Magnetometri: tipi e applicazioni come metal detector e indagini geografiche

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Cosa sono i magnetometri?

I magnetometri sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni come indagini geografiche, indagini archeologiche, rivelatori di metalli, esplorazioni spaziali, ecc. Per rilevare la mineralizzazione e le strutture geologiche. Nell'industria petrolifera e del gas, questi contatori svolgono un ruolo importante per un processo di perforazione direzionale. Questi misuratori sono disponibili in base al tipo di applicazioni come magnetometri atomici terrestri, aerei, marini e micro-fabbricati.

I magnetometri vengono utilizzati per misurare la forza del campo magnetico e in alcuni casi la direzione del campo. Questi rientrano in strumenti scientifici. Un sensore collegato a questo dispositivo misura la densità di flusso del campo magnetico circondato attorno ad esso. Poiché la densità del flusso magnetico è proporzionale all'intensità del campo magnetico, l'uscita fornisce direttamente l'intensità o la forza delle linee magnetiche. La Terra è circondata dalle linee di flusso che vibrano a frequenze diverse a seconda dei luoghi. Qualsiasi oggetto o anomalia che distorce questo campo magnetico viene rilevato da un magnetometro.




Questi dispositivi possono rilevare due tipi di magnetismo, magnetismo permanente e temporaneo. Nel magnetismo temporaneo, il materiale magneticamente sensibile acquisisce il campo magnetico dal campo esterno, quindi maggiore è la suscettibilità magnetica del materiale, più forte è il campo magnetico indotto. Questo tipo di misurazione viene utilizzato nei processi archeologici. Alcune delle sorgenti del magnetismo permanente sono (come il ferro, altri metalli) utili durante la misurazione dell'intensità del campo magnetico. Tuttavia, questi dispositivi utilizzano anche le proprietà magnetiche dei nuclei degli atomi.

2 tipi di magnetometri:

I magnetometri si dividono in due tipi fondamentali: manometri scalari e vettoriali. Il manometro scalare misura il valore scalare dell'intensità del flusso magnetico con una precisione molto elevata. Questi vengono nuovamente differenziati come precessione protonica, effetto revisionato e magnetometri a gas ionizzati. Un manometro vettoriale misura l'ampiezza e la direzione del campo magnetico. Questi sono divisi in vari tipi come magnetometri a bobina rotante, effetto Hall, magnetoresistivo, fluxgate, bobina di ricerca, SQUID e SERF. Tutti questi tipi di manometri sono discussi brevemente di seguito.



1. Magnetometro scalare

  • Magnetometro a precessione protonica

Utilizza la risonanza magnetica nucleare (NMR) per misurare la frequenza di risonanza dei protoni in un campo magnetico. Una corrente CC polarizzante viene fatta passare attraverso un solenoide, che crea un flusso magnetico elevato attorno al combustibile ricco di idrogeno come il cherosene. Alcuni di questi protoni sono allineati con questo flusso. Quando il flusso polarizzante viene rilasciato, la frequenza di precessione dei protoni al normale riallineamento può essere utilizzata per misurare il campo magnetico.

Magnetometro di precisione del protone

Magnetometro di precisione del protone di engineergarage

  • Magnetometro ad effetto Overhauser
Magnetometro di revisione

Revisione del magnetometro di chi? Io

Funziona anche sullo stesso principio del tipo di precessione protonica ma al posto del solenoide un basso segnale di radiofrequenza di potenza viene utilizzato per allineare i protoni. Quando un liquido ricco di elettroni si combina con l'idrogeno, è soggetto a un segnale a radiofrequenza (RF). Per effetto revisionato i protoni sono accoppiati ai nuclei del liquido. La frequenza di precessione è lineare con la densità del flusso magnetico e quindi può essere utilizzata per misurare l'intensità del campo. Richiede un minor consumo di energia e ha velocità di campionamento più veloci.


  • Magnetometri a gas ionizzato

È più preciso del magnetometro a precessione protonica. Questo comprende luce emittente di fotoni e camera di vapore riempita con vapori come cesio, elio e rubidio. Quando l'atomo di cesio incontra il fotone della lampada, i livelli di energia degli elettroni vengono variati alla frequenza corrispondente al campo magnetico esterno. Questa variazione di frequenza misura l'intensità del campo magnetico.

Due . Magnetometri vettoriali

  • Magnetometro Fluxgate
Magnetometro Fluxgate

Magnetometro Fluxgate di wikimedia

Questi sono usati per applicazioni ad alta sensibilità. Un sensore fluxgate ha una corrente alternata che fa funzionare un materiale del nucleo permeabile. Consiste in un nucleo magneticamente sensibile avvolto da due bobine di filo . Una bobina è eccitata dall'alimentazione CA e il campo in continua evoluzione induce una corrente elettrica nella seconda bobina. Questa modifica corrente si basa sul campo dello sfondo. Quindi il campo magnetico alternato e la corrente di uscita indotta non saranno al passo con la corrente di ingresso. La misura in cui questo è il caso dipenderà dall'intensità del campo magnetico di fondo.

  • Magnetometri SQUID

È costituito da due superconduttori separati da sottili strati isolanti per formare due giunzioni parallele. Questi sono molto sensibili per i campi di intensità a bassa gamma e più comunemente usati per misurare i campi magnetici prodotti dal cervello o dal cuore nelle applicazioni mediche.

  • Magnetometro a bobina di ricerca
Cerca Magnetometro a bobina

Cerca Magnetometro a bobina di nasa

Questi si basano sul principio delle leggi di induzione dei giorni nostri. È costituito da bobine di rame avvolte attorno a un nucleo magnetico. Il nucleo viene magnetizzato dalle linee del campo magnetico prodotte all'interno delle bobine. Le fluttuazioni del campo magnetico determinano il flusso di correnti elettriche e le variazioni di tensione dovute a questa corrente vengono misurate e registrate dal magnetometro.

  • Magnetometro a bobina rotante

Mentre la bobina ruota il campo magnetico induce il segnale sinusoidale nella bobina. Questa ampiezza del segnale è proporzionale alla forza del campo magnetico. Ma questo tipo di metodo è obsoleto.

  • Magnetometro Magneto Resistivo

Si tratta di dispositivi semiconduttori in cui la resistenza elettrica varia con il campo magnetico applicato o ambientale.

Applicazioni del magnetometro:

  • Archeologia

Per rilevare i siti archeologici, oggetti sepolti e sommersi

  • Esplorazione del carbone

Utilizzato per individuare i davanzali e altri ostacoli che provocano un'esplosione

  • Applicazioni militari

Utilizzato in difesa e marina per svolgere attività sottomarine.

  • Difesa e aerospaziale

Utilizzato a terra, in aria, in mare e sottomarino e in applicazioni spaziali

  • Esplorazione di petrolio e gas

Utilizzato durante la perforazione dei pozzi scoperti

  • Sensori di perforazione

Utilizzato per rilevare la direzione o il percorso per i processi di perforazione

  • Flussi di plasma

Utilizzato durante lo studio del vento solare e del corpo planetario

  • Monitoraggio sanitario

Utilizzato per eseguire applicazioni cardiache come un sistema diagnostico in grado di misurare in modo non invasivo la funzione cardiaca

  • Monitoraggio della pipeline

L'ispezione della corrosione della tubazione nei sistemi sotterranei e anche a scopo di monitoraggio vengono utilizzati

  • Geometri

Utilizzato nelle applicazioni geofisiche

  • Bussole
  • Applicazioni spaziali
  • Elaborazione di immagini dei dati magnetici

Spero che il mio articolo ti lasci una conoscenza di base sui magnetometri. Ora che conosci i magnetometri, ti lascio una domanda: come puoi differenziare i magnetometri in base alla loro sensibilità. Inoltre, qualsiasi domanda su questo concetto o su elettrico e progetti elettronici Si prega di lasciare la vostra domanda e risposta nella sezione commenti qui sotto.