Rete Mareografica Nazionale

Strumenti storici

Mareografo tipo THOMSON
E’ costituito da un orologio a pendolo e da un apparato registratore. L’orologio, mosso da un peso motore, è a scappamento ad ancora Graham che batte i secondi, con pendolo compensato a mercurio. La carica dell’orologio dura 10 giorni. L’orologio è destinato non solo ad indicare il tempo sopra il quadrante, ma anche ad imprimere un moto uniforme di traslazione ad un nastro di carta, sul quale una penna, unita mediante un filo ed un rotismo al galleggiante, generalmente di vetro, segna la curva delle variazioni di livello. La carta proveniente da un cilindro di svolgimento, abbraccia un cilindro A, e si avvolge sul cilindro di raccoglimento B, che un peso motore tende a far girare in modo da mantenere il nastro teso. Il cilindro A, mosso direttamente dal rotismo del pendolo, regola il movimento della carta; a tal fine intorno alle basi porta delle punte sporgenti che penetrano nei lembi della striscia obbligandola ad assumere la stessa velocità lineare del cilindro. Le punte distano fra loro 7°, 30’ e sono alternativamente numerate da 0 a 23 (allo zero della graduazione superiore corrispondono tre punti verticali, a quello della inferiore due). Essendo la velocità di rotazione del cilindro A esattamente di 360° in 24 ore, la distanza fra due fori consecutivi della carta corrisponderà all’intervallo di 30 minuti. Il cilindro A può girare libero sul cilindro di rotazione e viene fissato a questo in modo che, sotto la penna, il cui movimento è limitato dalla guida verticale C, venga a cadere la generatrice del cilindro che sulla graduazione corrisponde all’ora segnata dall’orologio nell’istante considerato. Con questa disposizione i fori praticati lungo i lembi della striscia, contati dal gruppo di due o tre fori che corrispondono alle ore 0, costituiranno una graduazione di 30 in 30 minuti che permetterà di conoscere l’ora corrispondente ad un punto qualunque della curva ed il solo elemento occorrente per togliere qualsiasi dubbio sarà la data che basterà scrivere una sola volta sulla striscia. La penna scrivente ed il galleggiante, sospesi agli estremi dei fili di platino D e D1 formano un sistema in equilibrio. La funzione del rotismo è di trasmettere il movimento del secondo al primo, in maniera che lo spostamento verticale della penna sia una frazione dello spostamento del galleggiante. Il rapporto tra i due spostamenti è il coefficente di riduzione. Così se per una variazione di livello del galleggiante di cm. 10, la penna si sposta di cm 2 il coefficente di riduzione sarà 5. Il rapporto di riduzione sarà invece 1/5.

Mareografo tipo M450
E’ un registratore di livello studiato specialmente per la registrazione della marea, adatto per le stazioni situate sulle coste del Mediterraneo. Ha incorporato un riduttore a rapporto fisso di 1/5 e può registrare maree dell’ampiezza massima di m. 2,25 su un foglio di carta alto mm. 450. Caratteristica principale dello strumento è la velocità della carta eguale a 15 mm di avanzamento per ora. Lo strumento è settimanale, ma può mantenersi in moto fino a dieci giorni. Si avrà quindi un diagramma che può arrivare alla lunghezza di m. 3,60. Date queste dimensioni il foglio, anzichè essere avvolto in un solo cilindro, è fatto scorrere da un cilindro all’altro di un sistema di tre cilindri orizzontali e paralleli, il secondo dei quali contiene un movimento ad orologeria che ne regola la rotazione ad un giro esatto ogni 24 ore. Questo stesso cilindro segna automaticamente, lungo i due margini del nastro di carta, i punti di ciascuna ora. Il nastro di carta impiegato è senza reticolato. La registrazione viene fatta da due matite; una segna la curva di marea, mentre la seconda traccia una linea di base (fondamentale), lungo il margine inferiore del nastro, per l’esatto riferimento delle quote del diagramma. Il movimento dei cilindri della carta è provocato dalla discesa di un peso motore di Kg. 3.6 che determina il passaggio del nastro di carta dal primo al terzo dei cilindri, mentre il secondo cilindro, contenente il movimento ad orologeria, regola la velocità del sistema. In questo strumento l’orologio non ha un proprio dispositivo di carica, perchè non è il motore della carta, ma è trascinato dalla stessa ed ha la sola funzione di regolarne la velocità. L’orologio è così ridotto ad un meccanismo semplicissimo ed ha lo scappamento ad ancora su 13 pietre, con bilanciere a compensazione termica. Il movimento della marea è trasmesso allo strumento da un galleggiante di rame collegato al meccanismo per mezzo di un sottile nastro di rame forato ogni 5 cm. che determina la rotazione di una ruota a pioli. Questa è accoppiata ad un rocchetto dal quale parte una funicella di rame che trascina il carrello porta - matita. Il sistema è mantenuto in equilibrio da un contrappeso di Kg 1.5. Il mareografo è montato su una tavoletta di legno lucidato ed è coperto da una custodia di metallo verniciato simile ai tipi comunemente usati per le macchine da scrivere. Le dimensioni sono cm. 63 x 28 x 28. Lo strumento con gli accessori, ma senza il galleggiante di rame pesa Kg. 21.

Mareografo tipo OTT
La ditta KIMATES aveva in listino 3 tipi di mareografi: Il primo tipo con registrazione analogica su nastro continuo, mod.R 20 costruito dalla A. OTT di Il secondo tipo con registrazione su nastro perforato nel codice internazionale CCITT (esistevano allora altri tipi di codici internazionali di perforazione il FERRANTI e l’ELLIOT 803 a 5 canali) mod. 20.061, costruito dalla A. OTT di Kempten. Lo strumento provvedeva alla perforazione del nastro in situ. La lettura del nastro poteva essere fatta con una telescrivente. Il terzo tipo con registrazione su nastro magnetico. Comprendeva un misuratore di livello a galleggiante con codificatore accoppiato sull’asse - puleggia dello strumento e ad un registratore magnetico di tipo incrementale, mod. TM costruito dalla N.B.A. CONTROLS di Farnborough.Kempten. L’interpretazione dei valori registrati doveva essere fatta manualmente. Venne adottato quello con registrazione a banda perforata modello 20.070 sempre realizzato dalla OTT di Kempten. La registrazione del livello dell’acqua con punzonatura secondo i codici internazionali CCITT su nastro di plastica consentiva la successiva rielaborazione dei dati mediante calcolatore elettronico. Le caratteristiche principali sono: *Campo di misura 0 + 9,999 m *Precisione della lettura: 1 ÷ 2 mm.

• Alimentazione: a batterie 7,5 V
• Perforazione: ogni 15’.
• Lunghezza del nastro del galleggiante: 10 m .

Sensori di livello ID 5692 -ID 5792 - ID 5795
Lo scopo di questi sensori è quello di registrare le variazioni del livello del mare, con una autonomia mensile (ID 5692 e ID 5792) e semestrale (ID5795). L'apparecchio è costituito da un albero verticale a doppia scanalatura elicoidale portante la penna scrivente e mosso dalla puleggia porta nastro, per la trasmissione dei movimenti del galleggiante. Il registratore è del tipo a carta continua provvisto di movimento ad orologeria di precisione con carica di 31 giorni (ID5692); con movimento ad orologeria a ricarica elettrica con carica di 31 giorni (ID5792); da movimento ad orologeria a ricarica elettrica costituito da un micromotore a corrente continua la cui velocità è regolata con grande precisione da uno scappamento a forza costante, con carica semestrale (ID5795). La scanalatura elicoidale consente di registrare senza interruzione un aumento od una diminuzione di livello anche eccezionale e che superi quanto previsto all'atto dell'installazione; infatti la penna risale automaticamente il diagramma, ogni volta raggiuntane una estremità. Il rapporto di registrazione è di 1:10: 1 mm sul diagramma corrisponde ad 1 cm di variazione del livello. Un indicatore numerico a 4 cifre consente la lettura diretta. L'insieme è racchiuso in una cassetta metallica fusa, verniciata a fuoco e completamente stagna. Per questi tipi di strumenti si raccomanda di utilizzare: - una cabina di protezione in legno, metallo o muratura; - un pozzetto di calma fissato a muro (tubo metallico con staffe) o interrato (in muratura con foro orizzontale di comunicazione). Caratteristiche tecniche:

• Precisione: migliore di ± 1 cm
• Rapporto di registrazione: 1:10
• Campo di misura: 2,5 metri (senza inversione)
• Larghezza utile del diagramma: 250 mm
• Lunghezza del rotolo: 10 metri
• Velocità di avanzamento: 2,5 o 5 o 10 mm/h
• Movimento ad orologeria:
• - meccanico a carica manuale: 31 giorni
• - a ricarica elettrica (3 pile tonde x 1,5 V): 3 mesi
• Galleggiante: Ø 110 o 200 mm
• Dimensioni: 550 x 185 x 310 mm
• Peso 15 kg

Mareografo tipo SM 3810
Il mareografo SIAP SM3810 è composto da una stazione automatica per il rilevamento dei dati, a cui possono essere collegati da uno a tre sensori, e un sensore per il livello a galleggiante con uscita in codice Gray tipo ID 7877. La stazione esegue le misure e le registra in un modulo di memoria MMA a semiconduttori. I moduli MMA sono costituiti da memorie a semiconduttore di tipo EPROM. Anche dopo l'estrazione del modulo dalla stazione i dati si mantengono memorizzati indefinitamente, senza alcuna necessità di alimentazione elettrica. Per la lettura dei moduli MMA è disponibile il lettore RDR3800, che può essere collegato direttamente ad una stampante, ed eseguire il tabulato dei dati. Il formato del tabulato è a scelta dell'operatore, il quale può colloquiare con il lettore per mezzo di un microterminale portatile, provvisto di tastiera e display. Il lettore è provvisto anche di interfaccia seriale RS232 e può trasferire i dati di MMA ad un computer, per successive elaborazioni e/o registrazioni. Per gli utenti provvisti di personal computer c'è il lettore - cancellatore RES9800 che ha in dotazione il cavo di collegamento e il modulo di interfaccia da inserire direttamente nel PC. Con RES9800 lavora un programma di lettura, stampa e archiviazione dei dati memorizzati con MMA. Quando i dati sono stati letti o trasferiti, si può passare il modulo nel cancellatore ER3800, oppure in quello contenuto nel RES9800, nel quale è montata una lampada a luce ultravioletta. Il modulo può essere letto, cancellato e riscritto per migliaia di volte e costituisce quindi un sistema di registrazione migliore di quelli di tipo magnetico, perchè non è delicato da maneggiare, per la sua semplicità (e quindi affidabilità) dei circuiti di registrazione, e per l'assenza di parti meccaniche in movimento.

Nella configurazione completa vengono registrati in MMA i seguenti dati:

• nominativo in codice della stazione
• data e orario di inizio della registrazione
• valore del livello idrometrico, alla periodicità voluta
• valore della tensione di batteria: ogni 12 ore.
• L'autonomia del modulo MMA dipende dalla sua capacità (32, 64 e 128 Kbyte), dal numero dei sensori e dalla cadenza di misura. Prima di iniziare a registrare, la stazione calcola l'autonomia del modulo MMA e la comunica all'operatore. Durante il funzionamento si può leggere in qualsiasi momento l'autonomia residua e sapere quando dovrà essere cambiato il modulo di memoria.

Caratteristiche tecniche della stazione automatica:

• CPU a microprocessore 8088.
• 40 Kbyte di memoria EPROM e 8 Kbyte di memoria RAM.
• Moduli MMA da 32,64 o 128 Kbyte di memoria EPROM. Tempo illimitato di ritenuta, cancellabili con ultravioletti e riutilizzabili. Contenitore provvisto di impugnatura e connettore di tipo D. Dimensioni 35x85x127 mm, peso 200 grammi.
• Real time clock al quarzo, programmabile. Batteria di riserva indipendente
• Interfaccia digitale di tipo parallelo per sensore di livello idrometrico, a galleggiante con uscita in codice Gray).
• 6 comandi a pulsante per tutte le operazioni di messa in funzione, controllo, lettura, cambio di MMA.
• Protezione da disturbi e scariche elettriche indotte.
• Autospegnimento in stand-by per minimizzare il consumo.
• Alimentazione: da 10,8 a 13,8 Vcc.. Può essere fornito un pannello fotovoltaico con regolatore di carica, batteria e supporto, oppure un alimentatore da rete con batteria in tampone. Il pannello delle dimensioni di 36x29 cm. è protetto con materiale non degradabile all'ultravioletto. Uscita a vuoto 14,5 Vcc, corrente di 320 mA con insolazione di 100 mW/cmq.
• Batteria da 15 o 20 Ah, del tipo sigillato, ad elettrolita stabilizzato, protetta contro inversioni di corrente.
• Consumo della stazione: circa 3 mA continui in stand-by e meno di 2 mAh per ciascuna misura.
• Contenitore in poliestere rinforzato.
• Dimensioni: 350x420x190 mm. Peso: 6,4 Kg.

Il sensore di livello ID 7877
E' costituito da un contatore meccanico, che conta e deconta, composto da quattro tamburi allineati sullo stesso asse. Ogni tamburo ha tre camme, sagomate secondo un codice binario riflesso (codice Gray), che ha la particolarità di cambiare un solo bit ad ogni cambiamento del codice numerico, e quindi essere esente da errore dovuto ad incertezza della posizione di transizione tra due codici numerici successivi. Ogni tamburo di tre camme corrisponde ad un ottetto del numero binario. Dopo 8 unità in ingresso su di un tamburo viene trasferita una unità sul tamburo adiacente. In questo modo vengono codificati 8x8x8x8 = 4096 codici diversi e pertanto il sensore può contare o decontare tra 0 e 4095. Ad ogni unità del trasduttore, viene associata 1cm di variazione di quota, per cui il trasduttore ID 7877 è in grado di codificare campi di variazione di livello maggiori di 40 metri con la risoluzione di 1 cm. Caratteristiche tecniche:

• Tipo di sensore: a galleggiante
• Campo di misura: da 0 a 40 metri
• Codificatore Gray a 12 bits
• Risoluzione 1 cmm
• Indicatore: numerico a 4 cifre
• Ingombro sensore: 330 x 220 x 200 mm
• Peso 5 kg
• fornito completo di galleggiante da 200 mm;
• nastro in acciaio inox;
• peso e contrappeso;
• cavo elettrico di collegamento.