เครื่อง Gradiometer คืออะไร?

gradiometer วัดอัตราการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในปริมาณที่ทราบซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับอะไรก็ได้ตั้งแต่อุณหภูมิจนถึงความดันจนถึงสนามแม่เหล็กหรือ gravimetric Gradiometers มีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางทางวิทยาศาสตร์ พวกมันถูกใช้ในทุกอย่างตั้งแต่โบราณคดีไปจนถึงการทำแผนที่พื้นผิวและภูมิอากาศของโลก

เครื่องวัดแรงโน้มถ่วงสามารถใช้ในการวัดความหนาแน่นของชั้นดินใต้พื้นผิวสำหรับการสำรวจปิโตรเลียมและแร่ เวอร์ชั่นย่อของพวกมันกำลังถูกพัฒนาขึ้นเพื่อตรวจจับมหาสมุทรใต้ผิวดินเช่น Enceladus ดวงจันทร์ของดาวเสาร์ เครื่องกระจายสัญญาณวิทยุถูกติดตั้งบนยานพาหนะทางอากาศแบบไม่ใช้คนขับ (UAVs) ที่กองทัพสหรัฐฯใช้ในการตรวจจับสายไฟของอุปกรณ์ระเบิด (IED) ภายใต้ถนนในอิรักและพวกเขายังใช้ตรวจจับอุโมงค์ใต้ดินทั่วเม็กซิโกไปยังสหรัฐฯ ขอบที่ลักลอบขนยาเสพติดใช้ เนื่องจากเครื่องวัดความลาดชันยังเป็นประเภทของ inclinometer พวกเขายังสามารถใช้ในการวัดมุมเทียบกับขอบฟ้าสำหรับการก่อสร้างและสำรวจอุปกรณ์เส้นทางบินเครื่องบินและนักปั่นจักรยานข้ามประเทศ

ความเร่งของแรงโน้มถ่วงมีระดับความซับซ้อนแตกต่างกันในการวัดแกนการเร่งความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับจำนวนหน่วยวัดความเร่งที่เป็นอิสระหรือหน่วยวัดความเร็ว อย่างไรก็ตาม gradiometers ทั้งหมดนำข้อมูลที่ผลิตและเปรียบเทียบกับปริมาณมาตรฐานเพื่อกำหนดอัตราการเปลี่ยนแปลงหรือความชันลาดที่มีอยู่ เทคโนโลยี Gravity gradiometer ได้ถูกนำไปใช้ในอวกาศในสนาม Gravity และ Ocean Circulation Explorer (GOCE) ซึ่งเปิดตัวโดย European Space Agency (ESA) สู่วงโคจรโลกต่ำในปี 2009

ยาน GOCE นั้นโคจรรอบบรรยากาศด้านนอกด้วยความสูง 162 ไมล์ (260 กิโลเมตร) เพื่อเพิ่มความละเอียดของผู้ไล่ระดับสีบนเรือเพื่อศึกษาพฤติกรรมของกระแสน้ำในมหาสมุทรและการระเบิดของภูเขาไฟ ในปี 2009 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Twente ในเนเธอร์แลนด์กำลังออกแบบ gradiometer รุ่นจิ๋วโดยใช้หลักการที่คล้ายกันซึ่งจะมีน้ำหนักเพียง 35 ออนซ์ (หนึ่งกิโลกรัม) และสามารถเพิ่มลงในโพรบอวกาศที่ส่งไปสำรวจระบบสุริยะ มวลที่บรรจุด้วยสปริงสองอันที่ถูกแขวนไว้โดยสปริงจะวัดความแปรผันที่คล้ายกันในการดึงความโน้มถ่วงไปยังมาตราส่วน picometer หรือหนึ่งล้านล้านส่วนของเมตร gradiometers เหล่านี้สามารถแก้ไขดวงจันทร์ใต้ผิวดินที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 124 ไมล์ (200 กิโลเมตร) หรือเล็กกว่า

เครื่องไล่คลื่นวิทยุซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่เป็นอุปกรณ์พกพาถูกดัดแปลงในปี 2547 เพื่อบินบนเครื่องบิน UAV ประมาณ 200 ฟุต (61 เมตร) เหนือพื้นดิน พวกเขาออกอากาศคลื่นวิทยุและตรวจจับการสะท้อนกลับของคลื่นที่ถูกเปลี่ยนแปลงโดยการปรากฏตัวของตัวนำโลหะภายใต้พื้นผิวหรือโครงสร้างกลวง คลื่นวิทยุดั้งเดิมถูกกรองออกเป็นเครื่องตรวจจับเสียงซึ่งทำให้สามารถเห็นความแปรปรวนของคลื่นได้น้อยลงเนื่องจากความแตกต่างของการไล่ระดับสีใต้ดิน รัฐบาลสหรัฐอเมริกายังคงสนับสนุนการใช้และการพัฒนาระบบไล่คลื่นวิทยุดังกล่าวอย่างต่อเนื่องพร้อมกับการทดสอบภาคสนามอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2550 และ 2551

อีกประเภทของการไล่ระดับสีคือสนามแม่เหล็กที่ใช้ในโบราณคดีและสาขาที่เกี่ยวข้อง มันแสดงให้เห็นถึงความสามารถที่จะไม่ได้รับผลกระทบจากความผันผวนในสนามแม่เหล็กของโลกที่เกิดจากพายุแม่เหล็กและใช้เพื่อค้นหาความผิดปกติเล็ก ๆ ใกล้พื้นผิวซึ่งอาจบ่งบอกถึงซากดึกดำบรรพ์หรือซากอารยธรรมโบราณอื่น ๆ เครื่องวัดความหนาของฟลักซ์เกตและซีเซียมไอเซ็นเซอร์ถูกนำมาใช้ร่วมกันเพื่อวัดสนามแม่เหล็กที่โลกส่งไปยังผนังที่ถูกฝังวัตถุที่ถูกยิงทิ้งและอื่น ๆ เมื่อเวลาผ่านไป การอ่านเหล่านี้จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับสนามแม่เหล็กพื้นหลังของโลกเพื่อค้นหาคุณสมบัติทางโบราณคดีที่ระดับความลึกตื้น