O que são magnetômetros?
Os magnetômetros são amplamente utilizados em várias aplicações, como pesquisas geográficas, pesquisas arqueológicas, detectores de metais, explorações espaciais, etc. para detectar a mineralização e estruturas geológicas. Na indústria de óleo e gás, esses medidores desempenham um papel importante para um processo de perfuração direcional. Esses medidores estão disponíveis com base no tipo de aplicações, como magnetômetros atômicos terrestres, aéreos, marítimos e micro-fabricados.
Os magnetômetros são usados para medir a força do campo magnético e, em alguns casos, a direção do campo. Estes vêm em instrumentos científicos. Um sensor conectado a este dispositivo mede a densidade de fluxo do campo magnético ao redor dele. Como a densidade do fluxo magnético é proporcional à intensidade do campo magnético, a saída fornece diretamente a intensidade ou a força das linhas magnéticas. A Terra é cercada por linhas de fluxo que vibram em diferentes frequências, dependendo dos locais. Qualquer objeto ou anomalia que distorce este campo magnético é detectado por um magnetômetro.
Esses dispositivos podem detectar dois tipos de magnetismo, magnetismo permanente e magnetismo temporário. No magnetismo temporário, o material magneticamente suscetível adquire o campo magnético do campo externo, portanto, quanto maior a suscetibilidade magnética do material, mais forte é o campo magnético induzido. Este tipo de medição é usado em processos arqueológicos. Algumas das fontes do magnetismo permanente são (como o ferro, outros metais) úteis ao medir a força do campo magnético. No entanto, esses dispositivos também estão aproveitando as propriedades magnéticas dos núcleos dos átomos.
2 tipos de magnetômetros:
Os magnetômetros são divididos em dois tipos básicos: manômetros escalares e vetoriais. O manômetro escalar mede o valor escalar da intensidade do fluxo magnético com uma precisão muito alta. Estes são novamente diferenciados como precessão de prótons, efeito revisado e magnetômetros de gás ionizado. Um manômetro vetorial mede a magnitude e a direção do campo magnético. Estes são divididos em vários tipos como bobina rotativa, efeito Hall, magnetorresistivo, fluxgate, bobina de busca, SQUID e magnetômetros SERF. Todos esses tipos de manômetros são discutidos brevemente a seguir.
1. Magnetômetro escalar
- Magnetômetro de precessão de prótons
Ele usa ressonância magnética nuclear (NMR) para medir a frequência de ressonância dos prótons em um campo magnético. Uma corrente CC de polarização é passada através de um solenóide, que cria um alto fluxo magnético em torno do combustível rico em hidrogênio, como o querosene. Alguns desses prótons estão alinhados com esse fluxo. Quando o fluxo de polarização é liberado, a frequência de precessão dos prótons ao realinhamento normal pode ser usada para medir o campo magnético.
Proton Precision Magnetometer by garagem de engenheiros
- Magnetômetro de efeito Overhauser
Substitua o magnetômetro por uau
Isso também funciona com o mesmo princípio do tipo de precessão do próton, mas no lugar do solenóide um baixo sinal de freqüência de rádio de potência é usado para alinhar os prótons. Quando um líquido rico em elétrons se combina com o hidrogênio, ele é submetido a um sinal de radiofrequência (RF). Por efeito revisado, os prótons são acoplados aos núcleos do líquido. A frequência de precessão é linear com a densidade do fluxo magnético e, portanto, pode ser usada para medir a intensidade do campo. Requer menos consumo de energia e tem taxas de amostragem mais rápidas.
- Magnetômetros de gás ionizado
É mais preciso do que o magnetômetro de precessão de prótons. É composto de luz emissora de fótons e câmara de vapor preenchida com vapores como césio, hélio e rubídio. Quando o átomo do césio encontra o fóton da lâmpada, os níveis de energia dos elétrons variam na frequência que corresponde ao campo magnético externo. Essa variação de frequência mede a intensidade do campo magnético.
dois . Magnetômetros Vector
- Magnetômetro Fluxgate
Fluxgate Magnetometer by wikimedia
Eles são usados para aplicações de alta sensibilidade. Uma unidade de sensor fluxgate tem uma corrente de unidade alternada que executa um material de núcleo permeável. Consiste em uma ferida central magneticamente suscetível por duas bobinas de fio . Uma bobina é excitada pela alimentação CA e o campo em constante mudança induz uma corrente elétrica na segunda bobina. Esta mudança atual é baseada no campo de fundo. Portanto, o campo magnético alternado e a corrente de saída induzida estarão descompassados com a corrente de entrada. Até que ponto este é o caso dependerá da intensidade do campo magnético de fundo.
- Magnetômetros SQUID
Consiste em dois supercondutores separados por finas camadas isolantes para formar duas junções paralelas. Eles são muito sensíveis para os campos de baixa intensidade e mais comumente usados para medir os campos magnéticos produzidos pelo cérebro ou pelo coração em aplicações médicas.
- Magnetômetro de bobina de busca
Pesquisar magnetômetro de bobina por nasa
Estes são baseados no princípio das leis de indução dos dias modernos. É composto por bobinas de cobre que são enroladas em um núcleo magnético. O núcleo é magnetizado pelas linhas de campo magnético produzidas dentro das bobinas. As flutuações no campo magnético resultam no fluxo de correntes elétricas e as mudanças na tensão devido a esta corrente são medidas e registradas pelo magnetômetro.
- Magnetômetro de bobina rotativa
Enquanto a bobina está girando, o campo magnético induz o sinal de onda senoidal na bobina. Esta amplitude de sinal é proporcional à força do campo magnético. Mas esse tipo de método está desatualizado.
- Magnetômetro magneto resistivo
Trata-se de dispositivos semicondutores em que a resistência elétrica varia com o campo magnético aplicado ou ambiente.
Aplicações do magnetômetro:
- Arqueologia
Para detectar os sítios arqueológicos, objetos enterrados e submersos
- Exploração de carvão
Usado para localizar as soleiras e outros obstáculos que resultam em uma explosão
- Aplicações militares
Utilizado na defesa e na marinha para realizar as atividades submarinas.
- Defesa e aeroespacial
Usado em terra, no ar, submarino e em aplicações espaciais
- Exploração de petróleo e gás
Usado durante a perfuração dos poços descobertos
- Sensores de perfuração
Usado para detectar a direção ou caminho para os processos de perfuração
- Fluxos de plasma
Usado ao estudar sobre o vento solar e o corpo planetário
- Monitoramento de saúde
Usado para realizar aplicações cardíacas, como sistema de diagnóstico capaz de medir não invasivamente a função cardíaca
- Monitoramento de pipeline
Inspecionar corrosão da tubulação nos sistemas subterrâneos e também para fins de monitoramento estes são usados
- Surveyors
Usado nas aplicações geofísicas
- Bússolas
- Aplicações espaciais
- Processamento de imagem dos dados magnéticos
Espero que meu artigo deixe você com conhecimentos básicos sobre magnetômetros. Agora que você sabe sobre magnetômetros, deixo uma pergunta para você - Como você pode diferenciar magnetômetros com base em sua sensibilidade. Além disso, quaisquer dúvidas sobre este conceito ou sobre elétrica e projetos eletrônicos Por favor, deixe sua pergunta e resposta na seção de comentários abaixo.
