Mágneses deklináció, és inklináció abszolút értelmű meghatározására alkalmas teodolittal egybeépített magnetométer obszervatóriumi tesztelése és beszabályozása

Témafelelős: Csontos András

A Föld mágneses tere folyamatosan változik időben és térben is. A mágneses tér egy vektortér, ami három független koordinátával írható le tekintettel a felhasznált vonatkoztatási rendszerre. A mágneses teret jellemző mennyiségeket a földrajzi koordináták rendszerében szokás definiálni (1-es ábra). A deklináció (elhajlás) (D) az a szög, amit a mágneses északi irány a valódi északi iránnyal zár be, és a keleti elhajlást tekintjük pozitívnak. Az inklináció (lehajlás) (I) az a szög, amit a mágneses vektor a vízszintes síkkal zár be. Totális térerősség (F) alatt a mágneses tér vektor intenzitását értjük. További gyakran használt komponens a horizontális intenzitás (H a mágneses vektor vízszintes síkra eső vetülete), függőleges intenzitás (Z a mágneses tér függőleges komponense), északi komponens (X a valódi északi irányba mutató vízszintes komponens), keleti komponens (Y a keleti irányba mutató vízszintes komponens).

1. ábra. A mágneses komponensek
 
A következőkben a deklináció inklináció magnetométert (DIM) jellemezzük, ami a mágneses tér mérésére alkalmas. A DIM önmagában csak a mágneses tér irányát úgymint a deklinációt (D) és inklinációt (I) képes megadni de az intenzitást nem. A helyesen használt DIM berendezéssel meghatározható a D és az I mérési időtartam alatt vett átlagos abszolút értéke egy csekély hibával. Ha a mérést egy totális tér mérésére alkalmas műszerrel (proton precessziós magnetométer, Overhauser magnetométer, optikailag pumpált magnetométer, stb.) kiegészítjük, akkor a DIM alkalmas az összes mágneses komponens meghatározására.
A DIM ferromágneses anyagoktól mentes teodolitból (2-es ábra) és egykomponenses fluxgate (telített vasmagos) magnetométerből áll (3-as ábra). A fluxgate magnetométer szenzora a teodolit távcsövére van erősítve.
 
2. ábra. A DIM műszer
 
A teodolitok standard műszerek egyedileg mágnes-mentesített megfelelői. A tisztítási folyamat során minden alkatrész mágnesességét külön megvizsgálják, és minden szennyezett részt eltávolítanak és ferromágneses anyagtól mentes alkatrészre cserélnek ki. A rendkívül mágnes-mentes berendezés (mindenhol kevesebb mint 1 nT [nanotesla] a felülettől 1 cm távolságra) lehetővé teszi precíz mérések végrehajtását.
A nagy érzékenységgel bíró fluxgate magnetométer 0,1 nT pontosságú mérést tesz lehetővé. Az elektronika nullponti hibája 5 nT-nál kisebb és megvilágítással rendelkező nagy LCD kijelzővel rendelkezik. Ezek a tulajdonságok a mágneses tér mérését megkönnyítik. A szenzor mágneses tengelye a távcsőre úgy van felerősítve, hogy a távcső optikai tengelyével néhány tíz másodperc pontossági hiba erejéig párhuzamos legyen.
 
3. ábra. A mágnes mentes teodolit       
 
4. ábra. A fluxgate elektronika
 
Ahogyan már említettük a berendezés abszolút mérések végrehajtására alkalmas a megfelelő eljárás betartásával. Ez a tény a műszer fontosságát jól mutatja, hiszen a mérés eredménye független minden műszeres kalibrációs hibától, hőmérséklettől stb. Ezen tulajdonság miatt az obszervatóriumok számára előírás, hogy legalább heti rendszerességgel abszolút mérést is végezzenek de nagy pontosságú terepi mérések során is ez a műszertípus az elfogadott. 
A Tihanyi Geofizikai Obszervatóriumban, a MINGEO Kft. megrendelésére, több mint egy évtizede folyik DIM műszerek mágneses anyagtól való megtisztítása, tesztelése, továbbá a kész berendezések úgynevezett beszabályozása és összemérése az obszervatóriumi alapműszerrel. Számos DIM műszert használnak szerte a világban, amelyek felhasználás előtti végső minősítő tesztjüket Tihanyban szerezték.