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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


-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


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


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


CAW66

eccitazione

CAW65

CAV63

CAW64

A

Time

27 Hz 29 Hz

Figure 5


-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

400 450 500 550 600


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


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


-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


-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


Pulsi capati da 200 a 2000 Hz


Figure 13

Figure 14


Figure 15


Out of time pulse (ma durante il ciclo di misura)

Figure 16

Figure 17


Figure 18

Figure 19


Out of time pulse (a ciclo finito = puro noise esterno)

Figure 20


Figure 21


Figure 22

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