Comment obtenir des mesures de cordes vibrantes dans des environnements à fort bruit électromagnétique

En 1997, j'ai été initié à l'utilisation de piézomètres à corde vibrante pour mesurer les fluctuations de la nappe phréatique. Une grande société d'ingénierie surveillait le niveau de l'eau pour s'assurer que la construction d'un grand pipeline à travers les montagnes du San Bernardino n'empiétait pas sur la nappe phréatique. J'ai été engagé pour installer des centrales de mesure CR10X avec des interfaces à corde vibrante AVW100 pour mesurer les piézomètres. Les données du CR10X ont été transmises à la société d'ingénierie via un modem cellulaire.

Les données de chacun des huit sites étaient régulièrement transmises et semblaient bonnes, jusqu'à ce que la construction du tunnel à travers la montagne commence. Dès que le bruit électromagnétique des équipements lourds du tunnel a atteint les capteurs à cordes vibrantes, les relevés ont été perdus à cause de tout ce bruit. Les variations du niveau de l'eau n'ont pas pu être détectées en raison des relevés extrêmes hors gamme causés par le bruit.

Les capteurs à corde vibrante ont été choisis à l'origine pour ce projet car ils sont connus pour être très précis et stables sur de longues périodes de déploiement. Cependant, comme nous l'avons découvert, ils sont également très sensibles aux bruits électromagnétiques externes.

Analyse en domaine temporel

Au moment où l'équipement de surveillance a été installé, l'analyse temporelle était la méthode utilisée pour lire un capteur à corde vibrante. Le AVW100 excitait le fil du capteur et mesurait ensuite le temps moyen entre un nombre prédéterminé de passages à zéro en pente positive pour donner la période de résonance du fil. La fréquence de résonance est l'inverse de la période de résonance. L'analyse dans le domaine temporel est la méthode traditionnelle utilisée par tous les fabricants pour mesurer un capteur à corde vibrante.

Cette méthode de mesure des capteurs à corde vibrante fonctionne très bien dans les environnements peu bruités Cependant, dans les environnements bruités, la mesure du capteur est perdue dans le bruit.

Analyse spectrale

En 2008, Campbell Scientific a introduit les modules d'analyse à corde vibrante AVW200 et AVW206. Ces modules mettent en œuvre la technique brevetée* d'analyse spectrale pour mesurer les capteurs à corde vibrante, qui élimine le bruit électromagnétique.

L'approche par analyse spectrale analyse la réponse du fil excité en fonction de la fréquence, plutôt que du temps. Non seulement cette approche élimine le bruit, mais elle améliore également la précision de la mesure. Les fabricants de capteurs à corde vibrante ramènent généralement les variations de la fréquence de résonance à 0,1 Hz. En l'absence de bruit, une précision de mesure de 0,01 Hz rms est obtenue en utilisant la méthode du domaine temporel, alors qu'une exactitude de mesure de 0,001 Hz rms est obtenue en utilisant l'analyse spectrale.

Technologie d'analyse spectrale des cordes vibrantes (VSPECT^®)

La technologie brevetée VSPECT^® est disponible dans plusieurs produits de Campbell Scientific. Cliquez sur l'un de ces liens pour en savoir plus sur ces produits :

• Centrale de mesure et de contrôle CR6
• GRANITE™6 Système d'acquisition de mesure (DAQ) et de contrôle
• Analyseur dynamique pour les cordes vibrantes GRANITE™ VWIRE 305
• Centrale de mesure à 3 voies pour cordes vibrantes
• Analyseur portable pour corde vibrante VWAnalyzer (poste de lecture enregistreur)
• Module d'analyse pour cordes vibrantes AVW200

Pour en savoir plus sur notre technologie VSPECT^® brevetée, consultez nos pages sur l'essentiel sur la technologie VSPECT^® .

*La technique de mesure dynamique à cordes vibrantes est protégée par le brevet américain n° 8,671,758, et la technologie d'analyse spectrale à cordes vibrantes (VSPECT^®) est protégée par le brevet américain n° 7,779,690.