Hva er et gradiometer?

Et gradiometer måler endringshastigheten som oppstår i en kjent mengde, som kan involvere alt fra temperatur til trykk til et magnetisk eller gravimetrisk felt.Gradiometre har mange, utbredte applikasjoner innen vitenskap.De brukes i alt fra arkeologi til kartlegging av jordens overflate og klima.

Et tyngdekraftgradiometer kan brukes til å måle tettheten av jordens lag under overflaten for petroleum og mineralutforskning.Miniatyriserte versjoner av dem utvikles for å oppdage hav under overflaten, for eksempel Saturns Moon Enceladus kan ha.Radioklradiometre er blitt satt på ubemannede luftkjøretøyer (UAV) som det amerikanske militæret bruker for å oppdage ledningsledningene til improviserte eksplosive enheter (IED) under veier i Irak, og de er også ansatt for å oppdage tunneler under jordengrenser som narkotikasmuglere bruker.Siden et gradiometer også er et type skråmåler, kan de også brukes til å måle vinkler i forhold til horisonten for konstruksjons- og kartleggingsutstyr, flybaner og langrennsspor.Ulike akseler av akselerasjon, som avhenger av hvor mange uavhengige målegradiometer- eller akselerometerenheter som er inkorporert i en enhet.Alle gradiometre tar imidlertid dataene som er produsert og sammenligner dem med en standardmengde for å bestemme endringshastigheten eller gradienthellingen som eksisterer.Gravity Gradiometer-teknologien er allerede i bruk i verdensrommet i tyngdekraftsfeltet og jevnlig utesperring av havsirkulasjonsutforsker (GOCE), som ble lansert av European Space Agency (ESA) til Lav-Earth Orbit i 2009.

GOCE Craft går i bane rundtDen ytre atmosfæren i en høyde av 162 miles (260 kilometer) for å øke oppløsningen av gradiometre om bord, der den studerer oppførselen til havstrømmer og vulkansk aktivitet.Fra 2009 designer forskere ved University of Twente i Nederland en miniatyrversjon av gradiometer basert på lignende prinsipper, som ville veie bare 35 gram (ett kilo) og kan legges til plassprobes sendt for å utforske solsystemet.To fjærbelastede masser suspendert av fjærer ville måle sammenlignbare variasjoner i gravitasjonsrekk til picometer skala, eller en billion på en meter.Disse gradiometerne kan løse måne under overflaten har 124 miles (200 kilometer) i diameter eller mindre.

Radiobølgradiometre, opprinnelig brukt i gruveindustrien som håndholdte enheter, ble tilpasset i 2004 for å fly på UAV -fly rundt 61 meter over bakken.De sendte en radiobølge og oppdager refleksjoner av bølgen tilbake som endres av tilstedeværelsen av metallledere under overflaten eller hule strukturer.Den opprinnelige radiobølgen blir filtrert ut som en slags støy av detektorene, noe som gjør det mulig å se de mye svakere variasjonene i bølgen på grunn av gradientforskjeller under jorden.Den amerikanske regjeringen har fortsatt å sponse bruken og utviklingen av slike radiograferingssystemer med pågående feltprøver fra 2007 og 2008.

En annen type gradiometer er det magnetiske gradiometeret som brukes innen arkeologi og relaterte felt.Det viser en evne til ikke å bli påvirket av svingninger i jordens magnetfelt forårsaket av magnetiske stormer, og brukes til å lokalisere veldig små anomalier nær overflaten som kan indikere fossiler eller andre forekomster fra gamle sivilisasjoner.Fluxgate -gradiometeret og cesiumdampesensorutformingene brukes sammen for å måle magnetfeltet som jorden gir til nedgravde vegger, avfyrte rester av gjenstander og så videre over tid.Disse avlesningene blir deretter sammenlignet med jordens bakgrunnsmagnetfelt for å lokalisere arkeologiske trekk på grunne dybder.