http://www.tu-ilmenau.de

Logo TU Ilmenau


Ansprechpartner

Prof. Dr. Jens Haueisen

Institutsleiter

Telefon +49 3677 69-2860

E-Mail senden

INHALTE

Geomagnetisches Prospektionssystem für Bodenuntersuchungen

Projektbeschreibung

Im vorliegenden Projekt soll eine neue Methode zur Untersuchung des Baugrundes entwickelt werden. Sie basiert auf der geomagnetischen Prospektion. Der Gradient des Erdmagnetfeldes wird über dem interessierenden Gebiet kartiert. Das zu entwickelnde Sensorsystem verwendet dafür die empfindlichsten derzeit verfügbaren Gradiometer: Supraleitende Quanten-Interferenz-Detektoren (SQUIDs). Durch die extrem hohe Magnetfeldempfindlichkeit dieser Sensoren, verglichen mit konventionell erhältlichen, kann man lokale Änderungen des Erdmagnetfeldes, die durch unterschiedliche Suszeptibilität des Materials im Untergrund hervorgerufen werden, sehr fein auflösen. Ursachen für derartige Unterschiede sind die geologische Situation des Untergrundes, aber auch Hohlräume oder vergrabene Objekte. Durch die Verwendung zweier vertikal übereinander angeordneter Gradiometer soll es möglich werden, auch eine Angabe über die Tiefe der verschiedenen Materialien, die für die Entstehung des Magnetfeldgradienten verantwortlich sind, zu machen. Das Meßsystem wird am IPHT Jena in Zusammenarbeit mit der Supracon AG Jena entwickelt.
Das Ergebnis der Magnetfeldkartierung (zentimetergenaue Zuordnung von Magnetfeldgradienten über dem potentiellen Baugrund) muss zur Extraktion der einsatzrelevanten Daten bearbeitet werden. Die dafür notwendige Software wird von den Projektpartnern der Universitäten Jena und Ilmenau entwickelt. Ausgangpunkt sind dabei zwei verschiedene  Konzepte – die Mustererkennung über neuronale Netze sowie die Lokalisierung von Quellen für magnetische Signale. Die Firma JenControl schließlich setzt die Software in leistungsfähige schnelle Programme für die Bearbeitung großer Datenmengen um

Abbildung 1: Darstellung des gemessenen Magnetfelds des Testgebietes in Münchenroda
bei Jena

Abbildung 2: Ergebnisse der Quellenrekonstruktion in einer Tiefe von Z=-1m für die Messdaten aus Abb. 1. Es wurde ein Minimum-Norm-Verfahren eingesetzt.
Die Ergebnisse zeigen 5 Abschnitte mit im Untergrund liegenden ferromagnetischen Objekten.

Projektpartner

  • Supracon AG, Jena
  • JenControl GmbH, Jena
  • Institute of Photonic Technology (IPHT), Jena
  • Friedrich-Schiller-University Jena, Institute of Materials Science and Technology

Publikationen & Patente

  • R. Eichardt and J. Haueisen. Influence of sensor variations on the condition of the magnetostatic linear inverse problem. IEEE Transactions on Magnetics, 46(8): 3449–3453, 2010. doi:10.1109/TMAG.2010.2046149.
  • R. Eichardt, D. Baumgarten, L. Di Rienzo, S. Linzen, V. Schultze, and J. Haueisen. Localisation of buried ferromagnetic objects based on minimum-norm-estimations – a simulation study. COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 28(5):1327–1337, 2009. doi:10.1108/03321640910969566.
  • R. Eichardt, C. H. Igney, J. Kahlert, M. Hamsch, M. Vauhkonen, and J. Haueisen. Sensitivity comparisons of cylindrical and hemi-spherical coil setups for magnetic induction tomography. In O. Dössel and W. C. Schlegel, editors, Proceedings of the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, 7 – 12 September 2009, Munich, Germany, volume 25/IV of IFMBE Proceedings, pages 269–272, 2009. doi:10.1007/978-3-642-03882-2_71.
  • R. Eichardt, J. Haueisen, T. R. Knoesche, and E. G. Schukat-Talamazzini. Reconstruction of multiple neuromagnetic sources using augmented evolution strategies – a comparative study. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 55(2, Part 1):703–712, 2008. doi:10.1109/TBME.2007.912656.
  • S. Lau, R. Eichardt, L. Di Rienzo, and J. Haueisen. Tabu search optimization of magnetic sensor systems for magnetocardiography. IEEE Transactions on Magnetics, 44(6): 1442–1445, 2008. doi:10.1109/TMAG.2007.915911.

Nach oben