در بسیاری از زمینه‌های مهندسی، باستان‌شناسی، معدن‌کاری، و نظامی، نیاز به شناسایی اهداف یا ساختارهای مدفون زیر سطح زمین وجود دارد. یکی از روش‌های غیرمخرب و مؤثر در این حوزه استفاده از گرادیومتر مغناطیسی است. این دستگاه با بررسی تغییرات موضعی میدان مغناطیسی، امکان شناسایی اهدافی را فراهم می‌سازد که روش‌های معمولی قادر به آشکارسازی آن‌ها نیستند.
اصل عملکرد گرادیومتر
گرادیومتر از دو یا چند سنسور مغناطیسی استفاده می‌کند که در فواصل مشخصی از یکدیگر قرار دارند. این سنسورها میدان مغناطیسی را در نقاط مختلف اندازه‌گیری می‌کنند و دستگاه اختلاف بین این مقادیر را به‌عنوان “گرادیان مغناطیسی” ثبت می‌کند. تغییرات ناگهانی در گرادیان می‌تواند نشان‌دهنده وجود یک شیء فلزی، خالی‌گاه (مانند تونل)، یا تغییری در ترکیب زمین‌شناسی باشد.
انواع گرادیومترها
گرادیومتر فلکس‌گیت (Fluxgate Gradiometer):
از رایج‌ترین نوع گرادیومترهاست و برای تشخیص اجسام آهنی کاربرد دارد. حساسیت خوبی دارد و در پروژه‌های باستان‌شناسی پرکاربرد است.
گرادیومتر پروتون-پریسشن (Proton Precession Gradiometer):
حساسیت بالا ولی سرعت پایین‌تر در ثبت داده‌ها دارد. مناسب برای بررسی‌های دقیق زمین‌شناسی است.
گرادیومتر SQUID:
از ابررساناها استفاده می‌کند و حساس‌ترین نوع گرادیومتر محسوب می‌شود. بیشتر در تحقیقات علمی استفاده دارد.
کاربردها
باستان‌شناسی: کشف دیوارها، قبور، و ساختارهای مدفون.
مهندسی عمران: شناسایی لوله‌ها، کابل‌ها و تونل‌ها پیش از حفاری.
معدن: تشخیص کانه‌های فلزی و ساختارهای معدنی.
کاربردهای نظامی: یافتن مین‌ها، مهمات عمل‌نکرده، یا تونل‌های زیرزمینی.
مزایا
غیرمخرب بودن روش
حساسیت بالا نسبت به تغییرات موضعی
توانایی تفکیک بالا در محیط‌های پیچیده
محدودیت‌ها
حساسیت نسبت به نویزهای مغناطیسی (مانند خطوط برق یا وسایل فلزی)
نیاز به کالیبراسیون دقیق
عملکرد ضعیف در محیط‌های دارای نویز بالا