Magnetometers - ประเภทและการใช้งานเช่นเครื่องตรวจจับโลหะและการสำรวจทางภูมิศาสตร์

Magnetometers คืออะไร?

แมกนีโตมิเตอร์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการใช้งานต่างๆเช่นการสำรวจทางภูมิศาสตร์การสำรวจทางโบราณคดีเครื่องตรวจจับโลหะการสำรวจอวกาศ ฯลฯ เพื่อตรวจจับแร่ธาตุและโครงสร้างทางธรณีวิทยา ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซมิเตอร์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญสำหรับกระบวนการขุดเจาะแบบกำหนดทิศทาง เครื่องวัดเหล่านี้มีให้เลือกตามประเภทของการใช้งานเช่นเครื่องวัดสนามแม่เหล็กปรมาณูทางบกทางอากาศทางทะเลและแบบไมโครประดิษฐ์

แมกนีโตมิเตอร์ใช้เพื่อวัดความแรงของสนามแม่เหล็กและในบางกรณีทิศทางของสนาม สิ่งเหล่านี้อยู่ภายใต้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ เซ็นเซอร์ที่ติดอยู่กับอุปกรณ์นี้จะวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ของสนามแม่เหล็กล้อมรอบ เนื่องจากความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับความแรงของสนามแม่เหล็กดังนั้นเอาต์พุตจึงให้ความเข้มหรือความแรงของเส้นแม่เหล็กโดยตรง โลกล้อมรอบด้วยเส้นของฟลักซ์ซึ่งสั่นด้วยความถี่ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสถานที่ วัตถุหรือความผิดปกติใด ๆ ที่บิดเบือนสนามแม่เหล็กนี้จะถูกตรวจพบโดยเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก

อุปกรณ์เหล่านี้สามารถตรวจจับแม่เหล็กได้ 2 ประเภทคือแม่เหล็กถาวรและแม่เหล็กชั่วคราว ในการเป็นแม่เหล็กชั่วคราววัสดุที่ไวต่อแม่เหล็กจะได้รับสนามแม่เหล็กจากสนามภายนอกดังนั้นยิ่งวัสดุที่มีความไวต่อแม่เหล็กสูงมากเท่าไหร่ก็ยิ่งแข็งแกร่งมากขึ้นเท่านั้น การวัดประเภทนี้ใช้ในกระบวนการทางโบราณคดี แหล่งที่มาของแม่เหล็กถาวรบางส่วนมีประโยชน์ (เช่นเหล็กโลหะอื่น ๆ ) ในขณะที่วัดความแรงของสนามแม่เหล็ก อย่างไรก็ตามอุปกรณ์เหล่านี้ยังใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางแม่เหล็กของนิวเคลียสของอะตอม

แมกนีโตมิเตอร์ 2 ประเภท:

แมกนีโตมิเตอร์แบ่งออกเป็นสองประเภทพื้นฐาน: สเกลาร์และแมนมิเตอร์แบบเวกเตอร์ สเกลาร์มาโนมิเตอร์วัดค่าสเกลาร์ของความเข้มของฟลักซ์แม่เหล็กด้วยความแม่นยำสูงมาก สิ่งเหล่านี้มีความแตกต่างอีกครั้งในฐานะพรีตอนโปรตอนเอฟเฟกต์ที่ได้รับการยกเครื่องและแมกนีโตมิเตอร์ก๊าซไอออไนซ์ manometer เวกเตอร์วัดขนาดและทิศทางของสนามแม่เหล็ก สิ่งเหล่านี้แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆเช่นขดลวดหมุน, Hall Effect, สนามแม่เหล็ก, ฟลักซ์เกต, ขดลวดค้นหา, ปลาหมึกและเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก SERF manometers ทุกประเภทเหล่านี้จะกล่าวถึงสั้น ๆ ด้านล่าง

1. สเกลาร์แมกนีโตมิเตอร์

• แมกนีโตมิเตอร์ Precession

ใช้เรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) เพื่อวัดความถี่เรโซแนนซ์ของโปรตอนในสนามแม่เหล็ก กระแสไฟฟ้ากระแสตรงแบบโพลาไรซ์จะถูกส่งผ่านโซลินอยด์ซึ่งจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กสูงรอบ ๆ เชื้อเพลิงที่อุดมด้วยไฮโดรเจนเช่นน้ำมันก๊าด โปรตอนเหล่านี้บางส่วนอยู่ในแนวเดียวกับฟลักซ์นี้ เมื่อปล่อยฟลักซ์โพลาไรซ์ความถี่ของการลดลงของโปรตอนไปสู่การปรับแนวปกติสามารถใช้เพื่อวัดสนามแม่เหล็กได้

Proton Precision Magnetometer โดย วิศวกร

• Overhauser Effect Magnetometer

ยกเครื่อง Magnetometer โดย ใคร

สิ่งนี้ยังทำงานบนหลักการเดียวกันของประเภท precession ของโปรตอน แต่แทนที่โซลินอยด์จะต่ำ สัญญาณความถี่วิทยุกำลัง ใช้ในการจัดตำแหน่งโปรตอน เมื่อของเหลวที่อุดมด้วยอิเล็กตรอนรวมตัวกับไฮโดรเจนจะอยู่ภายใต้สัญญาณความถี่วิทยุ (RF) โดยโปรตอนเอฟเฟกต์ที่ได้รับการปรับปรุงจะจับคู่กับนิวเคลียสของของเหลว ความถี่พรีเซสชั่นเป็นเส้นตรงกับความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กจึงสามารถใช้เพื่อวัดความแรงของสนามได้ ต้องใช้พลังงานน้อยลงและมีอัตราการสุ่มตัวอย่างเร็วขึ้น

• Magnetometers ก๊าซไอออไนซ์

มีความแม่นยำมากกว่าแมกนีโตมิเตอร์แบบพรีออนเซ็น ซึ่งประกอบด้วยแสงอิมิตเตอร์โฟตอนและห้องไอที่เต็มไปด้วยไอระเหยเช่นซีเซียมฮีเลียมและรูบิเดียม เมื่ออะตอมของซีเซียมพบกับโฟตอนของหลอดไฟระดับพลังงานของอิเล็กตรอนจะแปรผันตามความถี่ที่สอดคล้องกับสนามแม่เหล็กภายนอก การแปรผันของความถี่นี้จะวัดความเข้มของสนามแม่เหล็ก

สอง . Magnetometers แบบเวกเตอร์

• ฟลักซ์เกตแมกนีโตมิเตอร์

Fluxgate Magnetometer โดย วิกิมีเดีย

สิ่งเหล่านี้ใช้สำหรับการใช้งานที่มีความไวสูง ไดรฟ์เซ็นเซอร์ฟลักซ์เกตมีกระแสไฟสลับที่ใช้วัสดุหลักที่ซึมผ่านได้ ประกอบด้วยแผลแกนที่ไวต่อแม่เหล็กโดย ลวดสองขด . ขดลวดตัวหนึ่งตื่นเต้นกับแหล่งจ่ายไฟ AC และสนามที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวดที่สอง การเปลี่ยนแปลงปัจจุบันนี้ขึ้นอยู่กับฟิลด์พื้นหลัง ดังนั้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสไฟฟ้าขาออกที่เหนี่ยวนำจะไม่อยู่ในขั้นตอนเดียวกับกระแสอินพุต ขอบเขตของกรณีนี้จะขึ้นอยู่กับความแรงของสนามแม่เหล็กพื้นหลัง

• แม่เหล็กของปลาหมึก

ประกอบด้วยตัวนำยิ่งยวดสองตัวที่คั่นด้วยชั้นฉนวนบาง ๆ เพื่อสร้างทางแยกขนานสองทาง สิ่งเหล่านี้มีความไวมากสำหรับสนามความเข้มช่วงต่ำและมักใช้ในการวัดสนามแม่เหล็กที่สมองหรือหัวใจสร้างขึ้นในทางการแพทย์

• Search-coil Magnetometer

ค้นหา Coil Magnetometer โดย นาซ่า

สิ่งเหล่านี้ตั้งอยู่บนหลักการของกฎแห่งการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ ประกอบด้วยขดลวดทองแดงที่พันรอบแกนแม่เหล็ก แกนกลางถูกดึงดูดโดยเส้นสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นภายในขดลวด ความผันผวนของสนามแม่เหล็กส่งผลให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าและการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากกระแสนี้จะวัดและบันทึกโดยเครื่องวัดค่าแม่เหล็ก

• Magnetometer คอยล์หมุน

ในขณะที่ขดลวดหมุนสนามแม่เหล็กจะเหนี่ยวนำสัญญาณคลื่นไซน์ในขดลวด ความกว้างของสัญญาณนี้เป็นสัดส่วนกับความแรงของสนามแม่เหล็ก แต่วิธีการประเภทนี้ล้าสมัย

• Magneto Resistive Magnetometer

อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ความต้านทานไฟฟ้าแตกต่างกันไปตามสนามแม่เหล็กที่ใช้หรือโดยรอบ

การใช้งานของ Magnetometer:

• โบราณคดี

ในการตรวจหาแหล่งโบราณคดีวัตถุที่ถูกฝังและจมอยู่ใต้น้ำ

• การสำรวจถ่านหิน

ใช้เพื่อค้นหาธรณีประตูและสิ่งกีดขวางอื่น ๆ ที่ส่งผลให้เกิดการระเบิด

• การใช้งานทางทหาร

ใช้ในการป้องกันและกองทัพเรือเพื่อทำกิจกรรมเรือดำน้ำ

• การป้องกันและการบินและอวกาศ

ใช้ทั้งบนบกทางอากาศในทะเลและใต้ทะเลและในการใช้งานในอวกาศ

• การสำรวจน้ำมันและก๊าซ

ใช้ในขณะขุดเจาะหลุมที่ค้นพบ

• เซ็นเซอร์เจาะ

ใช้เพื่อตรวจจับทิศทางหรือเส้นทางสำหรับกระบวนการขุดเจาะ

• พลาสม่าไหล

ใช้ขณะศึกษาเกี่ยวกับลมสุริยะและร่างกายของดาวเคราะห์

• การตรวจสอบการดูแลสุขภาพ

ใช้เพื่อดำเนินการเกี่ยวกับการเต้นของหัวใจเช่นระบบการวินิจฉัยที่สามารถวัดการทำงานของหัวใจได้โดยไม่รุกราน

• การตรวจสอบท่อ

การตรวจสอบการกัดกร่อนของท่อในระบบใต้ดินและเพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบจะใช้สิ่งเหล่านี้

• รังวัด

ใช้ในงานธรณีฟิสิกส์

• เข็มทิศ
• การใช้งานอวกาศ
• การประมวลผลภาพของข้อมูลแม่เหล็ก

ฉันหวังว่าบทความของฉันจะทำให้คุณมีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับสนามแม่เหล็ก ตอนนี้คุณรู้เกี่ยวกับ Magnetometers แล้วฉันฝากคำถามไว้ให้คุณ - คุณจะแยกความแตกต่างของ Magnetometers ตามความไวได้อย่างไร นอกจากนี้คำถามใด ๆ เกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือเกี่ยวกับไฟฟ้าและ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ กรุณาทิ้งคำถามและคำตอบไว้ในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง