En gravimeter är ett instrument som används för att mäta accelerationen på grund av tyngdkraften på en specifik plats. Denna mätning, ofta uttryckt i milligaler (MGAL), är en nyckelfaktor för att förstå jordens inre struktur, sammansättning och dynamik.
Det finns olika typer av gravimetrar, men de delar alla principen om att mäta gravitationskraften agerar på en testmassa. Här är en uppdelning av hur de fungerar:
1. Absolut gravimetrar:
* Dessa instrument mäter accelerationen av ett fritt fallande föremål i en vakuumkammare.
* De använder en mycket exakt atomklocka för att mäta tiden det tar för en testmassa att falla ett specifikt avstånd.
* Från detta kan accelerationen på grund av tyngdkraften beräknas med ekvationen: g =2d/t² , där g är accelerationen på grund av tyngdkraften, d är avståndet massan faller och t är tiden det tar att falla.
* De ger den mest exakta mätningen av tyngdkraften, men är komplexa och dyra.
2. Relativa gravimetrar:
* Dessa instrument mäter skillnaden vid gravitationsacceleration mellan två platser.
* De använder vanligtvis ett vårsystem, där tyngdkraften sträcker sig eller komprimerar en fjäder.
* Mängden stretching eller komprimering är proportionell mot gravitationskraften.
* Vårens rörelse mäts med hjälp av en mycket känslig sensor (t.ex. en optisk sensor).
* De är mindre exakta än absoluta gravimetrar, men är mer bärbara och kostnadseffektiva.
Här är en förenklad förklaring till relativa gravimetrar:
1. En testmassa är fäst vid en fjäder inuti gravimetern.
2. När gravimetern är på en specifik plats sträcker sig våren eller komprimeras på grund av tyngdkraften.
3. Denna sträckning eller komprimering mäts av en sensor.
4. Den uppmätta förskjutningen är direkt proportionell mot gravitationskraften.
5. Sensorns avläsningar jämförs sedan med ett känt värde för att bestämma skillnaden i tyngdkraften mellan den nuvarande platsen och referenspunkten.
Tillämpningar av gravimetrar:
Gravimetrar används i ett brett spektrum av applikationer, inklusive:
* Geophysics: Studera jordens inre, kartlägga geologiska formationer och upptäcka mineralavlagringar.
* Olje- och gasutforskning: Lokalisera underjordiska olje- och gasbehållare.
* civilingenjör: Bedöma stabiliteten hos strukturer och fundament.
* geodesy: Mätning av förändringar i jordens tyngdkraftsfält, som kan användas för att övervaka förändringar i havsnivå, isarkmassa och andra fenomen.
* Militära tillämpningar: Detektera underjordiska tunnlar och bunkrar.
Sammanfattning:
Gravimetrar mäter accelerationen på grund av tyngdkraften, som ger värdefull information om jordens sammansättning och dynamik. Medan absoluta gravimetrar ger de mest exakta mätningarna, är relativa gravimetrar mer bärbara och kostnadseffektiva, vilket gör dem lämpliga för ett brett utbud av applikationer.
