Gradiómetro magnético de tensor completo para aviación LTS-SQUID de Alemania
1. Descripción general del contenido
El gradiómetro magnético de tensor completo para aviación LTS-SQUID (Figura 1) desarrollado por IPHT utiliza superconductores de baja temperatura. El sistema consta principalmente de 6 superconductores. un magnetómetro, dispositivo electrónico SQUID, horno criogénico, sistema de dirección de haz (SBAS), unidad de navegación inercial (INU), sistema GPS diferencial y sistema de recolección de datos. Puede medir el gradiente a lo largo de la línea de levantamiento, la línea de levantamiento vertical y la vertical hacia abajo. el nivel de ruido del instrumento es inferior a 100 pies. Después de una serie de pruebas preliminares en LTS-SQUID entre 2000 y 2003, en 2004 se realizaron en Sudáfrica pruebas de vuelo del sistema gradiómetro magnético de tensor completo utilizando helicópteros y aviones (Cessna, 2008). Se midieron los datos del gradiente del tensor de aproximadamente 100 km2 (distancia de línea 100 m). Se dibujaron diagramas planos Bxx, Bxy, Bxz, Byy, Byz y Bzz. Estos son los primeros datos medidos de gradiente magnético de tensor completo obtenidos en el mundo.
Figura 1 Magnetómetro de interferencia cuántica superconductora de baja temperatura IPHT
El sistema tiene 9 SQUID instalados en el criostato, 6 para medición de gradiente y 3 para medición de campo magnético. El volumen máximo de helio líquido del criostato es de aproximadamente 15 litros y debe rellenarse en 2 o 3 días. La electrónica del SQUID está alojada encima del criostato. Todo el sistema está instalado en un tubo cilíndrico (es decir, una cápsula de 23 cm de diámetro y 90 cm de altura). El conversor A/D registra 18 canales de información: 6 canales de gradiómetro, 3 canales de magnetómetro, 3 canales de aceleración, 3 canales de velocidad angular, etc. La frecuencia de muestreo es de 1 kHz y está sincronizada con el muestreo de GPS. La caja de recopilación de datos del sistema está encima del criostato, cerca de la parte superior de la cápsula. La caja de recolección también contiene un receptor Ashtech DGPS y una unidad de sistema inercial (unidad INS). La antena GPS está montada en la parte superior del módulo. El sistema inercial proporciona 3 ángulos (inclinación, balanceo, guiñada), que pueden determinar la orientación del sistema con una precisión de 0,1°. Estos datos se pueden utilizar para calcular la orientación y la posición real del gradiómetro SQUID. Durante la prueba en el avión Cessna 208, la cápsula (en realidad un cilindro) se montó verticalmente en el extremo trasero del cono de cola (Figura 1). Más tarde, durante los vuelos de prospección, se utilizó un helicóptero desmagnetizado y se izó una cápsula rediseñada 42 m por debajo del helicóptero.
IPHT tiene una empresa derivada de alta tecnología, Supracon Inc, que lleva los resultados de la investigación al mercado. IPHT y Supracon Inc llamaron a su sistema de gradiómetro magnético SQUID criogénico de aviación de tensor completo JESSY STAR. JESSY es la abreviatura de Jena Superconducting Quantum Interference Device System (Sistema JenaSQUID).
II. Ámbito de aplicación y ejemplos de aplicación
En los últimos años, JESSY STAR se ha utilizado principalmente en exploración de petróleo y gas, metano de yacimientos de carbón, carbón y geotermia en comparación con la exploración no direccional convencional. En topografía magnética, JESSY STAR requiere menos mediciones para comprender la distribución magnética tridimensional bajo tierra. JESSY STAR ha volado durante cientos de horas y completado decenas de miles de kilómetros de líneas topográficas.
3. Fuentes de datos
Zhang Changda. 2012. Últimos avances en varias tecnologías geofísicas. Journal of Engineering Geophysics, 9(4): 406～413. Patrick G K.2009. Tendencias y desarrollo de exploración en 2008. Suplemento de The Northern Miner, 95(1): 23Stolz R, Zakosarenko V, Schulz M et al. 2006. Gradiómetro SQUID con tensor magnético. sistema para aplicaciones geofísicas. THE LEADING EDGE, 25(2): 178～180