什么是梯度计(Gradiometer)？

梯度计测量已知量下发生的变化率，包括温度、压力、磁场或重力场，在科学上的广泛应用。从考古学到绘制地球表面和气候图，磁梯度仪可以测量在地球磁场背景下磁场读数的局部波动。重力梯度仪可用于测量密度用于石油和矿产勘...

梯度计测量已知量下发生的变化率，包括温度、压力、磁场或重力场，在科学上的广泛应用。从考古学到绘制地球表面和气候图，磁梯度仪可以测量在地球磁场背景下磁场读数的局部波动。重力梯度仪可用于测量密度用于石油和矿产勘探的地下岩层。小型化的地磁探测器正在研制中，以探测地下海洋，比如土星的卫星土卫二。无线电梯度仪已经安装在无人驾驶飞行器上，美国军方用它来探测简易爆炸物的导线伊拉克公路下的设备（IED），也被用来探测毒品走私者使用的穿越墨西哥到美国边境的地下隧道。由于梯度仪也是一种倾角仪，它们也可以用来测量相对于地平线的角度，以便施工和测量设备、飞机飞行路线，重力梯度仪是一种倾斜仪，可用于建筑、航空或其他许多领域测量相对于地平线的角度。重力梯度仪具有不同的复杂程度，可以测量不同的加速度轴，这取决于有多少独立的测量梯度仪或加速计单元被集成到一个设备中。然而，所有的梯度仪都会将产生的数据与标准量进行比较，以确定存在的变化率或坡度重力梯度仪技术已经在空间重力场和稳态海洋环流探测仪（GOCE）中得到应用，它是由欧洲航天局（ESA）于2009年发射进入近地轨道的。GOCE飞船在162英里（260公里）高度的外层大气轨道上运行，以提高船上梯度计的分辨率，在那里它研究洋流和火山活动的行为荷兰的特温特公司正在设计一种基于类似原理的微型梯度仪，它的重量只有35盎司（1公斤），可以被加到探测太阳系的太空探测器上。由弹簧悬挂的两个弹簧负载的质量可以测量到皮米量级的引力变化，或者说是万亿分之一米。这些梯度仪可以分辨直径为124英里（200公里）或更小的地下月球特征。无线电波梯度仪最初作为手持设备用于采矿业，2004年被改装为无人机飞机，在离地200英尺（61米）的地方飞行。它们发射无线电波，并探测由于表面或空心结构下金属导体的存在而改变的反射波。原始的无线电波作为一种噪声被探测器过滤掉，这使得人们能够看到由于地下梯度差异而产生的更微弱的波动。美国政府一直在赞助使用和开发这种无线电梯度仪系统，并在2007年和2008年进行实地测试。另一种类型的梯度仪是用于考古和相关领域的磁梯度仪领域。它证明了它不受磁暴引起的地球磁场波动的影响，磁通门梯度计和铯蒸汽传感器的设计一起被用来测量地球随时间推移给埋在地下的墙壁、被烧的物体残骸等的磁场。这些读数是然后与地球背景磁场对比，定位浅部考古特征

发表于 2020-09-07 03:16
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分类：科学教育

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