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Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Appunti guardando i run Vibrachiara 2006.
Iniziamo confrontando la shape della risposta termica intorno a 20 Hz. Nel run 2005
questa occorrenza era stata interpretata come la frequenza di risonanza della molla
che funge da disaccoppiamento (e smorzatore) tra il montaggio e il criostato.
Una eccitazione a 20 Hz (o intorno a questa frequenza) mette in oscillazione la molla
che dissipa l’energia meccanica accumulata sotto forma di calore. Le costanti di
tempo del riscaldamento/raffreddamento sono (dovrebbero) essere completamente
diverse da quelle tipiche del riscaldamento originato in (dal movimento di) un singolo
cristallo perchè diverso è il meccanismo di generazione del calore e del suo
trasferimento.
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 50 100 150 200 250 300 350 400
spring2006_CAW & SLAB
CAW66
eccitazione
SLAB70
A
Time Figure 1
La figura 1 mostra la risposta di un cristallo CAW (piano centrale) e di un cristallo
con slab (piano inferiore) a eccitazioni della durata di 3 secondi a partire dalla
frequenza di 21 Hz e a step di 2 Hz.
La “buona notizia” è che anche in CAW2006 su verifica che la prima eccitazione
visibile si ha intorno a 20 Hz. Anche in questo caso la interpretiamo (per ora) come la
risposta alla eccitazione della frequenza di risonanza della molla.
In figura 2 è mostrata la stessa regione per tutti i cristalli CAW e in figura 3 sono
confrontate (normalizzate) le curve di risposta a 20 Hz in CAW 2005 e CAW 2006
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 50 100 150 200 250 300 350 400
spring2006_on CAW
CAW66
eccitazione
CAW65
CAV63
CAW64
A
Time Figure 2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 50 100 150 200 250 300 350 400
spring on B66 (centrale) 2005 vs 2006
B66 (95)
CAW66
A
Time Figure 3
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
La prima differenza che si osserva sono le diverse costanti di tempo per la salita e il
raffreddamento. In CAW2005 tutto sembra più lento e, in effetti, anche a memoria mi
ricordo che il run 2005 era affetto da tempi di recupero di un riscaldamento molto
alti.
In CAW 2006 e’ stato migliorato il contatto termico con la pentola (calze di rame ?,
verificare). L’andamento osservato si potrebbe spiegare ipotizzando che il contatto
termico tra la molla e il montaggio è veicolato soprattutto dalle calze e quindi è
naturalmente più veloce nel 2006.
La seconda e piu’ rilevante differenza tra run 2005 e run 2006 è che dopo
l’eccitazione della molla a 21 Hz, in CAW 2006 si ha una sequenza di riscaldamenti
anche nelle eccitazioni successive a frequenze vicine (23, 25Hz etc... ). La figura di
riscaldamento si manifesta come un impulso veloce associato alla eccitazione esterna
seguito da un ciclo termico lento simile a quello di una molla (che viene chiamato
springlike nel seguito)
Scartiamo per ora l’ipotesi che, per la maggior velocità del sistema, nel 2006 siamo in
grado di risolvere meglio la risonanza a 20 Hz cioè che il Q della risonanza sia
grande.
Il motivo e’ semplicemente che non si osserva, allontanandosi dalla frequenza
centrale (20 Hz) una attenuazione coerente dell ampiezza della risposta (questo
comportamento è chiaramente visibile in molte altre situazioni)
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
100 120 140 160 180 200
23-25 Hz pulse + springlike cycle (caw 2006)
CAW66
eccitazione
CAW65
CAV63
CAW64
A
Time
23 Hz 25 Hz
Figure 4
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Oltre alla variazione, apparentemente casuale, della ampiezza della shape spring-like,
è da notare la differenza (che sara’ evidenziata meglio nel seguito) della forma
dell’impulso veloce. A 23 Hz (vedi figura 4) ha una tipica struttura a torre (rise time
del riscaldamento, zona di equilibrio termico, decay time del raffreddamento), mentre
a 25 Hz ha le caratteristiche del “triangolone” (un riscaldamento a cui manca la zona
di equilibrio termico cioè il cristallo seguita a scaldarsi per tutta la durata della
eccitazione e si raffredda a eccitazione terminata).
Queste due forme di impulso veloce (fast-pulse) si ritrovano anche in CAW2005 e
sono state interpretate come una vibrazione (grado di liberta’) propria del cristallo
(scivolamento sotto il teflon, in corrispondenza di opportune frequenze, come
osservato nei test all’ENEA).
L’idea di associare il fast-pulse al grado di tenuta meccanica del singolo cristallo,
piuttosto che ad un moto collettivo di tutta la struttura, viene dalla osservazione che,
qualche volta, solo uno o comunque non tutti i cristalli rispondono alla sollecitazione.
Questo si nota gia’ anche in questo run (figura 5) a 27 e 29 Hz dove solo due cristalli
(a 27 Hz) o uno (a 29 Hz) rispondono alla eccitazione.
Da notare anche che a 27 Hz non segue uno springlike, mentre a 29Hz,
probabilmente si ma in modo piu’ complicato da interpretare.
In CAW2005 i sprink-like mode erano assenti.
Dopo i 31 Hz il sistema non reagisce più alle eccitazioni esterne (figura 6) fino a 43
Hz dove produce un tipico triangolone (vedi figura 7) a 43 Hz
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
200 250 300 350 400
27-29 Hz pulse + springlike cycle (caw 2006)
CAW66
eccitazione
CAW65
CAV63
CAW64
A
Time
27 Hz 29 Hz
Figure 5
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
400 450 500 550 600
33-35 Hz pulse + springlike cycle (caw 2006)
CAW66
eccitazione
CAW65
CAV63
CAW64
A
Time
33 Hz
35 Hz
Figure 6
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
660 662 664 666 668 670
triangolone a 43 Hz
CAW66
eccitazione
CAW65
CAV63
CAW64
A
Time Figure 7
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Resta da capire cosa produca la sequenza fast-pulse + sprink-like
Per quanto detto prima, sembra naturale associare il fast pulse al movimnto di un
cristallo e lo sprink-like a il riscaldamento di una struttura completamente diversa.
Una ipotesi potrebbe essere la seguente: La pentola è molto vicina allo schermo
(rispetto a caw2005). Piccole componenti trasversali della eccitazione iniettata
possono muovere orizzontalmente la pentola portandola a contatto con lo schermo.
L’urto eccita trasversalmente uno o più cristalli che generano una risposta fast-pulse
legata nel tempo e nella ampiezza ai gradi di libertà trasversali del cristallo (non
esplorati in CAW 2005 e che potrebbero essere presumibilmente molto piu’ numerosi
di quelli verticali) . Nello stesso tempo parte della energia meccanica rilasciata
nell’urto vine trasferira a una più strutture completamente diverse (la molla
trasversalmente, il rivestimento in rame della pentola, lo schermo) per poi essere
dissipata come calore in tempi e modi completamente diversi dal fast pulse (sprink-
like, appunto) ma temporalmente correlati.
Lo sprig-like viene visto da tutti i cristalli, mentre il fast pulse, come abbiamo visto
potrebbe non essere attivato in cristalli tenuti particolarmente bene.
Siccome noi eccitiamo il sistema lungo la verticale, le componenti trasversali della
nostra eccitazione sono marginali. Il rumore esterno (passi, porte che sbattono etc...
)potrebbe invece avere una componente trasversale del tutto equivalente.
Mi aspetto quindi che ci siano configurazioni fast-pulse + spring-like anche non in
coincidenza con i nostri treni d’onda....
Mi riprometto di farci caso e registrarli se li vedo.
Ora un po’ di topologia pulsologica del B66.
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
700 720 740 760 780 800
CAW66
CAW66
eccitazione
A (
arb
itra
ry u
nit)
Time Figure 8 : pulsologia B66 tra 1 e 200 Hz, fast pulse + spring-like triggerato da noi
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
3400 3450 3500 3550 3600 3650 3700
CAW66
CAW66
eccitazione
A (
arb
itra
ry u
nit)
Time Figure 9: pulsologia B66 tra 1 e 200 Hz. Pulse like intorno a una risonanza
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
3900 3920 3940 3960 3980 4000
CAW66
CAW66
eccitazione
A (
arb
itra
ry u
nit)
Time Figure 10: pulsologia B66 tra 1 e 200 Hz. Caso da capire
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
-0.5
0
0.5
1
4060 4080 4100 4120 4140 4160
CAW66
CAW66
eccitazione
A (
arb
itra
ry u
nit)
Time Figure 11: pulsologia B66 tra 1 e 200 Hz.
-0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
4720 4740 4760 4780 4800 4820 4840
CAW66
CAW66
eccitazione
A (
arb
itra
ry u
nit)
Time Figure 12: pulsologia B66 tra 1 e 200 Hz. Confronto con un pulso fisico
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Pulsi capati da 200 a 2000 Hz
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Figure 13
Figure 14
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Figure 15
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Out of time pulse (ma durante il ciclo di misura)
Figure 16
Figure 17
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Figure 18
Figure 19
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Out of time pulse (a ciclo finito = puro noise esterno)
Figure 20
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Figure 21
Silvio’ working notes on vibrachiara 06 versione 1.0
Figure 22