DE112008002308B4 - Device and method for mapping sources for the local change in the earth's magnetic field - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur 3D-Magnetfeldkartierung von Quellen für die Veränderung des Erdmagnetfeldes, umfassend Sensoren (1) zur Messung des Gradienten des Erdmagnetfeldes, eine Positionsmesseinheit (3) zur Bestimmung des Ortes der Sensoren (1) über dem zu kartierenden Messfeld, bestehend aus einer bewegbaren und einer ortsfesten Komponente, eine Datenverarbeitungs- und Speichereinheit (5) und eine nichtmagnetische Fortbewegungs- und Trägereinheit (6), welche die Sensoren (1), die bewegbare Komponente der Positionsmesseinheit (3) und die Datenverarbeitungs- und Speichereinheit (5) haltert, wobei die Signale aller Sensoren (1) und der Positionsmesseinheit (3) gleichzeitig vermittels Datenverarbeitungs- und Speichereinheit (5) aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (1) SQUID-Gradiometer (11) mit gleicher Orientierung sind, die von einem Kryostat (2) umgeben sind, mindestens zwei dieser SQUID-Gradiometer (11) in die gleiche Richtung orientiert sowie in einem Abstand vertikal übereinander angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den SQUID-Gradiometern (11) und die Basislänge dieser SQUID-Gradiometer (11) in der gleichen Größenordnung liegen, wobei vermittels der Datenverarbeitungs- und Speichereinheit (5) eine lineare Abhängigkeit des Ausgangssignals der SQUID-Gradiometer (11) vom zu messenden Magnetfeldgradienten erzeugt wird und die unterschiedlichen Charakteristika der von den SQUID-Gradiometern (11) gemessenen Signale hinsichtlich Größe und lateraler Ausdehnung des gemessenen Magnetfeldgradienten zur Bestimmung von lateraler und vertikaler Verteilung der Magnetfeldquellen dienen, wobei der der Abstand zwischen den SQUID-Gradiometern (11) 10 cm beträgt.Device for 3D magnetic field mapping of sources for changing the earth’s magnetic field, comprising sensors (1) for measuring the gradient of the earth’s magnetic field, a position measuring unit (3) for determining the location of the sensors (1) above the measuring field to be mapped, consisting of a movable and a stationary component, a data processing and storage unit (5) and a non-magnetic locomotion and carrier unit (6) which holds the sensors (1), the movable component of the position measuring unit (3) and the data processing and storage unit (5), wherein the signals of all sensors (1) and the position measuring unit (3) are recorded simultaneously by means of a data processing and storage unit (5), characterized in that the sensors (1) are SQUID gradiometers (11) with the same orientation, which are controlled by a cryostat ( 2) are surrounded, at least two of these SQUID gradiometers (11) oriented in the same direction and at a distance vertically al are arranged one above the other, the distance between the SQUID gradiometers (11) and the base length of these SQUID gradiometers (11) being of the same order of magnitude, with a linear dependence of the output signal of the SQUID by means of the data processing and storage unit (5) Gradiometer (11) is generated by the magnetic field gradient to be measured and the different characteristics of the signals measured by the SQUID gradiometers (11) in terms of size and lateral extent of the measured magnetic field gradient are used to determine the lateral and vertical distribution of the magnetic field sources, the distance between the SQUID gradiometers (11) is 10 cm.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes.The invention relates to a device and a method for mapping sources for the local change in the earth's magnetic field.

Als Magnetfeldsensoren, die bspw. zur Messung lokaler Veränderungen des Erdmagnetfeldes eingesetzt werden können, sind bisher Magnetometer bzw. Gradiometer bekannt.Magnetometers or gradiometers have been known so far as magnetic field sensors that can be used, for example, to measure local changes in the earth's magnetic field.

DE 195 18 973 A1 offenbart eine Vorrichtung zur 3D-Magnetfeldkartierung von Quellen für die Veränderung des Erdmagnetfeldes sowie ein Verfahren zum Auffinden ferromagnetischer und/oder anderer metallischer Objekte, insbesondere unterirdischer Objekte, bei welchem Messsignale entlang einer Messspur mittels Metallsuchgerät aufgenommen werden, wobei mindestens zwei in unterschiedlicher Höhe angeordnete Metallsuchsonden, bspw. in Form von zwei Fluxgate-Magnetometern, die Messsignale zur direkten Tiefenbestimmung des Objektes aufnehmen und die kombinierte Auswertung als Gradiometer 2. Ordnung zur Tiefenbestimmung erfolgt sowie das Signal des ersten Gradiometers separat zu einer Ortsbestimmung vorausgewertet wird. DE 195 18 973 A1 discloses a device for 3D magnetic field mapping of sources for changing the earth's magnetic field and a method for finding ferromagnetic and / or other metallic objects, in particular underground objects, in which measurement signals are recorded along a measurement track by means of a metal detector, with at least two metal detector probes arranged at different heights , e.g. in the form of two fluxgate magnetometers that record measurement signals for direct depth determination of the object and the combined evaluation as a gradiometer 2 . Order for depth determination takes place and the signal of the first gradiometer is separately pre-evaluated for a location determination.

Darüber hinaus wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, bei welcher die Halterung der Metallsuchsonden doppelt kardanisch ausgeführt ist und die Höhendifferenz zwischen den Metallsuchsonden einstellbar ist.In addition, a device for carrying out the method is described in which the mounting of the metal search probes is designed with double gimbals and the height difference between the metal search probes is adjustable.

Gemäß der technischen Lehre der DE 195 18 973 A1 ist es baubedingt nicht möglich, die beiden Fluxgate-Magnetometer übereinander anzuordnen, was zu einigen Nachteilen führt.According to the technical teaching of the DE 195 18 973 A1 Due to the construction, it is not possible to arrange the two fluxgate magnetometers one above the other, which leads to some disadvantages.

Ein Nachteil dieser technischen Lösung der beiden gradiometrisch messenden Fluxgate-Magnetometer ist bspw., dass die Messung nur möglich ist, wenn sich beide Einzelgradiometer bei den Messungen jeweils exakt an gleicher Stelle befinden. Dies ist ein sehr großer Nachteil bei der praktischen Anwendung der Vorrichtung, insbesondere wenn diese auf einem bewegbaren Schleppwagen montiert ist.A disadvantage of this technical solution of the two gradiometrically measuring fluxgate magnetometers is, for example, that the measurement is only possible if both individual gradiometers are in exactly the same place during the measurements. This is a very great disadvantage in the practical use of the device, especially when it is mounted on a movable tow truck.

Weitere Nachteile der Vorrichtung sind, dass die Trägereinheit kompliziert aufgebaut ist, dass die zwei Fluxgate-Magnetometer in X-Richtung versetzt unter wechselndem Höhenversatz transportiert und betrieben werden müssen und dass dadurch die Messwerte des zweiten, in Bewegungsrichtung nachfolgenden Fluxgate-Magnetometers an jeweils genau der gleichen Stelle aufgenommen werden müssen. - Die Mechanik der Trägereinheit und die zeitliche Abfolge der Messungen stellen dabei eine kaum zu vermeidende Ursache von Messungenauigkeiten dar, die eine präzise Kartierung vermittels dieser Vorrichtung erschweren.Further disadvantages of the device are that the carrier unit has a complicated structure, that the two fluxgate magnetometers have to be transported and operated offset in the X direction with alternating height offset and that as a result, the measured values of the second fluxgate magnetometer, which follows in the direction of movement, are transmitted to exactly the must be included in the same place. The mechanics of the carrier unit and the time sequence of the measurements represent a cause of measurement inaccuracies that can hardly be avoided, which make precise mapping by means of this device difficult.

DE 195 04 841 A1 offenbart eine Anzeigeneinrichtung für ein Magnetometer, mit dem ein im Erdreich befindlicher metallischer Störkörper durch Messung der Störfeldstärke geortet werden kann. An dem Anzeigeninstrument des Magnetometers wird analog die jeweils gemessene Feldstärke dargestellt und in einem digitalen Anzeigenfeld kann weitere Information, wie der jeweilige Empfindlichkeitsbereich oder die rechnerisch ermittelte Objekttiefe dargestellt werden. Eine einfache Tastatur ermöglicht das Anwählen einer Vielzahl unterschiedlicher Empfindlichkeitsstufen und die Eingabe der Messwerte zur Durchführung der Bestimmung der Objekttiefe eines im Erdreich befindlichen Störkörpers. DE 195 04 841 A1 discloses a display device for a magnetometer with which a metallic disruptive body located in the ground can be located by measuring the interference field strength. The respective measured field strength is shown analogously on the display instrument of the magnetometer and further information, such as the respective sensitivity range or the computationally determined object depth, can be displayed in a digital display field. A simple keyboard enables a variety of different sensitivity levels to be selected and the measured values to be entered to determine the depth of an object in the ground.

Der Nachteil dieser beiden technischen Lösungen ist, dass sie keine Gradientenmessungen und keine genaue Bestimmung der Größe sowie der Tiefe zu detektierender Objekte ermöglichen.The disadvantage of these two technical solutions is that they do not allow gradient measurements and no precise determination of the size and depth of objects to be detected.

2D-Magnetfeldkartierung mit LTS-SQUID-System (Gradiometer) sind u.a. aus der Publikation V. Schultze, A. Chwala, R. Stolz, M. Schulz, S. Linzen, H.-G. Meyer, and T. Schüler; A SQUID system for geomagnetic archaeometry, 6th Int. Conf. on Archaeological Prospection (Archeo2005), 14-17 Sept. 2005 , Proc. pp. 245-248 bekannt. Bei dieser Methode wird ein SQUID-Mess-System in der Art und Weise eingesetzt, dass zwei LTS-SQUID-Magnetometer durch das zu untersuchende Gelände getragen bzw. gefahren werden.2D magnetic field mapping with the LTS-SQUID system (gradiometer) are from the publication V. Schultze, A. Chwala, R. Stolz, M. Schulz, S. Linzen, H.-G. Meyer, and T. Schüler; A SQUID system for geomagnetic archaeometry, 6th Int. Conf. on Archaeological Prospection (Archeo2005), 14-17 Sept. 2005 , Proc. pp. 245-248 known. With this method, a SQUID measuring system is used in such a way that two LTS-SQUID magnetometers are carried or driven through the area to be examined.

Diese SQUID's ermöglichen dabei eine äußerst präzise 2D-Magnetfeldkartierung in verhältnismäßig kürzerer Zeit als herkömmliche Systeme und sind gleichzeitig robust genug, um im Freiland z.B. für die Beurteilung von Ausgrabungsflächen eingesetzt werden zu können.These SQUIDs enable extremely precise 2D magnetic field mapping in a relatively shorter time than conventional systems and are at the same time robust enough to be used outdoors, e.g. for assessing excavation areas.

Der Nachteil dieser 2D-Magnetfeldkartierung besteht darin, dass die Tiefe der im Untergrund ermittelten Strukturen nicht klar bestimmt werden kann. Man erhält als Merkmale neben ihrer Position lediglich ihre Ausdehnung und Magnetfeldstärke. Dabei kann aber ein unterschiedlich starkes Messsignal bei verschiedenen Strukturen nicht nur von verschiedener Stärke der Magnetfeldquelle hervorgerufen werden, sondern auch durch verschiedene Tiefe. Ebenso kann eine unterschiedliche laterale Ausdehnung der gemessenen Strukturen nicht nur von tatsächlich verschiedener lateraler Ausdehnung der Magnetfeldquelle hervorgerufen werden, sondern ebenfalls auch durch verschiedene Tiefe.The disadvantage of this 2D magnetic field mapping is that the depth of the structures found in the subsurface cannot be clearly determined. In addition to their position, the only features obtained are their dimensions and magnetic field strength. In this case, however, a measurement signal of different strengths for different structures can be caused not only by different strengths of the magnetic field source, but also by different depths. Likewise, a different lateral extent of the measured structures can be caused not only by actually different lateral extent of the magnetic field source, but also by different depths.

Stolz, R. et. al: „Magnetic full-tensor SQUID gradiometer system for geophysical applications“ in „The leading edge, society of exploration geophysicists, TULSA, OK, US, LNKD-DOI: 10.1190/1.2172308, Bd. 25, Nr.2,1, 01.Februar 2006 , Seiten 178-180 offenbart eine 3D-Magnetfeldkartierung von Quellen für die Veränderung des Erdmagnetfeldes umfassend Sensoren zur Messung des Gradienten des Erdmagnetfeldes, eine Positionsmesseinheit zur Bestimmung des Ortes der Sensoren über dem zu kartierenden Messfeld, eine Datenverarbeitungs- und Speichereinheit und eine nichtmagnetische Fortbewegungs- und Trägereinheit, welche die Datenverarbeitungs- und Speichereinheit haltert, wobei die Sensoren mindestens zwei Gradiometer sind, welche in verschiedene Richtungen orientiert sind und die Signale aller Sensoren und der Positionsmesseinheit gleichzeitig vermittels Datenverarbeitungs- und Speichereinheit aufgezeichnet werden. Stolz, R. et. al: "Magnetic full-tensor SQUID gradiometer system for geophysical applications" in "The leading edge, society of exploration geophysicists, TULSA, OK, US, LNKD-DOI: 10.1190 / 1.2172308, vol. 25, no.2,1, 01 February 2006 , Pages 178-180 discloses 3D magnetic field mapping of Sources for changing the geomagnetic field comprising sensors for measuring the gradient of the geomagnetic field, a position measuring unit for determining the location of the sensors above the measuring field to be mapped, a data processing and storage unit and a non-magnetic locomotion and carrier unit which holds the data processing and storage unit, wherein the sensors are at least two gradiometers which are oriented in different directions and the signals of all sensors and the position measuring unit are recorded simultaneously by means of a data processing and storage unit.

Der Nachteil dieser technischen Lösung ist, dass eine gute Tiefendiskriminierung der zu detektierenden Quelle in größeren Tiefen nicht möglich ist.The disadvantage of this technical solution is that good depth discrimination of the source to be detected is not possible at greater depths.

Aus US 3,829,768 A ist eine Anordnung zur Messung der ersten und zweiten Ableitung des Erdmagnetfeldes bekannt, bei der zur Verbesserung der Lokalisierung von zu detektierenden Gegenständen zwei supraleitende Gradiometer in Form von zwei beabstandeten supraleitenden Spulen verwendet werden.the end U.S. 3,829,768 A an arrangement for measuring the first and second derivative of the earth's magnetic field is known, in which two superconducting gradiometers in the form of two spaced superconducting coils are used to improve the localization of objects to be detected.

Der Nachteil dieser technischen Lösung besteht darin, dass die Basislänge der Gradiometer in Form supraleitender Spulen relativ groß ist (und damit der Abstand der zwei supraleitenden Spulen bei praktischen Messungen sehr groß sein muss, um eine Tiefendiskriminierung überhaupt zu ermöglichen) und gleichzeitig die Empfindlichkeit sehr klein ist, so dass im oberflächennahen Bereich die Tiefe der Objekte nicht ermittelbar ist und in großen Tiefen nur Objekte mit sehr starker magnetischer Signatur ermittelt werden können, wobei dabei nur homogene Gradienten erfassbar sind.The disadvantage of this technical solution is that the basic length of the gradiometer in the form of superconducting coils is relatively large (and therefore the distance between the two superconducting coils must be very large for practical measurements in order to allow depth discrimination at all) and, at the same time, the sensitivity is very small is, so that in the near-surface area the depth of the objects cannot be determined and at great depths only objects with a very strong magnetic signature can be determined, with only homogeneous gradients being detectable.

Die US 3,916,248 A offenbart ein magnetometrisches System zum Bestimmen der Entfernung zu einer Quelle eines Magnetfelds umfassend die Kombination von zwei Gradiometern aus supraleitendem Material, welche in die gleiche Richtung orientiert sind, eine supraleitende Einrichtung zum Erfassen und Erzeugen eines ersten und eines zweiten Ausgangssignals, Mittel zum Addieren des ersten und zweiten Signals und Skalieren der Summe davon, um ein Summensignal zu erzeugen, Mittel zum Erzeugen eines Differenzsignals, das proportional zu der Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen ist und relativ zu dem Abstand zwischen den Magnetometern skaliert ist, und Mittel zum Bereitstellen eines Systemausgangssignals, das proportional zu dem Verhältnis der Summen- und Differenzsignale ist, wobei das Ausgangssignal proportional zu dem Bereich ist.the U.S. 3,916,248 A discloses a magnetometric system for determining the distance to a source of a magnetic field comprising the combination of two gradiometers of superconducting material oriented in the same direction, superconducting means for detecting and generating first and second output signals, means for adding the first and second signal and scaling the sum thereof to produce a sum signal, means for producing a difference signal proportional to the difference between the first and second signals and scaled relative to the distance between the magnetometers, and means for providing a system output signal which is proportional to the ratio of the sum and difference signals, the output signal being proportional to the range.

Der Nachteil dieser technischen Lösung besteht darin, dass eine Detektion von Quellen, die das Erdfeld lokal verändern, in größeren Tiefen zwar grundsätzlich ermöglicht wird, diese Detektion jedoch auf einen Spezialfall für punktförmige magnetische Quellen (Dipolquellen) eingeschränkt ist, so dass diese Vorrichtung nur Abschätzungen für die Abstände zu den Quellen liefern kann, da mit der Lehre der D1 nur die Messung der Summen- bzw. Differenzsignale beider Gradiometer möglich ist.The disadvantage of this technical solution is that the detection of sources that change the earth's field locally is basically possible at greater depths, but this detection is limited to a special case for point-like magnetic sources (dipole sources), so that this device is only estimations for the distances to the sources, since with the teaching of the D1 only the measurement of the sum or difference signals of both gradiometers is possible.

Die US 5,629,626 A offenbart ein mobiles System zum Detektieren vergrabener ferromagnetischer Objekte, das ein Geländefahrzeug und eine geschleppte Sensorplattform mit einer Vielzahl von Magnetometern, ein globales Positionierungs-navigationssystem und ein Datenakquisitionshardware- und Softwaresystem umfasst.the U.S. 5,629,626 A discloses a mobile system for detecting buried ferromagnetic objects that includes an all-terrain vehicle and a towed sensor platform with a plurality of magnetometers, a global positioning navigation system, and a data acquisition hardware and software system.

Die US 3,617,865 A offenbart eine Vorrichtung zum Lokalisieren einer vergrabenen metallischen Leitung mit einer Einrichtung zum induktiven Koppeln eines Wechselstroms an die Leitung zum Erzeugen eines Magnetfelds um die Leitung, wobei Magnetfeldgradientenamplituden gemessen werden können.the U.S. 3,617,865 A discloses an apparatus for locating a buried metallic line having means for inductively coupling an alternating current to the line to generate a magnetic field around the line, wherein magnetic field gradient amplitudes can be measured.

Die AT 404 883 B offenbart ein Verfahren zur hochgenauen Ortung von unterirdisch verlegten Kabeln und Rohren basierend auf dem Prinzip der Wechselstrommessung in Verbindung mit einer Korrelationsanalyse.the AT 404 883 B discloses a method for the highly precise location of underground cables and pipes based on the principle of alternating current measurement in connection with a correlation analysis.

Die US 6,841,994 B1 offenbart ein magnetisches Anomalie-Erfassungssystem, das eine Mehrzahl von dreiachsigen Magnetometer (TM) -Sensoren umfasst, wobei jeder der TM-Sensoren X-, Y-, Z-magnetische Erfassungsachsen aufweist, wobei die Mehrzahl der TM-Sensoren in einer dreidimensionalen Anordnung mit jeweiligen von diesen angeordnet ist, wobei die X-, Y-, Z-Magnetmessachsen in der dreidimensionalen Anordnung zueinander parallel sind. Dabei weist die dreidimensionale Anordnung eine definierte Geometrie auf, die (i) mindestens drei der Mehrzahl von TM-Sensoren in einer beabstandeten Weise entlang einer Achse kollinear ausrichtet, um eine Vielzahl von Einachsen-Gradiometern entlang der X-, Y-, Z-Achse magnetische Erfassungsachsen zu bilden und (ii) die Positionierung von mindestens vier der Mehrzahl von TM-Sensoren in einer beabstandeten Weise in einer planaren Anordnung, die senkrecht zu der Achse ist, und Verarbeitungsmittel, um Daten bereitzustellen, die verwendet werden können, um die Position eines magnetischen Ziels relativ zu der dreidimensionalen Anordnung zu bestimmen.the US 6,841,994 B1 discloses a magnetic anomaly detection system comprising a plurality of triaxial magnetometer (TM) sensors, each of the TM sensors having X, Y, Z magnetic detection axes, with the plurality of TM sensors in a three dimensional array having respective one of these is arranged, the X, Y, Z magnetic measuring axes being parallel to each other in the three-dimensional arrangement. The three-dimensional arrangement has a defined geometry that (i) collinearly aligns at least three of the plurality of TM sensors in a spaced-apart manner along an axis, around a plurality of single-axis gradiometers along the X, Y, Z axes magnetic detection axes; and (ii) positioning at least four of the plurality of TM sensors in a spaced apart manner in a planar arrangement perpendicular to the axis and processing means to provide data that can be used to determine the position of a magnetic target relative to the three-dimensional array.

Die DE 42 27 876 A1 offenbart eine Schaltungsanordnung zum Betrieb eines SQUIDs, insbesondere eines DC-SQUIDs mit einer Einkoppelspule in einem bedämpften Messkreis, mindestens einem Widerstand, Verbindungsleitungen und Kontaktpads zum Anschluss des SQUIDs, eines Gradiometers und einer Regelelektronik, wobei die Schaltungsanordnung eine rückwirkungsfreie integrierte Regelkreisschaltung und Sonderfunktionen ermöglicht und gleichzeitig deren Herstellung wesentlich vereinfacht, durch eine erste und eine zweite Verbindungsleitung, die zwischen dem Messkreis und einem ersten und zweiten Kontaktpad zum Anschluss mindestens des Ausgangssignals der Regelelektronik und zum galvanischen Einkoppeln des von dieser bereitgestellten integrierten Reglerstroms vorgesehen sind, wobei das SQUID-Signal als Eingangssignal der Regelelektronik über einen fünften und sechsten Kontaktpad zur Verfügung steht.the DE 42 27 876 A1 discloses a circuit arrangement for operating a SQUID, in particular a DC SQUID with a coupling coil in a damped measuring circuit, at least one resistor, connecting lines and Contact pads for connecting the SQUID, a gradiometer and control electronics, whereby the circuit arrangement enables a reaction-free integrated control loop circuit and special functions and at the same time significantly simplifies their production, through a first and a second connecting line that runs between the measuring circuit and a first and second contact pad for connection at least of the output signal of the control electronics and for galvanic coupling of the integrated control current provided by this are provided, the SQUID signal being available as an input signal of the control electronics via a fifth and sixth contact pad.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes anzugeben, welche die zuvorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere gegenüber den bisher bekannten 3D-Magnetfeldkartierungen oder Anordnungen mit supraleitenden Spulen eine Bestimmung der konkreten Tiefe und Größe der zu detektierenden Objekte ermöglichen.The object of the present invention is to provide a device and a method for mapping sources for the local change in the earth's magnetic field, which avoids the aforementioned disadvantages of the prior art, in particular compared to the previously known 3D magnetic field mapping or arrangements with superconducting coils Determine the specific depth and size of the objects to be detected.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten und sechsten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachgeordneten Ansprüche erfasst.The object is achieved by the features of the first and sixth patent claims. Advantageous configurations are covered by the subordinate claims.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass eine Vorrichtung zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes vorgesehen ist, die folgende Komponenten umfasst:

  1. 1. hochempfindliche Sensoren (Gradiometer) zur Magnetfeldgradientenmessung, besonders vorteilhaft SQUID, zur Messung eines Gradienten des Erdmagnetfeldes, die es gestatten, bei kleiner Basislänge einen lokalen Gradienten hoch aufgelöst zu messen, (Unter Gradient versteht man dabei den Unterschied des Magnetfeldes an zwei verschiedenen Orten und unter Basislänge versteht man den Abstand der Zentren der beiden Orte, zwischen denen der Unterschied des Magnetfeldes gemessen wird.)
  2. 2. im Falle der Verwendung von SQUID's einen Kryostat zur Aufrechterhaltung der tiefen Temperatur (realisiert bspw. durch verflüssigtes Helium oder Stickstoff) für den Betrieb der SQUID's,
  3. 3. eine Elektronik zur Erzeugung einer linearen Abhängigkeit des Ausgangssignals der Sensoren vom zu messenden Magnetfeldgradienten,
  4. 4. eine Messeinheit zur simultanen Bestimmung des Ortes der Gradiometer über dem zu kartierenden Messfeld (Unter Gradiometer versteht man dabei einen Sensor zur Messung des lokalen Gradienten), bestehend aus einer differentiellen GPS-Einheit (dGPS) mit einer GPS-Antenne zur Aufnahme der Position des beweglichen Messwagens mit den verwendeten Sensoren, einer zweiten fest stehenden Referenz-GPS-Antenne und einer Radioübermittlung der Referenzstationsdaten zum bewegten Messwagen, zur Erhöhung der Genauigkeit der lokalen Ortszuweisung von mehreren Metern (einfaches GPS) zu wenigen Zentimetern (dGPS) sowie aus einer Inertialeinheit, welche die Lage der Messwagens bestimmt [Lage: ausgedrückt über die drei Winkel Nicken, Rollen, Gieren] und es so gestattet, bei beliebiger Lage des Messwagens aus der über das differentielle GPS bestimmten Position der GPS-Antenne die benötigte Position der Gradiometer zu berechnen,
  5. 5. eine Aufzeichnungseinheit für die während der Messung aufgenommen Daten (lokale magnetische Gradienten, mit dGPS aufgenommener Ort, Winkel der Inertialeinheit) und
  6. 6. eine nichtmagnetische, weitestgehend metallfreie Trägereinheit für das Ensemble der Sensoren und Datenverarbeitungs- und Speicherungseinheiten (vorzugsweise in Form einer Fortbewegungseinheit, bspw. einem Karren auf Rädern, der von einem Zugfahrzeug, z.B. einem Geländewagen, gezogen werden kann, möglicherweise auch einem Schlitten o.ä.).
The essence of the invention is that a device for mapping sources for the local change in the earth's magnetic field is provided, which comprises the following components:
  1. 1.Highly sensitive sensors (gradiometers) for measuring magnetic field gradients, especially SQUID, for measuring a gradient of the earth's magnetic field, which allow a local gradient to be measured with high resolution with a small base length (gradient is the difference in the magnetic field at two different locations and the base length is the distance between the centers of the two locations between which the difference in the magnetic field is measured.)
  2. 2. in the case of using SQUIDs, a cryostat to maintain the low temperature (realized for example by liquefied helium or nitrogen) for the operation of the SQUIDs,
  3. 3. Electronics for generating a linear dependence of the output signal from the sensors on the magnetic field gradient to be measured,
  4. 4. A measuring unit for the simultaneous determination of the location of the gradiometer over the measuring field to be mapped (a gradiometer is a sensor for measuring the local gradient), consisting of a differential GPS unit (dGPS) with a GPS antenna for recording the position of the moving measuring vehicle with the sensors used, a second fixed reference GPS antenna and a radio transmission of the reference station data to the moving measuring vehicle, to increase the accuracy of the local location assignment from several meters (simple GPS) to a few centimeters (dGPS) as well as from an inertial unit , which determines the position of the measuring car [position: expressed via the three angles of pitch, roll, yaw] and thus allows the required position of the gradiometer to be calculated from the position of the GPS antenna determined by the differential GPS for any position of the measuring car ,
  5. 5. a recording unit for the data recorded during the measurement (local magnetic gradients, location recorded with dGPS, angle of the inertial unit) and
  6. 6. a non-magnetic, largely metal-free carrier unit for the ensemble of sensors and data processing and storage units (preferably in the form of a locomotion unit, e.g. a cart on wheels that can be pulled by a towing vehicle, e.g. an off-road vehicle, possibly also a sledge or the like .ä.).

Erfindungswesentlich dabei ist, dass mindestens zwei Sensoren zur Magnetfeldgradientenmessung (besonders vorteilhaft SQUID-Gradiometer) zur Messung eines lokalen Magnetfeldgradienten vorgesehen sind, die identische Detektionsrichtungen aufweisen und in einem Abstand übereinander angeordnet sind, die Signale aller Sensoren, (insbesondere aber der beiden vertikal übereinander angeordneten Gradiometer) gleichzeitig aufgezeichnet werden und die unterschiedlichen Charakteristika dieser wenigstens zwei übereinander angeordneten Gradiometer zur Bestimmung der Tiefe der Quellen für die gemessenen lokalen Veränderungen des Erdmagnetfeldes verwendet werden, indem folgende Merkmale ausgenutzt werden:

  • • dass die Größe des gemessenen Magnetfeldgradienten mit der vierten Potenz des Abstandes zwischen dem Sensor und der Quelle abfällt (wohingegen das Magnetfeld selbst nur mit der dritten Potenz schwächer wird, wodurch über die Verwendung von Gradiometern die Tiefendiskriminierung deutlich schärfer als mit Magnetometern möglich ist),
  • • dass die lokale Ausdehnung des gemessenen Feldes mit dem Abstand zwischen der Quelle und dem Sensor zunimmt,
  • • dass insbesondere der Unterschied zwischen der Größe der von zwei übereinander angeordneten Gradiometern gemessenen Signale einer Magnetfeldquelle mit zunehmendem Abstand zwischen der Quelle und dem Ensemble aus übereinander angeordneten Sensoren kleiner wird,
wobei die Gesamtheit der Abhängigkeiten der Größe und lokalen Ausdehnung der von den verschiedenen, insbesondere aber den übereinander angeordneten Gradiometern aufgenommenen Signale von der Tiefe der Quellen für die lokalen Unterschiede des gemessenen Erdmagnetfeldes verwendet wird, um diese Tiefe zu bestimmen (zur Veranschaulichung siehe 2, welche die Signalgröße und den Signalverlauf von zwei Gradiometern, die im Abstand von 10 cm übereinander angeordnet sind, beim Überfahren eines darunter befindlichen magnetischen Dipols mit dem Verfahrweg darstellt, wobei in den drei Grafiken - obere, mittlere und untere - das Gradiometer einen Abstand zum Dipol von 50, 100 und 150 cm aufweist.)It is essential to the invention that at least two sensors for measuring magnetic field gradients (particularly advantageously SQUID gradiometers) are provided for measuring a local magnetic field gradient, which have identical detection directions and are arranged at a distance from one another, the signals from all sensors (but in particular the two vertically arranged one above the other Gradiometers) are recorded simultaneously and the different characteristics of these at least two gradiometers arranged one above the other are used to determine the depth of the sources for the measured local changes in the earth's magnetic field by making use of the following features:
  • • that the magnitude of the measured magnetic field gradient decreases with the fourth power of the distance between the sensor and the source (whereas the magnetic field itself only becomes weaker with the third power, which means that the use of gradiometers enables depth discrimination to be much sharper than with magnetometers),
  • • that the local expansion of the measured field increases with the distance between the source and the sensor,
  • • that in particular the difference between the size of the signals measured by two gradiometers arranged one above the other a magnetic field source becomes smaller with increasing distance between the source and the ensemble of sensors arranged one above the other,
The totality of the dependencies of the size and local extent of the signals recorded by the various, but especially the one above the other arranged gradiometers on the depth of the sources is used for the local differences in the measured geomagnetic field in order to determine this depth (for illustration see 2 , which shows the signal size and the signal course of two gradiometers, which are arranged 10 cm apart, when the travel path traverses a magnetic dipole below, whereby in the three graphics - upper, middle and lower - the gradiometer shows a distance to Has a dipole of 50, 100 and 150 cm.)

Im allgemeinen Fall sollte der Abstand zwischen den Gradiometern und die Basislänge dieser Gradiometer in der gleichen Größenordnung sein. Dann ist eine gute Tiefendiskriminierung der zu detektierenden Quellen bis zu einer Tiefe möglich, die etwa das zehn- bis hundertfache dieses Gradiometerabstandes beträgt.In the general case, the distance between the gradiometers and the base length of these gradiometers should be of the same order of magnitude. A good depth discrimination of the sources to be detected is then possible up to a depth that is approximately ten to one hundred times this gradiometer distance.

Im Rahmen der Erfindung liegen folgende Erweiterungsvarianten für die Anordnung mehrerer Gradiometer:

  • • Zur Realisierung des Grundprinzips der Tiefenbestimmung von lokalen Quellen für Unterschiede im Erdmagnetfeldgradienten ist die Anordnung zweier gleich orientierter Gradiometer übereinander notwendig (im Folgenden auch als Sensorebenen bezeichnet).
  • • Zur schnellen Erzielung einer kompletten Charakterisierung des auszumessenden Areals werden zumindest in einer Sensorebene, erfindungsgemäß in der unteren, wo aufgrund des geringeren Abstandes der Sensoren zur Quelle die Signale größer und die laterale Auflösung schärfer ist, zwei Gradiometer verwendet, die in zwei senkrecht aufeinander stehende laterale Richtungen schauen. So ergibt sich stets eine ausreichende Sensitivität gegenüber beliebig lateral orientierten Mustern von lokalen Quellen von Magnetfeldgradienten.
  • • Zur weiteren Verbesserung der Qualität der Erkundung der lateralen und vertikalen Verteilung von Quellen für lokale Unterschiede im Magnetfeldgradienten kann auch die obere Sensorebene mit zwei senkrecht auseinander stehenden Gradiometern ausgerüstet werden.
The following expansion variants for the arrangement of several gradiometers are within the scope of the invention:
  • • To implement the basic principle of determining the depth of local sources for differences in the geomagnetic field gradient, it is necessary to arrange two gradiometers with the same orientation one above the other (hereinafter also referred to as sensor levels).
  • • To quickly achieve a complete characterization of the area to be measured, two gradiometers are used at least in one sensor plane, according to the invention in the lower one, where the signals are larger and the lateral resolution is sharper due to the smaller distance between the sensors and the source look at lateral directions. This always results in sufficient sensitivity to any laterally oriented patterns from local sources of magnetic field gradients.
  • • To further improve the quality of the investigation of the lateral and vertical distribution of sources for local differences in the magnetic field gradient, the upper sensor level can also be equipped with two vertically spaced gradiometers.

Anstelle von zwei übereinander angeordneten Sensorebenen können auch drei oder mehr verwendet werden. Ebenso ist es möglich, den vertikalen Abstand zwischen den Sensorebenen zu variieren. Beides kann dazu verwendet werden, die Genauigkeit der Auflösung verschiedener Tiefen von lokalen Quellen von Magnetfeldgradientenunterschieden der am meisten interessierenden mittleren Tiefe dieser Quellen anzupassen.Instead of two sensor levels arranged one above the other, three or more can be used. It is also possible to vary the vertical distance between the sensor levels. Both of these can be used to adjust the accuracy of the resolution of different depths of local sources of magnetic field gradient differences to the mean depth of most interest of these sources.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zeichnen sich gegenüber bisherigen technischen Lösungen durch aus, dass eine 3D-Magnetfeldkartierungen möglich ist, indem die konkrete Tiefe und Größe der zu detektierenden Objekte bestimmbar ist.The device according to the invention and the method according to the invention are distinguished from previous technical solutions by the fact that 3D magnetic field mapping is possible in that the specific depth and size of the objects to be detected can be determined.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen und des Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • 2: eine graphische Darstellung der Signalgröße und des Signalverlaufs von zwei Gradiometern, die in einem Abstand von 10 cm übereinander angeordnet sind, beim Überfahren eines darunter befindlichen magnetischen Dipols.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings and the exemplary embodiment. Show it:
  • 1 : a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention and
  • 2 : a graphical representation of the signal size and the signal course of two gradiometers, which are arranged at a distance of 10 cm on top of each other, when passing over a magnetic dipole located below.

Die in 1 gezeigte Vorrichtung umfasst mehrere SQUID-Gradiometer 1, die sich in einem Kryostaten 2 befinden, eine Messeinheit 3 zur genauen Bestimmung des Ortes der SQUID-Gradiometer während der Messung, bestehend aus einer differentiellen GPS-Einheit, die von einer mit den SQUID-Gradiometern mitbewegten GPS-Antenne 31 und einer ortsfest aufgestellten zweiten GPS-Antenne 33 sowie den Radioantennen 32 und 34, welche das Signal der ortsfesten GPS-Antenne 33 zu der mit den SQUID-Gradiometern 1 mitbewegten GPS-Antenne 31 überträgt, sowie eine Inertialeinheit 35 zur Messung der Lage der SQUID-Gradiometer, besteht, die Datenleitungen 4, über die alle aufgenommenen Daten zur Datenerfassungs- und Speichereinheit 5 übertragen werden, sowie eine nichtmagnetische, weitestgehend metallfreie Fortbewegungseinheit 6, auf dem die mitbewegten Teile der Messeinheit fest montiert sind, wobei mindestens zwei Gradiometer 11 in gleiche Richtung orientiert und in einem Abstand übereinander angeordnet sind.In the 1 The device shown comprises several SQUID gradiometers 1 that are in a cryostat 2 are located, a unit of measurement 3 for the exact determination of the location of the SQUID gradiometer during the measurement, consisting of a differential GPS unit, which is driven by a GPS antenna that moves with the SQUID gradiometers 31 and a stationary second GPS antenna 33 as well as the radio antennas 32 and 34 which receives the signal from the fixed GPS antenna 33 to the one with the SQUID gradiometers 1 moving GPS antenna 31 transmits, as well as an inertial unit 35 to measure the position of the SQUID gradiometer, there is the data lines 4th , via which all recorded data is sent to the data acquisition and storage unit 5 as well as a non-magnetic, largely metal-free locomotion unit 6th , on which the moving parts of the measuring unit are firmly mounted, with at least two gradiometers 11th oriented in the same direction and arranged at a distance one above the other.

Die Signale aller SQUID-Gradiometer 1 (Sensoren), insbesondere der beiden vertikal übereinander angeordneten SQUID-Gradiometer 11, sind gleichzeitig aufzeichenbar.The signals of all SQUID gradiometers 1 (Sensors), in particular of the two SQUID gradiometers arranged vertically one above the other 11th , can be recorded at the same time.

Die unterschiedlichen Charakteristika dieser wenigstens zwei übereinander angeordneten SQUID-Gradiometer 11 werden zur Bestimmung der Tiefe der Quellen für die gemessenen lokalen Veränderungen des Erdmagnetfeldes verwendet, wobei zu beachten ist, dass die Größe des gemessenen Magnetfeldgradienten mit der vierten Potenz des Abstandes zwischen dem SQUID-Gradiometer 1 (Sensor) und der Quelle abfällt (wohingegen das Magnetfeld selbst nur mit der dritten Potenz schwächer wird, wodurch über die Verwendung von SQUID-Gradiometern 1 die Tiefendiskriminierung deutlich schärfer als mit Magnetometern möglich ist) und dass die lokale Ausdehnung des gemessenen Feldes mit dem Abstand zwischen der Quelle und dem SQUID-Gradiometer 1 (Sensor) zunimmt, wobei insbesondere der Unterschied zwischen der Größe der von zwei übereinander angeordneten SQUID-Gradiometern 11 gemessenen Signale einer Magnetfeldquelle mit zunehmendem Abstand zwischen der Quelle und dem Ensemble aus übereinander angeordneten SQUID-Gradiometern 11 (Sensoren) kleiner wird.The different characteristics of these at least two SQUID gradiometers arranged one above the other 11th are used to determine the depth of the sources for the measured local changes in the earth's magnetic field, whereby it should be noted that the size of the measured magnetic field gradient is to the fourth power of the distance between the SQUID gradiometer 1 (Sensor) and the source drops (whereas the magnetic field itself only becomes weaker with the third power, which is via the use of SQUID gradiometers 1 the depth discrimination is clearly sharper than with magnetometers) and that the local expansion of the measured field with the distance between the source and the SQUID gradiometer 1 (Sensor) increases, in particular the difference between the size of two SQUID gradiometers arranged one above the other 11th measured signals of a magnetic field source with increasing distance between the source and the ensemble of SQUID gradiometers arranged one above the other 11th (Sensors) gets smaller.

Die Gesamtheit der Abhängigkeiten der Größe und lokalen Ausdehnung der von den verschiedenen, insbesondere aber den übereinander angeordneten SQUID-Gradiometern 11 aufgenommenen Signalen von der Tiefe der Quellen für die lokalen Unterschiede des gemessenen Erdmagnetfeldes wird dazu verwendet, um deren Tiefe zu bestimmen.The totality of the dependencies of the size and local extent of the different, but especially the one above the other arranged SQUID gradiometers 11th The recorded signals from the depth of the sources for the local differences in the measured earth's magnetic field are used to determine their depth.

Dabei macht man von den verschiedenen Merkmalen der 2D-Magnetfeldkartierung Gebrauch, die von den übereinander angeordneten Gradiometern aufgenommen werden. So ist der Unterschied in der Signalstärke einzelner Strukturen umso geringer, je tiefer sich die dazugehörige Signalquelle befindet. Ebenso hat die laterale Ausdehnung dieser in verschiedener Höhe gemessenen Strukturen umso weniger Unterschiede, je tiefer sich die dazugehörige Signalquelle befindet.Use is made of the various features of 2D magnetic field mapping, which are recorded by the gradiometers arranged one above the other. The difference in the signal strength of individual structures is smaller, the deeper the associated signal source is. Likewise, the lateral extent of these structures measured at different heights has fewer differences the deeper the associated signal source is.

Alle in der Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All of the features presented in the description and the following claims can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
SQUID-Gradiometer (Sensoren zur Magnetfeldgradientenmessung)SQUID gradiometer (sensors for measuring magnetic field gradients)
1111
SQUID-Gradiometer mit gleicher Orientierung, im Abstand übereinander angeordnetSQUID gradiometers with the same orientation, spaced one above the other
22
KryostatCryostat
33
PositionsmesseinheitPosition measuring unit
3131
mitbewegte GPS-Antennemoving GPS antenna
3232
mitbewegte Radioantenne zur Aufnahme der Daten von der ortsfesten GPS-EinheitMoving radio antenna for receiving the data from the fixed GPS unit
3333
ortsfeste GPS- Antennefixed GPS antenna
3434
ortsfeste Radioantenne zum Senden der Daten von der ortsfesten GPS-EinheitFixed radio antenna for sending the data from the fixed GPS unit
3535
InertialeinheitInertial unit
44th
DatenleitungenData lines
55
Datenverarbeitungs- und SpeichereinheitData processing and storage unit
66th
Träger- und FortbewegungseinheitCarrier and locomotion unit

Claims (6)

Vorrichtung zur 3D-Magnetfeldkartierung von Quellen für die Veränderung des Erdmagnetfeldes, umfassend Sensoren (1) zur Messung des Gradienten des Erdmagnetfeldes, eine Positionsmesseinheit (3) zur Bestimmung des Ortes der Sensoren (1) über dem zu kartierenden Messfeld, bestehend aus einer bewegbaren und einer ortsfesten Komponente, eine Datenverarbeitungs- und Speichereinheit (5) und eine nichtmagnetische Fortbewegungs- und Trägereinheit (6), welche die Sensoren (1), die bewegbare Komponente der Positionsmesseinheit (3) und die Datenverarbeitungs- und Speichereinheit (5) haltert, wobei die Signale aller Sensoren (1) und der Positionsmesseinheit (3) gleichzeitig vermittels Datenverarbeitungs- und Speichereinheit (5) aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (1) SQUID-Gradiometer (11) mit gleicher Orientierung sind, die von einem Kryostat (2) umgeben sind, mindestens zwei dieser SQUID-Gradiometer (11) in die gleiche Richtung orientiert sowie in einem Abstand vertikal übereinander angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den SQUID-Gradiometern (11) und die Basislänge dieser SQUID-Gradiometer (11) in der gleichen Größenordnung liegen, wobei vermittels der Datenverarbeitungs- und Speichereinheit (5) eine lineare Abhängigkeit des Ausgangssignals der SQUID-Gradiometer (11) vom zu messenden Magnetfeldgradienten erzeugt wird und die unterschiedlichen Charakteristika der von den SQUID-Gradiometern (11) gemessenen Signale hinsichtlich Größe und lateraler Ausdehnung des gemessenen Magnetfeldgradienten zur Bestimmung von lateraler und vertikaler Verteilung der Magnetfeldquellen dienen, wobei der der Abstand zwischen den SQUID-Gradiometern (11) 10 cm beträgt.Device for 3D magnetic field mapping of sources for changing the earth’s magnetic field, comprising sensors (1) for measuring the gradient of the earth’s magnetic field, a position measuring unit (3) for determining the location of the sensors (1) above the measuring field to be mapped, consisting of a movable and a stationary component, a data processing and storage unit (5) and a non-magnetic locomotion and carrier unit (6) which holds the sensors (1), the movable component of the position measuring unit (3) and the data processing and storage unit (5), wherein the signals of all sensors (1) and the position measuring unit (3) are recorded simultaneously by means of a data processing and storage unit (5), characterized in that the sensors (1) are SQUID gradiometers (11) with the same orientation, which are controlled by a cryostat ( 2) are surrounded, at least two of these SQUID gradiometers (11) oriented in the same direction and at a distance verti cal are arranged one above the other, the distance between the SQUID gradiometers (11) and the base length of these SQUID gradiometers (11) being of the same order of magnitude, whereby by means of the data processing and storage unit (5) a linear dependence of the output signal of the SQUID Gradiometer (11) is generated by the magnetic field gradient to be measured and the different characteristics of the signals measured by the SQUID gradiometers (11) with regard to the size and lateral extent of the measured magnetic field gradient are used to determine the lateral and vertical distribution of the magnetic field sources, the distance between the SQUID gradiometers (11) is 10 cm. Vorrichtung zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmesseinheit (3) zur simultanen Bestimmung des Ortes der SQUID-Gradiometer (11) über dem zu kartierenden Messfeld eine mitbewegte GPS-Einheit mit GPS-Antenne (31) und mit einer mitbewegten Radioantenne (32), eine ortsfeste GPS-Antenne (33) mit einer ortsfesten Radioantenne (34) sowie eine Inertialeinheit (35) umfasst.Device for mapping sources for the local change in the earth's magnetic field according to Claim 1 , characterized in that the position measuring unit (3) for the simultaneous determination of the location of the SQUID gradiometer (11) over the measuring field to be mapped has a moving GPS unit with GPS antenna (31) and a moving radio antenna (32), a stationary one GPS antenna (33) with a stationary radio antenna (34) and an inertial unit (35). Vorrichtung zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei SQUID-Gradiometer (11) senkrecht übereinander stehen.Device for mapping sources for the local change in the earth's magnetic field according to Claim 1 or 2 , characterized in that two SQUID gradiometers (11) are perpendicular to each other. Vorrichtung zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortbewegungs- und Trägereinheit (6) fahrbar ist.Device for mapping sources for the local change in the earth's magnetic field according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the locomotion and carrier unit (6) is mobile. Vorrichtung zur Kartierung von Quellen für die lokale Veränderung des Erdmagnetfeldes gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortbewegungs- und Trägereinheit (6) tragbar ist.Device for mapping sources for the local change in the earth's magnetic field according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the locomotion and carrier unit (6) is portable. Verfahren zur Kartierung von Quellen für die Veränderung des Erdmagnetfeldes unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche 1 bis 5, bei dem Messwerte dieser wenigstens zwei übereinander angeordneten SQUID-Gradiometer (11) zur Bestimmung der Tiefe einer Magnetfeldquelle für die gemessenen Veränderungen des Erdmagnetfeldes verwendet werden, wobei die Vorrichtung bewegt wird, die Größe des gemessenen Magnetfeldgradienten mit der vierten Potenz des Abstandes zwischen dem SQUID-Gradiometer (11) und der Magnetfeldquelle abfällt, die Ausdehnung des gemessenen Feldes mit dem Abstand zwischen der Magnetfeldquelle und dem SQUID-Gradiometer (11) zunimmt, die Differenz zwischen der Größe der von zwei übereinander angeordneten SQUID-Gradiometern (11) gemessenen Signale der Magnetfeldquelle mit zunehmendem Abstand zwischen der Magnetfeldquelle und der Vorrichtung mit den übereinander angeordneten SQUID-Gradiometern (11) kleiner wird, die Gesamtheit der Abhängigkeiten der Größe und lokalen Ausdehnung der von den verschiedenen, insbesondere aber den übereinander angeordneten SQUID-Gradiometern (11) gemessenen Felder von der Tiefe der Magnetfeldquelle für die lokalen Unterschiede des gemessenen Erdmagnetfeldes verwendet wird, um deren Tiefe zu bestimmen.Method for mapping sources for the change in the earth's magnetic field using an apparatus according to one or more of the preceding Claims 1 until 5 , in which the measured values of these at least two superimposed SQUID gradiometers (11) are used to determine the depth of a magnetic field source for the measured changes in the earth's magnetic field, the device being moved, the size of the measured magnetic field gradient to the fourth power of the distance between the SQUID -Gradiometer (11) and the magnetic field source decreases, the expansion of the measured field increases with the distance between the magnetic field source and the SQUID gradiometer (11), the difference between the size of the signals measured by two superimposed SQUID gradiometers (11) Magnetic field source becomes smaller with increasing distance between the magnetic field source and the device with the SQUID gradiometers (11) arranged one above the other, the entirety of the dependencies of the size and local extent of the fields measured by the different, but especially the SQUID gradiometers (11) arranged one above the other from the low e of the magnetic field source is used for the local differences in the measured geomagnetic field in order to determine their depth.
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