Co to są magnetometry?
Magnetometry są szeroko stosowane w różnych zastosowaniach, takich jak badania geograficzne, badania archeologiczne, wykrywacze metali, badania kosmiczne itp. Do wykrywania mineralizacji i struktur geologicznych. W przemyśle naftowym i gazowym liczniki te odgrywają ważną rolę w procesie wiercenia kierunkowego. Mierniki te są dostępne w zależności od rodzaju zastosowań, takich jak magnetometry lądowe, powietrzne, morskie i mikro-wytwarzane atomowe magnetometry.
Magnetometry służą do pomiaru natężenia pola magnetycznego, aw niektórych przypadkach kierunku pola. Są one objęte instrumentami naukowymi. Czujnik podłączony do tego urządzenia mierzy gęstość strumienia otaczającego pola magnetycznego wokół niego. Ponieważ gęstość strumienia magnetycznego jest proporcjonalna do natężenia pola magnetycznego, wyjście bezpośrednio podaje intensywność lub siłę linii magnetycznych. Ziemię otaczają linie strumienia, które wibrują z różnymi częstotliwościami w zależności od lokalizacji. Każdy obiekt lub anomalia, która zniekształca to pole magnetyczne, jest wykrywana przez magnetometr.
Urządzenia te mogą wykrywać dwa rodzaje magnetyzmu, magnetyzm stały i tymczasowy. W magnetyzmie chwilowym materiał podatny magnetycznie pozyskuje pole magnetyczne z pola zewnętrznego, więc im wyższa podatność magnetyczna materiału, tym silniejsze jest indukowane pole magnetyczne. Ten rodzaj pomiaru jest stosowany w procesach archeologicznych. Niektóre źródła trwałego magnetyzmu są (jak żelazo, inne metale) przydatne podczas pomiaru natężenia pola magnetycznego. Jednak te urządzenia wykorzystują również właściwości magnetyczne jąder atomów.
2 rodzaje magnetometrów:
Magnetometry dzielą się na dwa podstawowe typy: manometry skalarne i wektorowe. Manometr skalarny mierzy wartość skalarną natężenia strumienia magnetycznego z bardzo dużą dokładnością. Są one ponownie rozróżniane jako precesja protonów, efekt remontowy i magnetometry z jonizowanym gazem. Manometr wektorowy mierzy wielkość i kierunek pola magnetycznego. Są one podzielone na różne typy, takie jak cewka obrotowa, efekt Halla, magnetorezystancja, fluxgate, cewka wyszukiwania, magnetometry SQUID i SERF. Wszystkie te typy manometrów omówiono pokrótce poniżej.
1. Magnetometr skalarny
- Magnetometr precesji protonowej
Wykorzystuje magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) do pomiaru częstotliwości rezonansowej protonów w polu magnetycznym. Polaryzujący prąd stały przepływa przez solenoid, który wytwarza duży strumień magnetyczny wokół paliwa bogatego w wodór, takiego jak nafta. Niektóre z tych protonów są zestrojone z tym strumieniem. Kiedy wyzwalany jest strumień polaryzujący, do pomiaru pola magnetycznego można wykorzystać częstotliwość precesji protonów do normalnego wyrównania.
Precyzyjny magnetometr protonowy wg garaż inżynieryjny
- Magnetometr z efektem Overhausera
Overhause Magnetometer o kto ja
Działa to również na tej samej zasadzie co typ precesji protonów, ale zamiast solenoidu ma niski poziom moc sygnału o częstotliwości radiowej służy do wyrównania protonów. Kiedy ciecz bogata w elektrony łączy się z wodorem, jest poddawana działaniu sygnału o częstotliwości radiowej (RF). Dzięki ulepszonemu efektowi protony są sprzęgane z jądrami cieczy. Częstotliwość precesji jest liniowa wraz z gęstością strumienia magnetycznego, dzięki czemu można ją wykorzystać do pomiaru natężenia pola. Wymaga mniejszego zużycia energii i ma szybsze częstotliwości próbkowania.
- Zjonizowane magnetometry gazowe
Jest dokładniejszy niż magnetometr z precesją protonów. Składa się z emitera fotonów i komory parowej wypełnionej oparami, takimi jak cez, hel i rubid. Kiedy atom cezu napotyka foton lampy, poziomy energii elektronów zmieniają się z częstotliwością odpowiadającą zewnętrznemu polu magnetycznemu. Ta zmiana częstotliwości mierzy intensywność pola magnetycznego.
dwa . Magnetometry wektorowe
- Magnetometr Fluxgate
Magnetometr Fluxgate wg wikimedia
Są one używane w aplikacjach o wysokiej czułości. Napęd czujnika fluxgate ma przemienny prąd napędowy, który przepuszcza materiał rdzenia. Składa się z magnetycznie podatnego rdzenia nawiniętego przez dwie cewki drutu . Jedna cewka jest wzbudzana przez zasilanie AC, a stale zmieniające się pole indukuje prąd elektryczny w drugiej cewce. Ta bieżąca zmiana jest oparta na polu tła. W związku z tym przemienne pole magnetyczne i indukowany prąd wyjściowy nie będą zgodne z prądem wejściowym. Zakres, w jakim tak się stanie, będzie zależał od siły tła pola magnetycznego.
- Magnetometry SQUID
Składa się z dwóch nadprzewodników oddzielonych cienkimi warstwami izolacyjnymi, tworząc dwa równoległe złącza. Są one bardzo czułe na pola o niskim natężeniu i najczęściej używane do pomiaru pól magnetycznych wytwarzanych przez mózg lub serce w zastosowaniach medycznych.
- Magnetometr z cewką wyszukiwania
Wyszukaj magnetometr cewki według nasa
Opierają się one na zasadzie dalekowzrocznych praw indukcji. Składa się z miedzianych cewek owiniętych wokół rdzenia magnetycznego. Rdzeń zostaje namagnesowany przez linie pola magnetycznego wytwarzane wewnątrz cewek. Wahania pola magnetycznego powodują przepływ prądów elektrycznych, a zmiany napięcia wywołane tym prądem są mierzone i rejestrowane przez magnetometr.
- Magnetometr z obrotową cewką
Podczas obracania się cewki pole magnetyczne indukuje w cewce sygnał sinusoidalny. Ta amplituda sygnału jest proporcjonalna do natężenia pola magnetycznego. Ale ten rodzaj metody jest przestarzały.
- Magnetometr rezystancyjny
Są to urządzenia półprzewodnikowe, w których rezystancja elektryczna zmienia się wraz z przyłożonym lub otaczającym polem magnetycznym.
Zastosowania magnetometru:
- Archeologia
Aby wykryć stanowiska archeologiczne, zakopane i zatopione obiekty
- Poszukiwanie węgla
Służy do lokalizowania progów i innych przeszkód, które powodują eksplozję
- Zastosowania wojskowe
Używany w obronie i marynarce wojennej do wykonywania działań podwodnych.
- Obrona i lotnictwo
Używany na lądzie, w powietrzu, na morzu i pod wodą oraz w zastosowaniach kosmicznych
- Poszukiwanie ropy i gazu
Używany podczas wiercenia odkrytych studni
- Czujniki wiercenia
Służy do wykrywania kierunku lub ścieżki procesów wiercenia
- Przepływy plazmy
Używane podczas nauki o wietrze słonecznym i ciele planetarnym
- Monitorowanie opieki zdrowotnej
Służy do wykonywania aplikacji kardiologicznych, takich jak system diagnostyczny zdolny do nieinwazyjnego pomiaru czynności serca
- Monitorowanie rurociągów
Służą do kontroli korozji rurociągu w systemach podziemnych, a także do celów kontrolnych
- Geodeci
Używany w zastosowaniach geofizycznych
- Kompasy
- Zastosowania kosmiczne
- Przetwarzanie obrazu danych magnetycznych
Mam nadzieję, że mój artykuł pozostawi podstawową wiedzę na temat magnetometrów. Teraz, gdy wiesz już o magnetometrach, pozostawiam ci pytanie - jak możesz rozróżnić magnetometry na podstawie ich czułości. Ponadto wszelkie pytania dotyczące tej koncepcji lub elektrycznych i projekty elektroniczne Prosimy o pozostawienie pytania i odpowiedzi w sekcji komentarzy poniżej.
