New-Tech Military Magazine | Q2 2020

FBA - התאוצה המאוזן על ידי כח דינמי ( ) מסיר Forced Balance Accelerometer למעשה מגבלה זאת על ידי הוספת מעגל משוב שלילי לתלייה המכנית. כח מפצה מופק על ידי מתמר אלקטרומגנטי המבוסס על מיקום המסה התלויה. מיקום זה מומר על ידי מתמר תזוזה לאות חשמלי העובר דרך תא אינטגרציה ליצירת יציאת מתח חשמלי הפרופורציונאלי לתאוצת הקרקע. הטווח המדידה הדינמי של מדי תאוצה מאוזני כח הינו גדול בהרבה מאשר סיסמומטרים בעלי תליה פסיבית. בשל כך נעשה שימוש נרחב בסוג חיישן זה למדידת תנודות סיסמיות חזקות. עם זאת, העיכוב הנוצר בשל מעגל המשוב מגביל את רוחב הפס של התקן זה. סיסמומטרים למהירות בפס רחב )Velocity Broadband( גלים סיסמיים הנוצרים בשל תנועת כלי רכב או הפרעות מעשי ידי אדם כגון פעולות כרייה הינם בעלי תדירות גבוהה של תאוצת קרקע. בתדירויות נמוכות מאד הגורמים שישלטו בתאוצת הקרקע יהיו תלייה לא מאוזנת, שיפוע הקרקע ואפקטים תרמיים. אי לכך, רוחב הפס עבור סיסמומטרים העושים שימוש במדידת תאוצת הקרקע הינו מוגבל לתגובת מעבר פס ספציפית. תגובת-פס של תאוצת קרקע הינה שוות ערך לתגובה מעבר מהירה של מהירות הקרקע. בשל כך עבור סיסמומטרים בעלי רוחב פס גדול יותר האותות הסיסמיים הנרשמים הינה במושגי מהירות הקרקע. הסיסמומטר למהירות בפס רחב מבוסס למעשה על מד תאוצה מאוזן כח אך במקום להעביר את התאוצה של המסה התלויה כמשוב, נעשה שימוש במהירות ובמיקום של מסה זאת. התגובה של התקן זה הינה דומה מאד לתגובה התיאורטית של סיסמומטר אינרציאלי סטנדרטי אך ללא הירידה ברגישות ובדיוק עבור טווח מדידה רחב יותר של כוחות סיסמיים. הכיוון כיום במספר הולך וגדל של יישומים למדידה סיסמית הינו פיתוח של רשתות ומערכים של סיסמומטרים או חיישנים סיסמיים ביישומים של מדידת רעידות אדמה, לחיפושי נפט ובדיקות תקינות מבנית. יישום, מיגון והתקנה של סיסמומטרים הינם בדרך כלל שלושת האילוצים המרכזיים גיאופונים ומערכותמיקרו אלקטרומכניות ) של מדי תאוצה MEMS (

.0.56 הרץ עם פקטור דעיכה של 4.5 סימולציית תגובת תדר של גיאופון בתדר :3 איור «

ליישומים אלו. ייצור המוני ופרישה מהירה של התקנים תוך התגברות על שלושת אילוצים אלו דורש צמצום בגודל ובעלות של הסיסמומטרים. נכון לעכשיו קיימים שני סוגי טכנולוגיה המאפשרים מדידת תזוזות קרקע שכוללים התקנים קטנים מאד ובעלות נמוכה בהשוואה לטכנולוגיות של מדי התאוצה מאוזני הכח ומהירות בפס רחב. גיאופונים גיאופונים הינם חיישני מהירות קרקע קלי משקל, קשיחים ואינם דורשים כח חשמלי להפעלה. בגיאופונים החדישים מותקן מגנט סליל 16 המחובר לכיסוי ומוקף בסליל תיל.

התיל תלוי באמצעות קפיצים המאפשרים לו לנוע על פני המגנט. המהירות של תנועה זאת ביחס למגנט מייצרת אות מתח חשמלי. מוצגת סימולציית תגובת התדר 3 באיור מס. הרץ. תגובת התדר של גיאופון 4.5 של גיאופון הינה כמעט ללא שינוי מבחינת מהירות עבור טווח של תדירויות מעל תדר התהודה שלו ויורד עבור תדירויות מתחת לערך זה. גיאופונים בגדלים קטנים ועלות נמוכה הינם הרץ. 4.5 בעלי תדר תהודה אופייני מעל מודל חשמלי אקוויוולנטי יכול להיווצר מציג 4 מהמפרט המכני של גיאופון. איור מודל חשמלי העושה שימוש בפרמטרים 17 הרץ. 4.5 בתדר SM -6 המכניים של גיאופון

הרץ העושה שימוש 4.5 בתדר SM-6 מעגל חשמלי אקוויוולנטי לגיאופון :4 איור « בפרמטרים המכניים מתוך מפרט המוצר.

49 l New-Tech Military Magazine