Informații generale despre magnetometrele

Magnetometru - (Magnetis greacă - .. Magnetul și metru), un dispozitiv pentru măsurarea caracteristicilor de câmp magnetic și a proprietăților magnetice ale substanțelor (material magnetic). În funcție de valorile determinate distinge instrumente de măsură: intensitatea câmpului (erstedmetry) câmp (inclinometers și declinator) gradient de câmp (gradiometrelor), inducție magnetică (teslametry), flux magnetic (webermeters sau fluxmeters), forța coercitivă (coercimeters) , permeabilitatea magnetică (mu-metri), susceptibilitatea magnetică (kappa-metri), momentul magnetic.






Într-un sens mai restrâns M. - aparat pentru măsurarea intensității, direcția și câmpul magnetic gradientului.
M. scală în unități de intensitate a câmpului magnetic de unități CGS (Oe, ME, MCE, gamma = 105 Oe) și în unități de inducție magnetică (tesla, mT, nT).
Cel mai important parametru este sensibilitatea magnetometru. În același timp, pentru a formaliza această opțiune pentru a face același lucru pentru toate magnetometrele este aproape imposibil, și nu numai pentru că magnetometrele alt principiu de acțiune, dar, de asemenea, proiectarea de traductoare și funcția de procesare a semnalului.
Pentru magnetometre luate, reprezintă valoarea de sensibilitate câmp magnetic de inducție, care este capabil să înregistreze dispozitivul. De obicei, sensibilitatea este măsurată în nanoteslas (nT) = 1nTl (1E-9) T.
Mai mult sensibilitatea pentru determinarea calității dispozitivului cu ajutorul unui parametru, cum ar fi rezoluția, care este de asemenea măsurat în nanoteslas și determină inducția minimă diferență, care poate înregistra priborom.Dlya pentru a reprezenta amplitudinea câmpului magnetic, care sunt înregistrate magnetometre moderne, este suficient pentru a calcula câmpul magnetic generată de trecerea curentului electric conductor 1 mA la o distanță de 0,1m. câmp terestru se ridică la aproximativ 35000nT (35μT). în diferite puncte ale globului variază în intervalul 35000nT (35μT) - - 60000nT (60μT) Această valoare medie. Astfel, sarcina de a localiza obiecte feromagnetice este faptul că pe fundalul câmpului natural al Pământului pentru a detecta creșterea câmpului din cauza deformarea obiectelor feromagnetice. * Bmax = 70μT Hmax = 55.7A / m bmin = 20μT Hmin = 15.9A / m
Există o serie de principii fizice și bazate pe aceste tipuri de dispozitive care permit să se stabilească magnetometrice modificări minime ale câmpului magnetic al Pământului sau distorsiunile introduse de obiecte feromagnetice. magnetometre moderne sunt sensibile la 0.01nT la 1NT, în funcție de principiul de funcționare și clasa de sarcini.
Distinge M pentru măsurarea valorilor absolute ale caracteristicilor câmpului și a modificărilor de câmp relative în spațiu sau timp. Acestea din urmă sunt numite Variometre magnetice. M., de asemenea, clasificate în condițiile operațiunii și, în cele din urmă, în conformitate cu fenomenele fizice care au stat la baza acțiunii lor.
Inducție magnetică față de Câmp magnetic
inducție magnetică și câmp magnetic sunt adesea folosite ca sinonime. În multe cazuri, este ușor să se deplaseze de la inducție magnetică la câmpul magnetic, și vice-versa. Câmpul magnetic H descrie o suprafață produsă numai de curgere liberă, inducția magnetică B descrie regiune, plus efectul produs de curgerea materialului magnetizare. Materialele pot reduce sau mări densitatea fluxului magnetic. Ei au fost apoi numit paramagnetic sau la un material diamagnetic.






Aceasta se aplică:
* În geologie, căutând minerale,
* În arheologie în timpul săpăturilor,
* În astrofizică, studiul orbitele planetelor.
* În navigația pe mare, spațiu și aviație.
* În biologie și medicină.
* În Seismologie (prezicerea cutremurelor).
tipuri de magnetometre
magnetometre magnetostatice
(Magnetometru mecanică), pe baza măsurării mecanice momentul J, acționând pe instrumentul indicator magnet în câmpul de măsurare. In prezent magnetometre J în design diferit comparativ:
* O fibră de cuarț un cuplu de torsiune (care funcționează pe principiul magnetometre cuarț și Variometre magnetice universale pe cuarț întindere sunt sensibili G

1 nT)
* De la data de greutate (echilibru magnetic cu G

10 - 15 nT)
* Pentru un cuplu de care acționează asupra magnetului de referință auxiliar montat într-o anumită poziție (axa trasorului și magneții auxiliare sunt perpendiculare pe poziția de echilibru). În acest ultim caz, definind în continuare perioada de oscilație a câmpului auxiliar Hi magnet poate măsura valoarea absolută Hi (metoda Gauss absolut).
Scopul principal al magnetometre magnetostatice - componenta de măsurare și valoarea absolută a intensității câmpului geomagnetic, gradientul de câmp și proprietățile magnetice ale substanțelor.
magnetometru inducție
magnetometru inducție
Pe baza fenomenului de inducție electromagnetică - forța electromotoare are loc în bobina de măsurare atunci când schimbă circuitul său care trece prin Θ fluxului magnetic. Schimbarea fluxului în bobina poate fi conectat:
* O schimbare în mărimea sau direcția câmpului fiind măsurate în timp (exemple - Induction Variometre, fluxmeters). Cel mai simplu fluxmeter (fluxmeter) este un galvanometru balistic care acționează în modul puternic pereuspokoennom (G

10-4 Wb / divizare); webermeters magneto utilizate pe scară largă cu G

10 - 6 / Wb divizare, webermeters fotovoltaice cu G

10-8 Wb / diviziune și altele.
* Cu o schimbare periodică în poziția (fluctuația de rotație) a bobinei de măsurare în domeniul de măsurare (Figura 2). teslametry simplu să fie răsucită pe arborele motorului sincron au G

10-8 tesla. In magnetometrele vibraționale cele mai sensibile G

0,1-1 nT.
* Cu rezistența magnetică a bobinei de măsurare, care se realizează prin variația periodică a permeabilității magnetice a miezului permalloy (magnetizate periodic la saturație auxiliar excitație câmp alternativ); acționând pe principiul magnetometre fluxului de la poarta sunt G

0,2-1 nT.
magnetometre de inducție sunt utilizate pentru a măsura câmpurile magnetice terestre și cosmice, domeniile tehnice, în magnetobiology etc.
* Vibrator magnetometru
* fluxmeter
* Flux-gate magnetometru.
magnetometre cuantice
Dispozitivele bazate pe precesia liberă a momentelor magnetice ale nucleelor ​​și electronii într-un câmp magnetic extern, și alte efecte cuantice (rezonanță magnetică nucleară, rezonanță paramagnetică electronică). În funcție de metoda de a crea un moment magnetic macroscopic, și o metodă de detectare a semnalului distins: magnetometre proton (precesiune liber, cu polarizare dinamică și polarizare sincron), a magnetometrele rezonanță (electronice și nucleare), magnetometre pompat optic etc. magnetometre cuantice sunt utilizate pentru a măsura tensiune. câmpuri magnetice slabe (inclusiv câmpul geomagnetic și magnetic în spațiu) în explorare în magnetochimie (g10 - 10.5-7 nT). În mod semnificativ mai puțin de sensibilitate (G

10-5 afidelor) au magnetometre cuantice pentru măsurarea intensității câmpului magnetic.
* Proton magnetometru.
* Heliu magnetometru.
* Magnetometrul atomic de metal alcalin cu pompare optică.
+ magnetometru atomic liber de largire schimb spin (SERF-magnetometru)
* SQUID (Eng. SQUID).