Co to jest gradiometr?

Gradiometr mierzy szybkość zmian, która występuje w znanej ilości, która może obejmować wszystko, od temperatury do ciśnienia po pole magnetyczne lub grawimetryczne.Gradiometers mają liczne, powszechne zastosowania w nauce.Są one używane we wszystkim, od archeologii po mapowanie powierzchni ziemi i klimatu.

Gradiometr grawitacyjny można użyć do pomiaru gęstości warstw ziemi poniżej powierzchni do eksploracji ropy naftowej i minerałów.Ich miniaturyzowane wersje są opracowywane w celu wykrywania oceanów podpowierzchniowych, takich jak Saturns Moon Enlinadus.Gradiometry radiowe zostały umieszczone na bezzałogowych pojazdach powietrznych (UAV), które wojsko USA używa do wykrywania przewodów przewodzących improwizowanych urządzeń wybuchowych (IED) pod drogami w Iraku, a także są zatrudnione do wykrywania tuneli pod ziemigranica, których używają przemytnicy narkotyków.Ponieważ gradiometr jest również rodzajem inklinometru, można je również użyć do pomiaru kąty względem horyzontu w celu uzyskania sprzętu do budowy i badań, ścieżek lotniczych i bicyklistów sportowych.Różne osie przyspieszenia, które zależy od liczby niezależnych oddziałów gradiometru lub akcelerometru, są włączone do urządzenia.Wszystkie gradiometry przyjmują jednak wytworzone dane i porównują je ze standardową ilością w celu ustalenia tempa zmian lub nachylenia gradientu.Technologia Gravity Gradiometr jest już używana w kosmosie w polu grawitacyjnym i Eksploratorze cyrkulacji oceanicznej w stanie ustalonym (GoCE), który został wprowadzony przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) na orbicie o niskiej ziemi w 2009 r.

GOCE Craft Orbits In w Orbitach rzemiosła GOCEZewnętrzna atmosfera na wysokości 162 mil (260 kilometrów) w celu zwiększenia rozdzielczości gradiometrów na pokładzie, gdzie bada zachowanie prądów oceanicznych i aktywności wulkanicznej.W 2009 r. Naukowcy z University of Tente w Holandii projektują miniaturową wersję gradiometru opartą na podobnych zasadach, która ważyłaby zaledwie 35 uncji (jeden kilogram) i można by je dodać do sond kosmicznych wysłanych w celu zbadania układu słonecznego.Dwie masy obciążone sprężynami zawieszone sprężynami mierzyłyby porównywalne zmiany w grawitacji przyciągania do skali pikometru lub jednej małej metra.Te gradiometry mogą rozwiązać cechy księżyca podpowierzchniowego o średnicy 124 mil (200 kilometrów) lub mniejszych.

Gradiometry fali radiowej, pierwotnie używane w branży wydobywczej jako jednostki ręczne, zostały dostosowane w 2004 r. Do latania na samolotach UAV około 200 stóp (61 metrów) nad ziemią.Nadają falę radiową i wykrywają odbicia fali tylnej, które są zmieniane przez obecność metalowych przewodów pod powierzchnią lub pustymi strukturami.Oryginalna fala radiowa jest filtrowana jako rodzaj szumu przez detektory, co umożliwia dostrzeganie znacznie słabszych zmian fali z powodu różnic gradientu pod ziemią.Rząd USA nadal sponsoruje wykorzystanie i rozwój takich systemów gradiometru z trwającymi testami terenowymi od 2007 i 2008 r.

Innym rodzajem gradiometru jest gradiometr magnetyczny stosowany w archeologii i powiązanych dziedzinach.Pokazuje to, że fluktuacje w polu magnetycznym Ziemi spowodowane burze magnetyczne spowodowały to zdolność do zlokalizowania bardzo małych anomalii w pobliżu powierzchni, co może wskazywać na skamieliny lub inne depozyty ze starożytnych cywilizacji.Projekty gradiometru flxgate i czujniki pary cezu są używane razem do pomiaru pola magnetycznego, które Ziemia przekazuje zakopanym ścianom, wystrzelonym pozostałościom obiektów i tak dalej.Odczyty te są następnie porównywane z polem magnetycznym tła Ziemi w celu zlokalizowania cech archeologicznych na płytkich głębokościach.