Передача данных

от сейсмодатчика до сейсморегистратора

Передача данных от сейсмодатчика до сейсморегистратора происходит в аналоговом режиме и может осуществляться двумя способами:

1)  По кабелю КВИП 6×2×0,35 ВЭ. Различные сейсмодатчики (акселерометры и велосиметры) различных производителей имеют различные схемы подключения. Но большинство датчиков используют три витые пары (6 проводов) для сигналов по трём координатам X, Y, Z, две линии используются для подачи питания 15 В. Также в большинстве датчиков используется линия контроля питания и линия электрического контроля. При этом остаются две резервные линии, которые могут использоваться для разделения земли питания и сигнальной земли или для организации бездемонтажной поверки. При таком подключении через кабель КВИП 6×2×0,35 ВЭ датчик может быть удалён от регистратора не более чем на 500 м, а данные от сейсморегистратора до промышленного компьютера/сервера СКСВ могут передаваться как по USB, так и по Ethernet, GSM.

2)  Сейсмодатчик и сейсморегистратор выполнены в одном корпусе. (например, ZET 048-С со встроенным сейсмодатчиком, Guralp, Reftek).

При таком подключении передача данных от сейсморегистратора до промышленного компьютера/сервера СКСВ осуществляется только по Ethernet или GSM.

Вид сейморегистратора ZET-048-I в комплекте с ВС 1313
Вид сейморегистратора ZET-048-I в комплекте с ВС 1313

Вид сейморегистратора ZET-048C
Вид сейморегистратора ZET-048C

Если связь осуществляется по медной линии Ethernet, то максимальная длина может составлять 80 метров для скорости 100 Мбит/с и 800 метров для скорости соединения 10 Мбит/с. ZET 048-C имеет возможность устанавливать скорость соединения 100 или 10 Мбит/с. Прокладка в грунте осуществляется с применением ЗПТ (защитные пластмассовые трубы) выполненные из полиэтилена высокой прочности. Срок их службы в земле до 50 лет.

При соединении по Ethernet по оптоволокну длина линии определяется прозрачностью оптического носителя и может быть от 5 до 50 км. При этом необходимо оснастить каждую такую линию двумя медиаконвертерами.

При соединении по Ethernet по Wi-Fi или Wi-MAX обе точки должны быть в пределах прямой видимости. При соединении по беспроводным каналам связи существуют ограничениями по расстояниям:

  • до 100 м с использованием оборудования Wi-Fi,
  • до 1 км с использованием оборудования Wi-MAX (без использования мачт при обеспечении прямой видимости),
  • до 5 км с использованием оборудования Wi-MAX, располагаемого на мачтах высотой 7 м при обеспечении прямой видимости,
  • до 50 км с использованием оборудования Wi-MAX, располагаемого на мачтах высотой 25 м при обеспечении прямой видимости;

Примечание: лицензирование частот для беспроводных каналов передачи данных обеспечивается за счёт средств Заказчика

При соединении по каналам сотовых операторов GSM нет ограничения по расстояниям при условии нахождения оборудования в зоне покрытия сотового оператора.

GPS антенна, устанавливаемая на кронштейне
GPS антенна, устанавливаемая на кронштейне

GSM антенна
GSM антенна

Антенна Wi-MAX, устанавливаемая на стойку
Антенна Wi-MAX, устанавливаемая на стойку

Стоимость кабеля КВИП составляет примерно от $4 за метр.

Стоимость кабеля витой пары для прокладки в земле составляет от $1 за метр.

Hyperline FUTP4-C5E-S22-OUT-PE-BK (FTP4-C5E-SOLID-22AWG-OUTDOOR-40) Кабель витая пара, экранированная F/UTP, категория 5e, 4 пары (22 AWG), одножильный (solid), экран-фольга, внешний, PE, −40…+60 °C.

Стоимость оптического кабеля составляет от $3.2 за метр.

Hyperline FO-AD-OUT-9-4-LSZH/PE-BK (FO-AD-OUT-9-4-ARM) Кабель волоконно-оптический 9/125 (OS2) одномодовый, 4 волокна, плотное буферное покрытие (tight buffer), усиленный, бронированный, влагостойкий, внешний, LSZH/PE, −40…+75 °C, черный.

Стоимость промышленного медиаконвертера составляет от $443 за метр.

Медиаконвертер Ethernet 10/100BaseTX в 100BaseFX (одномодовое оптоволокно) в металлическом корпусе IMC-101-S-SC-T

Стоимость оборудования Wi-MAX составляет комплект точка точка от $ 1000 фирмы Ubiquiti.

Стоимость солнечной панели мощности 100 Вт (24 В) (потребление сейсморегистратора 5 Вт, потребление GSM модема или WiMAX модема 8 Вт) от $300 за комплект.

Сейсмостанция и солнечная панель
Солнечная панель

С точки зрения электромагнитной совместимости наиболее оптимальным вариантом является схема соединения однокорпусного сейсмоприёмника и регистратора по оптоволокну к промышленному компьютеру/серверу или к контроллеру магистральной линии и индивидуального заземления узлов аппаратуры. Также такая схема удобна с точки зрения диагностики и самоконтроля. При такой схеме может быть организована бездемонтажная поверка.

Сейсмодатчики и сейсморегистраторы ZET 048-C устанавливаются в укрытиях.

Пример установки сейсморегистратора ZET 048-C
Пример установки сейсморегистратора ZET 048-C

Пример технологического решения для установки сейсморегистратора на улице
Пример технологического решения для установки сейсморегистратора на улице

Сейсморегистраторы ZET 048-C устанавливаются на жёсткую поверхность и крепятся при помощи пластин. Пластины подбираются согласно принципу, указанному в таблице:

Комплектование сейсморегистраторов для различных вариантов крепления

При креплении на горизонтальную поверхность следует использовать деталь «Пластина 1».

«Пластину 2» следует использовать также для случаев когда при креплении на горизонтальную плоскость требуется регулировка — поворот сейсморегистратора по азимуту (на 360°) и углу места (в пределах ±3°).

Для крепления на вертикальную поверхность совместно с деталью «Пластина 1» следует использовать деталь «Кронштейн» (швеллер размерами не менее 12П с приваренной к нему пластиной толщиной не менее 6 мм). Допускается при установке на металлические вертикальные конструкции использовать швеллер (размером не менее 12П) без пластины, при этом швеллер приваривается непосредственно к контролируемому элементу конструкции.

При креплении на наклонные металлические поверхности край швеллера, который будет привариваться к поверхности, следует обрезать под углом при котором будет обеспечиваться горизонтальное (в пределах ±3°) расположение полки швеллера.

Внешний вид шкафа для установки сейсморегистратора на объекте мониторинга. Дно шкафа снимается для монтажа датчика

Внешний вид шкафа для установки сейсморегистратора на объекте мониторинга. Дно шкафа снимается для монтажа датчика

Температура эксплуатации акселерометров составляет от −40 °С до +60 °С. Температура эксплуатации велосиметров составляет от −10 °С до +50 °С. Для работы в холодное время года велосиметры можно оснащать съемными термочехлами фирмы «Ризур» с максимальной электрической мощностью 150 Вт.

Если в укрытии устанавливается только велосиметр или акселерометр, то в укрытии необходимо устанавливать коробку с клеммной колодкой для расключения 12-жильного кабеля, для подключения сейсмодатчика с коротким (1–2 м) кабелем. Если укрытие стоит в зоне затопления, то необходимо сейсмодатчик подключать к длинному кабелю через СКИП (стойка контрольно-измерительного пункта).

Вид стойки контрольно-измерительного пункта
Вид стойки контрольно-измерительного пункта

Если в укрытии устанавливается сейсморегистратор совмещённый с сейсмодатчиком, ZET 048-C, то к укрытию необходимо подвести питание 24 В постоянного напряжения или 220 В переменного напряжения, линию связи оптический или медный Ethernet и коаксиальный кабель для подключения антенны Глонасс/GPS для синхронизации сейсморегистратора. Потребление сейсморегистратора составляет около 5 ВА, но пусковые токи могут быть достаточно большие, поэтому надо рассчитывать на токи не менее 1 А. Внутри укрытия необходимо организовать клеммную коробку для расключения сейсморегистратора. Внутри клеммной коробки устанавливаются на DIN-рейку по мере необходимости:

  • блоки питания 220 В в 24 В
  • автомат питания 220 В 1.6 А
  • медиаконвертер, преобразующий медный Ethernet в оптический канал
  • контроллеры WiFi
  • контроллеры WiMAX
  • контроллер GSM
  • контроллеры солнечной панели
  • клеммы для расключения питания и заземления.

Синхронизация сейсморегистраторов производится по Глонасс/GPS или по протоколу PTP через Ethernet. Максимальная длина высокочастотного коаксиального кабеля от антенны до сейсморегистатора составляет 50 метров. Для уменьшения потерь сигнала от GPS желательно устанавливать антенну непосредственно на укрытие.