TECHNIEKSHEET

Onderzoekstechniek: Magnetische metingen

Versie: November 2016

[Naar zoekapplicatie]

Samenvattende omschrijving techniek (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Met een magnetometer wordt het natuurlijk aardmagnetisch veld gemeten. Dit natuurlijk veld kan zijn verstoord door afwijkingen in de bodemsamenstelling of door objecten (op of boven het maaiveld). De meter kan hier niet direct een onderscheid in maken en meet de totale veldsterkte die een combinatie is van beiden.

Door het totale magnetisch veld in een raster of profiel te meten, worden de variaties in het aardmagneetveld bepaald. Op deze wijze kunnen “afwijkende" gebieden of objecten aangegeven worden. Afhankelijk van de aard van de afwijkingen kunnen aanwijzingen over de vorm of diepte van de verstoringen worden gegeven.

Algemene informatie (gebaseerd op informatie van techniekaanbieder)

Naam

Magnetische metingen of Magnetometrie.

Meeteenheid en parameter

Totale magnetische veldsterkte in nanoTesla (nT).

Magnetische gradiënt in nanoTesla per meter (nT/m), de afname van het gemeten magnetisch veld gemeten op twee verschillende vaste hoogten.

Bodemfase

Aard techniek

Plaats van toepassing

Detectiewijze

Toepasbaar in afzonderlijke lagen

Minimale dikte laag:

Zie technische specificaties

Bodemtypen waarvoor techniek geschikt is

Landbodem/waterbodem

Stap in keten van dataverzamelen

Moment van beschikbaarheid resultaten

Ontwikkelingsfase techniek

Wijze van inkopen

Algemene omschrijving uitvoeringswijze

Een magnetometer bestaat uit een sensor (in diverse uitvoeringen, bijvoorbeeld ter grootte van een jampot veelal op een stok gemonteerd) en een control unit met accupack (om de nek te hangen). De meetopstelling kan ook op een speciaal niet-magnetisch meetvoertuig worden gemonteerd. Met de sensor wordt de plaatselijke totale magnetische veldsterkte gemeten. Metingen in een lijn of raster geven inzicht in de diepte en horizontale omvang van verstoringen in de bodem.

Sensoren kunnen ook in een boorgat, sondering, vliegtuig of satelliet worden geplaatst.

Door directe koppeling met GPS en gebruik van bluetooth technologie (bovengrondse metingen) zijn minder kabels nodig en daardoor is er minder kans op storingen.

Werkingsprincipe

Een magnetometer meet met een meetsensor aan een control unit het natuurlijk aardmagnetisch veld en lokale variaties daarin. Deze variaties kunnen het gevolg zijn van veranderingen in de bodemopbouw (met daarin variaties in ijzergehalte), aanwezigheid van ijzeren objecten in de ondergrond of verstoringen in de bodem.

Een alternatieve meetopstelling is de ‘gradiometer’. In dit geval wordt aan de control unit een dubbele sensor gemonteerd op vaste afstand boven elkaar (veelal 0,5 of 1,0 m). Zo wordt simultaan het aanwezige aardmagnetisch veld op twee hoogten gemeten. Middels het verschil tussen deze twee magnetometers kan de gradiënt van het magneetveld worden bepaald. Hiermee worden grootschalige effecten weggefilterd en geven de metingen meer informatie over verstoringen die door lokale effecten worden veroorzaakt.

Het resultaat van de metingen is een contourkaart van de magnetische waarden van het aardmagneetveld. Bij voldoende datadichtheid is het mogelijk om de eigenschappen (bijv. diepteligging, soortelijk gewicht) van een individuele anomalie te bepalen (een anomalie is een in de ondergrond afwijkende laag of voorwerp die een lokale verstoring van het aardmagneetveld veroorzaakt). Dit kan kwantitatief aan de hand van de vorm van de anomalieën en kwalitatief door de ondergrond met een computerprogramma te modelleren. Hiervoor zijn verschillende technieken (software) beschikbaar.

Punt / lijnmeting / volumemeting

Technische specificaties

(w.o. nauwkeurigheid)

De metingen worden uitgevoerd met een nauwkeurigheid van <0,01nT. De te detecteren anomalieën dienen voldoende ijzerhoudende massa te bezitten en van voldoende omvang te zijn om invloed te hebben op maaiveldniveau.

De gevoeligheid om individuele objecten te detecteren hangt af van de ijzerhoudende massa, object oriëntatie en afstand ten opzichte van de sensor. In de regel neemt de beïnvloeding van het ijzerhoudende object tot de derde macht af in de diepte. In de regel kan tot circa 4 meter minus maaiveld een object worden opgespoord, mits de omstandigheden (geen omgevingsruis) optimaal zijn. Ondiepe verstoringen kunnen de nauwkeurigheid van diepere waarnemingen verstoren.

Typisch dieptebereik

Afhankelijk van grootte van magnetische eigenschappen van te onderzoeken object, typisch bereik in Nederland:

3 - 4 m

Tijdeigenschappen

Metingen worden uitgevoerd aan het maaiveld en kunnen herhaald worden. Bij ongewijzigde bodemsamenstellingen zijn de resultaten gelijkwaardig.

Meetsnelheid

De meetsnelheid is afhankelijk van de specifieke doelstelling (m.b.t. datadichtheid). In de regel kunnen kilometers meetprofiel per dag opgenomen worden.

Presentatie resultaten

Het resultaat van deze metingen is een contourkaart van de magnetische waarden van een gebied. Op de kaarten kunnen interpretaties worden aangeven, bijvoorbeeld de vermoedelijke ligging van een slootdemping of object. Ook kan een ondergrondmodel worden opgesteld.

Kosten

Metingen aangeboden als dienst.

€ 2.000 a € 5.000 / meetdag, inclusief interpretatie en rapportage (exclusief modelleren ondergrond).

Trends en ontwikkelingen

Verbeterde signaal/ruis verhoudingen door verbeterde elektrische componenten.

Meting via een sensor die in een drone wordt gemonteerd.

Illustratie

Gebruikersinformatie (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Beschikbaarheid

Wordt techniek vaak toegepast?

Onderzoeksfase waarin techniek toepasbaar is

Verificatiemetingen / ijkmetingen

Veel gebruikte toepassing in praktijk

De magnetometer wordt in Nederland het meest ingezet voor de kartering van bijvoorbeeld puinophogingen, slootdempingen of objecten als ondergrondse tanks.

Offshore verkenningen van waterbodem.

Geschiktheid

Vooral als een gebied vlakdekkend moeten worden onderzocht als een verkenningstechniek komt deze techniek snel in beeld.

Praktijkervaringen in Nederland

De techniek is zeer effectief gebleken bij onderzoek naar de ligging van puinophogingen of slootdempingen.

“Do's“

Verifieer plaatsen die duiden op afwijkingen met gericht aanvullend onderzoek met een andere methode. Verifieer ook enkele plaatsen die niet afwijkend lijken te zijn.

“Don'ts“

Niet in te zetten op locaties waar kabels, leidingen, gewapende funderingen, hekwerken etc. aanwezig zijn.

Ook geschikt voor

Archeologisch onderzoek, onderzoek naar niet gesprongen explosieven (blindgangers) en andere bodemvreemde objecten, opsporen oude funderingen.

Achtergrondinformatie / Links

Bodemstandaard

Literatuur

Telford, W.M., Geldart, L.P, and Sheriff R.E. Applied Geophysics, Second Edition. Cambridge University Press, 1990.

Geofysische technieken voor grondonderzoek, CUR-publicatie 182, Gouda

Hyperlinks (internet)

Deltares: Geofysische methoden

Clu-in(2)

Clu-in(3)

Wikipedia (Magnetometer)

Scintrex