Hvordan fungerer magnetometeret?

1. Fluxgate magnetometer:

* kerne: Disse enheder bruger en kerne af ferromagnetisk materiale (som permalloy), der let magnetiseres og demagnetiseres.

* spole: En spole er pakket rundt om kernen og skaber et skiftende magnetfelt.

* detektion: Det skiftende felt inducerer en strøm i en anden spole, der er proportional med styrken af ​​det ydre magnetfelt.

2. Proton Precession Magnetometer (PPM):

* polarisering: Protoner i en væske (ofte vand) justeres ved at anvende et stærkt magnetfelt.

* præcession: Når det stærke felt fjernes, er Protons Precess (Wobble) ved en frekvens, der er proportional med jordens magnetfelt.

* detektion: Denne præcessionsfrekvens måles og konverteres til en magnetfeltværdi.

3. Overhauser -magnetometer:

* Ligner ppm: Denne type er også afhængig af proton -præcession, men den bruger en speciel teknik til at forbedre signalstyrken.

* polariseringsforbedring: En lille mængde af en fri radikalforbindelse tilsættes til væsken, hvilket øger polariseringen af ​​protonerne.

* Resultat: Dette fører til et stærkere signal, hvilket muliggør højere følsomhed og nøjagtighed.

4. Squid (superledende kvanteinterferensenhed) Magnetometer:

* Superconductivity: Disse enheder bruger superledende løkker, der er ekstremt følsomme over for magnetfelter.

* Josephson Junctions: Sløjferne indeholder kryds, der udviser Josephson -effekten, hvor strømmen kan flyde over en isolator på grund af kvantetunneling.

* interferens: Ændringer i det ydre magnetiske felt forårsager interferensmønstre i den aktuelle strømning gennem krydserne, hvilket muliggør ekstremt præcise målinger.

5. Hall Effect Magnetometer:

* Hall Effect: Denne effekt beskriver genereringen af ​​en spænding på tværs af en leder, når den placeres i et magnetfelt, og strømmen strømmer gennem den.

* Måling: Spændingen er proportional med magnetfeltstyrken, hvilket giver mulighed for dens måling.

* enkel og omkostningseffektiv: Halleffektmagnetometre er relativt enkle og billige sammenlignet med andre typer.

Ansøgninger:

Magnetometre bruges i en lang række applikationer, herunder:

* Navigation: Kompass og GPS -systemer er afhængige af magnetometre for at bestemme retning og placering.

* Geologi: Geofysikere bruger magnetometre til at udforske jordens magnetfelt og identificere mineralaflejringer.

* medicinsk: Magnetoencephalography (MEG) bruger magnetometre til at måle hjerneaktivitet.

* Militær: Magnetometre bruges til at detektere ubåde og andre metalgenstande.

* Rumudforskning: Magnetometre bruges til at studere magnetfelterne for planeter og stjerner.

I resuméet Magnetometre er vigtige værktøjer til måling af magnetiske felter, finde applikationer inden for forskellige felter, hvor forståelse og måling af magnetiske felter er afgørende.