Wat is een gradiometer?

Een gradiometer meet de snelheid van verandering die optreedt in een bekende hoeveelheid, die alles van temperatuur tot druk tot een magnetisch of gravimetrisch veld kan inhouden.Gradiometers hebben talloze, wijdverbreide toepassingen in de wetenschap.Ze worden gebruikt in alles, van archeologie tot het in kaart brengen van het aardoppervlak en het klimaat.

Een zwaartekrachtgradiometer kan worden gebruikt om de dichtheid van de aardlagen onder het oppervlak te meten voor petroleum- en minerale exploratie.Geminiaturiseerde versies van hen worden ontwikkeld om oceanen onder de oppervlakte te detecteren, zoals Saturns Moon Enceladus.Radio-gradiometers zijn op onbemande luchtvaartuigen (UAV's) geplaatst die het Amerikaanse leger gebruikt om de geleidende draden van geïmproviseerde explosieve apparaten (IED's) onder wegen in Irak te detecteren, en ze worden ook gebruikt om tunnels ondergronds over de Mexico-US te detecterenGrens die drugssmokkelaars gebruiken.Verschillende versnellingsassen, die afhankelijk zijn van hoeveel onafhankelijke meetgradiometer of versnellingsmetereenheden in een apparaat worden opgenomen.Alle gradiometers nemen echter de geproduceerde gegevens en vergelijk deze met een standaardhoeveelheid om de snelheid van verandering of gradiënthelling te bepalen die bestaat.Gravity Gradiometer-technologie is al in gebruik in de ruimte in het zwaartekrachtveld en de steady-state oceancirculatie-explorer (GOCE), die in 2009 door de European Space Agency (ESA) werd gelanceerdDe buitenste atmosfeer op een hoogte van 162 mijl (260 kilometer) om de resolutie van de gradiometers aan boord te verhogen, waar het het gedrag van oceaanstromen en vulkanische activiteit bestudeert.Vanaf 2009 ontwerpen onderzoekers van de Universiteit van Twente in Nederland een miniatuurversie van Gradiometer op basis van vergelijkbare principes, die slechts 35 ounces (één kilogram) zou wegen en kunnen worden toegevoegd aan ruimtesondes die worden verzonden om het zonnestelsel te verkennen.Twee veerbelaste massa's opgehangen door veren zouden vergelijkbare variaties in zwaartekrachtspulling met de picometerschaal of een biljoenste van een meter meten.Deze gradiometers kunnen onder de oppervlakte -maan worden opgelost, heeft een diameter van 124 mijl (200 kilometer) of kleiner.

Radiegolfgradiometers, oorspronkelijk gebruikt in de mijnindustrie als handheld -eenheden, werden in 2004 aangepast om op UAV -vliegtuigen rond de 200 voet (61 meter) boven de grond te vliegen.Ze zenden een radiogolf uit en detecteren reflecties van de golf terug die worden gewijzigd door de aanwezigheid van metalen geleiders onder het oppervlak of holle structuren.De originele radiogolf wordt uitgefilterd als een soort ruis van de detectoren, waardoor het mogelijk is om de veel zwakkere variaties in de golf te zien als gevolg van gradiëntverschillen ondergronds.De Amerikaanse overheid is het gebruik en de ontwikkeling van dergelijke radiodradiometer -systemen met lopende veldtests van 2007 en 2008 blijven sponsoren.

Een ander type gradiometer is de magnetische gradiometer die wordt gebruikt in archeologie en gerelateerde velden.Het toont een vermogen om niet te worden beïnvloed door schommelingen in het magnetische veld van de aarde veroorzaakt door magnetische stormen, en wordt gebruikt om zeer kleine afwijkingen in de buurt van het oppervlak te vinden die kunnen wijzen op fossielen of andere afzettingen van oude beschavingen.De fluxgate gradiometer en cesiumdampsensorontwerpen worden samen gebruikt om het magnetische veld te meten dat de aarde geeft aan begraven muren, afgevuurde overblijfselen van objecten, enzovoort in de loop van de tijd.Deze metingen worden vervolgens vergeleken met het magnetische veld van de aarde om archeologische kenmerken op ondiepe diepten te vinden.