مگنتومتر چگونه کار میکند؟

مگنتومتر چیست؟

مگنتومتر ابزاری است که برای گرفتن اندازه میدان مغناطیسی، به خصوص با توجه به قدرت و جهت مغناطیسی آن استفاده می گردد. یک مثال رایج از مغناطیس‌سنج، قطب‌نما میباشد که برای گرفتن اندازه جهت میدان مغناطیسی محیط (یعنی در این باره، میدان مغناطیسی زمین) استفاده میگردد.

دیگر مغناطیس سنج ها گشتاورهای دوقطبی مغناطیسی را اندازه گیری می نمایند. دوقطبی مغناطیسی، حد یک حلقه بسته جریان الکتریکی یا یک جفت قطب میباشد، چون اندازه منبع به صفر کاهش پیدا میکند در حالی که گشتاور مغناطیسی – توان و جهت مغناطیسی میدان مغناطیسی – ثابت نگاه داشته می‌شود.

فرومغناطیس را تصور کنید، گونه ای ماده مغناطیسی که برای ثبت اثر این دوقطبی مغناطیسی به روی جریان القایی در یک سیم پیچ استفاده می گردد.

بیشتر بخوانید: تعیین محل حفر چاه آب

مغناطیس سنج چطور فعالیت می کند؟

یک مغناطیس سنج قادر است به شیوه های گوناگونی کار کند. به طور مثال، یک قطب نما را مد نظر بگیرید. حالا می دانیم که سوزن قطب نما در شرایط سکون خود را با شمال میدان مغناطیسی زمین هماهنگ می نماید. به اصطلاحی دیگر، جمع نیروهای وارد بر آن صفر میباشد و وزن گرانش خود قطب نما، نیروی مغناطیسی زمین را که به آن وارد می شود، خنثی می نماید.

این مثال ساده شرح می دهد که چطور این خاصیت مغناطیس به دیگر مغناطیس سنج ها اجازه فعالیت می دهد. قطب‌نماهای الکترونیکی هم می‌توانند با بهره از پدیده‌هایی مثل اثر هال، القای مغناطیسی یا مقاومت مغناطیسی به نشان دادن سمت شمال مغناطیسی کمک نمایند.

کارکرد مگنتومتر با بهره از اثر هال

یکی از شیوه هایی که مغناطیس‌سنج‌ها استفاده مینمایند، بر چیزی میباشد که به اثر هال معروف میباشد.

اثر هال چیست؟

به عبارتی ساده، اثر هال تولید اختلاف ولتاژ (ولتاژ هال) در یک هادی الکتریکی میباشد که عرضی نسبت به جریان الکتریکی در هادی و میدان مغناطیسی اعمال شده عمود بر جریان میباشد.

این به این معنی است که مگنتومتری ها قادرند از ماده های نیمه‌ رسانا برای عبور جریان استفاده نمایند و تشخیص دهند که آیا میدان مغناطیسی نزدیک میباشد یا خیر. لذا یک مگنتومتر طریقه انحراف یا زوایای جریان را به علت میدان مغناطیسی ارزیابی می نمایند و ولتاژی که در آن این رخداد می افتد ولتاژ هال میباشد که مناسب با میدان مغناطیسی میباشد.

بیشتر بخوانید: کاربرد های ژئوفیزیک

طریقه کالیبراسیون مگنتومتر

کالیبراسیون مغناطیس‌ سنج‌ عموما با بهره از سیم‌پیچ‌هایی صورت میگیرد که به واسطه جریان الکتریکی برای ایجاد میدان مغناطیسی تهیه می‌شوند. این به معین سازی حساسیت مغناطیس سنج کمک می نماید. در حقیقت، یکدستی سیم پیچ کالیبراسیون یک عنصر کلیدی در چندین کاربرد میباشد.

این مسئله شرح می دهد که چرا سیم پیچ هایی مثل سیم پیچ های هلمهولتز عموما در یک محور یا پیکربندی سه محور استفاده می گردند. همینطور، در کاربردهای دشوار، میدان مغناطیسی با همگنی بالا الزامی است. پس کالیبراسیون میدان مغناطیسی را می توان با بهره  از سیم پیچ ماکسول، سیم پیچ کسینوس یا کالیبراسیون در میدان مغناطیسی خیلی همگن زمین اجرا کرد.

انواع مغناطیس سنج ها 

مغناطیس سنج ها معمولا در دو دسته مانومترهای اسکالر و بردار دسته بندی می‌شوند.

مانومتر اسکالر برای گرفتن اندازه دقیق میزان اسکالر شدت شار مغناطیسی استفاده می شود. این مغناطیس‌ سنج‌ های اسکالر را می‌توان بیشتر تحت عنوان مغناطیس‌سنج‌های تقدم پروتون، اثر تعمیر های اساسی و مغناطیس‌سنج گاز یونیزه متمایز نمود.

از جهتی دیگر، یک مانومتر برداری برای گرفتن اندازه مقدار و سمت میدان مغناطیسی استفاده می شود. اینها را می توان به انواعی مثل سیم پیچ دوار، اثر هال، مغناطیس مقاومتی، fluxgate، سیم پیچ جستجو، SQUID و مغناطیس سنج SERF گروه بندی نمود.

بیشتر بخوانید: مهندسی ژئوتکنیک چیست؟

کارایی های مغناطیس سنج

مگنتومترها این روز ها کارایی های متنوعی دارند. در ادامه به معرفی بعضی از این کارایی ها می پردازیم.

• کارای مگنتومتر در باستان شناسی: مگنتومترها برای بررسی مکان های باستان شناسی و شناخت شئ های مدفون استفاده می شوند.
• قطب‌نماها: این روز ها مغناطیس‌سنج‌ها به قدری کوچک شده‌اند که به سادگی با هزینه اندک در آی سی ها قرار می‌گیرند و لذا به صورت فزاینده‌ای تحت عنوان قطب‌نماهای کوچک (سنسور میدان مغناطیسی MEMS) مورد بهره قرار می‌گیرند.
• مطالعه های جغرافیایی: مگنتومترها به صورت وسیعی برای گرفتن اندازه میدان مغناطیسی زمین به خصوص در مطالعه های ژئوفیزیکی استفاده می شود. آنها برای پیدا کردن و شناسایی ناهنجاری های مغناطیسی در انواع گوناگون، و برای معین سازی گشتاور دوقطبی ماده های مغناطیسی استفاده می شوند. نقشه بردار ها از آنها در کارایی های ژئوفیزیک استفاده می کنند.
• هواپیماها: در هواپیماها هم بهره گیری می‌شوند، جایی که عموما به عنوان منشا سرفصل در سیستم مرجع نگرش و عنوان هواپیما استفاده میگردند.
• هدف های نظامی: مغناطیس‌سنج‌ها در دفاع و نیرو های دریایی برای انجام کارهای زیردریایی و همینطور شناسایی زیردریایی استفاده می‌شوند. در حقیقت کشورهایی مثل ایالات متحده، کانادا و استرالیا، مغناطیس سنج های حساس را تحت فناوری نظامی گروه بندی کرده اند و لذا پخش آنها را مهار می کنند.
• اکتشاف نفت و گاز: مگنتومتر ها برای حفاری چاه‌های کشف‌شده استفاده میگردند. آنها در سنسورهای حفاری بهره گیری می شوند که برای تشخیص سمت یا راه پروسه های حفاری استفاده می شوند.
• جریانات پلاسما: مغناطیس سنج ها برای بررسی باد خورشیدی و جسم های سیاره ای هم موثر هستند.

• فلزیاب و کشف زغال سنگ: از جایی که آنها می توانند فلز های مغناطیسی (آهنی) را شناسایی کنند، مغناطیس سنج ها، فلزیاب های خوبی میباشند. ضمن بر این، آنها می توانند آنها را در عمق های بیشتر در قیاس با فلزیاب های عادی تشخیص دهند. همینطور، آنها می توانند جسم های بزرگ مثل ماشین را در ده ها متر تشخیص دهند، در حالی که یک فلزیاب برای فاصله های بیشتر از دو متر به خوبی فعالیت نمی کند. به همین خاطر است که بهره از آنها برای پیدا کردن آستانه و دیگر موانعی که می تواند سبب انفجار شود، شایع است.

بیشتر بخوانید: شناسایی زمین لرزه

خدمات شرکت ژئوفیزیک مانند: مطالعات ژئوفیزیک، اکتشاف آب، مطالعات GPR، مطالعات لرزه نگاری، آزمایش دانهول، مطالعات ژئوالکتریک، سونداژ، مطالعات الکترومغناطیس، مطالعات ژئوتکنيک، آزمایشات درون چاهی، مطالعات الکترومغناطیس – آزمایش مگنتومتری

جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع خدمات مانند: مطالعات ژئوفیزیک ، اکتشاف آب ، مطالعات GPR ، مطالعات لرزه نگاری ، آزمایش دانهول ،مطالعات ژئوالکتریک ، سونداژ ، مطالعات الکترومغناطیس، آزمایش مگنتومتری با شرکت آسیا ژئوفیزیک و ژئوتکنیکی تماس بگیرید.

اینستاگرام آسیا ژئوفیزیک

مطالعات الکترومغناطیس – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات لرزه نگاری – مطالعات GPR ، سونداژ – مطالعات ژئوتکنيک – آزمایشات درون چاهی – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات GPR – اکتشاف آب – مطالعات ژئوتکنيک – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات GPR – مطالعات الکترومغناطیس – مطالعات ژئوفیزیک – مطالعات GPR – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات الکترومغناطیس -مطالعات ژئوتکنيک – مطالعات ژئوتکنيک- مطالعات ژئوتکنيک – مطالعات ژئوفیزیک – اکتشاف آب آزمایش مگنتومتری – آزمایش دانهول – آزمایشات درون چاهی – آزمایش دانهول – مطالعات لرزه نگاری

شماره تماس: 09123533974