ما هو مقياس المغناطيسية؟
تستخدم مقاييس المغناطيسية على نطاق واسع في تطبيقات مختلفة مثل المسوحات الجغرافية والمسوحات الأثرية وأجهزة الكشف عن المعادن واستكشاف الفضاء وما إلى ذلك للكشف عن الهياكل المعدنية والجيولوجية. في صناعة النفط والغاز ، تلعب هذه العدادات دورًا مهمًا في عملية الحفر الموجه. تتوفر هذه العدادات بناءً على نوع التطبيقات مثل مقاييس المغناطيسية الذرية الأرضية والمحمولة جواً والبحرية والمتناهية الصغر.
تستخدم مقاييس المغناطيسية لقياس قوة المجال المغناطيسي وفي بعض الحالات اتجاه المجال. هذه تأتي في إطار الأدوات العلمية. يقيس المستشعر المتصل بهذا الجهاز كثافة تدفق المجال المغناطيسي المحيط به. نظرًا لأن كثافة التدفق المغناطيسي تتناسب مع شدة المجال المغناطيسي ، فإن الناتج يعطي مباشرةً كثافة أو قوة الخطوط المغناطيسية. الأرض محاطة بخطوط التدفق التي تهتز عند ترددات مختلفة حسب المواقع. يتم الكشف عن أي جسم أو شذوذ يشوه هذا المجال المغناطيسي بواسطة مقياس المغناطيسية.
يمكن لهذه الأجهزة اكتشاف نوعين من المغناطيسية ، المغناطيسية الدائمة والمؤقتة. في المغناطيسية المؤقتة ، تكتسب المادة الحساسة مغناطيسيًا المجال المغناطيسي من المجال الخارجي ، لذلك كلما زادت القابلية المغناطيسية للمادة أقوى هي المجال المغناطيسي المستحث. يستخدم هذا النوع من القياس في العمليات الأثرية. بعض مصادر المغناطيسية الدائمة (مثل الحديد والمعادن الأخرى) مفيدة أثناء قياس شدة المجال المغناطيسي. ومع ذلك ، فإن هذه الأجهزة تستفيد أيضًا من الخصائص المغناطيسية لنوى الذرات.
نوعان من أجهزة قياس المغناطيسية:
تنقسم أجهزة قياس المغنطيسية إلى نوعين أساسيين: مقاييس الضغط القياسية والمتجهات. يقيس مقياس الضغط القياسي القيمة العددية لشدة التدفق المغناطيسي بدقة عالية جدًا. يتم تمييزها مرة أخرى على أنها مبادرة بروتون ، وتأثير إصلاح ، ومقاييس مغناطيسية للغاز المتأين. مقياس المانومتر المتجه يقيس حجم واتجاه المجال المغناطيسي. وهي مقسمة إلى أنواع مختلفة مثل الملف الدوار ، وتأثير القاعة ، والمقاومة المغناطيسية ، وفلوكسجيت ، وملف البحث ، ومقاييس المغناطيسية SQUID ، و SERF. تتم مناقشة كل هذه الأنواع من أجهزة قياس الضغط بإيجاز أدناه.
1. مقياس المغناطيسية العددي
- مقياس المغناطيسية بروتون
يستخدم الرنين المغناطيسي النووي (NMR) لقياس تردد الرنين للبروتونات في المجال المغناطيسي. يتم تمرير تيار مستقطب تيار مستمر عبر ملف لولبي ، مما يخلق تدفقًا مغناطيسيًا عاليًا حول الوقود الغني بالهيدروجين مثل الكيروسين. تتماشى بعض هذه البروتونات مع هذا التدفق. عندما يتم تحرير تدفق الاستقطاب ، يمكن استخدام تواتر مقدرة البروتونات لإعادة المحاذاة الطبيعية لقياس المجال المغناطيسي.
مقياس مغناطيسي دقيق من البروتون المهندسين المرآب
- تأثير Overhauser Magnetometer
إصلاح المغناطيسية بواسطة هوى
يعمل هذا أيضًا على نفس مبدأ نوع حركة البروتون ولكن بدلاً من الملف اللولبي المنخفض إشارة تردد الراديو يستخدم لمحاذاة البروتونات. عندما يتحد سائل غني بالإلكترون مع الهيدروجين ، فإنه يخضع لإشارة تردد الراديو (RF). من خلال التأثير الشامل ، تقترن البروتونات بنوى السائل. يكون تردد الحركة الأولية خطيًا مع كثافة التدفق المغناطيسي ، وبالتالي يمكن استخدامه لقياس شدة المجال. يتطلب استهلاك طاقة أقل ومعدلات أخذ عينات أسرع.
- مقاييس مغناطيسية للغاز المؤين
إنه أكثر دقة من مقياس المغناطيسية الاستباقية للبروتون. يتكون هذا من ضوء باعث الفوتون وغرفة بخار مملوءة بأبخرة مثل السيزيوم والهيليوم والروبيديوم. عندما تلتقي ذرة السيزيوم بفوتون المصباح ، تتنوع مستويات طاقة الإلكترونات عند التردد الذي يتوافق مع المجال المغناطيسي الخارجي. يقيس هذا التباين في التردد شدة المجال المغناطيسي.
اثنين . ناقلات المغناطيسية
- مقياس المغناطيسية Fluxgate
Fluxgate Magnetometer بواسطة ويكيميديا
هذه تستخدم لتطبيقات عالية الحساسية. يحتوي محرك مستشعر Fluxgate على تيار محرك متناوب يعمل على تشغيل مادة أساسية قابلة للاختراق. يتكون من جرح أساسي حساس مغناطيسيًا ملفين من الأسلاك . يتم تحفيز ملف واحد بواسطة مصدر التيار المتردد ويؤدي الحقل المتغير باستمرار إلى تيار كهربائي في الملف الثاني. يعتمد هذا التغيير الحالي على حقل الخلفية. ومن ثم فإن المجال المغناطيسي المتناوب ، وتيار الخرج المستحث ، سيكونان خارج الخطى مع تيار الإدخال. سيعتمد مدى هذه الحالة على قوة المجال المغناطيسي في الخلفية.
- مقياس المغناطيسية الحبار
يتكون من اثنين من الموصلات الفائقة مفصولة بطبقات رقيقة عازلة لتشكيل تقاطعين متوازيين. هذه حساسة للغاية لمجالات الشدة المنخفضة المدى وتستخدم بشكل شائع لقياس المجالات المغناطيسية التي ينتجها الدماغ أو القلب في التطبيقات الطبية.
- البحث في ملف المغناطيسية
البحث لفائف المغناطيسية بواسطة ناسا
هذه تستند إلى مبدأ قوانين Faradays للاستقراء. وهي تتألف من ملفات نحاسية ملفوفة حول قلب مغناطيسي. يتم جذب اللب بواسطة خطوط المجال المغناطيسي التي يتم إنتاجها داخل الملفات. تؤدي التقلبات في المجال المغناطيسي إلى تدفق التيارات الكهربائية ويتم قياس وتسجيل التغيرات في الجهد بسبب هذا التيار بواسطة مقياس المغناطيسية.
- الدورية المغناطيسية لفائف
أثناء قيام الملف بتدوير المجال المغناطيسي يستحث إشارة الموجة الجيبية في الملف. يتناسب اتساع الإشارة هذا مع قوة المجال المغناطيسي. لكن هذا النوع من الأسلوب عفا عليه الزمن.
- المغناطيسية المقاومة المغناطيسية
هذه من أجهزة أشباه الموصلات التي تختلف فيها المقاومة الكهربائية باختلاف المجال المغناطيسي المطبق أو المحيط.
تطبيقات مقياس المغناطيسية:
- علم الآثار
الكشف عن المواقع الأثرية والأشياء المدفونة والمغمورة بالمياه
- استكشاف الفحم
تستخدم لتحديد موقع العتبات والعوائق الأخرى التي تؤدي إلى حدوث انفجار
- التطبيقات العسكرية
تستخدم في الدفاع والبحرية لأداء أنشطة الغواصات.
- الدفاع والفضاء
تستخدم على الأرض والجو وتحت سطح البحر وفي تطبيقات الفضاء
- التنقيب عن النفط والغاز
تستخدم أثناء حفر الآبار المكتشفة
- مجسات الحفر
تستخدم لاكتشاف الاتجاه أو المسار لعمليات الحفر
- تدفقات البلازما
تستخدم أثناء الدراسة عن الرياح الشمسية وجسم الكواكب
- مراقبة الرعاية الصحية
تستخدم لأداء تطبيقات القلب مثل نظام التشخيص القادر على قياس وظائف القلب بشكل غير جراحي
- مراقبة خطوط الأنابيب
فحص تآكل خط الأنابيب في أنظمة تحت الأرض وأيضًا لأغراض المراقبة المستخدمة
- مساحون
تستخدم في تطبيقات الجيوفيزياء
- البوصلات
- تطبيقات الفضاء
- معالجة الصور للبيانات المغناطيسية
آمل أن تترك لك مقالتي معلومات أساسية عن أجهزة قياس المغناطيسية. الآن بعد أن عرفت عن أجهزة قياس المغناطيسية ، أترك سؤالاً لك - كيف يمكنك التمييز بين أجهزة قياس المغناطيسية بناءً على حساسيتها. علاوة على ذلك ، فإن أي استفسارات حول هذا المفهوم أو على الكهرباء و المشاريع الالكترونية يرجى ترك سؤالك وإجابتك في قسم التعليقات أدناه.
