Was ist ein Gradiometer?

Ein Gradiometer misst die Änderungsrate in einer bekannten Menge, die alles von Temperatur zu Druck zu einem magnetischen oder gravimetrischen Feld beinhalten kann.Absolventen haben zahlreiche, weit verbreitete Anwendungen in der Wissenschaft.Sie werden in allem von der Archäologie bis zur Kartierung der Erdoberfläche und des Klimas verwendet.

Ein Schwerkraftgradiometer kann verwendet werden, um die Dichte der Erdschichten unter der Oberfläche für Erdöl und Mineralforschung zu messen.Miniaturisierte Versionen von ihnen werden entwickelt, um unterirdische Ozeane zu erkennen, wie z. B. Saturns Moon Enceladus.Radio-Gradiometer wurden auf unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) gestellt, mit denen das US-Militär die leitenden Drähte improvisierter Sprengkörper (IEDs) unter Straßen im Irak erkennt, und sie werden auch verwendet, um Tunnel im gesamten Mexiko-bis-USA zu erkennenGrenze, die Drogenschmuggler verwenden.Da ein Gradiometer auch eine Art Neigungsmesser ist, können sie auch zum Messen von Winkeln in BezugVerschiedene Beschleunigungsachsen, die davon abhängt, wie viele unabhängige Messgradiometer- oder Beschleunigungsmessereinheiten in ein Gerät integriert sind.Alle Gradiometer nehmen jedoch die erzeugten Daten an und vergleichen sie mit einer Standardmenge, um die Änderungsrate oder die vorhandene Gradientensteigung zu bestimmen.Die Schwerkraftgradiometer-Technologie wird bereits im Weltraum im Schwerkraftfeld und im stationären Ozean-Kreislauf-Explorer (GOCE) verwendet, der 2009 von der Europäischen Weltraumagentur (ESA) in eine niedrige Erde-Orbit eingeleitet wurde.Die äußere Atmosphäre in einer Höhe von 260 Kilometern von 162 Meilen, um die Auflösung der Absolventen an Bord zu erhöhen, wo sie das Verhalten von Ozeanströmungen und vulkanischen Aktivitäten untersucht.Ab 2009 entwerfen Forscher der University of Twente in den Niederlanden eine Miniaturversion von Gradiometer, die auf ähnlichen Prinzipien basieren, die nur 35 Unzen (ein Kilogramm) wiegen und zu Raumsonden hinzugefügt werden könnten, um das Sonnensystem zu erkunden.Zwei von Federn aufgehängte federbelastete Massen messen vergleichbare Variationen des Gravitationsanzugs zur Picometer-Skala oder eine Trillionsth eines Messgeräts.Diese Gradiometer könnten unterirdische Mond mit einem Durchmesser von 200 Kilometern oder kleiner aufnehmen.

Funkwellengradiometer, die ursprünglich in der Bergbauindustrie als Handheld -Einheiten eingesetzt wurden, wurden 2004 angepasst, um mit 61 Metern über dem Boden mit dem UAV -Flugzeug zu fliegen.Sie senden eine Funkwelle und erkennen Reflexionen der Welle zurück, die durch das Vorhandensein von Metallleiter unter den Oberflächen- oder hohlen Strukturen verändert werden.Die ursprüngliche Funkwelle wird von den Detektoren als eine Art Rauschen herausgefiltert, wodurch die viel schwächeren Variationen in der Welle aufgrund von Gradientenunterschieden im Untergrund erkennen.Die US -Regierung hat die Verwendung und Entwicklung solcher Funkgradiometer -Systeme mit laufenden Feldtests ab 2007 und 2008 weiter gesponsert.Es zeigt die Fähigkeit, nicht durch Schwankungen im Erdmagnetfeld durch magnetische Stürme beeinflusst zu werden, und wird verwendet, um sehr kleine Anomalien in der Nähe der Oberfläche zu lokalisieren, die auf Fossilien oder andere Ablagerungen aus alten Zivilisationen hinweisen können.Das Fluxgate -Gradiometer- und Cäsiumdampfsensor -Designs werden zusammen verwendet, um das Magnetfeld zu messen, das die Erde den vergrabenen Wänden, abgefeuerten Überresten von Objekten und so weiter im Laufe der Zeit verleiht.Diese Messwerte werden dann mit dem Erdmagnetfeld der Erden verglichen, um archäologische Merkmale in flachen Tiefen zu lokalisieren.