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Spulensystem nach Braunbek zur Kompensation der drei Komponenten des Erdmagnetfeldes

Infrastruktur für magnetische Feldmessungen

Die Räumlichkeiten der magnetischen Feldmesstechnik befinden sich in mehreren Gebäuden, verteilt innerhalb der PTB Braunschweig, und auf einem etwa 90000 m2 großen Waldgelände. Die folgende Abbildung zeigt das sogenannte „Südgelände“ als Ausschnitt aus dem PTB-Geländeplan mit Größenmaßstab und Angabe der Nordrichtung. Dieses Gelände wurde im Jahr 1978 speziell für magnetische Messungen ausgesucht. Zu der damaligen Zeit, noch ohne Baumbewuchs, wurden Untersuchungen auf diesem Gelände durchgeführt, bei denen das Profil der Vertikalkomponente des erdmagnetischen Feldes auf dem mittleren inneren Bereich dokumentiert wurde. Die Daten aus diesen Untersuchungen bildeten die Grundlage für die Baupositionen der zu dieser Zeit noch geplanten Gebäude für magnetische Feldmessungen. Im Bereich des Gradientenminimums der Vertikalkomponente befinden sich heute die beiden unmagnetisch aufgebauten Messhäuser Außenversuchsstand (AVS) und nichtmagnetisches Messhaus (Nmg). Etwa 35 m nördlich davon ist der Standort des Sondenhauses, in dem sich die Magnetometer zur Messung des Erdmagnetfeldes befinden. Von dort zum Nmg gibt es ein unmagnetisches unterirdisches Verbindungsrohr für die Messleitungen.

 

Positionsanzeige mit Openstreetmap oder mit Google Maps

 

In folgendem Luftbild sind die Linien gleicher relativer Vertikalkomponente BEZ  des Erdmagnetfeldes im Südgelände eingezeichnet. Die mit „0 nT“ definierte Linie entspricht dem Tagesmittelwert der Variationen der gemessenen Vertikalkomponente BEZ0. Im Jahr 2015 wurde dieser Wert absolut mit BEZ0 = 45330 nT gemessen.

Die Anforderungen für magnetische Messungen abseits störender Fremdfelder bedingen teilweise größere räumliche Entfernungen und unassistierte Messungen. Daher wurde die Messdatenübertragung für sensible Bereiche optimiert auf automatischen Messbetrieb sowie Fernüberwachung und -steuerung. Von 2010 bis 2018 wurde diese Infrastruktur Schritt für Schritt erneuert. Die Erdmagnetfeld-Messung im Sondenhaus wurde dreiachsig neu aufgebaut und damit die dynamische Erdmagnetfeld-Kompensationsanlage über das Braunbek-Spulensystem realisiert:


Dreiachsiges Spulensystem nach Braunbek zur Kompensation der drei Raumkomponenten des erdmagnetischen Feldes