Geomagnetische und elektromagnetische Verfahren in der

Geomagnetische und
elektromagnetische Verfahren
in der Altlastenerkundung
Staatliches Gewerbeaufsichtsamt Hildesheim
28.04.2016
Jonas Lohmann
Schlagworte
Geomagnetik
• detektiert eisenmetallhaltige Materialien
• passives Verfahren: es werden permanente magnetische Felder erfasst
• tendenziell höhere Detektionsreichweite
Elektromagnetik
• detektiert metallhaltige Materialien
• aktives Verfahren: es werden elektromagnetische Felder induziert und
anschließend erfasst
• breiteres Detektionsspektrum
28.04.2016
Erfahrungsaustausch Förderrichtlinie Altlasten Gewässerschutz
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Anwendungen
• Kampfmittelsuche
• Leitungs- und Kanaldetektion
• archäologische Prospektion
• Altlasten mit nutzbaren magnetischen bzw. elektromagnetischen
Eigenschaften (Fundamente, Schlacken, Schotter, Mauerreste usw.)
A) Flächensondierung (zerstörungsfrei aber Reichweite begrenzt)
B) Bohrlochsondierung (sehr viel aufwendiger)
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Prinzip Flächensondierung
wichtige Sondierparameter: Messpunkt- und Spurabstand  Datendichte
abhängig vom Suchziel (z.B. Objektgröße)
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Prinzip Geomagnetik
Eisenmetalle erzeugen ein lokales magnetisches Feld durch den
• induzierten Erdmagnetismus plus den
• inhärenten (objekteigenen) Magnetismus
Z
TF
Der Sensor durchquert das Magnetfeld und misst
• das Totalfeld (Betrag) und/oder
einzelne Komponenten (Beträge in X/Y/Z-Richtung)
• einen Gradienten (meist Totalfeld oder Z-Komponente)
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Y
X
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Messprinzip Magnetfeldgradient
Sensor 2
Sondeneichung!
Sensor 1
magn. aktiver Untergrund
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Messgröße Magnetfeldgradient
S1-S2
S2
Der magnetische Gradient ist eine effektive
Methode für Oberflächensondierungen, um
Hintergrundfelder und zeitliche
Hintergrundfeldschwankungen
auszublenden.
S1
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GPS-gestützte Flächenaufzeichnung
DGPS
GPS
erzielbare Genauigkeiten:
GPS – 3..5 m
DGPS fix – 0,5..1m
DGPS RTK – 0,03..0,05 m
Hohe Vegetation und
Gebäude u.ä. schränken die
Genauigkeit i.d.R. stark ein.
bekannter Referenzpunkt
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Geomagnetische Farbkarte
Prozessierte Daten
Rohdaten
Auswertung
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Flächensondierung für
Solarpark
Oberflächenablagerung
(nur teilweise sichtbar)
vergrabene Deponie (nicht sichtbar)
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Geomagnetische
Oberflächenmesssysteme
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Binnensondierung
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Prinzip Elektromagnetik
Erreger (el. Spule)
erzeugt
Bei Abschalten des Erregers bricht das
Wirbelfeld im Objekt zusammen und
erzeugt das Detektionssignal (wird
ebenfalls über [kleinere] Spulen
aufgenommen)
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Wirbelstrom
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MetalMapper
• Neues Verfahren mit
erweiterten Möglichkeiten:
schärfere Trennung zwischen
Schrott und gesuchten
Objekten (i.d.R. Kampfmittel)
• wird in Kürze am Markt
erscheinen
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Bohrlochsondierung
Vertikal-Gradiometer
3-Achs-Gradiometer, Vorteile:
Z
Y
X
• Objekte vor Spundwänden/Stahlträgern
• Nahfelduntersuchung
Totalfeldgradient/
Vertikalgradient
Winkeldifferenz
Z
Y
X
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Praktische Hinweise in der
Kampfmittelsuche
• Detektionsreichweiten abhängig von Objektgröße und –magnetisierung
(Masse spielt kaum eine Rolle)
• Geomagnetik:
Blindgänger 500 lbs bis zu 5 m
20 mm Granate ca. 0,5 – 1 m
• EM:
Blindgänger 500 lbs bis zu 3 m
20 mm Granate bis ca. 0,5 m
• Bohrlochsondierung:
nur Aburfmunition sicher detektierbar,
BL-Abstände 1,5 bis 2 m
• Störquellen (Eisen, Elektrik) können die Reichweiten deutlich reduzieren oder
eine Detektion u.U. unmöglich machen
 alternative Sondiertechnik anwendbar? (z.B. Georadar)
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Zusammenfassung
• Oberflächensondierung (zerstörungsfrei)
• Totalfeld, Vertikalgradient geeignet
• 3-Achs-Systeme noch nicht Stand der Technik
• Bohrlochverfahren
• Vertikalgradientenverfahren bedingt geeignet, veraltet
• 3-Achs-Gradienten bei Detailuntersuchungen/schwierigen Umgebungen
Stand der Technik (zumindest in der Kampfmittelsuche)
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