Magnetomeetrid - tüübid ja rakendused, näiteks metallidetektorid ja geograafilised uuringud

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Mis on magnetomeetrid?

Magnetomeetreid kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, näiteks geograafilistes uuringutes, arheoloogilistes uuringutes, metallidetektorites, kosmoseuuringutes jne mineraliseerumise ja geoloogiliste struktuuride tuvastamiseks. Nafta- ja gaasitööstuses mängivad need arvestid puurimise suuna suunas olulist rolli. Need arvestid on saadaval vastavalt rakenduse tüübile, näiteks maa-, õhu-, mere- ja mikrotoodetud aatommagnetomeetrid.

Magnetomeetreid kasutatakse magnetvälja tugevuse ja mõnel juhul välja suuna mõõtmiseks. Need kuuluvad teaduslike instrumentide alla. Selle seadme külge kinnitatud andur mõõdab ümbritsetud magnetvälja voo tihedust selle ümber. Kuna magnetvoo tihedus on proportsionaalne magnetvälja tugevusega, annab väljund otseselt magnetliinide intensiivsuse või tugevuse. Maad ümbritsevad voolujooned, mis vibreerivad erinevatel sagedustel sõltuvalt asukohtadest. Kõik magnetvälja moonutavad objektid või anomaaliad tuvastatakse magnetomeetriga.




Need seadmed suudavad tuvastada kahte tüüpi magnetismi, püsivat ja ajutist magnetismi. Ajutise magnetismi korral omandab magnetiliselt vastuvõtlik materjal magnetvälja väliväljast, seega mida suurem on materjali magnetiline vastuvõtlikkus, seda suurem on indutseeritud magnetväli. Seda tüüpi mõõtmisi kasutatakse arheoloogilistes protsessides. Mõned püsimagnetismi allikad (nt raud, muud metallid) on kasulikud magnetvälja tugevuse mõõtmisel. Kuid need seadmed kasutavad ka aatomite tuumade magnetilisi omadusi.

2 tüüpi magnetomeetreid:

Magnetomeetrid jagunevad kaheks põhitüübiks: skalaar- ja vektormanomeetrid. Skalaarmanomeeter mõõdab magnetvoo intensiivsuse skalaarväärtust väga suure täpsusega. Neid eristatakse jällegi prootonpretsessioonina, kapitaalremonditud efektina ja ioniseeritud gaasi magnetomeetritena. Vektormanomeeter mõõdab magnetvälja suurust ja suunda. Need on jagatud erinevateks liikideks: pöörlev mähis, Halli efekt, magnetresistentsus, voogvärav, otsimismähis, SQUID ja SERF magnetomeetrid. Kõiki seda tüüpi manomeetreid käsitletakse lühidalt allpool.



1. Skalaarmagnetomeeter

  • Prootoni pretsessiooni magnetomeeter

Ta kasutab tuumamagnetresonantsi (NMR), et mõõta prootonite resonantssagedust magnetväljas. Polariseeriv alalisvool juhitakse läbi solenoidi, mis tekitab vesinikurikka kütuse nagu petrooleumi ümber suure magnetvoo. Mõned neist prootonitest on selle vooluga joondatud. Kui polariseeriv voog vabaneb, saab magnetvälja mõõtmiseks kasutada prootonite normaalse ümberpaigutamise sagedust.

Prootoni täppismagnetomeeter

Täppismagnetomeeter prooton, autor inseneride garaaž

  • Overhauseri efekti magnetomeeter
Magnetomeetri ülekuumenemine

Magnetomeetri ületamine ohoo

See töötab ka prootoni pretsessioonitüübi samal põhimõttel, kuid solenoidi madala asemel võimsusega raadiosagedussignaal kasutatakse prootonite joondamiseks. Kui elektronirikas vedelik ühendub vesinikuga, allutatakse sellele raadiosageduslik (RF) signaal. Kapitaalremondiga on prootonid ühendatud vedeliku tuumadega. Pretsessioonisagedus on magnetvoo tihedusega lineaarne ja seega saab seda kasutada väljatugevuse mõõtmiseks. See nõuab vähem energiatarbimist ja kiiremat proovivõtusagedust.


  • Ioniseeritud gaasimagnetomeetrid

See on täpsem kui prootoni pretsessioonmagnetomeeter. See koosneb footoni kiirgavast valgusest ja aurukambrist, mis on täidetud aurudega nagu tseesium, heelium ja rubiidium. Kui tseesiumi aatom kohtub lambi footoniga, varieeritakse elektronide energiataset sagedusel, mis vastab välisele magnetväljale. See sageduse variatsioon mõõdab magnetvälja intensiivsust.

kaks . Vektormagnetomeetrid

  • Fluxgate'i magnetomeeter
Fluxgate

Fluxgate'i magnetomeeter wikimedia

Neid kasutatakse kõrge tundlikkusega rakenduste jaoks. Fluxgate anduri ajamil on vahelduv ajamivool, mis juhib läbilaskvat südamiku materjali. See koosneb magnetiliselt vastuvõtlikust südamikust, mille on kerinud kaks mähist traati . Üht mähist ergastab vahelduvvoolu toide ja pidevalt muutuv väli indutseerib teises mähises elektrivoolu. See praegune muudatus põhineb taustaväljal. Seega on vahelduv magnetväli ja indutseeritud väljundvool sisendvooluga sammu kaugusel. See, kuivõrd see nii on, sõltub taustmagnetvälja tugevusest.

  • SQUID magnetomeetrid

See koosneb kahest ülijuhist, mis on eraldatud õhukeste isoleerkihtidega, moodustades kaks paralleelset ristmikku. Need on väikese intensiivsusega väljade suhtes väga tundlikud ja neid kasutatakse kõige sagedamini aju või südame tekitatud magnetväljade mõõtmiseks meditsiinilistes rakendustes.

  • Otsingumähise magnetomeeter
Otsingumähise magnetomeeter

Otsing pooli magnetomeetri järgi nasa

Need põhinevad tänapäevaste induktsiooniseaduste põhimõttel. See koosneb vasest rullidest, mis on ümbritsetud magnetilise südamiku ümber. Südamik magnetiseerub poolide sees tekkivate magnetvälja joontega. Magnetvälja kõikumise tulemuseks on elektrivoolude voog ning sellest voolust tingitud pingemuutused mõõdetakse ja registreeritakse magnetomeetriga.

  • Pöörlev poolimagnetomeeter

Sel ajal, kui mähis pöörleb, indutseerib magnetväli siinus siinuslaine signaali. See signaali amplituud on proportsionaalne magnetvälja tugevusega. Kuid seda tüüpi meetodid on aegunud.

  • Magneto takistuslik magnetomeeter

Need on pooljuhtseadmed, mille elektritakistus varieerub rakendatava või ümbritseva magnetväljaga.

Magnetomeetri rakendused:

  • Arheoloogia

Arheoloogiliste paikade, maetud ja veealuste objektide avastamiseks

  • Söe uurimine

Kasutatakse aknalaudade ja muude plahvatuse põhjustavate takistuste leidmiseks

  • Sõjalised rakendused

Kasutatakse kaitse- ja mereväes allveelaevade tegevuste teostamiseks.

  • Kaitse ja lennundus

Kasutatakse maal, õhus, merel ja all ning kosmoserakendustes

  • Nafta ja gaasi uuringud

Kasutatakse avastatud kaevude puurimisel

  • Andurite puurimine

Kasutatakse puurimisprotsessi suuna või tee tuvastamiseks

  • Plasma voolab

Kasutatakse päikesetuule ja planeetkeha uurimisel

  • Tervishoiu jälgimine

Kasutatakse südamerakenduste, näiteks diagnostikasüsteemi, mis on võimeline südamefunktsiooni mitteinvasiivselt mõõtma, teostamiseks

  • Torujuhtme seire

Torujuhtme korrosiooni kontrollimine maa-alustes süsteemides ja ka seire eesmärgil kasutatakse neid

  • Maamõõtjad

Kasutatakse geofüüsika rakendustes

  • Kompassid
  • Kosmoserakendused
  • Magnetandmete pilditöötlus

Loodan, et minu artikkel annab teile põhiteadmised magnetomeetrite kohta. Nüüd, kui olete magnetomeetritest teadlik, jätan teile küsimuse - kuidas saate magnetomeetreid nende tundlikkuse põhjal eristada. Lisaks sellele võivad tekkida küsimused selle kontseptsiooni või elektri- ja elektroonilised projektid Palun jätke oma küsimus ja vastus allpool olevasse kommentaaride jaotisesse.