Vad är en gravimeter?

January 24

En gravimeter är en specialiserad typ av accelerometer konstruerats för att mäta den lokala gravitationsfältet av jorden. I en mest grundläggande uppfattning, är en gravimeter helt enkelt en högt utvecklad härledning av en skala som används för vägning ett objekt. På detta sätt gravimetrar fungerar på samma princip som alla andra accelerometer, genom att mäta acceleration i förhållande till en statisk bas, men är utformade för att vara långt känsligare än en typisk accelerometer för att mäta de små förändringarna inom jordens gravitation som kan hända att på grund planetens form eller lokala geologiska egenskaper.

Till skillnad från andra accelerometrar som visar mätningar i vanliga enheter av acceleration, läser en gravimeter i enheter som kallas tjejer. En gal definieras som 1 centimeter per sekund i kvadrat. Måttet på jordens gravitation på dess yta varierar mellan 976 och 983 tjejer. Fluktuationer på grund av berg och andra terräng funktioner av varierande täthet varierar vanligtvis från tiotals till hundratals milligals.

Vanligen är gravimetrar används i olja och mineralutvinning, samt olika typer av geofysisk forskning, inklusive seismologi. Det finns två olika typer av gravimetrar: absoluta och relativa. Medan en absolut gravimeter mäter lokal gravitation i gals som en absolut enhet, relativa gravimetrar jämför gravitation på en plats med en annan, och måste kalibreras vid känd plats för att ge förhållandet mellan de två platserna. En absolut gravimeter allmänhet används för att kalibrera en relativ gravimeter och fungerar genom att mäta accelerationen av en massa i en vakuum inrymt fritt fall. Både absoluta och relativa gravimetrar finns i storlekar som gör då möjligt för fältarbete.

En vanlig relativ gravimeter består vanligtvis av en vikt fäst vid en fjäder. Den mäter mängden vikten sträcker fjädern som styrkan av tyngdkraften. De bästa relativa gravimetrar konstruerade på detta sätt är korrekta till ungefär inom 1 microgal.

För närvarande de mest exakta relativa gravimetrar dock funktionen genom att suspendera en liten sfär i ett stabilt magnetfält, med den energi som krävs för att skapa det magnetiska fältet som avbryter sfären är proportionell mot jordens gravitation. Dessa enheter kallas supraledande gravimetrar. I en sådan gravimeter är sfären själva gjort av en supraledande niob sfär som kyls med flytande helium, gör den magnetiskt motbjudande. Dessa anordningar är i stånd att mäta tyngdkraften ned till ett nanogal, vilken är en tusendel av en miljard styrkan av jordens gravitation.