Magnetometer van het Neumayer Station,AntarcticaArcheologisch onderzoek in Montana (VS) met een magnetometerMagnetometer van demarine van deVerenigde Staten bij wrakopsporingMagnetometer van deUSGS in de staart van een vliegtuigVector magnetometer aan boord van ruimtetuigPioneer 10
Eenmagnetometer (ook wel gaussmeter of teslameter genoemd) is een meetinstrument dat wordt gebruikt om metingen te doen aan eenmagneetveld.
De magnetometer is op de eerste plaats bedoeld omverstoringen in een magnetisch veld, bijvoorbeeld hetaardmagnetisch veld te meten en om objecten die buiten hetzicht liggen, doordat ze onder of achter een oppervlakte liggen, te detecteren. Deze objecten moeten magnetiseerbaremetalen bevatten. De detecteerbaarheid hangt af van de afstand en de hoeveelheid aanwezig metaal. (zie formule onder).
Er zijn twee typen magnetometers te onderscheiden: scalaire magnetometers die alleen de grootte van het magneetveld meten en vectoriële magnetometers die ook de richting ervan meten - meestal door in drie verschillende richtingen (x, y en z) te meten.
Verder wordt er nog onderscheid gemaakt tussen magnetometers die geschikt zijn voor veldwerk, en magnetometers die alleen geschikt zijn in een laboratoriumopstelling.
Paleomagnetisme: in een laboratorium worden van gesteentemonsters met een zeer gevoeligeSQUIDmagnetometer de oorspronkelijke geomagnetische breedte bepaald.
De methode van het onderzoek door middel van een of meer magnetometers en de interpretatie van de hieruit voortvloeiende gegevens wordtmagnetometrie genoemd.
Denatuurkundige eenheid waarin de sterkte van een magnetisch veld wordt uitgedrukt is detesla (T), maar omdat dit zo een grote eenheid is, worden de microtesla (µT = 10−6 T) en de nanotesla (nT = 10−9 T) gebruikt.[1]Op deNoordzee is de sterkte van het aardmagnetische veld ongeveer 47 µT. De lijn waarop deze waarde constant is, loopt op de Noordzee ruwweg vanoost naarwest. Over de gehele aarde varieert de sterkte van het magnetische veld van 25 tot 65 µT.
Eenijzeren voorwerp of meer algemeen eenferromagnetisch voorwerp, dat in het aardmagnetische veld wordt gebracht zal daarin een verstoring van de normale sterkte veroorzaken, een zogenoemde magnetischeanomalie (anomalie = verschil met een standaardmodel, in dit geval een standaardmodel van deaarde). De anomalie A is afhankelijk van de vorm van de objecten.Voor objecten die in beide hoofdrichtingen ongeveer even groot zijn (ankers, wrakken, boorkoppen en dergelijke) geldt
Daarin is
de constante voor magnetisch materiaal per volume-eenheid
de massa van het object in 10³ kg (ton)
de afstand tussen sensor en object in meters (m)
Voor leidingen en buizen is er verschil tussen hol en massief. Voor holle leidingen met diameterD en dikteT geldt bij benadering
,
met nT
En voor massieve leidingen met diameter geldt
met nT
Daarin is
de pijpdiameter in meters (m)
de wanddikte van de pijp in meters (m)
Een ijzeren object van 150 ton dat op 50 m gepasseerd wordt zal (afhankelijk van de hoeveelheid metaal per volume) een anomalie geven die ligt tussen 12 en 120 nT.
De magnetische anomalie kan worden gemeten met een magnetometer. Vaak is dit eenprotonprecessie meter. In principe is deprecessie van draaiendeprotonen een maat voor de totale magnetische intensiteit. Precessie is de beweging die de draaias van een roterend voorwerp maakt onder invloed van een uitwendige kracht. In dit geval gaat het dus om de beweging van de draaias van de protonen onder invloed van de kracht uitgeoefend door het magnetisch veld.
Een eigenschap van deze instrumenten is, dat ze gevoelig zijn voor de magnetischegradiënt. Als de gradiënt te sterk is werkt de magnetometer niet goed meer. Een magnetometer kan in extreem magnetische gebieden beschadigd worden.
De sensor van een magnetometer wordt achter het onderzoeksvaartuig gesleept. Een sleepafstand van ca. driemaal de scheepslengte is over het algemeen voldoende om de invloed van hetschip zelf te elimineren. Daarnaast verdient het aanbeveling de sensor zo dicht mogelijk (enkele meters) boven de bodem te slepen. Dit houdt in dat de vaarsnelheid niet te groot mag zijn.
Het resultaat is te beïnvloeden door de volgende handelingen:
desleepkabel verder vieren, of zelfs volledig afrollen, zodat dehaspel niet als spoel kan werken.
de kabel van de console (= registratie-eenheid) naar de haspel van de sleepkabel volledig vrij hangen van contacten met andere kabels en dergelijke, om inductie uit te sluiten.
de magnetometer aansluiten op een volledig onafhankelijkeelektrische voeding, zodat stoorsignalen van de voedinggeïnduceerd, kunnen worden geëlimineerd.
Bronnen, noten en/of referenties
voetnoten
↑Eenheden die in oudere literatuur voorkomen zijngauss (= 10−4 T) engamma (= 1 nT).
literatuur
(en)Robert E. Sheriff , 2002, Encyclopedic Dictionary of Applied Geophysics, Geophysical References No. 13, Society of Exploration Geophysics,ISBN 978-1-56080-118-4