Πώς λειτουργεί το μαγνητόμετρο;
1. Μαγνητομετρικό fluxgate:
* Core: Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν έναν πυρήνα σιδηρομαγνητικού υλικού (όπως το permalloy) που είναι εύκολα μαγνητισμένο και απομαγνητικοποιημένο.
* πηνίο: Ένα πηνίο είναι τυλιγμένο γύρω από τον πυρήνα, δημιουργώντας ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο.
* Ανίχνευση: Το μεταβαλλόμενο πεδίο προκαλεί ένα ρεύμα σε ένα δεύτερο πηνίο, το οποίο είναι ανάλογο με τη δύναμη του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.
2. Μαγνητομετρητή πρωτονίων (ppm):
* πόλωση: Τα πρωτόνια σε υγρό (συχνά νερό) ευθυγραμμίζονται εφαρμόζοντας ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
* ΠΡΟΣΟΧΗ: Όταν αφαιρεθεί το ισχυρό πεδίο, τα πρωτόνια προσελκύουν (wobble) σε συχνότητα ανάλογη προς το μαγνητικό πεδίο της Γης.
* Ανίχνευση: Αυτή η συχνότητα προπορείας μετράται και μετατρέπεται σε τιμή μαγνητικού πεδίου.
3. Overhauser magnetometer:
* Παρόμοια με τα ppm: Αυτός ο τύπος βασίζεται επίσης στην πρεσβεία πρωτονίων, αλλά χρησιμοποιεί μια ειδική τεχνική για τη βελτίωση της αντοχής του σήματος.
* Βελτίωση πόλωσης: Μια μικρή ποσότητα μιας ένωσης ελεύθερων ριζών προστίθεται στο υγρό, το οποίο αυξάνει την πόλωση των πρωτονίων.
* αποτέλεσμα: Αυτό οδηγεί σε ένα ισχυρότερο σήμα, επιτρέποντας υψηλότερη ευαισθησία και ακρίβεια.
4. Καλαμάρι (υπεραγώγιμη συσκευή κβαντικής παρεμβολής) μαγνητόμετρο:
* Superconductivity: Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν υπεραγωγικούς βρόχους που είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι στα μαγνητικά πεδία.
* Josephson Junctions: Οι βρόχοι περιέχουν διασταυρώσεις που παρουσιάζουν το φαινόμενο Josephson, όπου το ρεύμα μπορεί να ρέει σε ένα μονωτικό λόγω της κβαντικής σήραγγας.
* παρεμβολή: Οι μεταβολές στο εξωτερικό μαγνητικό πεδίο προκαλούν πρότυπα παρεμβολής στην τρέχουσα ροή μέσω των διασταυρώσεων, επιτρέποντας εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις.
5. Hall Effect Magnetometer:
* Hall Effect: Αυτό το αποτέλεσμα περιγράφει τη δημιουργία μιας τάσης σε έναν αγωγό όταν τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο και ρεύμα ρέει μέσα από αυτό.
* Μέτρηση: Η τάση είναι ανάλογη με τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου, επιτρέποντας τη μέτρησή της.
* Απλή και οικονομικά αποδοτική: Τα μαγνητόμετρα Hall Effect είναι σχετικά απλά και φθηνά σε σύγκριση με άλλους τύπους.
Εφαρμογές:
Τα μαγνητόμετρα χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως:
* Πλοήγηση: Τα συστήματα πυξίδας και GPS βασίζονται σε μαγνητόμετρα για να προσδιοριστούν η κατεύθυνση και η θέση.
* Γεωλογία: Οι γεωφυσικοί χρησιμοποιούν μαγνητόμετρα για να εξερευνήσουν το μαγνητικό πεδίο της γης και να προσδιορίσουν τις ορυκτές αποθέσεις.
* Ιατρική: Η Magnetoencephalography (MEG) χρησιμοποιεί μαγνητόμετρα για τη μέτρηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας.
* Στρατιωτικό: Τα μαγνητόμετρα χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση υποβρυχίων και άλλων μεταλλικών αντικειμένων.
* Εξερεύνηση χώρου: Τα μαγνητόμετρα χρησιμοποιούνται για να μελετήσουν τα μαγνητικά πεδία των πλανητών και των αστεριών.
Συνοπτικά, Τα μαγνητόμετρα είναι βασικά εργαλεία για τη μέτρηση των μαγνητικών πεδίων, η εύρεση εφαρμογών σε διάφορα πεδία όπου η κατανόηση και η μέτρηση των μαγνητικών πεδίων είναι ζωτικής σημασίας.
