Магнитометр

Гелийский векторный магнитометр (HVM) Pioneer 10 и 11 SpaceCraft

Магнитометр - это устройство, которое измеряет магнитное поле или магнитный дипольный момент . Различные типы магнитометров измеряют направление, прочность или относительное изменение магнитного поля в определенном месте. Компас - это одно из таких устройств, которое измеряет направление окружающего магнитного поля, в данном случае магнитное поле Земли . Другие магнитометры измеряют магнитный дипольный момент магнитного материала, такого как ферромагнет , например, путем записи влияния этого магнитного диполя на индуцированный ток в катушке.

Первый магнитометр, способный измерять абсолютную магнитную интенсивность в точке пространства, был изобретен Карлом Фридрихом Гаусом в 1833 году, и заметные события в 19 -м веке включали эффект зала , который все еще широко используется.

Магнитометры широко используются для измерения магнитного поля Земли, в геофизических исследованиях , для обнаружения магнитных аномалий различных типов и для определения дипольного момента магнитных материалов. В отношении самолета и направления справочной системы они обычно используются в качестве справочного материала. Магнитометры также используются военными в качестве механизма запуска у магнитных рудников для обнаружения подводных лодок. Следовательно, некоторые страны, такие как Соединенные Штаты, Канада и Австралия, классифицируют более чувствительные магнитометры как военные технологии и контролируют их распределение.

Магнитометры могут использоваться в качестве детекторов металлов : они могут обнаруживать только магнитные ( железные ) металлы, но могут обнаруживать такие металлы на гораздо большем расстоянии, чем обычные детекторы металлов, что зависит от проводимости. Магнитометры способны обнаруживать большие объекты, такие как автомобили, более 10 метров (33 фута), в то время как традиционный диапазон детектора металлов редко составляет более 2 метров (6 футов 7 дюймов).

В последние годы магнитометры были миниатюрными до такой степени, что они могут быть включены в интегрированные схемы за очень низкую стоимость и находят растущее использование в качестве миниатюрных компасов ( датчик MEMS магнитного поля ).

Введение

Магнитные поля

Магнитные поля - это векторные величины, характеризующиеся как силой, так и направлением. Сила магнитного поля измеряется в единицах Tesla в единицах Si и в гауссе в системе CGS единиц. 10 000 гаусов равны одним Тесла. Измерения магнитного поля Земли часто цитируются в единицах Nanotesla (NT), также называемой гаммой. Магнитное поле Земли может варьироваться от 20 000 до 80 000 нт в зависимости от местоположения, колебания в магнитном поле Земли находятся по порядку 100 нт, а изменения магнитного поля из -за магнитных аномалий могут быть в диапазоне Picotesla (PT). Гауссмеры и тесламеры - это магнитометры, которые измеряются в единицах Гаусса или Теслы, соответственно. В некоторых контекстах магнитометр является термином, используемым для прибора, который измеряет поля менее 1 миллитовла (МТ), а Гауссметер используется для тех, кто измерен более 1 млн. Тонн.

Типы магнитометра

Эксперимент с магнитометром для Orbiter Juno для Juno можно увидеть здесь, на конце бума. Космический корабль использует два магнитометра FluxGate. (См. Также Магнитометр (Juno) )

Есть два основных типа измерения магнитометра. Векторные магнитометры измеряют векторные компоненты магнитного поля. Общие поля магнитометров или скалярных магнитометров измеряют величину векторного магнитного поля. Магнитометры, используемые для изучения магнитного поля Земли, могут выразить векторные компоненты поля с точки зрения склонения (угол между горизонтальным компонентом вектора поля и истинным, или географическим, север) и наклона (угол между полевым вектором и горизонтальная поверхность).

Абсолютные магнитометры измеряют абсолютное величину или векторное магнитное поле, используя внутреннюю калибровку или известные физические константы магнитного датчика. Относительные магнитометры измеряют величину или векторное магнитное поле относительно фиксированной, но некалиброванной базовой линии. Также называемые вариометрами , относительные магнитометры используются для измерения изменений в магнитном поле.

Магнитометры также могут быть классифицированы по их ситуации или предполагаемому использованию. Стационарные магнитометры устанавливаются в фиксированное положение, и измерения принимаются, пока магнитометр является стационарным. Портативные или мобильные магнитометры предназначены для использования во время движения и могут переносить или транспортироваться вручную или транспортировать в движущемся транспортном средстве. Лабораторные магнитометры используются для измерения магнитного поля материалов, помещенных внутри них, и обычно являются стационарными. Магнитометры обследования используются для измерения магнитных полей в геомагнитных исследованиях; Они могут быть фиксированными базовыми станциями, как в межмегнитной сети, или мобильных магнитометров, используемых для сканирования географической области.

Производительность и возможности

Производительность и возможности магнитометров описаны по их техническим спецификациям. Основные спецификации включают

• Скорость дискретизации - это количество показаний, приведенных в секунду. Обратное - время цикла за секунды за чтение. Скорость дискретизации важна у мобильных магнитометров; Скорость дискретизации и скорость транспортного средства определяют расстояние между измерениями.
• Пропускная способность или BandPass характеризуют, насколько хорошо магнитометр отслеживает быстрые изменения в магнитном поле. Для магнитометров без бортовой обработки сигнала пропускная способность определяется пределом Nyquist, установленным по скорости дискретизации. Современные магнитометры могут выполнять сглаживание или усреднение по сравнению с последовательными образцами, достигая более низкого шума в обмен на более низкую пропускную способность.
• Разрешение - это наименьшее изменение в магнитном поле, которое может разрешить магнитометр. Магнитометр должен иметь разрешение, что значительно меньше, чем самое маленькое изменение, которое можно наблюдать. Это включает в себя ошибку квантования , которая вызвана записи круглой и усечения цифровых выражений данных.
• Абсолютная ошибка - это разница между показаниями магнитометрового истинного магнитного поля.
• Дрейф - это изменение в абсолютной ошибке с течением времени.
• Тепловая стабильность - это зависимость измерения от температуры. Он дается в качестве температурного коэффициента в единицах NT на градус Цельсия.
• Шум - это случайные флуктуации, генерируемые датчиком магнитометра или электроникой. Шум дается в единицах ${\rm {{nT}/{\sqrt {\rm {Hz}}}}}$, где частотный компонент относится к пропускной способности.
• Чувствительность - это больше шума или разрешения.
• Ошибка заголовка - это изменение измерения из -за изменения ориентации прибора в постоянном магнитном поле.
• Мертвая зона - это угловая область ориентации магнитометра, в которой прибор производит плохие или нет измерений. Все оптические перекачиваемые, без протона прецессии и магнитометры по ремонту испытывают некоторые эффекты мертвой зоны.
• Градиентная толерантность - это способность магнитометра получить надежное измерение в присутствии градиента магнитного поля . В опросах неразорвавшихся боеприпасов или свалок градиенты могут быть большими.

Ранние магнитометры

Компас - это простой тип магнитометра.

Магнитометр с побережьями и геодезией № 18

Компас , состоящий из намагниченной иглы, чья ориентация изменяется в ответ на окружающее магнитное поле, представляет собой простой тип магнитометра, который измеряет направление поля. Частота колебаний намагниченной иглы пропорциональна квадратной корне прочности окружающего магнитного поля; Так, например, частота колебаний иглы горизонтально расположенного компаса пропорциональна квадратному корням горизонтальной интенсивности окружающего поля.

В 1833 году Карл Фридрих Гаусс , глава геомагнитной обсерватории в Геттингене, опубликовал статью о измерении магнитного поля Земли. Он описал новый инструмент, который состоял из постоянного барного магнита, подвешенного горизонтально из золотого волокна. Разница в колебаниях, когда стержень был намагничен и когда он был размагнирован, позволила Гаусу рассчитать абсолютное значение для прочности магнитного поля Земли.

Гаусс максвелл , CGS единица плотности магнитного потока была названа в его честь, определенная как один на квадратный сантиметр; Это равно 1 × 10 ⁻⁴ Тесла ( единица СИ ).

Фрэнсис Рональдс и Чарльз Брук независимо изобрели магнитографы в 1846 году, которые постоянно регистрировали движения магнита с использованием фотографии , что облегчило нагрузку на наблюдателей. Они быстро использовались Эдвардом Сабиной и другими в глобальном магнитном обзоре, и обновленные машины использовались в 20 -м веке.

Лабораторные магнитометры

Лабораторные магнитометры измеряют намагниченность , также известную как магнитный момент материала образца. В отличие от обследования магнитометров, лабораторные магнитометры требуют размещения образца внутри магнитометра, и часто могут контролироваться температура, магнитное поле и другие параметры образца. Магнетизация образца, в первую очередь, зависит от упорядочения непарных электронов в его атомах, с меньшим вкладом магнитных моментов , ядерных среди других. Упорядочение магнитных моментов в первую очередь классифицируется как диамагнитные , парамагнитные , ферромагнитные или антиферромагнитные (хотя зоология магнитного упорядочения также включает феррамагнитный , гелимагнитный , тороидальный , спиновое стекло и т. Д.). Измерение намагниченности как функция температуры и магнитного поля может дать подсказки относительно типа магнитного упорядочения, а также любые фазовые переходы между различными типами магнитных порядков, которые встречаются при критических температурах или магнитных полях. Этот тип измерения магнитометрии очень важен для понимания магнитных свойств материалов в физике, химии, геофизике и геологии, а также иногда биологии.

Кальмар (сверхпроводящее устройство квантового интерференции)

Основная статья: кальмар

Кальмары - это тип магнитометра, используемого как в качестве опроса, так и в качестве лабораторных магнитометров. Магнитометрия кальмаров является чрезвычайно чувствительной техникой абсолютной магнитометрии. Однако кальмары чувствительны к шуму, что делает их нецелесообразными в качестве лабораторных магнитометров в магнитных полях с высоким содержанием постоянного тока и в импульсных магнитах. Коммерческие магнитометры кальмаров доступны для температуры образца от 300 мк до 400 К, а магнитные поля до 7 тесл.

Индуктивные катушки пикапа

Основная статья: индуктивный датчик

Индуктивные катушки пикапа (также называемые индуктивным датчиком) измеряют магнитный дипольный момент материала путем обнаружения тока, вызванного в катушке из -за меняющегося магнитного момента образца. Магнетизация образца может быть изменена путем применения небольшого магнитного поля переменного тока (или быстро меняющегося поля постоянного тока), что происходит в импульсных магнитах, управляемых конденсатором. Эти измерения требуют дифференциации между магнитным полем, полученным образцом, и от внешнего приложенного поля. Часто используется специальное расположение катушек отмены. Например, половина катушки пикапа намотана в одном направлении, а другая половина в другом направлении, а образец помещается только в половину. Внешнее равномерное магнитное поле обнаруживается обеими половинами катушки, и, поскольку они противоречат, внешнее магнитное поле не дает чистого сигнала.

VSM (магнитометр вибрационной выборки)

Магнитометры вибрационных образцов (VSM) обнаруживают дипольный момент образца, механически вибрируя образец внутри индуктивной катушки пикапа или внутри катушки кальмара. Измеряется индуцированный ток или изменяющийся поток в катушке. Вибрация обычно создается двигателем или пьезоэлектрическим приводом. Обычно метод VSM примерно на порядок менее чувствителен, чем магнитометрия кальмаров. VSM можно объединить с кальмарами, чтобы создать систему, которая более чувствительна, чем один один. Тепло из -за вибрации образца может ограничить базовую температуру VSM, как правило, до 2 кельвина. VSM также нецелесообразно для измерения хрупкого образца, который чувствителен к быстрому ускорению.

Магнитометрия извлечения импульсного поля

Магнитометрия извлечения импульсного поля-еще один метод, использующий катушки пикапа для измерения намагниченности. В отличие от VSM, где образец физически вибрируется, в магнитометрии из экстракции импульсного поля образец защищен, а внешнее магнитное поле быстро меняется, например, в магните, управляемом конденсатором. Затем один из нескольких методов должен использоваться для отмены внешнего поля с поля, создаваемого образцом. К ним относятся катушки против ванны, которые отменяют внешнее равномерное поле и фоновые измерения с удаленным образцом из катушки.

Магнитометрия крутящего момента

Магнитная магнитометрия крутящего момента может быть даже более чувствительной, чем магнитометрия кальмаров. Тем не менее, магнитная магнитометрия крутящего момента не измеряет магнетизм напрямую, как это делают все ранее упомянутые методы. Магнитная крутящая магнитометрия вместо этого измеряет крутящий момент τ, действующий на магнитный момент образца μ в результате однородного магнитного поля B, τ = μ × B. Таким образом, крутящий момент является мерой магнитной или формы анизотропии образца. В некоторых случаях намагниченность образца может быть извлечена из измеренного крутящего момента. В других случаях измерение магнитного крутящего момента используется для обнаружения магнитных фазовых переходов или квантовых колебаний . Наиболее распространенный способ измерения магнитного крутящего момента состоит в том, чтобы установить образец на кантилевере и измерить смещение посредством емкости измерения между консольным и соседним фиксированным объектом или путем измерения пьезоэлектричества кантилевера или оптической интерферометрией с поверхности Cantilever Полем

Магнитометрия силы Фарадея

Магнитометрия Faraday Force использует тот факт, что градиент пространственного магнитного поля придает силу, которая действует на намагниченном объекте, F = (Mt∇) b. В магнитометрии силы Фарадея сила на образце может быть измерена по шкале (висят образцу из чувствительного баланса) или путем обнаружения смещения против пружины. Обычно используется емкостная нагрузочная ячейка или консоль из -за ее чувствительности, размера и отсутствия механических частей. Магнитометрия силы Фарадея примерно на один порядок менее чувствителен, чем кальмар. Самым большим недостатком магнитометрии Faraday Force является то, что она требует некоторых средств не только для производства магнитного поля, но и для производства градиента магнитного поля. Хотя это может быть достигнуто с помощью набора специальных полюсных лиц, гораздо лучший результат может быть достигнут с помощью набора градиентных катушек. Основным преимуществом магнитометрии силы Фарадея является то, что она небольшая и достаточно устойчива к шуму и, следовательно, может быть реализована в широком спектре среды, включая Продолжительный холодильник . Магнитометрия силы Фарадея также может быть осложнена наличием крутящего момента (см. Предыдущую технику). Это можно обойти путем изменения поля градиента независимо от приложенного поля постоянного тока, чтобы крутящий момент и вклад силы Фарадея могут быть разделены, и/или путем проектирования магнитометра силы Фарадея, который предотвращает вращение образца.

Оптическая магнитометрия

Оптическая магнитометрия использует различные оптические методы для измерения намагниченности. Один из таких методов, магнитометрия Керра использует магнитооптический эффект Kerr или Moke. В этой технике падающий свет направляется на поверхность образца. Свет взаимодействует с намагниченной поверхностью нелинейно, поэтому отраженный свет имеет эллиптическую поляризацию, которая затем измеряется детектором. Другим методом оптической магнитометрии является магнитометрия вращения Faraday . Магнитометрия вращения Фарадея использует нелинейное вращение магнитооооооооооооооооопта для измерения намагничения образца. В этом методе к измерению измерения Faraday модулируют тонкую пленку, и серия изображений снимается с помощью камеры, которая ощущает поляризацию отраженного света. Чтобы уменьшить шум, затем несколько изображений усредняются вместе. Одним из преимуществ этого метода является то, что он позволяет отображать магнитные характеристики на поверхности образца. Это может быть особенно полезно при изучении таких вещей, как Мейснер эффект на сверхпроводники. Микрообразованные оптические насосные магнитометры (μOPMS) могут быть использованы для более точного обнаружения происхождения судорог мозга и генерировать меньше тепла, чем доступные в настоящее время сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства, более известные как кальмары. Устройство работает с использованием поляризованного света для управления спином атомов Rubidium, который можно использовать для измерения и контроля магнитного поля.

Ссылка магнитометров

Магнитометры опроса можно разделить на два основных типа:

• Скалярные магнитометры измеряют полную прочность магнитного поля, которому они подвергаются, но не его направление
• Векторные магнитометры способны измерить компонент магнитного поля в определенном направлении, относительно пространственной ориентации устройства.

Вектор - это математическая сущность с величиной и направлением. Магнитное поле Земли в данной точке - вектор. Магнитный компас предназначен для того, чтобы дать горизонтальное направление подшипника , тогда как векторный магнитометр измеряет как величину, так и направление общего магнитного поля. Три ортогональных датчика необходимы для измерения компонентов магнитного поля во всех трех измерениях.

Они также оценены как «абсолютные», если сила поля может быть откалибрована из их собственных известных внутренних констант или «относительных», если их нужно откалибровать со ссылкой на известное поле.

Магнитограф - это магнитометр , который непрерывно записывает данные с течением времени. Эти данные обычно представлены в магнитограммах.

Магнитометры также могут быть классифицированы как «AC», если они измеряют поля, которые различаются относительно быстро со временем (> 100 Гц), и «DC», если они измеряют поля, которые различаются только медленно (квазистатические) или являются статичными. Магнитометры переменного тока находят использование в электромагнитных системах (таких как магнитотеллурики ), а магнитометры DC используются для обнаружения минерализации и соответствующих геологических структур.

Скалярные магнитометры

Магнитометр протона

Основная статья: протонное магнитометр

Магнитометр с прецессией протонов , также известный как протонные магнитометры , PPMS или просто MAG, измеряют резонансную частоту протонов (ядер водорода) в магнитном поле, измеряемые из -за ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Поскольку частота прецессии зависит только от атомных констант и прочности окружающего магнитного поля, точность этого типа магнитометра может достигать 1 ч / млн .

Необычный ток, текущий в соленоиде, создает сильное магнитное поле вокруг жидкости, богатой водородом ( керосин и декана популярны, и даже вода может использоваться), что приводит к тому, что некоторые протоны выровняются с этим полем. Затем ток прерывается, и, поскольку протоны перестраиваются с помощью окружающего магнитного поля, они преодолевают частоту, которая прямо пропорциональна магнитному полю. Это создает слабое вращающее магнитное поле, которое подхватывается (иногда отдельным) индуктором, усиленным электронным и подается на цифровой частотный счетчик, выход, как правило, масштабируется и отображается непосредственно в качестве высоты поля или вывода в качестве цифровых данных.

Для подразделения рук/рюкзака, скорости дискретистов PPM обычно ограничиваются менее чем одной выборкой в ​​секунду. Измерения обычно проводится с помощью датчика, удерживаемого в фиксированных местах с примерно 10 метра.

Портативные инструменты также ограничены объемом датчика (вес) и энергопотреблением. PPMS работает в полевых градиентах до 3000 нт/м, что является адекватным для большинства работ по разведке минералов. Для более высокой устойчивости к градиенту, такими как картирование полосных железных образований и обнаружение больших грузовых объектов, магнитометры сверхдержава могут обрабатывать 10000 нт/м, а магнитометры цезиевого цвета могут обрабатывать 30 000 нт/м.

Они относительно недороги (<8000 долларов США) и когда -то широко использовались в области изучения минералов. Три производителя доминируют на рынке: Gem Systems, Geometrics и Scintrex. Популярные модели включают G-856/857, SmartMag, GSM-18 и GSM-19T.

Для разведки минералов они были заменены инструментами по ремонту, цезиуму и калиевым приборам, все из которых являются быстрыми темпами и не требуют от оператора между показаниями.

Магнитометр эффекта ремонта

Магнитометр с эффектом сухопута или магнитометр, который использует тот же фундаментальный эффект, что и магнитометр с прецессией протона для проведения измерений. Добавляя свободные радикалы в измерительную жидкость, эффект пересечения ядер может быть использован для значительного улучшения на магнитометре с прецессией протона. Вместо того, чтобы выравнивать протоны , используя соленоид, радиочастотное поле с низкой мощностью используется для выравнивания (поляризации) вращения электрона свободных радикалов, которые затем пары с протонами через эффект пересвечителя. Это имеет два основных преимущества: управление радиочастотным полем требует доли энергии (позволяя более легкой батареи для портативных единиц) и более быстрая выборка, поскольку электрон-протоновая связь может происходить, даже по мере того, как измерения принимаются. Магнитометр, работающий над отходом, дает показания со стандартным отклонением от 0,01 нт до 0,02 нт во время отбора проб в секунду.

Цезиум пара магнитометр

Магнитометр с оптическим насосом является цезия высокочувствительным (300 футов/Гц ^0.5 ) и точное устройство, используемое в широком диапазоне приложений. Это один из ряда щелочных паров (включая рубидий и калий ), которые используются таким образом.

Устройство в широком смысле состоит из фотонного излучателя, такого как лазер, камера поглощения, содержащую пара цезий, смешанную с « буферным газом », через которую проходят излучаемые фотоны , и детектор фотонов, расположенный в таком порядке. Буферный газ обычно представляет собой гелий или азот , и они используются для уменьшения столкновений между атомами пара цези.

Основной принцип, который позволяет устройству работать, - это тот факт, что атом цезия может существовать на любом из девяти энергетических уровней , о которых можно неформально рассматриваться как размещение электронных атомных орбиталей вокруг атомного ядра . Когда атом цезия в камере встречается с фотоном из лазера, он возбуждается до более высокого энергетического состояния, излучает фотон и падает в неопределенное более низкое энергетическое состояние. Атом цезия «чувствителен» к фотонам из лазера в трех из девяти энергетических состояний, и, следовательно, предполагая закрытую систему, все атомы в конечном итоге попадают в состояние, в котором все фотоны из лазера проходят через беспрепятственные и находятся измеряется детектором фотонов. Пары цезия стали прозрачными. Этот процесс происходит непрерывно, чтобы поддерживать как можно больше электронов в этом состоянии.

На этом этапе, как говорят, выборка (или популяция) была оптической накачкой и готова к измерению. Когда применяется внешнее поле, он нарушает это состояние и заставляет атомы перемещаться в разные состояния, что делает пары менее прозрачными. Детектор фото может измерить это изменение и, следовательно, измерить величину магнитного поля.

В наиболее распространенном типе цезий -магнитометра к ячейке применяется очень маленькое магнитное поле переменного тока. Поскольку разница в уровнях энергии электронов определяется внешним магнитным полем, существует частота, с которой это небольшое поле переменного тока заставляет электроны изменения состояния. В этом новом состоянии электроны снова могут поглощать фотон света. Это вызывает сигнал на детекторе фото, который измеряет свет, проходящий через ячейку. Связанная электроника использует этот факт для создания сигнала точно на частоте, которая соответствует внешнему поле.

Другой тип магнитометра цезиума модулирует свет, нанесенный на ячейку. Это называется магнитометром колокольчика, после того, как два ученых, которые впервые исследовали этот эффект. Если свет включается и выключается на частоте, соответствующей поле Земли, Существует изменение сигнала, наблюдаемое на детекторе фото. Опять же, соответствующая электроника использует это для создания сигнала точно на частоте, которая соответствует внешнему поле. Оба метода приводят к высокопроизводительным магнитометрам.

Магнитометр пара калия

Калий является единственным оптическим накачанным магнитометром, который работает на одной линии узко -спиновой резонансной (ESR) в отличие от других магнитометров паров щелочных паров, которые используют нерегулярные, композитные и широкие спектральные линии и гелий с внутренней широкой спектральной линией.

Метастабильный гелий-4 скалярной магнитометр

Магнитометры, основанные на гелие-4, взволнованном до его метастабильного триплетного состояния благодаря плазменному разряду, были разработаны в 1960-х и 70-х годах Texas Instruments , затем благодаря его посощению Polatomic, и с конца 1980-х годов Си-Лити . Последний пионера конфигурации, которая отменяет мертвые зоны, которые являются повторяющейся проблемой атомных магнитометров. Эта конфигурация была продемонстрирована для того, чтобы показать точность 50 PT в операции орбиты. ESA , которая была запущена в 2013 году . выбрала эту технологию для миссии Swarm Экспериментальный векторный режим, который мог конкурировать с магнитометрами FluxGate был протестирован в этой миссии с общим успехом.

Приложения

Магнитометры цезия и калия обычно используются там, где необходим магнитометр с более высокой производительностью, чем протонное магнитометр. В археологии и геофизике, где датчик простирается через область, и часто необходимы многие точные измерения магнитного поля, магнитометры цезия и калия имеют преимущества перед протонным магнитом.

Более быстрая скорость измерения цезия и калия позволяет быстрее перемещать датчик через область для заданного количества точек данных. Магнитометры цезия и калия нечувствительны к вращению датчика во время измерения.

Более низкий шум цезий и калиевого магнитометров позволяет этим измерениям более точно показать изменения в поле с положением.

Векторные магнитометры

Векторные магнитометры измеряют один или несколько компонентов магнитного поля в электронном виде. Используя три ортогональных магнитометра, могут быть измерены как азимут, так и DIP (наклон). Принимая квадратный корень суммы квадратов компонентов, общая сила магнитного поля (также называемая общей магнитной интенсивностью, TMI) может быть рассчитана по теореме Пифагора .

Векторные магнитометры подвержены температурному дрейфу и размерной нестабильности ферритовых ядер. Они также требуют выравнивания для получения информации о компонентах, в отличие от общего полевого (скалярного) инструментов. По этим причинам они больше не используются для изучения минералов.

Вращающаяся катушка магнитометр

Магнитное поле вызывает синусоидальную волну в вращающейся катушке . Амплитуда сигнала пропорциональна силе поля, при условии, что она однородна, и к синусу угла между осью вращения катушки и линии поля. Этот тип магнитометра устарел.

Зал эффект магнитометр

Основная статья: датчик эффекта зала

Наиболее распространенными устройствами магнитного зондирования являются твердотельные датчики эффекта зала . Эти датчики дают напряжение, пропорциональное приложенному магнитному полю, а также ощущают полярность. Они используются в приложениях, где магнитное поле является относительно большой, например, в антиблокировочных тормозных системах в автомобилях, которые ощущают скорость вращения колеса с помощью слотов на колесных дисках.

Магниторезистенные устройства

Основная статья: Магниторезистентность

Они изготовлены из тонких полос пермаллоя , высокой магнитной проницаемости , никели-железного сплава, электрическое сопротивление которого варьируется в зависимости от изменения магнитного поля. Они имеют четко определенную ось чувствительности, могут быть получены в трехмерных версиях и могут быть продуцированы массой в качестве интегрированной схемы. У них есть время отклика менее 1 микросекунды и может быть отобран в движущихся транспортных средствах до 1000 раз в секунду. Они могут использоваться в компасах, которые читаются в пределах 1 °, для которых основной датчик должен надежно разрешить 0,1 °.

Магнитометр FluxGate

Смотрите также: Градидиометр

Магнитометр для одноосного потока

FluxGate Compass /Inclinoometer

Основные принципы магнитометра FluxGate

Магнитометр FluxGate был изобретен H. Aschenbrenner и G. Goubau в 1936 году. Команда в исследовательских лабораториях Gulf во главе с Виктором Ваквие разработала магнитометры Fluxgate Airbore, чтобы обнаружить подводные лодки во время Второй мировой войны , и после войны подтвердила теорию тектоники пластин , используя их для измерения сдвигов в магнитных узорах на морском дне.

Магнитометр FluxGate состоит из небольшого магнитно -восприимчивого ядра, завернутого двумя катушками провода. Чередственный электрический ток проходит через одну катушку, проводя ядро ​​через чередующий цикл магнитного насыщения ; т.е., намагниченные, не снятые, обратно намагниченные, негнитированные, намагниченные и так далее. Это постоянно изменяющееся поле вызывает напряжение во второй катушке, которая измеряется детектором. На магнитно -нейтральном фоне входные и выходные сигналы совпадают. Однако, когда ядро ​​подвергается воздействию фонового поля, его легче насыщено при выравнивании с этим полем и менее легко насыщается в противодействии. Следовательно, чередующее магнитное поле и индуцированное выходное напряжение, находятся не в шагах с входным током. Степень, в которой это имеет место, зависит от силы фонового магнитного поля. Часто сигнал в выходной катушке интегрируется, что дает выходное аналоговое напряжение, пропорциональное магнитному полю.

В настоящее время доступны широкий спектр датчиков и используются для измерения магнитных полей. Компасы и градиометры FluxGate измеряют направление и величину магнитных полей. Fluxgates доступны по цене, прочные и компактные с миниатюризацией, недавно продвигаясь до полных датчиков в форме чипов IC, включая примеры из обоих академий и промышленность. Это, плюс их, как правило, низкое энергопотребление делает их идеальными для различных чувствительных приложений. Градиометры обычно используются для археологического поиска и неразорвавшихся боеприпасов немецких военных (UXO), таких как популярный Foerster .

Типичный магнитометр FluxGate состоит из «смысла» (вторичной) катушки, окружающей внутреннюю «привод» (первичный) катушку, которая тесно намотана вокруг высокопроницаемого материала ядра, такого как MU-метал или пермалог . Чередственный ток применяется к обмотке привода, которая управляет ядром в непрерывном повторяющемся цикле насыщения и ненасыщенности. На внешнем поле ядро ​​попеременно слабо проницаемо и очень проницаемо. Ядро часто представляет собой тороидально обернутое кольцо или пара линейных элементов, каждая из них намотает в противоположных направлениях. Такие пути с закрытым потоком сводят к минимуму связь между приводом и обмотками. В присутствии внешнего магнитного поля, с ядром в высокопроницаемом состоянии, такое поле локально привлекает или закрывается (отсюда и название Fluxgate) через ощущение обмотки. Когда ядро ​​слабо проницаемо, внешнее поле меньше привлечено. Это непрерывное стробирование внешнего поля внутри и вне смысла обмотка вызывает сигнал в смысле обмотки, чья основная частота в два раза больше, чем на частоте привода, а прочность и фазовая ориентация меняются непосредственно с величиной внешнего поля и полярности.

Существуют дополнительные факторы, которые влияют на размер результирующего сигнала. Эти факторы включают количество поворотов в смысле обмотки, магнитной проницаемости ядра, геометрии датчиков и скорости закрытого потока изменений в отношении времени.

Фазовое синхронное обнаружение используется для извлечения этих гармонических сигналов из обмотки ощущения и преобразования их в напряжение постоянного тока, пропорциональное внешнему магнитному полю. Также могут использоваться обратная связь с активным током, так что ощущение обмотки приводится к противодействию внешнему полю. В таких случаях ток обратной связи линейно варьируется в зависимости от внешнего магнитного поля и используется в качестве основы для измерения. Это помогает противостоять неолинейности между приложенным внешним полетом и потоком, загрязненным через обмотку чувства.

Кальмар магнитометр

Основная статья: кальмар

Сцилы , или сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства, измеряют чрезвычайно небольшие изменения в магнитных полях. Они очень чувствительные векторные магнитометры, с уровнями шума до 3 футов Гц ^−½ в коммерческих инструментах и ​​0,4 фута Гц ^−½ в экспериментальных устройствах. Многие коммерческие кальмары, охлаждаемые жидкостью, достигают спектра плоского шума от почти постоянного тока (менее 1 Гц) до десятков килохерца, что делает такие устройства идеальными для измерений биомагнитного сигнала во временной области. Атомные магнитометры Serf демонстрировали в лабораториях до сих пор достигают конкурентного пола шума, но в относительно небольших частотных диапазонах.

Магнитометры кальмаров требуют охлаждения жидким гелием ( 4,2 К ) или жидким азотом ( 77 К ) для работы, поэтому требования к их упаковке для их использования довольно строгими как с тепло-механической, так и магнитной точки зрения. Магнитометры кальмаров чаще всего используются для измерения магнитных полей, продуцируемых лабораторными образцами, также для мозга или сердечной активности ( магнитоэнцефалография и магнитокардиография соответственно). Геофизические исследования время от времени используются кальмары, но логистика охлаждения кальмара гораздо сложнее, чем другие магнитометры, которые работают при комнатной температуре.

Оптически накапливаемые магнитометры с нулевым полем

Магнитометры, основанные на атомных газах, могут выполнять векторные измерения магнитного поля в режиме низкого поля, где распад атомной когерентности становится быстрее, чем частота Лармора . Физика таких магнитометров основана на эффекте Хэнле . Такие оптические насосные магнитометры с нулевым полем были протестированы в различных конфигурациях и с различными атомными видами, особенно щелочными (калий, рубидий и цезий), гелий и ртуть . Для случая щелочи времена когерентности были значительно ограничены из-за расслабления с обменом. Основной прорыв произошел в начале 2000 года, что Romalis Group в Принстоне продемонстрировала, что в таком низком полевом режиме время когерентности щелочи может быть значительно увеличено, если достаточно высокая плотность может быть достигнута при высоком температурном нагревании, это так называется эффектом SERF .

Основным интересом оптических магнитометров является замена магнитометров кальмаров в приложениях, где криогенное охлаждение является недостатком. В частности, это случай медицинской визуализации, когда такое охлаждение навязывает толстую термическую изоляцию, сильно влияя на амплитуду записанных биомагнитных сигналов. Несколько стартапов в настоящее время разрабатывают оптические накачиваемые магнитометры для биомедицинских применений: таковые в Twinleaf, Куспин и полевой линии Будучи основанным на щелочных парах и паре из Mag4Health на метастабильном гелия-4.

Спиновые обменные безразличные атомные магнитометры (SERF)

Основная статья: Serf

При достаточно высокой атомной плотности может быть достигнута чрезвычайно высокая чувствительность. Спин-обмена безреляционно-безреляционные ( SERF ) атомные магнитометры, содержащие калий , цезий или пары рубидия, работают аналогично к цезиевому магнитометрам, описанным выше, но может достигать чувствительности ниже 1 фута Гц ^{− 1 ⁄ 2} Полем Магнитометры SERF работают только в небольших магнитных полях. Поле Земли составляет около 50 мкт ; Магнитометры SERF работают в полях менее 0,5 мкт.

Большие детекторы объема достигли чувствительности 200 при Гц ^{− 1 ⁄ 2} . Эта технология обладает большей чувствительностью на единицу объема, чем детекторы кальмаров. Технология также может производить очень маленькие магнитометры, которые в будущем могут заменить катушки для обнаружения радиочастотных магнитных полей. Эта технология может создать магнитный датчик, который имеет все его входные и выходные сигналы в виде света на волоконно-оптических кабелях. Это позволяет магнитному измерению проходить вблизи высоких электрических напряжений.

Калибровка магнитометров

Калибровка магнитометров обычно выполняется с помощью катушек, которые поставляются электрическим током для создания магнитного поля. Это позволяет охарактеризовать чувствительность магнитометра (с точки зрения V/T). Во многих приложениях однородность калибровочной катушки является важной особенностью. По этой причине, такие катушки, как катушки Helmholtz, обычно используются либо в одной оси, либо в конфигурации трех оси. Для требовательных применений магнитное поле с высокой однородностью является обязательным, в таких случаях калибровка магнитного поля может быть выполнена с использованием катушки Maxwell , косинусные катушки, или калибровка в магнитном поле с очень гомогенным земной .

Использование

Магнитометры могут измерить магнитные поля планет.

Магнитометры имеют очень разнообразный ассортимент применений, в том числе местонахождение таких объектов, как подводные лодки, затонувшие суда, опасности, влияющие на туннельные скучные машины , опасность угольных шахт, неразорвавшие боеприпасы, барабаны с токсичными отходами, а также широкий спектр минеральных отложений и геологических структур. У них также есть приложения в мониторах сердца, спрятавшееся обнаружение оружия, Позиционирование систем военного оружия, датчики в антилоковающих тормозах, прогнозирование погоды (через солнечные батареи), стальные пилоны, системы управления бурением, археология, тектоника пластин, распространение радиоволнов и разведка планеты. Лабораторные магнитометры определяют магнитный дипольный момент магнитного образца, обычно в зависимости от температуры , магнитного поля или другого параметра. Это помогает выявить его магнитные свойства, такие как ферромагнетизм , антиферромагнетизм , сверхпроводимость или другие свойства, которые влияют на магнетизм .

В зависимости от применения, магнитометры могут быть развернуты в космическом корабле, самолетах ( магнитометрах с неподвижным крылом ), вертолетами ( Stinger and Bird ), на земле ( рюкзак ), буксируются на расстоянии позади квадратных велосипедов (ATVS) на ( Sles или Trailer ) , понижены в скважины ( инструмент , зонд или сунде ), или буксируются за лодками ( буксирная рыба ).

Измерение механического напряжения

Магнитометры используются для измерения или мониторинга механического напряжения в ферромагнитных материалах. Механическое напряжение улучшит выравнивание магнитных доменов в микроскопических масштабах, которые поднимут магнитное поле, измеренное вблизи материала магнитометрами. Существуют различная гипотеза о отношениях стресса-магнилизации. Однако влияние механического напряжения на измеренное магнитное поле вблизи образца, как утверждается, доказано во многих научных публикациях. Были предприняты попытки решить обратную проблему разрешения на магнитизации и стресса, чтобы количественно оценить напряжение на основе измеренного магнитного поля.

Ускоритель физика

Aust.-Synchrotron, -quadrupole-magnets-of-linac, -14.06.2007

Магнитометры широко используются в экспериментальной физике частиц для измерения магнитного поля ключевых компонентов, таких как концентрация или фокусирующие лучевые магниты.

Археология

Основная статья: магнитное обследование (археология)

Магнитометры также используются для обнаружения археологических объектов , кораблекрушений и других похороненных или погруженных объектов. FluxGate Градиометры популярны благодаря их компактной конфигурации и относительно низкой стоимости. Градиометры улучшают мелкие функции и отрицают необходимость в базовой станции. Магнитометры цезиума и оборудования также очень эффективны, когда они используются в качестве градиометров или в качестве систем односендоров с базовыми станциями.

Команда TV Program Time популяризировала «геофизы», в том числе магнитные методы, используемые в археологических работах для обнаружения огненных очагов, стен запеченных кирпичей и магнитных камней, таких как базальт и гранит. Прогулки и дороги иногда могут быть нанесены на карту с дифференциальным уплотнением в магнитных почвах или с нарушениями в глинах, например, на великой венгерской равнине . Поглощенные поля ведут себя как источники магнитного шума в таких исследованиях.

Аурор

Магнитометры могут дать представление о ауроральной активности до того, как станет видимым светом от Aurora . Сетка магнитометров по всему миру постоянно измеряет влияние солнечного ветра на магнитное поле Земли, которое затем публикуется на K-индексе .

Исследование угля

магнитометры могут использоваться для помощи форме картирования бассейна в региональном масштабе, они чаще используются для отображения опасностей с как В то время уголь добычей Полем Магнитометры также могут найти зоны, зажженные молнией и картовым сидетом (примесей в угле).

Лучшие результаты обследования достигаются на земле в опросах с высоким разрешением (с приблизительно 10-М интернет-интервалом и расстоянием между станцией 0,5 м). Магнитометры с отверстием с использованием хорька также может помочь, когда угольные швы глубоки, используя несколько подоконников или глядя под поверхностные базальтовые потоки.

Современные опросы обычно используют магнитометры с технологией GPS для автоматической записи магнитного поля и их местоположения. Затем набор данных корректируется с помощью данных со второго магнитометра (базовая станция), который остается неподвижным и записывает изменение в магнитном поле Земли во время обследования.

Направленное бурение

Магнитометры используются при направленном бурении для нефти или газа для обнаружения азимута инструментов бурения вблизи тренировки. Они чаще всего сочетаются с акселерометрами в инструментах бурения, так что можно найти как наклон , так и азимут тренировки.

Военный

В защитных целях военно -морские силы используют массивы магнитометров, проложенных на морских этажах в стратегических местах (то есть вокруг портов) для мониторинга активности подводных лодок. Российские титановые подводные лодки класса альфа были разработаны и построены за большие расходы, чтобы сорвать такие системы (как чистый титан не магнитный).

Военные подводные лодки разгадываются , проходя через большие подводные петли через регулярные промежутки времени-чтобы помочь им избежать обнаружения с помощью систем мониторинга морского этажа, детекторов магнитных аномалий и магнитно-запускаемых рудников. Тем не менее, подводные лодки никогда не разбираются полностью. Можно сказать глубину, в которой подводная лодка была измерением его магнитного поля, которое искажается, поскольку давление искажает корпус и, следовательно, поле. Нагревание также может изменить намагниченность стали.

Подводные лодки буксируют длинные массивы сонаров для обнаружения кораблей, и даже могут распознавать различные шумы по винтам. Сонарные массивы должны быть точно расположены, чтобы они могли триангулировать направление к целям (например, корабли). Массивы не буксируют по прямой линии, поэтому магнитометры FluxGate используются для ориентации каждого узла сонара в массиве.

Fluxgates также можно использовать в навигационных системах оружия, но в значительной степени заменены GPS и кольцевыми лазерными гироскопами .

Магнитометры, такие как немецкий Foerster, используются для определения местонахождения железнодорожных боеприпасов. Магнитометры цезиума и ремесленника используются для определения местонахождения и помощи в очистке старых бомбардировок и испытательных диапазонов.

Полезные нагрузки на БПЛА также включают магнитометры для ряда защитных и оскорбительных задач.

Расследование минералов

Основная статья: геофизика разведки

DA42 , Световой самолет модифицированный для аэрофотосъемки с использованием носа, содержащего магнитометр на его кончике

Магнитометрические исследования могут быть полезны при определении магнитных аномалий, которые представляют руду (прямое обнаружение), или в некоторых случаях гандистские минералы, связанные с отложениями руды (косвенное или логическое обнаружение). Это включает железную руду , магнетит , гематит и часто пирротит .

Разработанные страны, такие как Австралия, Канада и США, вкладывают значительные средства в систематические магнитные исследования в воздухе их соответствующих континентов и окружающих океанов, чтобы помочь с геологией карты и в обнаружении месторождений полезных ископаемых. Такие обследования Aeromag обычно проводятся с расстоянием 400 м линий на высоте 100 м, с показаниями каждые 10 метров или более. Чтобы преодолеть асимметрию в плотности данных, данные интерполируются между линиями (обычно 5 раз), а затем усреднены данные вдоль линии. Такие данные сетки с размер пикселей 80 м × 80 м, обрабатываемые изображением с использованием такой программы, как Ermapper. В шкале аренды разведки за опросом может последовать более подробное фиксированное крыло в стиле хелимага или стиля урожая при расстоянии расстояния в 50 м и высоте 50 м (разрешение на местность). Такое изображение сетки на пикселе 10 x 10 м, предлагая в 64 раза больше разрешения.

Если цели неглубокие (<200 м), аномалии аээромага могут быть проведены с заземляющими магнитными обследованиями на расстоянии между линиями линий от 10 до 50 м с расстоянием между 1 М, чтобы обеспечить наилучшие детали (от 2 до 10 м сетка пикселя) (или 25 раз Резолюция до бурения).

Магнитные поля из магнитных тел руды падают с обратным расстоянием на кубик ( дипольная мишень) или, в лучшем случае, квадрат обратного расстояния ( магнитная монопольная мишень). Одна аналогия с разрешением с дистанцией-это автомобиль, едущий ночью с включенными огнями. На расстоянии 400 м человек видит одну светящуюся дымку, но по мере приближения, два фары, а затем левый мигань видны.

Есть много проблем, интерпретирующих магнитные данные для изучения минералов. Несколько целей смешиваются вместе, такие как множество источников тепла, и, в отличие от света, нет магнитного телескопа для фокусировки. Комбинация нескольких источников измеряется на поверхности. Геометрия, глубина или направление намагниченности (остановленность) целей также обычно не известны, и поэтому несколько моделей могут объяснить данные.

Мощно от геофизических программных решений [1] - это ведущий магнитный (и гравитационный) пакет интерпретации, широко используемый в австралийской исследовательской отрасли.

Магнитометры помогают минеральным исследователям как напрямую (то есть, золотую минерализацию, связанные с магнетитом , алмазы в трубах кимберлитах ), так и, чаще, косвенно, например, путем отображения геологических структур, способствующих минерализации (т.е.

Магнитометры с воздухом обнаруживают изменение в магнитном поле Земли, используя датчики, прикрепленные к самолету в виде «жала», или путем буксировки магнитометра на конце кабеля. Магнитометр на кабеле часто называют «бомбой» из -за ее формы. Другие называют это «птицей».

Поскольку холмы и долины под самолетом заставляют магнитные показания подниматься и падать, радиолокационный альтиметр отслеживает отклонение преобразователя от номинальной высоты над землей. Также может быть камера, которая фотографирует землю. Расположение измерения определяется также записи GPS.

Мобильные телефоны

Три-оси электронный магнитометр от полупроводника AKM , внутри Motorola Xoom

Многие смартфона содержат миниатюрные микроэлектромеханические системы (MEMS) магнитометры, которые используются для обнаружения силы магнитного поля и используются в качестве компасов . У iPhone 3GS есть магнитометр, магнитозистенный датчик пермаллои, AN-203, произведенный Honeywell. В 2009 году цена трех осевых магнитометров упала ниже 1 доллара США за устройство и быстро упала. Использование трех осевого устройства означает, что оно не чувствительно к тому, как оно удерживается в ориентации или высоте. Устройства эффекта зала также популярны.

Исследователи в Deutsche Telekom использовали магнитометры, встроенные в мобильные устройства, чтобы разрешить беспристрастное 3D -взаимодействие . Их структура взаимодействия, называемая Magitact, отслеживает изменения в магнитном поле вокруг мобильного телефона, чтобы идентифицировать различные жесты, сделанные рукой, удерживающим или носящим магнит.

Разведка нефти

Сейсмические методы предпочтительны магнитометрам в качестве основного метода исследования нефти, хотя магнитные методы могут дать дополнительную информацию о базовой геологии, а в некоторых средах доказательства утечки из ловушек. Магнитометры также используются в разведке нефти, чтобы показать местоположения геологических особенностей, которые делают бурение непрактичным, и другие особенности, которые дают геофизикам более полную картину стратиграфии .

Космический корабль

Основная статья: космический магнитометр

Магнитометр Fluxgate с тремя осью был частью миссий Mariner 2 и Mariner 10 . Магнитометр с двойной техникой является частью миссии Кассини -Хуйгенс по изучению Сатурна. Эта система состоит из векторных магнитометров гелия и флюкса. Магнитометры также были компонентным инструментом на миссии Mercury Messenger . Магнитометр также может использоваться спутниками, такими как измерение как величину , так и направление магнитного поля планеты или луны.

Магнитные опросы

Наземная съемка в «Сюрприз Вэлли», Сидарвиль, Калифорния

Систематические обследования могут использоваться при поиске месторождений минералов или в поиске потерянных объектов. Такие опросы делятся на:

• Аэромагнитный обзор
• Скважина
• Земля
• Морской пехотинец

Наборы данных Aeromag для Австралии можно загрузить из базы данных GADDS .

Данные можно разделить на точку, расположенные и данные изображения, последний из которых находится в формате ermapper.

Магнитовидение

На основе пространства измерено распределение параметров магнитного поля (например, амплитуда или направление), изображения магнитовижения могут быть сгенерированы. Такое представление магнитных данных очень полезно для дальнейшего анализа и слияния данных .

Градиометр

Магнитные градиометры представляют собой пары магнитометров с их датчиками, обычно горизонтально, на фиксированном расстоянии. Показания вычитаются, чтобы измерить разницу между чувствительными магнитными полями, что дает градиенты поля, вызванные магнитными аномалиями. Это один из способов компенсации как за изменчивость во времени магнитного поля Земли, так и для других источников электромагнитных помех, что позволяет обеспечить более чувствительное обнаружение аномалий. Поскольку почти равные значения вычитаются, требования к производительности шума для магнитометров более экстремальны.

Градиометры улучшают мелкие магнитные аномалии и, таким образом, хороши для археологических и исследований на месте. Они также хороши для работы в режиме реального времени, таких как неразорвавшее местоположение боеприпасов (UXO). В два раза эффективно запускать базовую станцию ​​и использовать два (или более) мобильные датчики для одновременного чтения параллельных линий (при условии, что данные хранятся и пост-обработка). Таким образом, можно рассчитать как линейные, так и поперечные градиенты.

Управление положениями магнитных исследований

В традиционном изучении минералов и археологической работе, для определения области обследования были использованы сетчатые колышки, размещенные теодолитом и рулеткой. Некоторые опросы UXO использовали веревки для определения полос. Взпрашенные исследования использовали радио -триангуляции маяков, такие как Siledus.

Не магнитные электронные триггеры Hipchain были разработаны для запуска магнитометров. Они использовали энкодеры вращения вращения для измерения расстояния вдоль одноразовых хлопковых катушек.

Современные исследователи используют ряд подразделений GPS с низкой магнитной подписью, в том числе кинематические GPS в реальном времени.

Заголовок ошибок в магнитных опросах

Магнитные опросы могут страдать от шума, исходящего из диапазона источников. Различные технологии магнитометра страдают от разных проблем с шумом.

Ошибки заголовка - это одна группа шума. Они могут прийти из трех источников:

• Датчик
• Консоль
• Оператор

Некоторые общие полевые датчики дают разные показания в зависимости от их ориентации. Магнитные материалы в самом датчике являются основной причиной этой ошибки. В некоторых магнитометрах, таких как пара -магнитометры (цезий, калий и т. Д.), В физике есть источники ошибки заголовка, которые вносят небольшие суммы в общую ошибку заголовка.

Консольный шум исходит от магнитных компонентов на консоли или внутри. К ним относятся феррит в ядрах в индукторах и трансформаторах, стальные рамы вокруг ЖК -дисплея, ноги на чипсах IC и стальные корпусы в одноразовых батареях. Некоторые популярные спектакли MIL также имеют стальные пружины.

Операторы должны позаботиться о том, чтобы быть магнитно чистыми и должны проверить «магнитную гигиену» всей одежды и предметов, переносимых во время опроса. Шляпы акубры очень популярны в Австралии, но их стальные диски должны быть удалены перед использованием на магнитных опросах. Стальные кольца на блокноте, стальные покрытые сапоги и стальные пружины в общих проколках могут вызвать ненужный шум в опросах. Ручки, мобильные телефоны и имплантаты нержавеющей стали также могут быть проблематичными.

Магнитный отклик (шум) от оборотного объекта на операторе и консоли может измениться с направлением направления из -за индукции и остаточной. Самолеты аэромагнитного обследования и квадроцикл -велосипедные системы могут использовать специальные компенсаторы для исправления шума ошибок.

Ошибки заголовка похожи на паттерны елочки на изображениях обследования. Альтернативные линии также могут быть гофрированы.

Обработка изображений магнитных данных

Запись данных и обработки изображений превосходят работу в реальном времени, потому что тонкие аномалии, часто пропущенные оператором (особенно в магнитном шумном областях), могут быть связаны между линиями, формами и кластерами, которые лучше определены. Можно также использовать ряд сложных методов улучшения. Существует также твердая копия и необходимость в систематическом покрытии.

Авиационная навигация

Алгоритм навигации магнитометра (магнав) первоначально работал в качестве полета в 2004 году. Позже, алмазные магнитометры были разработаны исследовательской лабораторией ВВС США (AFRL) как лучший метод навигации, который не может быть застрелен врагом.

Смотрите также

• Акселерометр - устройство, которое измеряет надлежащее ускорение
• Аэромагнитная обследование - метод съемки, анализируя магнитные свойства больших областей из больших высот
• Поле Земля ЯМР - ЯМР Использование в геомагнитном поле
• Измерение ЭМФ - измерение окружающего электромагнитного поля
• Гироскоп - устройство для измерения или поддержания ориентации и угловой скорости
• Блок инерционного измерения -навигационное устройство на основе акселерометра
• Intermagnet - Глобальная сеть обсерваторий, мониторинг страниц магнитного поля Земли, отображающие описания Wikidata как запасной
• Детектор магнитной аномалии - прибор для обнаружения изменений в магнитном поле Земли
• Магнитный иммуноанализа - диагностический иммуноанализа с использованием магнитных шариков
• Намагниченность - физическая величина, плотность магнитного момента на объем
• Магнитограмма (устранение неоднозначности)
• Датчик магнитного поля MEMS
• Детектор металла - электронный инструмент, который обнаруживает наличие металла поблизости
• Squid - тип магнитометра
• Магнитометр вибрационного образца -научный инструмент для измерения страниц магнитных свойств, отображающих описания Wikidata в качестве запасного
• ЯМР нулевого поля - приобретение ЯМР -спектров химических веществ

Дальнейшее чтение

• Холлос, Стефан; Hollos, Richard (2008). Сигналы из субатомного мира: как построить магнитометр с прецессией протона . Abrazol Publishing. ISBN  978-1-887187-09-1 .
• Рипка, Павел, изд. (2001). Магнитные датчики и магнитометры . Бостон, Массачусетс: Artech House. ISBN  978-1-58053-057-6 .
• Tumananski, S. (2011). "4. Магнитные датчики". Справочник по магнитным измерениям . Boca Raton, FL: CRC Press. С. 159–256. ISBN  978-1-4398-2952-3 .

Внешние ссылки

• Методы прогнозирования землетрясений и дополнительные исследования по изучению электромагнитных полей
• Программа геомагнетизма USGS
• Поле Земля ЯМР (EFNMR)
• Космические магнитометры
• Практические рекомендации по созданию магнитометра у любителей - Часть 1 Введение Архивировано 10 июля 2012 года на машине Wayback
• Практические рекомендации по строительству магнитометра у любителей - часть 2 здание архивировано 24 февраля 2021 года на машине Wayback