацеленный на поиск наиболее благоприятных условий (минимальное влияние промышленных помех, оптимальное положение точек по отношению к разломам, оптимальная мощность рыхлых перекрывающих отложений и др.).
1.2 Источники помех и способы уменьшения их влияния
Для надежных измерений участок работ должен располагаться на удалении от источников промышленных помех (линии электропередач и электроограждения, транспортные магистрали, трубопроводы и насосные станции, сельскохозяйственные и промышленные предприятия, радиотрансляционные вышки и т.п.).
Уровень помех промышленной частоты 50 Гц не должен превышать 4 млн. кодов АЦП. Спектральная плотность мощности сигналов этих помех не должна превышать уровень естественного поля более чем на 60 дБ. Это превышение можно проконтролировать в режиме Осциллограф по спектрам мощности при частотном разрешении не хуже 8192 семпла на сегмент.
Импульсные помехи (естественные грозовые или промышленные), превышающие 8 млн. кодов, рассматриваются как перегрузки, и сегменты с такими импульсами в расчет спектров не принимаются.
Помехами для производства АМТЗ также являются микросейсмические колебания, возбуждающие на выходе магнитной антенны дополнительный сигнал, не имеющий корреляции с сигналом от электрической антенны. Для снижения влияния микровибраций магнитные антенны следует располагать вдали от деревьев. Колебания корней, вызванные раскачиванием кроны, являются источником этой помехи. Болотистый грунт также сильно подвержен колебаниям под воздействием ветра.
При необходимости выполнения измерений в прибрежной части морей необходимо выбирать время суток с минимальным волнением поверхности воды. Следует помнить, что штормовые удары океанических волн вызывают микросейсмические колебания на сотни километров вглубь материков.
Точки зондирований не следует располагать ближе, чем в 200 м от шоссейных дорог с интенсивным движением.
Магнитную антенну следует помещать в шурф глубиной 10-15 см или, в отсутствии такой возможности, устанавливать на дополнительные опоры (ножки из немагнитного материала). Наилучший грунт для установки магнитных антенн – песок. Следует избегать установки магнитных антенн на рыхлую или болотистую почву. При отсутствии на местности подходящего грунта магнитную антенну устанавливают на опоры, обеспечив им устойчивость. Чтобы соединительные провода, подключенные к магнитной антенне, не раскачивались ветром, их необходимо присыпать землей.
Шумы заземляющих электродов электрической антенны могут быть двух видов. Во-первых, это сопротивление контакта электрод-земля, которое обладает тепловым шумом. При сопротивлении заземления менее 4 кОм шум электродов незначительный.
Второй источник шумов электродов – их поляризация. Поляризация электродов сказывается на частотах ниже 10 Гц. При измерениях в диапазоне частот от 10 до 300 Гц можно использовать латунные заземлители. Для получения спектрограмм с когерентностью более 0,8 на частотах ниже 10 Гц в качестве заземлителей целесообразно использовать неполяризующиеся или свинцовые электроды. Тип заземлителей определяется по результатам опытных работ на участке.
Проведение измерений во время дождя нежелательно. При необходимости работы в это время необходимо следить за гидроизоляцией разъема магнитной антенны и держать регистратор в сухом месте. Особое внимание следует уделять отсутствию влаги на корпусе предусилителя электрической антенны. Во время близкой грозы производство работ следует прекратить, отсоединив электрическую антенну от предусилителя. Проводить измерения можно при расстоянии 30 км и более от грозовых разрядов.
1.3 Расстановка аппаратуры
Перед расстановкой аппаратуры необходимо на точке зондирований закрепить выбранный центр установки. Направления раскладки электрических и магнитных антенн выбираются заранее, обычно по профилю и вкрест профиля. При раскладке антенн контролируются их азимуты. Магнитные антенны должны располагаться на всех точках профиля и участка работ однотипно, не меняя азимутов торцов антенн с кабелем и без кабеля. Измерения азимута магнитной антенны проводят от торца антенны, где установлен соединительный кабель.
На каждой точке зондирования устанавливается аппаратура в следующей последовательности:
- в центре установки необходимо расположить заземляющий электрод, который соединяется отрезком провода с центральной клеммой (клемма "земля") предусилителя электрических линий;
- уложить провода электрических линий в нужных направлениях (по профилю и вкрест профиля) и концы линий соединить с электродами;
- расположить магнитные антенны в траншеях ортогонально электрическим линиям по направлению и горизонтально по уровню. Расстояние от магнитных антенн до регистратора должно быть не менее 5 м;
- подключить предусилитель электрических антенн и магнитные антенны к регистратору. Схема подключения электрических антенн изображена на крышке предусилителя.
1.4 Заземление электрических линий
Каждое плечо симметричной электрической линии должно иметь свой заземляющий электрод. Линии, расположенные по профилю, вместе с заземляющими электродами образуют приемный диполь Е1. Линии, расположенные вкрест профиля, вместе с заземляющими электродами образуют приемный диполь Е2.
Неполяризующийся или свинцовый электрод необходимо заглубить в ямку глубиной 10-30 см (ниже уровня корней травы). Следует очистить ямку от камней и насыпать вниз немного рыхлого грунта. Если грунт сухой, ямка заливается соленой водой до получения однородной грязевой массы. Заливка соленым раствором рекомендуется и в случае влажного грунта, но повышенных требований к качеству измерений. После этого электрод опускается в грязь, фиксируется в устойчивом положении и сверху засыпается грунтом, не позволяющим грязи быстро высохнуть. Соединение электрической линии с кабелем электрода должно находиться вне ямки заземления.
Сопротивление каждого плеча электрической линии измеряется между клеммой заземления предусилителя и каждой клеммой с подключенной электрической линией. Сопротивление заземления не должно превышать значений первых кОм. Чем меньше величина сопротивления заземления, тем меньше уровень помех на входе регистратора.
1.5 Включение и выключение регистратора
Включение регистратора производится одноразовым длительным нажатием на кнопку POWER до включения всех светодиодов. Во время перехода от одного пикета к другому питание регистратора можно не выключать. Полной зарядки внутреннего аккумулятора хватает на два рабочих дня. Для подзарядки внутреннего аккумулятора достаточно вечернего или ночного времени при использовании сетевого блока питания. Выключать регистратор целесообразно в том случае, если подзарядка внутреннего аккумулятора выполняется от внешнего аккумулятора 12 В.
Включение встроенного экрана производится нажатием на любую кнопку клавиатуры.
После включения регистратора и встроенного экрана необходимо обратить внимание на информацию в статусной строке, располагающейся в нижней части экрана: объем свободного места на накопителе, состояние зарядки аккумулятора.
Для отключения регистратора необходимо троекратно кратковременно нажать на кнопку POWER в течение не более 5 с. Однократное кратковременное нажатие на кнопку POWER во время сбора данных приведет к остановке сбора.
1.6 Подключение приемника GPS
Для обеспечения надежной связи приемник GPS должен быть установлен в месте, где имеется возможность обзора чистого неба. Запуск GPS производится по команде оператора - по кнопкам 5-3-1-ENT (режим РУЧНОЙ) из главного меню. В том случае, если координаты определены, и сверка времени состоялась, светодиод GPS мигает зеленым светом.
Определение координат с помощью GPS комплекта аппаратуры АКФ-4М производится при мелкомасштабных рекогносцировочных полевых работах, не требующих точной привязки точек измерений. Крупномасштабные съемочные работы следует проводить на пикетах с инструментальной привязкой GPS высокой точности.
1.7 Запуск регистратора на измерение
Сбор данных производится по расписанию. Для установки расписания необходимо в главном меню нажать кнопку 3, перейти в первое окно расписания и установить необходимые параметры сбора данных: длительность сбора данных, номер частотного диапазона (D1, D2, D3), использование режекторного фильтра, коэффициент усиления аналогового тракта.
Во втором окне расписания устанавливаются дополнительные параметры сбора данных: задание типа запуска (по КОМАНДЕ или по ВРЕМЕНИ), задержки сбора данных, циклического сбора для мониторинга, периода сбора в циклическом режиме, даты и времени сбора при запуске по ВРЕМЕНИ. В данное окно переход осуществляется по кнопке è меню на рисунке или последовательным нажатием кнопок 3 - è из главного меню.
В третьем окне создания расписания производится выбор или создание файла расписания и выбор события для редактирования. В данное окно переход осуществляется по кнопке è меню или последовательным нажатием кнопок 3 - è - èиз главного меню.
На первом пикете профиля необходимо удостовериться в том, что задан режим запуска КОМАНДА. Для этого во втором окне расписания следует установить по кнопке 1 данный режим (кнопкой 3 отключить ЦИКЛИЧЕСКИЙ СБОР).
На первом пикете профиля также следует установить для каждого канала номера магнитных антенн (к первому каналу всегда подключается магнитная антенна), номер предусилителя Е-канала, длину электрической линии (10 000 см, если используется линия из комплекта поставки аппаратуры АКФ-4М), азимуты расположения датчиков относительно направления на север. Эти параметры при работе на профиле не изменяются.
Для перехода к меню установки параметров каналов необходимо в главном меню нажать кнопку 1. Редактирование параметров выбранного канала выполняется в соответствующем окне, переход в которое осуществляется кнопками 1 … 4 из меню.
Задание имени файла данных выполняется в меню, переход в которое производится по кнопке ç из главного меню. В имя файла данных целесообразно записывать номера профиля и пикета. Имя файла выводится в нижней строке окна. Цифры после имени файла указывают ожидаемый размер файла данных и объем свободного места на накопителе в мегабайтах.
Запуск регистратора на сбор данных производится кнопкой ENT (начать сбор данных). Подтверждение начала сбора данных отмечается выключением экрана и включением светодиода Mode. в течение первой минуты после запуска регистратор выполняет внутренние технологические настройки.
По окончании сбора данных экран автоматически включается, при этом на нем отображается график когерентности между первым и вторым каналом.
Если при запуске сбора данных регистратор прекращает сбор раньше времени, необходимо посмотреть в журнале (причину отказа. Для перехода в это окно следует нажать кнопки 6 - → из главного меню.
1.8 Просмотр данных и оценка их качества
Основной режим работы аппаратуры – регистрация временных рядов TS (time series). Одновременно с временными рядами внутренний процессор регистратора рассчитывает парные когерентности, авто и кросс спектры по каждому измерительному каналу.
Для отображения на экране кривых кажущегося сопротивления и фазы импеданса спектрограммы приводятся к физическим величинам с использованием файлов калибровки регистратора, предусилителя и магнитной антенны. Файлы калибровки хранятся во Flash-памяти регистратора. Если файлы калибровки отсутствуют, то применение калибровок необходимо отключить, нажав кнопки 5-1 в главном меню и в строке ПРИМЕНЕНИЕ КАЛИБРОВОК установить НЕТ.
Просмотр собранных данных производится в графическом виде сразу после окончания сбора данных. По умолчанию всегда выводится график когерентности между каналами Н1 и Е1. Надпись на экране НЕТ ДАННЫХ появляется, если было накоплено недостаточное количество реализаций.
По графикам когерентностей (Е1-Н1 и Е2-Н2) оператор может определить качество выполненного измерения. При хорошем качестве измерений коэффициент когерентности в диапазоне частот 8-200 Гц должен превышать значение 0.95. Пониженные значения когерентности на частотах ниже 8 Гц и выше 200 Гц возникают вследствие упрощенного алгоритма расчета спектров внутренним процессором регистратора. Обработка временных рядов по программе SM27.exe на внешнем компьютере значительно улучшают качество расчетов спектра.
На автоспектрах (кнопка 2 из окна просмотра когерентности) при хорошем качестве измерения должны проявляться Шумановские резонансы на частотах 8, 14, 20, 26 Гц. Отсутствие резонансных всплесков на автоспектрах указывает на влияние помех.
РАБОТА ПОД УПРАВЛЕНИЕМ HOST PC
1. Общие сведения
Управление регистратором может осуществляться с host PC по каналу Ethernet в режиме on-line. В полевых условиях может использоваться переносной компьютер типа Notebook.
Для подготовки к работе регистратора необходимо иметь host PC со следующими характеристиками:
- процессор не хуже Intel Pentium II на рабочей частоте не менее 400 МГц;
- оперативная память объёмом не менее 128 Мбайт;
- host PC должна быть оснащена жёстким диском достаточного объема, последовательным каналом связи Ethernet, манипулятором «мышь» и операционной системой Microsoft Windows версий 2000 и выше;
- разрешение дисплея не менее 1024 х 768 точек;
- сетевая карта Ethernet 10 Mбит (10/100 Мбит).
Программные средства, поставляемые с регистратором, обеспечивают установку параметров сбора данных, позволяют производить начальную проверку и контроль работы регистратора, обмен данными с host PC, позволяют оператору рассматривать результаты сбора данных и их обработку в графической форме.
2. Подготовка регистратора к работе с host PC
Подготовка регистратора к работе с host PC состоит в следующем:
- установка программного обеспечения host PC (выполняется один раз загрузкой программы SM27.exe) в соответствии с инструкцией, содержащейся в файле формата *.txt;
- подключение регистратора к host PC;
- подключение приемника GPS;
- подключение к датчикам.
3. Подключение регистратора к host PC
Подключение регистратора к host PC производится с помощью Ethernet кабеля. Наличие связи с host PC индицируется светодиодом Ethernet регистратора.
4. Проверка настройки сети host PC
Задать сетевой адрес в виде 192.168.0.ХХХ, где ХХХ – любое число от 1 до 200, маска подсети 255.255.255.0.
Последовательность задания настройки сети для Windows XP: Пуск – Настройки – Панель управления – Сетевые подключения – Подключения по локальной сети – Свойства – выбрать Протокол Инт (ТСР/IP) – в окне IP адрес задать сетевой адрес: 192.168.0.ХХХ – в окне Маска подсети задать маску подсети: 255.255.255.0.
Необходимо задать режим работы 10 Мб/c - полудуплекс. Последовательность задания: Пуск – Настройки – Панель управления – Сетевые подключения – Подключения по локальной сети – Свойства – кнопка Настроить – в окне Свойство из списка выбрать строку Скорость линии – в окне Значение выбрать 10Мб/c - полудуплекс.
