Que sont les magnétomètres?
Les magnétomètres sont largement utilisés dans diverses applications telles que les levés géographiques, les études archéologiques, les détecteurs de métaux, les explorations spatiales, etc. pour détecter la minéralisation et les structures géologiques. Dans l'industrie pétrolière et gazière, ces compteurs jouent un rôle important dans un processus de forage directionnel. Ces compteurs sont disponibles en fonction du type d'applications telles que les magnétomètres atomiques terrestres, aériens, marins et micro-fabriqués.
Les magnétomètres sont utilisés pour mesurer la force du champ magnétique et dans certains cas la direction du champ. Celles-ci relèvent des instruments scientifiques. Un capteur attaché à cet appareil mesure la densité de flux du champ magnétique environnant. Étant donné que la densité du flux magnétique est proportionnelle à la force du champ magnétique, la sortie donne directement l'intensité ou la force des lignes magnétiques. La Terre est entourée de lignes de flux qui vibrent à des fréquences différentes selon les endroits. Tout objet ou anomalie qui déforme ce champ magnétique est détecté par un magnétomètre.
Ces appareils peuvent détecter deux types de magnétisme, le magnétisme permanent et temporaire. Dans le magnétisme temporaire, le matériau magnétiquement sensible acquiert le champ magnétique du champ externe, de sorte que plus la susceptibilité magnétique du matériau est élevée, plus le champ magnétique induit est élevé. Ce type de mesure est utilisé dans les processus archéologiques. Certaines des sources du magnétisme permanent sont (comme le fer, d'autres métaux) utiles pour mesurer l'intensité du champ magnétique. Cependant, ces dispositifs utilisent également les propriétés magnétiques des noyaux d'atomes.
2 types de magnétomètres:
Les magnétomètres sont divisés en deux types de base: les manomètres scalaires et vectoriels. Le manomètre scalaire mesure la valeur scalaire de l'intensité du flux magnétique avec une très grande précision. Ceux-ci sont à nouveau différenciés en tant que précession de protons, effet révisé et magnétomètres à gaz ionisé. Un manomètre vectoriel mesure la magnitude et la direction du champ magnétique. Ceux-ci sont divisés en différents types: magnétomètres à bobine tournante, à effet Hall, magnétorésistif, fluxgate, bobine de recherche, SQUID et SERF. Tous ces types de manomètres sont décrits brièvement ci-dessous.
1. Magnétomètre scalaire
- Magnétomètre de précession de protons
Il utilise la résonance magnétique nucléaire (RMN) pour mesurer la fréquence de résonance des protons dans un champ magnétique. Un courant continu polarisant est passé à travers un solénoïde, qui crée un flux magnétique élevé autour du carburant riche en hydrogène comme le kérosène. Certains de ces protons sont alignés sur ce flux. Lorsque le flux polarisant est libéré, la fréquence de précession des protons au réalignement normal peut être utilisée pour mesurer le champ magnétique.
Magnétomètre de précision à protons par ingénieur garage
- Magnétomètre à effet Overhauser
Magnétomètre Overhause par qui
Cela fonctionne également sur le même principe de type à précession de protons mais à la place du solénoïde un faible signal de fréquence radio de puissance est utilisé pour aligner les protons. Lorsqu'un liquide riche en électrons se combine avec l'hydrogène, il est soumis à un signal radiofréquence (RF). Par effet révisé, les protons sont couplés aux noyaux du liquide. La fréquence de précession est linéaire avec la densité de flux magnétique et peut donc être utilisée pour mesurer l'intensité du champ. Il nécessite moins de consommation d'énergie et a des taux d'échantillonnage plus rapides.
- Magnétomètres à gaz ionisés
Il est plus précis que le magnétomètre à précession de protons. Cela comprend de la lumière émettrice de photons et une chambre à vapeur remplie de vapeurs comme le césium, l'hélium et le rubidium. Lorsque l'atome de césium rencontre le photon de la lampe, les niveaux d'énergie des électrons sont modifiés à la fréquence correspondant au champ magnétique externe. Cette variation de fréquence mesure l'intensité du champ magnétique.
deux . Magnétomètres vectoriels
- Magnétomètre Fluxgate
Magnétomètre Fluxgate par wikimedia
Ceux-ci sont utilisés pour les applications à haute sensibilité. Un entraînement de capteur de fluxgate a un courant d'entraînement alternatif qui fait fonctionner un matériau de noyau perméable. Il se compose d'un noyau magnétiquement sensible enroulé par deux bobines de fil . Une bobine est excitée par l'alimentation CA et le champ en constante évolution induit un courant électrique dans la seconde bobine. Cette modification actuelle est basée sur le champ d'arrière-plan. Par conséquent, le champ magnétique alternatif et le courant de sortie induit seront en décalage avec le courant d'entrée. La mesure dans laquelle c'est le cas dépendra de la force du champ magnétique de fond.
- Magnétomètres SQUID
Il se compose de deux supraconducteurs séparés par de fines couches isolantes pour former deux jonctions parallèles. Ceux-ci sont très sensibles aux champs d'intensité de faible portée et le plus couramment utilisés pour mesurer les champs magnétiques produits par le cerveau ou le cœur dans des applications médicales.
- Magnétomètre à bobine de recherche
Recherche magnétomètre à bobine par nasa
Celles-ci sont basées sur le principe des lois d'induction de Faradays. Il comprend des bobines de cuivre qui sont enroulées autour d'un noyau magnétique. Le noyau est magnétisé par les lignes de champ magnétique produites à l'intérieur des bobines. Les fluctuations du champ magnétique se traduisent par la circulation des courants électriques et les variations de tension dues à ce courant sont mesurées et enregistrées par le magnétomètre.
- Magnétomètre à bobine rotative
Pendant que la bobine tourne, le champ magnétique induit le signal sinusoïdal dans la bobine. Cette amplitude du signal est proportionnelle à la force du champ magnétique. Mais ce type de méthode est dépassé.
- Magnétomètre magnéto résistif
Il s'agit de dispositifs semi-conducteurs dans lesquels la résistance électrique varie avec le champ magnétique appliqué ou ambiant.
Applications du magnétomètre:
- Archéologie
Détecter les sites archéologiques, les objets enfouis et submergés
- Exploration du charbon
Utilisé pour localiser les seuils et autres obstacles qui provoquent une explosion
- Applications militaires
Utilisé dans la défense et la marine pour effectuer les activités sous-marines.
- Défense et aérospatiale
Utilisé sur terre, dans les airs, sous-marins et sous-marins et dans les applications spatiales
- Exploration pétrolière et gazière
Utilisé lors du forage des puits découverts
- Capteurs de forage
Utilisé pour détecter la direction ou la trajectoire des processus de forage
- Flux de plasma
Utilisé lors de l'étude du vent solaire et du corps planétaire
- Suivi des soins de santé
Utilisé pour effectuer des applications cardiaques comme un système de diagnostic capable de mesurer de manière non invasive la fonction cardiaque
- Surveillance des pipelines
Inspection de la corrosion du pipeline dans les systèmes souterrains et également à des fins de surveillance, ceux-ci sont utilisés
- Géomètres
Utilisé dans les applications géophysiques
- Boussoles
- Applications spatiales
- Traitement d'image des données magnétiques
J'espère que mon article vous laisse des connaissances de base sur les magnétomètres. Maintenant que vous connaissez les magnétomètres, je vous laisse une question: Comment pouvez-vous différencier les magnétomètres en fonction de leur sensibilité. De plus, toute question sur ce concept ou sur l'électricité et projets électroniques Veuillez laisser votre question et réponse dans la section des commentaires ci-dessous.
