Magnetometrityyppejä

IMAGE-verkon magnetometrit ovat tyypiltään variometreja, jotka on optimoitu mittaamaan magneettikentän muutoksia kokonaisarvon sijaan. Ne perustuvat vuoveräjä- eli fluxgate-tyyppisiin antureihin.

Vuoveräjä muodostuu magnetoituvasta materiaalista valmistetusta sauvasta ja kahdesta sen ympärille kierretystä kelasta. Yhteen kelaan syötetään vaihtojännite, joka synnyttää sauvaan värähtelevän magneettikentän. Tämä indusoi toiseen kelaan vaihtojännitteen. Ulkoinen sauvan suuntainen magneettikenttä aiheuttaa mittauskelan läpi kulkevaan kokonaismagneettivuohon vaihesiirtymän syöttöjännitteeseen nähden. Näin mitattavan jännitteen ja syöttöjännitteen välille muodostuu vaihe-ero, jonka suuruudesta ulkoisen magneettikentän sauvan suuntainen komponentti saadaan laskettua.

Koko magneettikenttävektori saadaan mitattua kolmella toisiinsa nähden kohtisuoraan asetetulla vuoveräjäanturilla.

FGE-magnetometri. Vuoveräjä- eli fluxgate-anturit ovat kuution kyljissä näkyvien kuparikelojen sisällä.
Kuva: Kari Pajunpää.

FGE

Vanhimmat Ilmatieteen laitoksen IMAGE-asemilla olevat magnetometrit ovat Tanskassa valmistettuja vuoveräjä- eli fluxgate-variometreja. Niitä on kehittänyt Tanskan ilmatieteen laitos (Danmarks meteorologiske institut, DMI). Magnetometrissa kolme vuoveräjäanturia on asennettu marmorikuutioon. Anturit ovat pienten kelojen sisällä ja keloihin syötetään sellainen virta, että kelan pituusakselin suuntainen kenttä anturin kohdalla nollautuu. Mitattavan magneettikenttäkomponentin voimakkuus saadaan silloin anturia ympäröivän kelan virrasta.

Ripustettu FGE

FGE-magnetometria kehitettiin Tanskassa erityisesti pysyvän roudan aluella (Grönlannissa) tehtäviä mittauksia varten. Magnetometrin anturikuutio ripustettiin taipuvien liuskojen varaan siten, että sen alla olevan pilarin tai vastaavan pieni asteen tai parin kallistuma ei vaikuta mittaustulokseen. Tämä ripustettu magnetometri on osoittautunut erittäin vakaaksi myös Suomen olosuhteissa. Ripustettuja FGE-magnetometreja on neljällä IMAGE-asemalla ja ripustamattomia FGE-magnetometereja kolmella asemalla.

 

Oikealla: Ripustettu FGE-magnetometri. Kuva: Kari Pajunpää.

 

 

 

 

 

LEMI-004 tai 008

Ukrainassa on kehitetty ns. ring-core-tyyppisiä vuoveräjämagnetometreja, joilla on päästy erityisesti pienikohinaisiin mittaustuloksiin. Näiden LEMI-magnetometrien kohinataso on noin ±0,05 nT (ptp) kun vastaava luku tanskalaisilla on noin ±0,3 nT. LEMI-magnetometreja on neljällä IMAGE-asemalla ja lisäksi Mäntsälän GIC-mittauspisteessä.

LEMI-004-magnetometrin anturi ja mittauselektroniikkaa. Kuva: Kari Pajunpää.

Pellon magnetometriasema. Etualalla absoluuttipiste, jonka merkkinä on maahan valettu betonilevy. Levylle on pystytetty teodoliitti, jota käytetään magneettikentän tarkan suunnan määritykseen absoluuttimittausta tehtäessä. Taempana mittalaitekoju.
Kuva: Tiera Laitinen.

 

Katso myös: