Ce sunt magnetometrele?
Magnetometrele sunt utilizate pe scară largă în diverse aplicații, cum ar fi cercetări geografice, cercetări arheologice, detectoare de metale, explorări spațiale etc. pentru a detecta mineralizarea și structurile geologice. În industria petrolului și gazului, aceste contoare joacă un rol important pentru un proces de foraj direcțional. Aceste contoare sunt disponibile pe baza tipului de aplicații precum magnetometre atomice terestre, aeriene, marine și microfabricate.
Magnetometrele sunt utilizate pentru a măsura puterea câmpului magnetic și, în unele cazuri, direcția câmpului. Acestea intră sub instrumentele științifice. Un senzor atașat la acest dispozitiv măsoară densitatea fluxului câmpului magnetic înconjurat în jurul său. Deoarece densitatea fluxului magnetic este proporțională cu intensitatea câmpului magnetic, astfel încât ieșirea dă direct intensitatea sau puterea liniilor magnetice. Pământul este înconjurat de liniile de flux care vibrează la diferite frecvențe în funcție de locații. Orice obiect sau anomalie care distorsionează acest câmp magnetic este detectat de un magnetometru.
Aceste dispozitive pot detecta două tipuri de magnetism, magnetism permanent și temporar. În magnetismul temporar, materialul susceptibil magnetic dobândește câmpul magnetic din câmpul exterior, deci cu cât sensibilitatea magnetică a materialului este mai mare, este câmpul magnetic indus. Acest tip de măsurare este utilizat în procesele arheologice. Unele dintre sursele magnetismului permanent sunt (cum ar fi fierul, alte metale) utile în măsurarea intensității câmpului magnetic. Cu toate acestea, aceste dispozitive folosesc și proprietățile magnetice ale nucleilor atomilor.
2 tipuri de magnetometre:
Magnetometrele sunt împărțite în două tipuri de bază: manometre scalare și vectoriale. Manometrul scalar măsoară valoarea scalară a intensității fluxului magnetic cu o precizie foarte mare. Acestea sunt din nou diferențiate ca precesiune de protoni, efect revizuit și magnetometre cu gaz ionizat. Un manometru vector măsoară magnitudinea și direcția câmpului magnetic. Acestea sunt împărțite în diferite tipuri: bobină rotativă, Efect Hall, magnetorezistivă, fluxgate, bobină de căutare, SQUID și magnetometre SERF. Toate aceste tipuri de manometre sunt discutate pe scurt mai jos.
1. Magnetometru scalar
- Magnetometru de precesiune de protoni
Folosește rezonanța magnetică nucleară (RMN) pentru a măsura frecvența de rezonanță a protonilor într-un câmp magnetic. Un curent continuu polarizant este trecut printr-un solenoid, care creează un flux magnetic ridicat în jurul combustibilului bogat în hidrogen, cum ar fi kerosenul. Unii dintre acești protoni sunt aliniați cu acest flux. Când fluxul polarizator este eliberat, frecvența precesiei protonilor la realinierea normală poate fi utilizată pentru a măsura câmpul magnetic.
Magnetometru de precizie Proton de ingineri garaj
- Magnetometru cu efect Overhauser
Magnetometru revizie de whoi
Acest lucru funcționează, de asemenea, pe același principiu al tipului de precesiune de protoni, dar în locul solenoidului este scăzut semnal de frecvență radio de putere este folosit pentru alinierea protonilor. Când un lichid bogat în electroni se combină cu hidrogenul, acesta este supus unui semnal de radiofrecvență (RF). Prin efect revizuit, protonii sunt cuplați la nucleele lichidului. Frecvența de precesiune este liniară cu densitatea fluxului magnetic și astfel poate fi utilizată pentru a măsura intensitatea câmpului. Necesită un consum mai mic de energie și are rate de eșantionare mai rapide.
- Magnetometre cu gaz ionizat
Este mai precis decât magnetometrul de precesiune de protoni. Aceasta cuprinde o lumină emițătoare de fotoni și o cameră de vapori umplută cu vapori precum cesiu, heliu și rubidiu. Când atomul de cesiu întâlnește fotonul lămpii, nivelurile de energie ale electronilor variază la frecvența corespunzătoare câmpului magnetic extern. Această variație de frecvență măsoară intensitatea câmpului magnetic.
Două . Magnetometre vectoriale
- Magnetometru Fluxgate
Magnetometru Fluxgate de wikimedia
Acestea sunt utilizate pentru aplicații cu sensibilitate ridicată. O unitate de senzor fluxgate are un curent alternativ de acționare care rulează un material de bază permeabil. Se compune dintr-un nucleu sensibil sensibil magnetic înfășurat de două bobine de sârmă . O bobină este excitată de sursa de curent alternativ și câmpul în continuă schimbare induce un curent electric în a doua bobină. Această modificare actuală se bazează pe câmpul de fundal. Prin urmare, câmpul magnetic alternativ și curentul de ieșire indus vor fi în afara pasului cu curentul de intrare. Măsura în care acesta este cazul va depinde de puterea câmpului magnetic de fundal.
- Magnetometre SQUID
Se compune din doi supraconductori separați de straturi izolante subțiri pentru a forma două joncțiuni paralele. Acestea sunt foarte sensibile pentru câmpurile de intensitate redusă și cel mai frecvent utilizate pentru a măsura câmpurile magnetice produse de creier sau inimă în aplicații medicale.
- Magnetometru Search-coil
Căutați magnetometru bobină după nasa
Acestea se bazează pe principiul legilor de inducție din zilele noastre. Acesta cuprinde bobine de cupru care sunt înfășurate în jurul unui miez magnetic. Miezul este magnetizat de liniile de câmp magnetic produse în interiorul bobinelor. Fluctuațiile câmpului magnetic duc la curgerea curenților electrici, iar modificările de tensiune datorate acestui curent sunt măsurate și înregistrate de magnetometru.
- Magnetometru rotativ cu bobină
În timp ce bobina se rotește, câmpul magnetic induce semnalul undei sinusoidale în bobină. Această amplitudine a semnalului este proporțională cu puterea câmpului magnetic. Dar acest tip de metodă este învechit.
- Magnetometru magnetorezistent
Acestea sunt dispozitive semiconductoare în care rezistența electrică variază în funcție de câmpul magnetic aplicat sau ambiant.
Aplicații ale magnetometrului:
- Arheologie
Pentru a detecta siturile arheologice, obiectele îngropate și scufundate
- Explorarea cărbunelui
Folosit pentru a localiza pragurile și alte obstacole care duc la o explozie
- Aplicații militare
Utilizat în apărare și în marină pentru a efectua activități submarine.
- Apărare și aerospațial
Utilizat pe uscat, în aer, pe mare și sub apă și în aplicații spațiale
- Explorarea petrolului și gazelor
Folosit la forarea sondelor descoperite
- Senzori de găurire
Folosit pentru a detecta direcția sau traseul proceselor de foraj
- Fluxurile de plasmă
Folosit în timp ce studiați despre vântul solar și corpul planetar
- Monitorizarea asistenței medicale
Folosit pentru a efectua aplicații cardiace, cum ar fi un sistem de diagnostic capabil să măsoare neinvaziv funcția inimii
- Monitorizarea conductelor
Inspectarea coroziunii conductei în sistemele subterane și, de asemenea, în scopuri de monitorizare, acestea sunt utilizate
- Topografii
Folosit în aplicațiile de geofizică
- Busole
- Aplicații spațiale
- Prelucrarea imaginilor datelor magnetice
Sper că articolul meu vă va lăsa cunoștințe de bază despre magnetometre. Acum, că știți despre magnetometre, vă las o întrebare - Cum puteți diferenția magnetometrele pe baza sensibilității lor. Mai mult, orice întrebări referitoare la acest concept sau la electricitate și proiecte electronice Vă rugăm să lăsați întrebarea și răspunsul în secțiunea de comentarii de mai jos.
