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Magnetometer der Neumayer-Station, Antarktis

Archäologische Untersuchung in Montana (USA) mit einem Magnetometer

Magnetometer der Marine des Vereinigte Staaten bei der Wracksuche

Magnetometer der USGS im Heck eines Flugzeugs

Vektor-Magnetometer an Bord von Raumfahrzeugen Pionier 10

EIN Magnetometer (auch Gaussmeter oder Teslameter genannt) ist ein Messgerät zur Messung von a Magnetfeld.

Das Magnetometer ist in erster Linie dazu bestimmt, Störungen in einem Magnetfeld, zum Beispiel der Erdmagnetfeld zum Messen und Erkennen von Objekten, die sich außerhalb der Sicht weil sie unter oder hinter einer Oberfläche liegen. Diese Objekte müssen magnetisierbar sein Metall enthalten. Die Detektierbarkeit hängt von der Entfernung und der vorhandenen Metallmenge ab. (siehe Formel unten).

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Man unterscheidet zwei Arten von Magnetometern: skalare Magnetometer, die nur die Stärke des Magnetfelds messen und vektorielle Magnetometer, die auch seine Richtung messen – normalerweise durch Messung in drei verschiedenen Richtungen (x, y und z).

• Skalar Magnetometer
  • ProtonPräzession Magnetometer
  • überhauser Magnetometer
  • Alkalidampf Magnetometer (Cäsium, Rubidium, Kalium)
• vektoriell Magnetometer
  • Flussmittelanschluss Magnetometer
  • TINTENFISCH Magnetometer

Weiterhin wird zwischen Magnetometern, die für Feldarbeiten geeignet sind, und Magnetometern, die nur im Laborbereich geeignet sind, unterschieden.

Anwendungen

• Marine: Erkennung von U-Boote von einem Schiff oder aus einem Flugzeug
• Hydrographie: Erkennung von Schiffswracks, Anker, Ankerketten, Rohrleitungen und derartige.
• Geologie: das Plattentektonik wurde durch die Symmetrie der magnetischen Anomalien südlich von Island auf beiden Seiten des entdeckt Mittelatlantischer Rücken
• Paläomagnetismus: im Labor Gesteinsproben mit einem sehr empfindlichen SQUID-Magnetometer bestimmt die ursprüngliche geomagnetische Breite.
• Geophysik: Studium der Geomagnetismus
• Exploration Geophysik: Zuordnung von Sedimentationsbecken, Erkennung von rohes Material
• Archäologie: Zuordnung von Fundamente, Erkennung von Blindgänger und die Suche nach archäologischen Artefakte. Kleine Gegenstände wie Münzen und Fibeln mit a detected erkannt werden Metalldetektor die nach dem Prinzip von Elektromagnetische Induktion funktioniert.

Forschung mit einem Magnetometer

Das physikalische Einheit in dem die Stärke eines Magnetfeldes ausgedrückt wird ist der Tesla (T), aber weil dies eine so große Einheit ist, ist das Mikrotesla (µT = 10⁻⁶ T) und Nanotesla (nT = 10⁻⁹ T) verwendet.^[1]Auf der Nordsee die Stärke des Erdmagnetfeldes beträgt etwa 47 µT. Die Linie, auf der dieser Wert konstant ist, verläuft ungefähr von Osten zu Westen. Über die gesamte Erde variiert die Stärke des Magnetfelds von 25 µT bis 65 µT.

EIN Eisen Objekt oder allgemeiner a ferromagnetisch ein Gegenstand, der in das Erdmagnetfeld gebracht wird, verursacht eine Störung seiner normalen Stärke, ein sogenanntes Magnetfeld Anomalie (Anomalie = Unterschied zu einem Standardmodell, in diesem Fall einem Standardmodell der Boden). Die Anomalie A hängt von der Form der Objekte ab Bei Objekten, die in beide Hauptrichtungen etwa gleich groß sind (Anker, Wracks, Bohrköpfe und dergleichen)

${Displaystil A=Ccdot M/R^{3}}$

Darin ist

• ${Anzeigestil C}$ die Konstante für magnetisches Material pro Volumeneinheit ${displaystyle (10^{4}{ ext{nT m³/t }}leq Cleq 10^{5}{ ext{nT m³/t}})}$
• ${Anzeigestil M}$ die Masse des Objekts in 10³ kg (Tonnen)
• ${Anzeigestil R}$ der Abstand zwischen Sensor und Objekt in Metern (m)

Bei Rohren und Rohren wird zwischen hohl und massiv unterschieden. Für Hohlrohre mit Durchmesser D und Dicke T gilt die Näherung:

${displaystyle A=Ccdot Dcdot T/R^{2}}$,

mit ${Displaystil C=5cdot 10^{6}}$ nT

Und für Vollrohre mit Durchmesser ${Anzeigestil D}$ gilt

${Displaystil A=Ccdot D^{2}/R^{2}}$

mit ${Displaystil C=2cdot 10^{7}}$ nT

Darin ist

• ${Anzeigestil D}$ der Rohrdurchmesser in Metern (m)
• ${Anzeigestil T}$ die Wandstärke des Rohres in Metern (m)

Ein 150 Tonnen schweres Eisenobjekt, das in 50 m Höhe passiert wird, ergibt (je nach Metallmenge pro Volumen) eine Anomalie, die zwischen 12 und 120 nT liegt.

Die magnetische Anomalie kann mit einem Magnetometer gemessen werden. Oft ist dies ein Protonenpräzession Meter. Im Prinzip ist die Präzession vom Rotieren Protonen ein Maß für die gesamte magnetische Intensität. Präzession ist die Bewegung, die die Rotationsachse eines rotierenden Objekts unter dem Einfluss einer äußeren Kraft macht. In diesem Fall handelt es sich also um die Bewegung der Rotationsachse der Protonen unter dem Einfluss der vom Magnetfeld ausgeübten Kraft.

Eine Eigenschaft dieser Instrumente ist, dass sie empfindlich auf die magnetische Gradient. Wenn der Gradient zu stark ist, funktioniert das Magnetometer nicht richtig. In extrem magnetischen Bereichen kann ein Magnetometer beschädigt werden.

Der Sensor eines Magnetometers wird hinter dem Forschungsschiff geschleppt. Eine Schleppstrecke von etwa der dreifachen Schiffslänge reicht in der Regel aus, um den Einfluss der Schiff selbst beseitigen. Außerdem wird empfohlen, den Sensor so nah wie möglich (einige Meter) über den Boden zu ziehen. Das bedeutet, dass die Segelgeschwindigkeit nicht zu groß sein sollte.

Das Ergebnis kann durch folgende Aktionen beeinflusst werden:

• das Abschleppseil weiter feiern, oder sogar ganz, damit die Spule kann nicht als Spule arbeiten.
• das Kabel von der Konsole (= Erfassungseinheit) zur Haspel des Abschleppseils hängt völlig frei von Kontakten mit anderen Kabeln und dergleichen, um eine Induktion auszuschließen.
• Verbinden Sie das Magnetometer mit einem völlig unabhängigen Stromversorgung damit Störsignale vom Netzteil induziert beseitigt werden kann.

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