Magnetometry - typy a aplikace, jako jsou detektory kovů a geografické průzkumy

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Co jsou magnetometry?

Magnetometry jsou široce používány v různých aplikacích, jako jsou geografické průzkumy, archeologické průzkumy, detektory kovů, průzkumy vesmíru atd., K detekci mineralizace a geologických struktur. V ropném a plynárenském průmyslu hrají tyto měřiče důležitou roli pro proces směrového vrtání. Tyto měřiče jsou k dispozici na základě typu aplikací, jako jsou pozemní, vzdušné, námořní a mikroskopické atomové magnetometry.

Magnetometry se používají k měření síly magnetického pole a v některých případech i směru pole. Ty spadají pod vědecké nástroje. Senzor připojený k tomuto zařízení měří hustotu toku obklopeného magnetického pole kolem něj. Protože hustota magnetického toku je úměrná intenzitě magnetického pole, výstup přímo udává intenzitu nebo sílu magnetických čar. Země je obklopena liniemi toku, které vibrují na různých frekvencích v závislosti na umístění. Jakýkoli předmět nebo anomálie, která narušuje toto magnetické pole, je detekována magnetometrem.




Tato zařízení mohou detekovat dva typy magnetismu, permanentní a dočasný magnetismus. V dočasném magnetismu získává magneticky citlivý materiál magnetické pole z vnějšího pole, takže čím vyšší je magnetická susceptibilita materiálu, tím silnější je indukované magnetické pole. Tento typ měření se používá v archeologických procesech. Některé zdroje permanentního magnetismu jsou (jako železo, jiné kovy) užitečné při měření síly magnetického pole. Tato zařízení však také využívají magnetické vlastnosti jader atomů.

2 typy magnetometrů:

Magnetometry se dělí na dva základní typy: skalární a vektorové manometry. Skalární manometr měří skalární hodnotu intenzity magnetického toku s velmi vysokou přesností. Ty se opět rozlišují jako precese protonů, přepracovaný efekt a magnetometry ionizovaného plynu. Vektorový manometr měří velikost a směr magnetického pole. Ty jsou rozděleny do různých typů jako rotující cívka, Hallův efekt, magnetorezistivní, fluxgate, vyhledávací cívka, SQUID a SERF magnetometry. Všechny tyto typy manometrů jsou stručně popsány níže.



1. Skalární magnetometr

  • Protonový precesní magnetometr

Využívá nukleární magnetickou rezonanci (NMR) k měření rezonanční frekvence protonů v magnetickém poli. Polarizační stejnosměrný proud prochází solenoidem, který vytváří vysoký magnetický tok kolem paliva bohatého na vodík, jako je petrolej. Některé z těchto protonů jsou srovnány s tímto tokem. Když se uvolní polarizační tok, lze k měření magnetického pole použít frekvenci precese protonů k normálnímu uspořádání.

Přesný magnetometr Proton

Přesný magnetometr Proton od firmy inženýrská garáž

  • Magnetometr s efektem Overhauser
Generální oprava magnetometru

Generální oprava magnetometru od kdo ja

To také funguje na stejném principu typu protonové precese, ale místo solenoidu je nízké výkonový vysokofrekvenční signál se používá k vyrovnání protonů. Když se kapalina bohatá na elektrony spojí s vodíkem, je vystavena vysokofrekvenčnímu (RF) signálu. Generálním opraveným účinkem jsou protony spojeny s jádry kapaliny. Precesní frekvence je lineární s hustotou magnetického toku a lze ji tedy použít k měření intenzity pole. Vyžaduje menší spotřebu energie a má rychlejší vzorkovací frekvence.


  • Ionizované plynové magnetometry

Je přesnější než magnetometr s precesí protonů. Skládá se ze světelné a parní komory fotonového zářiče naplněné parami jako cesium, helium a rubidium. Když atom cesia narazí na foton lampy, energetické úrovně elektronů se mění na frekvenci odpovídající vnějšímu magnetickému poli. Tato změna frekvence měří intenzitu magnetického pole.

dva . Vektorové magnetometry

  • Magnetometr Fluxgate
Magnetometr Fluxgate

Fluxgate magnetometr od wikimedia

Používají se pro aplikace s vysokou citlivostí. Pohon snímače fluxgate má střídavý proud pohonu, který vede k propustnému materiálu jádra. Skládá se z magneticky citlivého jádra navinutého dvě cívky drátu . Jedna cívka je buzena zdrojem střídavého proudu a neustále se měnící pole indukuje elektrický proud ve druhé cívce. Tato aktuální změna je založena na poli pozadí. Proto bude střídavé magnetické pole a indukovaný výstupní proud mimo vstupní proud. Rozsah, v jakém to bude, bude záviset na síle magnetického pole pozadí.

  • SQUID magnetometry

Skládá se ze dvou supravodičů oddělených tenkými izolačními vrstvami, které tvoří dva paralelní spoje. Ty jsou velmi citlivé na pole s nízkou intenzitou a nejčastěji se používají k měření magnetických polí produkovaných mozkem nebo srdcem v lékařských aplikacích.

  • Magnetometr s vyhledávací cívkou
Hledejte magnetometr cívky

Hledejte cívkový magnetometr podle nasa

Ty jsou založeny na principu současných indukčních zákonů. Skládá se z měděných cívek, které jsou obaleny kolem magnetického jádra. Jádro je magnetizováno čarami magnetického pole vytvářenými uvnitř cívek. Kolísání magnetického pole vede k toku elektrických proudů a změny napětí v důsledku tohoto proudu jsou měřeny a zaznamenávány magnetometrem.

  • Magnetometr s rotující cívkou

Zatímco se cívka otáčí, magnetické pole indukuje sinusový signál v cívce. Tato amplituda signálu je úměrná síle magnetického pole. Ale tento typ metody je zastaralý.

  • Magneto odporový magnetometr

Jedná se o polovodičová zařízení, u nichž se elektrický odpor mění s aplikovaným nebo okolním magnetickým polem.

Aplikace magnetometru:

  • Archeologie

K detekci archeologických nalezišť, pohřbených a ponořených předmětů

  • Průzkum uhlí

Používá se k vyhledání parapetů a jiných překážek, které vedou k výbuchu

  • Vojenské aplikace

Používá se v obraně a námořnictvu k provádění ponorek.

  • Obrana a letectví

Používá se na souši, ve vzduchu, na i v podmořském prostředí a ve vesmírných aplikacích

  • Průzkum ropy a zemního plynu

Používá se při vrtání objevených studní

  • Vrtné senzory

Slouží k detekci směru nebo cesty pro vrtání

  • Plazmové toky

Používá se při studiu slunečního větru a planetárního tělesa

  • Monitorování zdravotní péče

Používá se k provádění srdečních aplikací, jako je diagnostický systém schopný neinvazivně měřit srdeční funkce

  • Monitorování potrubí

Používají se ke kontrole koroze potrubí v podzemních systémech a také pro účely monitorování

  • Zeměměřiči

Používá se v geofyzikálních aplikacích

  • Kružítko
  • Vesmírné aplikace
  • Zpracování obrazu magnetických dat

Doufám, že vám můj článek poskytne základní znalosti o magnetometrech. Nyní, když víte o magnetometrech, nechávám pro vás otázku - Jak můžete rozlišit magnetometry na základě jejich citlivosti. Kromě toho jakékoli dotazy týkající se tohoto konceptu nebo elektrických a elektronické projekty Svou otázku a odpověď prosím laskavě zanechejte v sekci komentářů níže.