Kas yra gravimetras?

Gravimetras yra specializuotas akselerometro tipas, skirtas vietiniam Žemės gravitaciniam laukui matuoti. Paprasčiausia koncepcija gravimetras yra tiesiog labai išvystytas svarstyklių, naudojamų objektui sverti, darinys. Tokiu būdu gravimetrai veikia tuo pačiu principu kaip ir bet kuris kitas pagreičio matuoklis, matuojant pagreitį, palyginti su statiniu pagrindu, tačiau yra suprojektuoti taip, kad būtų daug jautresni nei įprastas akselerometras, kad būtų galima išmatuoti minutinius Žemės gravitacijos pokyčius. dėl planetos formos ar vietinių geologinių ypatybių.

Skirtingai nuo kitų akselerometrų, kuriuose matavimai rodomi bendrais pagreičio vienetais, gravimetras skaito vienetais, žinomais kaip gals. Galas apibrėžiamas kaip 1 centimetras per sekundę kvadratu. Žemės gravitacijos matas jos paviršiuje svyruoja nuo 976 iki 983 galų. Svyravimai dėl kalnų ir kitų įvairaus tankio reljefo ypatybių paprastai svyruoja nuo dešimčių iki šimtų miligalų.

Paprastai gravimetrai naudojami naftos ir mineralų kasyboje, taip pat įvairių tipų geofiziniams tyrimams, įskaitant seismologiją. Yra du skirtingi gravimetrų tipai: absoliutus ir santykinis. Nors absoliutus gravimetras vietinę gravitaciją matuoja galuose kaip absoliutų vienetą, santykiniai gravimetrai lygina gravitaciją vienoje vietoje su kita ir turi būti kalibruojami žinomoje vietoje, kad būtų nustatytas dviejų vietų santykis. Santykiniam gravimetrui kalibruoti paprastai naudojamas absoliutus gravimetras, kuris matuoja masės pagreitį vakuume esančio laisvo kritimo metu. Tiek absoliučių, tiek santykinių gravimetrų dydžiai yra tinkami lauko darbams.

Įprastą santykinį gravimetrą paprastai sudaro svarelis, pritvirtintas prie spyruoklės. Jis matuoja, kiek svorio ištempia spyruoklę kaip gravitacijos jėgą. Geriausi tokiu būdu sukonstruoti santykiniai gravimetrai yra maždaug 1 mikrogalo tikslumu.

Tačiau šiuo metu tiksliausi santykiniai gravimetrai veikia pakabindami nedidelę sferą stabiliame magnetiniame lauke, o energija, reikalinga sukurti magnetiniam laukui, pakabinančiam sferą, yra proporcinga Žemės gravitacijai. Šie įtaisai yra žinomi kaip superlaidūs gravimetrai. Tokiame gravimetre pati sfera yra pagaminta iš superlaidžios niobio sferos, kuri atšaldoma skystu heliu, todėl ji magnetiškai atstumia. Šie prietaisai gali išmatuoti gravitaciją iki nanogalo, o tai yra tūkstantoji milijardoji dalis Žemės gravitacijos stiprumo.