Was sind Magnetometer?
Magnetometer werden in großem Umfang in verschiedenen Anwendungen wie geografischen Vermessungen, archäologischen Vermessungen, Metalldetektoren, Weltraumerkundungen usw. verwendet, um die Mineralisierung und geologische Strukturen zu erfassen. In der Öl- und Gasindustrie spielen diese Zähler eine wichtige Rolle für einen Richtbohrprozess. Diese Messgeräte sind je nach Art der Anwendung wie Land-, Luft-, See- und mikrofabrizierte Atommagnetometer erhältlich.
Magnetometer werden verwendet, um die Stärke des Magnetfelds und in einigen Fällen die Richtung des Feldes zu messen. Diese fallen unter wissenschaftliche Instrumente. Ein an dieses Gerät angeschlossener Sensor misst die Flussdichte des umgebenden Magnetfelds. Da die magnetische Flussdichte proportional zur Magnetfeldstärke ist, gibt der Ausgang direkt die Intensität oder Stärke der magnetischen Linien an. Die Erde ist von Flusslinien umgeben, die je nach Standort mit unterschiedlichen Frequenzen schwingen. Jedes Objekt oder jede Anomalie, die dieses Magnetfeld verzerrt, wird von einem Magnetometer erfasst.
Diese Geräte können zwei Arten von Magnetismus erfassen, Permanentmagnetismus und temporären Magnetismus. Beim temporären Magnetismus erfasst das magnetisch anfällige Material das Magnetfeld vom externen Feld. Je höher die magnetische Suszeptibilität des Materials ist, desto stärker ist das induzierte Magnetfeld. Diese Art der Messung wird in archäologischen Prozessen verwendet. Einige der Quellen des Permanentmagnetismus sind (wie Eisen, andere Metalle) nützlich bei der Messung der Magnetfeldstärke. Diese Vorrichtungen nutzen jedoch auch die magnetischen Eigenschaften der Atomkerne.
2 Arten von Magnetometern:
Magnetometer werden in zwei Grundtypen unterteilt: Skalar- und Vektormanometer. Das Skalarmanometer misst den Skalarwert der magnetischen Flussintensität mit sehr hoher Genauigkeit. Diese werden wiederum als Protonenpräzession, überholter Effekt und ionisierte Gasmagnetometer unterschieden. Ein Vektormanometer misst die Größe und Richtung des Magnetfeldes. Diese sind in verschiedene Typen unterteilt: Rotationsspule, Hall-Effekt-, magnetoresistive, Fluxgate-, Suchspulen-, SQUID- und SERF-Magnetometer. Alle diese Arten von Manometern werden nachstehend kurz erläutert.
1. Skalarmagnetometer
- Protonenpräzessionsmagnetometer
Es verwendet Kernspinresonanz (NMR), um die Resonanzfrequenz der Protonen in einem Magnetfeld zu messen. Ein polarisierender Gleichstrom wird durch einen Elektromagneten geleitet, der wie Kerosin einen hohen Magnetfluss um den wasserstoffreichen Kraftstoff erzeugt. Einige dieser Protonen sind auf diesen Fluss ausgerichtet. Wenn der Polarisationsfluss freigegeben wird, kann die Präzessionsfrequenz der Protonen zur normalen Neuausrichtung verwendet werden, um das Magnetfeld zu messen.
Protonenpräzisionsmagnetometer von Ingenieursgarage
- Overhauser Effekt Magnetometer
Overhause Magnetometer von Wer ich
Dies funktioniert auch nach dem gleichen Prinzip des Protonenpräzessionstyps, jedoch anstelle des Solenoids ein niedriger Wert Hochfrequenzsignal einschalten wird verwendet, um die Protonen auszurichten. Wenn sich eine elektronenreiche Flüssigkeit mit Wasserstoff verbindet, wird sie einem Hochfrequenzsignal (RF) ausgesetzt. Durch den überholten Effekt werden Protonen an die Kerne der Flüssigkeit gekoppelt. Die Präzessionsfrequenz ist linear mit der magnetischen Flussdichte und kann daher zur Messung der Feldstärke verwendet werden. Es erfordert weniger Stromverbrauch und hat schnellere Abtastraten.
- Ionisierte Gasmagnetometer
Es ist genauer als das Protonenpräzessionsmagnetometer. Dies umfasst eine Photonenemitterlicht- und Dampfkammer, die mit Dämpfen wie Cäsium, Helium und Rubidium gefüllt ist. Wenn das Atom des Cäsiums auf das Photon der Lampe trifft, werden die Energieniveaus der Elektronen mit der Frequenz variiert, die dem externen Magnetfeld entspricht. Diese Frequenzänderung misst die Intensität des Magnetfeldes.
zwei . Vektormagnetometer
- Fluxgate Magnetometer
Fluxgate Magnetometer von Wikimedia
Diese werden für hochempfindliche Anwendungen verwendet. Ein Fluxgate-Sensorantrieb hat einen Wechselantriebsstrom, der ein durchlässiges Kernmaterial fließt. Es besteht aus einem magnetisch anfälligen Kern, der von gewickelt wird zwei Drahtspulen . Eine Spule wird durch die Wechselstromversorgung angeregt und das sich ständig ändernde Feld induziert einen elektrischen Strom in der zweiten Spule. Diese aktuelle Änderung basiert auf dem Hintergrundfeld. Daher sind das magnetische Wechselfeld und der induzierte Ausgangsstrom nicht mit dem Eingangsstrom im Einklang. Inwieweit dies der Fall ist, hängt von der Stärke des Hintergrundmagnetfelds ab.
- SQUID Magnetometer
Es besteht aus zwei Supraleitern, die durch dünne Isolierschichten getrennt sind, um zwei parallele Übergänge zu bilden. Diese sind sehr empfindlich für Felder mit geringer Intensität und werden am häufigsten zur Messung der Magnetfelder verwendet, die von Gehirn oder Herz in medizinischen Anwendungen erzeugt werden.
- Suchspulen-Magnetometer
Suche Spulenmagnetometer von NASA
Diese basieren auf dem Prinzip der heutigen Induktionsgesetze. Es besteht aus Kupferspulen, die um einen Magnetkern gewickelt sind. Der Kern wird durch die in den Spulen erzeugten Magnetfeldlinien magnetisiert. Die Schwankungen des Magnetfeldes führen zum Fluss elektrischer Ströme und die Spannungsänderungen aufgrund dieses Stroms werden vom Magnetometer gemessen und aufgezeichnet.
- Rotationsspulenmagnetometer
Während sich die Spule dreht, induziert das Magnetfeld das Sinuswellensignal in der Spule. Diese Signalamplitude ist proportional zur Stärke des Magnetfeldes. Diese Art von Methode ist jedoch veraltet.
- Magneto-resistives Magnetometer
Hierbei handelt es sich um Halbleiterbauelemente, bei denen der elektrische Widerstand mit dem angelegten oder umgebenden Magnetfeld variiert.
Anwendungen des Magnetometers:
- Archäologie
Um die archäologischen Stätten, begrabenen und untergetauchten Objekte zu entdecken
- Kohleerkundung
Wird verwendet, um die Schweller und andere Hindernisse zu lokalisieren, die zu einer Explosion führen
- Militärische Anwendungen
Wird in der Verteidigung und in der Marine verwendet, um die U-Boot-Aktivitäten auszuführen.
- Verteidigung und Luft- und Raumfahrt
Wird an Land, in der Luft, zu und unter Wasser sowie in Weltraumanwendungen verwendet
- Öl- und Gasexploration
Wird beim Bohren der entdeckten Brunnen verwendet
- Bohrsensoren
Wird verwendet, um die Richtung oder den Pfad für die Bohrvorgänge zu ermitteln
- Plasma fließt
Wird beim Lernen über den Sonnenwind und den Planetenkörper verwendet
- Überwachung des Gesundheitswesens
Wird verwendet, um Herzanwendungen wie Diagnosesysteme durchzuführen, mit denen die Herzfunktion nicht-invasiv gemessen werden kann
- Pipeline-Überwachung
Inspektion der Korrosion der Rohrleitung in den unterirdischen Systemen und auch zu Überwachungszwecken werden diese verwendet
- Vermesser
Wird in geophysikalischen Anwendungen verwendet
- Zirkel
- Weltraumanwendungen
- Bildverarbeitung der magnetischen Daten
Ich hoffe, mein Artikel vermittelt Ihnen Grundkenntnisse über Magnetometer. Nachdem Sie sich mit Magnetometern auskennen, hinterlasse ich Ihnen eine Frage: Wie können Sie Magnetometer anhand ihrer Empfindlichkeit unterscheiden? Darüber hinaus Fragen zu diesem Konzept oder zu elektrischen und elektronische Projekte Bitte hinterlassen Sie Ihre Frage und Antwort im Kommentarbereich unten.
