Vad är en gradiometer?
En gradiometer mäter förändringshastigheten som sker i en känd mängd, vilket kan involvera allt från temperatur till tryck till ett magnetiskt eller gravimetriskt fält.Gradiometrar har många, utbredda tillämpningar inom vetenskapen.De används i allt från arkeologi till kartläggning av jordens yta och klimat.
En tyngdkraftsgradiometer kan användas för att mäta tätheten på jordlager under ytan för petroleum och mineralutforskning.Miniatyriserade versioner av dem utvecklas för att upptäcka underjordiska hav, till exempel Saturnus Moon Enceladus kan ha.Radiograder har placerats på obemannade flygfordon (UAV) som den amerikanska militären använder för att upptäcka ledningarna av improviserade explosiva enheter (IED) under vägar i Irak, och de är också anställda för att upptäcka tunnlar under jorden över Mexiko-till-usgränsar som läkemedelssmugglare använder.Eftersom en gradiometer också är en typ av lutningsometer kan de också användas för att mäta vinklar relativt horisonten för konstruktions- och kartläggning, flygplanflygvägar och längdskiktscyklister.Olika accelerationsaxlar, som beror på hur många oberoende mätning av gradiometer eller accelerometerenheter som är integrerade i en enhet.Alla gradiometrar tar emellertid de producerade data och jämför den med en standardkvantitet för att bestämma hastigheten för förändring eller lutningslutning som finns.Gravity Gradiometer-teknik används redan i rymden i Gravity Field och Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE), som lanserades av Europeiska rymdbyrån (ESA) i lågjordbana 2009.
GOCE CRAFT ARBITS IDen yttre atmosfären på en höjd av 260 mil (260 kilometer) för att öka upplösningen av gradiometrarna ombord, där den studerar beteendet hos havströmmar och vulkanaktivitet.Från och med 2009 utformar forskare vid University of Twente i Nederländerna en miniatyrversion av Gradiometer baserat på liknande principer, som skulle väga bara 35 uns (ett kilogram) och kan läggas till rymdprober som skickas för att utforska solsystemet.Två fjäderbelastade massor upphängda av fjädrar skulle mäta jämförbara variationer i gravitationella drag till picometerskalan, eller en biljon av en meter.Dessa gradiometrar kan lösa underjordiska månfunktioner 124 miles (200 kilometer) i diameter eller mindre.
Radiovåggradar, som ursprungligen användes i gruvindustrin som handhållna enheter, anpassades 2004 för att flyga på UAV -flygplan cirka 200 fot (61 meter) över marken.De sänder en radiovåg och upptäcker reflektioner av vågen tillbaka som förändras av närvaron av metallledare under ytan eller ihåliga strukturer.Den ursprungliga radiovågen filtreras ut som ett slags brus av detektorerna, vilket gör det möjligt att se de mycket svagare variationerna i vågen på grund av gradientskillnader under jord.Den amerikanska regeringen har fortsatt att sponsra användningen och utvecklingen av sådana radiogradiometer -system med pågående fälttest från 2007 och 2008.
En annan typ av gradiometer är den magnetiska gradiometern som används inom arkeologi och relaterade områden.Det visar en förmåga att inte påverkas av fluktuationer i jordens magnetfält orsakade av magnetiska stormar och används för att hitta mycket små avvikelser nära ytan som kan indikera fossil eller andra avlagringar från forntida civilisationer.Fluxgate -gradiometern och cesium -ångsensorkonstruktionerna används tillsammans för att mäta magnetfältet som jorden ger begravda väggar, avfyrade rester av föremål och så vidare med tiden.Dessa avläsningar jämförs sedan med jordens bakgrundsmagnetfält för att hitta arkeologiska drag på grunt djup.