Magnetometrit - tyypit ja sovellukset, kuten metallinilmaisimet ja maantieteelliset tutkimukset

Magnetometrit - tyypit ja sovellukset, kuten metallinilmaisimet ja maantieteelliset tutkimukset

Mitä ovat magnetometrit?

Magnetometrejä käytetään laajasti erilaisissa sovelluksissa, kuten maantieteellisissä tutkimuksissa, arkeologisissa tutkimuksissa, metallinilmaisimissa, avaruustutkimuksissa jne. Mineralisaation ja geologisten rakenteiden havaitsemiseksi. Öljy- ja kaasuteollisuudessa näillä mittareilla on tärkeä rooli suuntautuneessa porausprosessissa. Nämä mittarit ovat saatavana sovellustyyppien perusteella, kuten maa-, ilma-, meri- ja mikrotuotetut atomimagnetometrit.



Magnetometrejä käytetään magneettikentän voimakkuuden ja joissakin tapauksissa kentän suunnan mittaamiseen. Nämä kuuluvat tieteellisten välineiden alle. Tähän laitteeseen kiinnitetty anturi mittaa ympäröivän magneettikentän vuon tiheyttä sen ympärillä. Koska magneettivuon tiheys on verrannollinen magneettikentän voimakkuuteen, niin lähtö antaa suoraan magneettilinjojen voimakkuuden tai voimakkuuden. Maata ympäröivät virtausviivat, jotka värisevät eri taajuuksilla sijaintien mukaan. Mikä tahansa esine tai poikkeama, joka vääristää tätä magneettikenttää, havaitaan magnetometrillä.


Nämä laitteet voivat tunnistaa kahden tyyppisen magneettisuuden, pysyvän ja väliaikaisen. Väliaikaisessa magneettisuudessa magneettisesti herkkä materiaali hankkii magneettikentän ulkoisesta kentästä, joten mitä suurempi on materiaalin magneettinen herkkyys, sitä indusoitunut magneettikenttä on suurempi. Tämän tyyppistä mittausta käytetään arkeologisissa prosesseissa. Jotkut kestomagneetin lähteistä ovat (kuten rauta, muut metallit) hyödyllisiä mittaettaessa magneettikentän voimakkuutta. Nämä laitteet käyttävät kuitenkin myös atomien ytimien magneettisia ominaisuuksia.



2 tyyppisiä magnetometrejä:

Magnetometrit on jaettu kahteen perustyyppiin: skalaari- ja vektorimanometrit. Skalaarinen manometri mittaa magneettivuon voimakkuuden skalaariarvon erittäin suurella tarkkuudella. Nämä erotetaan jälleen protonien prekessioista, uudistetuista vaikutuksista ja ionisoiduista kaasumagnetometreistä. Vektorimanometri mittaa magneettikentän suuruuden ja suunnan. Ne on jaettu erityyppisiin pyöriviin keloihin, Hall-efekteihin, magnetoresistiivisiin, fluxgate-, hakukäämi-, SQUID- ja SERF-magnetometreihin. Kaikkia tämän tyyppisiä painemittareita käsitellään lyhyesti alla.

1. Skalaarimagnetometri

  • Proton Precession -magnetometri

Se käyttää ydinmagneettista resonanssia (NMR) magneettikentän protonien resonanssitaajuuden mittaamiseen. Polarisoiva tasavirta johdetaan solenoidin läpi, joka luo suuren magneettivuon runsaasti vetyä sisältävän polttoaineen, kuten kerosiinin, ympärille. Jotkut näistä protoneista ovat linjassa tämän vuon kanssa. Kun polarisaatiovuo vapautuu, protonien esijaksotaajuutta normaaliin suuntaukseen voidaan käyttää magneettikentän mittaamiseen.



Proton-tarkkuusmagnetometri

Proton Precision -magnetometri insinööritoimisto

  • Overhauserin vaikutusmagnetometri
Ylikuormittaa magnetometriä

Ylitä magneettimittari kuka minä

Tämä toimii myös samalla protonipresession tyypin periaatteella, mutta matalan solenoidin sijasta tehoradiotaajuussignaali käytetään protonien kohdentamiseen. Kun elektronirikas neste yhdistyy vedyn kanssa, siihen kohdistuu radiotaajuinen (RF) signaali. Uudistetulla vaikutuksella protonit kytketään nesteen ytimiin. Precession taajuus on lineaarinen magneettivuon tiheyden kanssa, joten sitä voidaan käyttää kenttävoimakkuuden mittaamiseen. Se vaatii vähemmän virrankulutusta ja sillä on nopeampi näytteenottotaajuus.


  • Ionisoidut kaasumagnetometrit

Se on tarkempi kuin protonien precession magnetometri. Tämä koostuu fotoniemitterivalosta ja höyrykammiosta, joka on täynnä höyryjä, kuten cesium, helium ja rubidium. Kun cesiumiatomi kohtaa lampun fotonin, elektronien energiatasot vaihtelevat taajuudella, joka vastaa ulkoista magneettikenttää. Tämä taajuuden vaihtelu mittaa magneettikentän voimakkuutta.

kaksi . Vektori magnetometrit

  • Fluxgate-magneettimittari
Fluxgate-magneettimittari

Fluxgate-magneettimittari wikimedia

Näitä käytetään erittäin herkkiin sovelluksiin. Flxgate-anturikäytössä on vaihtuva käyttövirta, joka käyttää läpäisevää ydinmateriaalia. Se koostuu magneettisesti herkästä ytimestä, jonka on käämittänyt kaksi lankakelaa . Yksi käämi viritetään vaihtovirtalähteestä ja jatkuvasti muuttava kenttä indusoi sähkövirran toisessa kelassa. Tämä nykyinen muutos perustuu taustakenttään. Siksi vuorotteleva magneettikenttä ja indusoitu lähtövirta ovat poissa tulovirran kanssa. Se, missä määrin näin on, riippuu taustamagneettikentän voimakkuudesta.

  • SQUID-magnetometrit

Se koostuu kahdesta suprajohteesta, jotka on erotettu ohuilla eristekerroksilla kahden rinnakkaisen liitoksen muodostamiseksi. Nämä ovat erittäin herkkiä matalan alueen voimakkuuskentille ja niitä käytetään yleisimmin aivojen tai sydämen tuottamien magneettikenttien mittaamiseen lääketieteellisissä sovelluksissa.

  • Hakukäämi-magnetometri
Hae kelan magnetometri

Hae kelan magnetometri nasa

Ne perustuvat nykypäivän induktiolakien periaatteeseen. Se koostuu kuparikäämeistä, jotka on kääritty magneettisen ytimen ympärille. Kelan sisällä syntyvät magneettikentän viivat magnetisoituvat. Magneettikentän vaihtelut johtavat sähkövirtojen virtaukseen ja tämän virran aiheuttamat jännitteen muutokset mitataan ja tallennetaan magnetometrillä.

  • Pyörivä kelamagnetometri

Kun kela pyörii, magneettikenttä indusoi kelassa olevan siniaaltosignaalin. Tämä signaalin amplitudi on verrannollinen magneettikentän voimakkuuteen. Mutta tämän tyyppinen menetelmä on vanhentunut.

  • Magneto-resistiivinen magnetometri

Nämä ovat puolijohdelaitteita, joissa sähköinen vastus vaihtelee käytetyn tai ympäröivän magneettikentän mukaan.

Magnetometrin sovellukset:

  • Arkeologia

Arkeologisten kohteiden, haudattujen ja vedenalaisten esineiden havaitsemiseksi

  • Kivihiilen etsintä

Käytetään kynnysten ja muiden räjähdyksen aiheuttavien esteiden paikantamiseen

  • Sotilaalliset sovellukset

Käytetään puolustuksessa ja laivastossa sukellusveneen toiminnan suorittamiseen.

  • Puolustus ja ilmailu

Käytetään maalla, ilmassa, merellä ja veden alla sekä avaruussovelluksissa

  • Öljyn ja kaasun etsintä

Käytetään löydettyjen kaivojen porauksessa

  • Porausanturit

Käytetään porausprosessin suunnan tai reitin havaitsemiseen

  • Plasma virtaa

Käytetään tutkittaessa aurinkotuulet ja planeettakeho

  • Terveydenhuollon seuranta

Käytetään sydänsovellusten, kuten diagnostisen järjestelmän, suorittamiseen, joka pystyy mittaamaan sydämen toimintaa ei-invasiivisesti

  • Putkilinjan seuranta

Putkilinjan korroosion tarkastaminen maanalaisissa järjestelmissä ja myös seurantatarkoituksiin niitä käytetään

  • Maanmittaajat

Käytetään geofysiikan sovelluksissa

  • Kompassit
  • Avaruussovellukset
  • Magneettisen datan kuvankäsittely

Toivon, että artikkelini jättää sinulle perustiedot magnetometreistä. Nyt kun tiedät magnetometreistä, jätän kysymyksen sinulle - Kuinka voit erottaa magnetometrit niiden herkkyyden perusteella. Lisäksi kaikki tämän konseptin tai sähkö- ja elektroniikkakysymykset sähköiset projektit Jätä kysymyksesi ja vastauksesi alla olevaan kommenttiosioon.