Què són els magnetòmetres?
Els magnetòmetres s’utilitzen àmpliament en diverses aplicacions, com ara prospeccions geogràfiques, prospeccions arqueològiques, detectors de metalls, exploracions espacials, etc. per detectar la mineralització i les estructures geològiques. A la indústria del petroli i el gas, aquests comptadors tenen un paper important en un procés de perforació direccional. Aquests comptadors estan disponibles segons el tipus d’aplicacions com magnetometres atòmics terrestres, aerotransportats, marins i microfabricats.
Els magnetòmetres s’utilitzen per mesurar la força del camp magnètic i, en alguns casos, la direcció del camp. Aquests són objecte d'instruments científics. Un sensor connectat a aquest dispositiu mesura la densitat de flux del camp magnètic envoltat al seu voltant. Com que la densitat de flux magnètic és proporcional a la intensitat del camp magnètic, la sortida dóna directament la intensitat o la força de les línies magnètiques. La Terra està envoltada per les línies de flux que vibren a les diferents freqüències segons les ubicacions. Qualsevol objecte o anomalia que distorsioni aquest camp magnètic és detectat per un magnetòmetre.
Aquests dispositius poden detectar dos tipus de magnetisme, el magnetisme permanent i el temporal. En el magnetisme temporal, el material magnèticament susceptible adquireix el camp magnètic del camp extern, de manera que com més gran sigui la susceptibilitat magnètica material més forta és el camp magnètic induït. Aquest tipus de mesura s’utilitza en processos arqueològics. Algunes de les fonts del magnetisme permanent són útils (com el ferro, altres metalls) per mesurar la intensitat del camp magnètic. Tanmateix, aquests dispositius també fan ús de les propietats magnètiques dels nuclis dels àtoms.
2 tipus de magnetòmetres:
Els magnetòmetres es divideixen en dos tipus bàsics: manòmetres escalars i vectorials. El manòmetre escalar mesura el valor escalar de la intensitat del flux magnètic amb una precisió molt alta. Es tornen a diferenciar com a precessió de protons, efecte revisat i magnetòmetres de gas ionitzat. Un manòmetre vectorial mesura la magnitud i la direcció del camp magnètic. Es divideixen en diversos tipus: magnetòmetre rotatiu, efecte Hall, magnetoresistiu, fluxgate, bobina de cerca, SQUID i magnetòmetres SERF. A continuació es descriuen breument tots aquests tipus de manòmetres.
1. Magnetòmetre escalar
- Magnetòmetre de precessió de protons
Utilitza la ressonància magnètica nuclear (RMN) per mesurar la freqüència de ressonància dels protons en un camp magnètic. Un corrent de CC polaritzant es fa passar per un solenoide, que crea un alt flux magnètic al voltant del combustible ric en hidrogen com el querosè. Alguns d'aquests protons estan alineats amb aquest flux. Quan s’allibera el flux polaritzant, es pot utilitzar la freqüència de precessió dels protons fins al realineament normal per mesurar el camp magnètic.
Magnetòmetre de precisió de protons de enginyersgarage
- Magnetòmetre d'efecte Overhauser
Magnetòmetre de revisió per whoi
Això també funciona sobre el mateix principi del tipus de precessió de protons, però en lloc del solenoide és baix potència de senyal de radiofreqüència s’utilitza per alinear els protons. Quan un líquid ric en electrons es combina amb hidrogen, se sotmet a un senyal de radiofreqüència (RF). Per efecte revisat, els protons s’acoblen als nuclis del líquid. La freqüència de precessió és lineal amb la densitat de flux magnètic i, per tant, es pot utilitzar per mesurar la intensitat del camp. Requereix menys consum d’energia i té taxes de mostreig més ràpides.
- Magnetòmetres de gas ionitzat
És més precís que el magnetòmetre de precessió de protons. Es compon de llum emissora de fotons i càmera de vapor plena de vapors com el cesi, l'heli i el rubidi. Quan l'àtom de cesi es troba amb el fotó de la làmpada, els nivells d'energia dels electrons varien a la freqüència que correspon al camp magnètic extern. Aquesta variació de freqüència mesura la intensitat del camp magnètic.
2 . Magnetòmetres vectorials
- Magnetòmetre Fluxgate
Magnetòmetre Fluxgate de wikimedia
S’utilitzen per a aplicacions d’alta sensibilitat. Una unitat de sensor de fluxgate té un corrent altern de la unitat que fa funcionar un material bàsic permeable. Consisteix en un nucli magnèticament susceptible enrotllat per dues bobines de filferro . Una bobina s’excita pel subministrament de CA i el camp en constant canvi indueix un corrent elèctric a la segona bobina. Aquest canvi actual es basa en el camp de fons. Per tant, el camp magnètic altern i el corrent de sortida induït estaran desfasats amb el corrent d’entrada. La mesura en què sigui així dependrà de la intensitat del camp magnètic de fons.
- Magnetòmetres SQUID
Està format per dos superconductors separats per fines capes aïllants per formar dues unions paral·leles. Aquests són molt sensibles als camps d’intensitat baixa i s’utilitzen més comunament per mesurar els camps magnètics produïts pel cervell o el cor en aplicacions mèdiques.
- Magnetòmetre de bobina de cerca
Cerqueu magnetòmetre de bobina per nasa
Aquests es basen en el principi de les lleis d’inducció actuals. Consta de bobines de coure que s’envolten al voltant d’un nucli magnètic. El nucli s’imanta per les línies de camp magnètic produïdes a l’interior de les bobines. Les fluctuacions del camp magnètic donen lloc al flux de corrents elèctrics i els canvis de tensió deguts a aquest corrent són mesurats i registrats pel magnetòmetre.
- Magnetòmetre de bobina rotativa
Mentre la bobina gira, el camp magnètic indueix el senyal d'ona sinusoïdal a la bobina. Aquesta amplitud del senyal és proporcional a la força del camp magnètic. Però aquest tipus de mètode està obsolet.
- Magnetòmetre magneto-resistent
Es tracta de dispositius semiconductors en què la resistència elèctrica varia amb el camp magnètic aplicat o ambient.
Aplicacions del magnetòmetre:
- Arqueologia
Detectar els jaciments arqueològics, objectes soterrats i submergits
- Exploració del carbó
S'utilitza per localitzar els llindars i altres obstacles que provoquen una explosió
- Aplicacions militars
S’utilitza en defensa i marina per realitzar activitats submarines.
- Defensa i aeroespacial
S’utilitza a terra, a l’aire, a la zona submarina i submarina i en aplicacions espacials
- Exploració de petroli i gas
S’utilitza durant la perforació dels pous descoberts
- Sensors de perforació
S’utilitza per detectar la direcció o trajectòria dels processos de perforació
- Fluxos de plasma
S’utilitza mentre s’estudia sobre el vent solar i el cos planetari
- Seguiment assistencial
S'utilitza per realitzar aplicacions cardíaques com un sistema de diagnòstic capaç de mesurar de manera no invasiva la funció cardíaca
- Monitorització de canonades
S'utilitzen inspeccions de corrosió de la canonada als sistemes subterranis i també per a la vigilància
- Aparelladors
S'utilitza a les aplicacions de geofísica
- Brúixoles
- Aplicacions espacials
- Processament d'imatges de les dades magnètiques
Espero que el meu article us deixi coneixements bàsics sobre magnetòmetres. Ara que ja coneixeu els magnetòmetres, us deixo una pregunta: com podeu diferenciar els magnetòmetres en funció de la seva sensibilitat. A més, qualsevol consulta sobre aquest concepte o sobre elèctrica i projectes electrònics Si us plau, deixeu la vostra pregunta i resposta a la secció de comentaris a continuació.
