Ein Magnetometer ist ein Messgerät, das verwendet ist, um die Kraft oder Richtung von magnetischen Feldern zu messen. Einige Länder, wie die USA, Kanada und Australien klassifizieren die empfindlicheren Magnetometer als militärische Technologie, und kontrollieren ihren Vertrieb.

Die SI-Einheit des Maßes für die magnetische Feldkraft ist der tesla. Da das eine sehr große Einheit für den grössten Teil praktischen Gebrauches ist, verwenden Erdwissenschaftler allgemein den nanotesla (nT) als ihre Arbeitseinheit des Maßes. Ingenieure messen häufig magnetische Felder in Gauss (1 Gauss = 100,000 nT, 1 Gauss = 100,000 Gamma).

Das magnetische Feld der Erde (der magnetosphere) ändert sich sowohl zeitlich (es gibt eine tägliche Schwankung von ungefähr 30 nT an der Mitte Breiten als auch Hunderte von nT an den Polen), und räumlich (von ungefähr 20,000 nT in der Nähe vom Äquator zu 80,000 nT in der Nähe von den Polen) aus verschiedenen Gründen, wie die Inhomogenität von Felsen und der Wechselwirkung zwischen beladenen Partikeln von der Sonne und dem magnetosphere. Stürme von Geomagnetic können viel größere Schwankungen verursachen, aber, durchschnittlich, ist das magnetische Feld der Erde relativ schwach. Ein einfacher Magnet von einem Eisenwarenhandel erzeugt ein Feld Hunderte von stärkeren Zeiten.

Magnetometer sind von Metallentdeckern verschieden, die metallische Gegenstände durch das Ermitteln ihres Leitvermögens entdecken. Magnetometer können nur magnetische (eisen)-Metalle entdecken, aber können solche Metalle an einer viel größeren Tiefe entdecken als ein Metallentdecker; Magnetometer sind dazu fähig, große Gegenstände wie Autos an Zehnen von Metern zu entdecken, während eine Reihe eines Metallentdeckers selten mehr als 2 Meter ist.

Gebrauch

Magnetometer haben eine sehr verschiedene Reihe von Anwendungen, einschließlich des Auffindens von Gegenständen wie Unterseeboote, versunkene Schiffe, Gefahren für Tunnel-Bohrmaschinen, Gefahren in Kohlenbergwerken, nicht explodierter Artillerie, toxischen überflüssigen Trommeln, sowie einer breiten Reihe von Mineralablagerungen und geologischen Strukturen. Sie haben auch Anwendungen in geschlagenen Monitoren des Herzens, Waffensystempositionierung, Sensoren in der Antiblockierung von Bremsen, Wettervorhersage (über Sonnenzyklen), Stahlpylonen, Bohrmaschine-Leitungssysteme, Archäologie, Teller-Tektonik und Funkwelle-Fortpflanzung und planetarische Erforschung.

Abhängig von der Anwendung können Magnetometer im Raumfahrzeug, den Flugzeugen (befestigte Flügel-Magnetometer), Hubschrauber (stechendes Insekt und Vogel), auf dem Boden (Rucksack) aufmarschiert werden, haben in einer Entfernung hinter Viererkabelrädern (Schlitten oder Trailer), gesenkt in Bohrlöcher (Werkzeug, Untersuchung oder Sonde) abgeschleppt und haben hinter Booten (Schleppen-Fisch) abgeschleppt.

In den Erdwissenschaften verwendete Magnetometer werden geophysikalische Überblicke genannt, ein Begriff, der auch eine breite Reihe anderer geophysikalischer Techniken einschließlich Ernstes, seismischer Brechung, seismischen Nachdenkens, electromagnetics (EM), veranlasster Polarisation (IP), Magnetzünders-tellurics (MT) umarmt, hat Quellmagnetzünder-tellurics (CSAMT), Subaudiomagnetics (SAM), mise ein la masse, spezifischer Widerstand, selbst Potenzial (SP) und Very Low Frequency (VLF) kontrolliert.

Archäologie

Magnetometer werden auch verwendet, um archäologische Seiten, Schiffbrüche und andere begrabene oder untergetauchte Gegenstände zu entdecken. Fluxgate gradiometers sind wegen ihrer Kompaktkonfiguration und relativ niedriger Kosten populär. Gradiometers erhöhen seichte Eigenschaften und verneinen das Bedürfnis nach einer Grundstation. Caesium und Magnetometer von Overhauser sind auch, wenn verwendet, als gradiometers oder als Systeme des einzelnen Sensors mit Grundstationen sehr wirksam.

Die 'Programm-Fernsehzeitmannschaft' hat 'geophys' einschließlich magnetischer in der archäologischen Arbeit verwendeter Techniken verbreitet, um Feuerherde, Wände von gebackenen Ziegeln und magnetischen Steinen wie Basalt und Granit zu entdecken. Wandern-Spuren und Straßen können manchmal mit dem Differenzial compaction in magnetischen Böden oder mit Störungen in Tönen, solcher als auf der Großen ungarischen Ebene kartografisch dargestellt werden. Gepflügte Felder benehmen sich als Quellen des magnetischen Geräusches in solchen Überblicken.

Aurora

Magnetometer können eine Anzeige der auroral Tätigkeit geben, bevor das Licht von der Aurora sichtbar wird. Ein Bratrost von Magnetometern um die Welt misst ständig die Wirkung des Sonnenwinds auf dem magnetischen Feld der Erde, das dann auf dem K-Index veröffentlicht wird.

Kohlenerforschung

Während Magnetometer verwendet werden können, um zu helfen, Waschschüssel-Gestalt an einer Regionalskala kartografisch darzustellen, werden sie allgemeiner verwendet, um Gefahren für den Kohlenbergbau, solche basaltischen Eindringen kartografisch darzustellen (Gräben, Schwellen und vulkanische Stecker), die Mittel zerstören und zu longwall abbauende Ausrüstung gefährlich sind. Magnetometer können auch Zonen ausfindig machen, die durch den Blitz entzündet sind), und stellen Sie siderite (eine Unreinheit in Kohle) kartografisch dar.

Die besten Überblick-Ergebnisse werden auf dem Boden in hochauflösenden Überblicken (mit etwa 10 M Linienabstand und 0.5-M-Stationsabstand) erreicht. Bohrloch-Magnetometer wie der Ferret2 können auch helfen, wenn Kohlenflöze, durch das Verwenden vielfacher Schwellen oder das Schauen unter Oberflächenbasalt-Flüssen tief sind.

Moderne Überblicke verwenden allgemein Magnetometer mit der GPS Technologie, um das magnetische Feld und ihre Position automatisch zu registrieren. Die Datei wird dann mit Daten von einem zweiten Magnetometer korrigiert (die Grundstation), der stationär verlassen wird und die Änderung im magnetischen Feld der Erde während des Überblicks registriert.

Das Richtungsbohren

Magnetometer werden im Richtungsbohren für Öl oder Benzin verwendet, um den Azimut der Bohrwerkzeuge in der Nähe von der Bohrmaschine zu entdecken. Sie werden meistenteils mit Beschleunigungsmessern in Bohrwerkzeugen paarweise angeordnet, so dass sowohl die Neigung als auch der Azimut der Bohrmaschine gefunden werden können.

Militär

Weil ein Magnetometer verwendet werden kann, um Unterseeboote zu entdecken, sind Magnetometer eine klassifizierte Technologie in Ländern wie Australien, Kanada und die USA.

Zu Verteidigungszwecken verwenden Marinen Reihe von Magnetometern, die über Seestöcke in strategischen Positionen (d. h. um Häfen) gelegt sind, um Unterseeboottätigkeit zu kontrollieren. Der russische 'Goldfisch' (Titan-Unterseeboote) wurde entworfen und auf großen Kosten gebaut, um solche Systeme durchzukreuzen (weil reines Titan nichtmagnetisch ist).

Militärische Unterseeboote werden durch das Durchführen großer Unterwasserschleifen regelmäßig in einem Angebot entmagnetisiert, um Entdeckung durch Meeresboden-Mithörsysteme, magnetische Anomalie-Entdecker und Gruben zu entkommen, die durch magnetische Anomalien ausgelöst werden. Jedoch werden Unterseeboote nie völlig entmagnetisiert. Es ist möglich, die Tiefe zu erzählen, an der ein Unterseeboot durch das Messen seines magnetischen Feldes gewesen ist, das verdreht wird, wie der Druck den Rumpf und folglich das Feld verdreht. Heizung kann auch die Magnetisierung von Stahl ändern.

Unterseeboote schleppen lange Echolot-Reihe ab, um Schiffe zu entdecken, und können sogar verschiedene Propeller-Geräusche erkennen. Die Echolot-Reihe muss so genau eingestellt werden sie können Richtung zu Zielen (z.B Schiffe) triangulieren. Die Reihe schleppt in einer Gerade nicht ab, so werden fluxgate Magnetometer verwendet, um jeden Echolot-Knoten in der Reihe zu orientieren.

Fluxgates können auch in Waffennavigationssystemen verwendet werden, aber sind durch GPS größtenteils ersetzt worden und rufen Lasergyroskope an.

Magnetometer wie der deutsche Forster werden verwendet, um Eisenartillerie ausfindig zu machen. Cesium und Magnetometer von Overhauser werden verwendet, um ausfindig zu machen und zu helfen, alte Reihen der Bombardierung/Tests aufzuräumen.

UAV Nutzlasten schließen auch Magnetometer für eine Reihe von defensiven und beleidigenden Aufgaben ein.

Mineralerforschung

Mineralerforschung ist eine der kommerziellen Hauptanwendungen von Magnetometern. Magnetometer sind eines der primären Werkzeuge, die verwendet sind, um Weltklasse-Ablagerungen von Gold, Silber, Kupfer, Eisen, Dose, Platin und Diamanten ausfindig zu machen. Steinbruch und Edelstein-Anwendungen schließen kartografisch darstellendes 'Blaues Metall' für konkrete Anhäufung und roadbase, sowie Saphire, Rubine und Opal ein, der Strukturen trägt.

Die ersten Weltländer wie Australien, Kanada und die USA investieren schwer in systematische magnetische Bordüberblicke über ihre jeweiligen Kontinente und Umgebungsozeane mit Flugzeugen wie der Würger-Kommandant. mit der Karte-Geologie und in der Entdeckung von Mineralablagerungen zu helfen. Solche Aeromag-Überblicke werden normalerweise mit 400-M-Linienabstand an 100-M-Erhebung, mit Lesungen alle 10 Meter oder mehr übernommen. Um die Asymmetrie in der Datendichte zu überwinden, werden Daten zwischen Linien interpoliert (gewöhnlich 5mal), und Daten entlang der Linie ist dann durchschnittlich. Solche Daten würden gridded zu 80 M × 80-M-Pixel-Größe sein, und Image hat das Verwenden eines Programms wie ERMapper bearbeitet. An einer Erforschungsmiete-Skala kann dem Überblick von einem ausführlicheren helimag gefolgt werden, oder Getreide-Staubtuch-Stil hat Flügel an 50-M-Linienabstand und 50-M-Erhebung (Terrain befestigt, das erlaubt). Solch ein Image würde gridded auf einem 10 x 10-M-Pixel sein, 64mal die Entschlossenheit anbietend.

Wo Ziele seicht sind (:

Forscher an Deutsche Telekom haben in beweglichen Geräten eingebettete Magnetometer verwendet, um touchless 3D-Wechselwirkung zu erlauben. Ihr Wechselwirkungsfachwerk, genannt MagiTact, verfolgt Änderungen zum magnetischen Feld um ein Mobiltelefon, um verschiedene Gesten zu identifizieren, die durch eine Handholding oder das Tragen eines Magnets gemacht sind.

Ölerforschung

Seismische Methoden werden Magnetometern für die Ölerforschung bevorzugt. Überblicke von Aeromag können für die Waschschüssel-Gestalt und sich niederlassenden Schulden verwendet werden.

Ölablagerungen können Kohlenwasserstoffe durchlassen, die finden, dass ihr Weg im Boden zerbricht, der von Programmfehlern an oder in der Nähe von der Oberfläche zu essen ist. Die Programmfehler können Magneteisenstein vom Hämatiten hinabstürzen, feine magnetische Anomalien erzeugend, die durch gestützte Magnetometer des Bodens am effizientesten kartografisch dargestellt werden.

Raumfahrzeug

Ein fluxgate Drei-Achsen-Magnetometer war ein Teil des Seemannes 2 und Seemannes 10 Missionen. Ein Doppeltechnik-Magnetometer ist ein Teil der Mission von Cassini-Huygens, Saturn zu erforschen. Dieses System wird aus einem Vektor-Helium und fluxgate Magnetometern zusammengesetzt. Magnetometer sind auch ein Teilinstrument auf der Quecksilber-BOTE-Mission. Ein Magnetometer kann auch durch Satelliten verwendet werden mögen GEHT, um sowohl den Umfang als auch die Richtung des magnetischen Feldes eines Planeten oder Monds zu messen.

Typen

Magnetometer können in zwei grundlegende Typen geteilt werden:

• Skalarmagnetometer messen die Gesamtkraft des magnetischen Feldes, dem sie, und unterworfen werden
• Vektor-Magnetometer haben die Fähigkeit, den Bestandteil des magnetischen Feldes in einer besonderen Richtung hinsichtlich der Raumorientierung des Geräts zu messen.

Magnetometer können auch als "AC" klassifiziert werden, wenn sie Felder messen, die sich relativ schnell rechtzeitig, und "Gleichstrom" ändern, wenn sie Felder messen, die sich nur langsam (quasistatisch) ändern oder statisch sind. AC Magnetometer finden Gebrauch in elektromagnetischen Systemen (wie magnetotellurics), und Gleichstrom-Magnetometer werden verwendet, um mineralisation und entsprechende geologische Strukturen zu entdecken.

Vektor-Magnetometer

Ein Vektor ist eine mathematische Entität sowohl mit dem Umfang als auch mit der Richtung. Das magnetische Feld der Erde an einem gegebenen Punkt ist ein Vektor. Ein magnetischer Kompass wird entworfen, um eine horizontale tragende Richtung zu geben, wohingegen ein Vektor-Magnetometer sowohl den Umfang als auch die Richtung des magnetischen Gesamtfeldes misst. Ein Beispiel solch eines Geräts ist ein Variometer, das in magnetischen Sternwarten verwendet wird, die die Ionosphäre kontrollieren. Drei orthogonale Sensoren sind erforderlich, die Bestandteile des magnetischen Feldes in allen drei Dimensionen zu messen.

Vektor-Magnetometer messen einen oder mehr Bestandteile des magnetischen Feldes elektronisch. Mit drei orthogonalen Magnetometern können sowohl Azimut als auch kurzes Bad (Neigung) gemessen werden. Durch die Einnahme der Quadratwurzel der Summe der Quadrate der Bestandteile kann die magnetische Gesamtfeldkraft (hat auch magnetische Gesamtintensität, TMI genannt), durch den Lehrsatz von Pythagoras berechnet werden.

Beispiele von Vektor-Magnetometern sind fluxgates, Quant-Einmischungsgeräte (TINTENFISCHE) und das Atom-LEIBEIGENER-Magnetometer superführend. Fluxgates haben verschiedene 'Geschmäcke', abhängig von der Geometrie der ferrite Kerne, wie Ringkern, Rennbahn, Stange und Vacquier.

Vektor-Magnetometer sind dem Temperaturantrieb und der dimensionalen Instabilität der ferrite Kerne unterworfen. Sie verlangen auch, dass das Planieren Teilinformation verschieden von (skalaren) Gesamtfeldinstrumenten erhält. Aus diesen Gründen werden sie für die Mineralerforschung nicht mehr verwendet.

Skalarmagnetometer

Skalarmagnetometer messen die magnetische Gesamtfeldkraft, aber nicht seine Richtung. Die einschließen Protonenvorzession, Overhauser und eine Reihe von alkalischen Dampf-Instrumenten einschließlich Cäsiums, Heliums und Kaliums.

Ein magnetograph ist ein Magnetometer, das unaufhörlich Daten registriert.

Das Drehen des Rolle-Magnetometers

Das magnetische Feld veranlasst eine Sinus-Welle in einer rotierenden Rolle. Der Umfang des Signals ist zur Kraft des Feldes proportional, vorausgesetzt dass es, und zum Sinus des Winkels zwischen der Drehachse der Rolle und den Feldlinien gleichförmig ist. Dieser Typ des Magnetometers ist veraltet.

Saal-Wirkungsmagnetometer

Die allgemeinsten magnetischen Abfragungsgeräte sind Halbleitersaal-Wirkungssensoren. Diese Sensoren erzeugen eine Stromspannung, die zum angewandten magnetischen Feld und auch der Sinnwidersprüchlichkeit proportional ist. Sie werden in Anwendungen verwendet, wo die magnetische Feldkraft, solcher als in Antiblockiersystemen in Autos der Sinnradfolge-Geschwindigkeit über Ablagefächer in den Radplatten relativ groß ist.

Protonenvorzessionsmagnetometer

Protonenvorzessionsmagnetometer, auch bekannt als Protonenmagnetometer, PPM'S oder einfach Illustrierten, messen die Klangfülle-Frequenz von Protonen (Wasserstoffkerne) im magnetischen Feld, das wegen der Kernkernspinresonanz (NMR) zu messen ist. Weil die Vorzessionsfrequenz nur von Atomkonstanten und der Kraft des umgebenden magnetischen Feldes abhängt, kann die Genauigkeit dieses Typs des Magnetometers 1 ppm erreichen.

Ein direktes aktuelles Fließen in einem Solenoid schafft ein starkes magnetisches Feld um eine wasserstoffreiche Flüssigkeit (Leuchtpetroleum, und decane ist populär, und sogar Wasser kann verwendet werden), einige der Protone veranlassend, auf dieses Feld auszurichten. Der Strom wird dann unterbrochen, und weil Protone auf das magnetische Feld, sie precess an einer Frequenz wiederausrichten, die zum magnetischen Feld direkt proportional ist. Das erzeugt ein schwaches rotierendes magnetisches Feld, das durch (manchmal getrennt) Induktor aufgenommen wird, elektronisch ausführlicher erläutert hat, und zu einem Digitalfrequenzschalter gefressen hat, dessen Produktion normalerweise erklettert und direkt als Feldkraft oder Produktion als Digitaldaten gezeigt wird.

Die Beziehung zwischen der Frequenz des veranlassten Stroms und der Kraft des magnetischen Feldes wird das Proton gyromagnetic Verhältnis genannt, und ist 0.042576 Hz nT gleich. Die Genauigkeit von PPM'S wird so durch die Genauigkeit dieser Konstante beschränkt.

Die Frequenz des Feldes der Erde NMR (EFNMR) für Protone ändert sich zwischen etwa 900 Hz in der Nähe vom Äquator zu 4.2 Kilohertz in der Nähe von den geomagnetic Polen. Diese Magnetometer können gemäßigt empfindlich sein, wenn mehrere Zehnen von Watt verfügbar sind, um den sich ausrichtenden Prozess anzutreiben. Wenn measurments genommen werden, sobald pro Sekunde Standardabweichungen in den Lesungen in den 0.01 nT zu 0.1 NT-Reihe sind, und Schwankungen von ungefähr 0.1 nT entdeckt werden können.

Weil Hand/Rucksack Einheiten getragen hat, werden PPM Beispielraten normalerweise auf weniger als eine Probe pro Sekunde beschränkt. Maße werden normalerweise mit dem Sensor genommen, der an festen Positionen an etwa 10 Metern Zunahme gehalten ist.

Die zwei Hauptquellen von Maß-Fehlern sind magnetische Unreinheiten im Sensor, Fehler im Maß der Frequenz und des Eisenmaterials auf dem Maschinenbediener und den Instrumenten, sowie der Folge des Sensors, weil ein Maß genommen wird.

Tragbare Instrumente werden auch durch das Sensorvolumen (Gewicht) und Macht-Verbrauch beschränkt. PPMs arbeiten in Feldanstiegen bis zu 3,000 nT M, die vom grössten Teil der Mineralerforschungsarbeit entsprechend ist. Für die höhere Anstieg-Toleranz wie, vereinigte Eisenbildungen und das Ermitteln großer Eisengegenstände kartografisch darzustellen, können Magnetometer von Overhauser 10,000 nT M behandeln, und Cäsium-Magnetometer können 30,000 nT M behandeln.

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Ein fluxgate Magnetometer besteht aus einem kleinen, magnetisch empfindlichen durch zwei Rollen der Leitung gewickelten Kern. Ein elektrischer Wechselstrom wird durch eine Rolle passiert, den Kern durch einen Wechselzyklus der magnetischen Sättigung steuernd; d. h., magnetisiert, unmagnetisiert, umgekehrt magnetisiert, unmagnetisiert, magnetisiert, und so weiter. Dieses sich ständig ändernde Feld veranlasst einen elektrischen Strom in der zweiten Rolle, und dieser Produktionsstrom wird durch einen Entdecker gemessen. In einem magnetisch neutralen Hintergrund werden der Eingang und die Produktionsströme zusammenpassen. Jedoch, wenn der Kern zu einem Hintergrundfeld ausgestellt wird, wird er leichter in einer Linie mit diesem Feld gesättigt und weniger leicht entgegen ihm gesättigt. Folglich werden das magnetische Wechselfeld und der veranlasste Produktionsstrom, außer dem Schritt mit dem Eingangsstrom sein. Das Ausmaß, in dem das der Fall ist, wird in großer Zahl vom magnetischen Hintergrundfeld abhängen. Häufig wird der Strom in der Produktionsrolle integriert, eine Produktionsanalogstromspannung nachgebend, die zum magnetischen Feld proportional ist.

Magnetometer von Fluxgate, die in einer gradiometer Konfiguration paarweise angeordnet sind, werden für das archäologische Untersuchen und die UXO Entdeckung wie der populäre Forster des deutschen Militärs allgemein verwendet.

Ein großes Angebot an Sensoren ist zurzeit verfügbar und hat gepflegt, magnetische Felder zu messen. Magnetometer von Fluxgate und gradiometers messen die Richtung und den Umfang von magnetischen Feldern. Fluxgates sind erschwinglich, rau und kompakt. Das, plus ihr normalerweise niedriger Macht-Verbrauch macht sie ideal für eine Vielfalt, Anwendungen zu fühlen.

Das typische fluxgate Magnetometer besteht aus einem "Sinn" (sekundäre) Rolle, die einen inneren "Laufwerk" (primäre) Rolle umgibt, die Wunde um das durchlässige Kernmaterial ist. Jeder Sensor hat magnetische Kernelemente, die als zwei sorgfältig verglichene Hälften angesehen werden können. Ein Wechselstrom wird auf das Laufwerk-Winden angewandt, das den Kern in plus und minus die Sättigung steuert. Der sofortige Laufwerk-Strom in jeder Kernhälfte wird in der entgegengesetzten Widersprüchlichkeit in Bezug auf jedes magnetische Außenfeld gesteuert. Ohne jedes magnetische Außenfeld annulliert der Fluss in einer Kernhälfte das im anderen, und so ist der durch die Sinnrolle gesehene Gesamtfluss Null. Wenn ein magnetisches Außenfeld jetzt, es an einem gegebenen Beispiel rechtzeitig angewandt wird, dem Fluss in einer Kernhälfte helfen und Fluss im anderen entgegensetzen wird. Das verursacht eine Nettofluss-Unausgewogenheit zwischen den Hälften, so dass sie nicht mehr einander annullieren. Stromimpulse werden jetzt in der Sinnrolle veranlasst, die sich auf jeder Laufwerk-Strom-Phase-Umkehrung (oder am 2., und alle gleichen Obertöne) windet. Das läuft auf ein Signal hinaus, das sowohl vom Außenfeldumfang als auch von der Widersprüchlichkeit abhängig ist.

Es gibt zusätzliche Faktoren, die die Größe des resultierenden Signals betreffen. Diese Faktoren schließen die Zahl von Umdrehungen im Sinnwinden, der magnetischen Durchdringbarkeit des Kerns, der Sensorgeometrie und der gated Fluss-Rate der Änderung in Bezug auf die Zeit ein. Phase gleichzeitige Entdeckung wird verwendet, um diese harmonischen Signale zu einer zum magnetischen Außenfeld proportionalen Gleichstrom-Stromspannung umzuwandeln.

Cäsium-Dampf-Magnetometer

Ein grundlegendes Beispiel der Tätigkeit eines Magnetometers kann im allgemeinen optisch gepumpten Cäsium-Dampf-Magnetometer gesehen werden, das ein hoch empfindlicher (300 fT/Hz) und genaues in einer breiten Reihe von Anwendungen verwendetes Gerät ist. Obwohl es sich auf Quant-Mechanik-Grundsätze verlässt, um zu funktionieren, werden seine grundlegenden Konzepte leicht erklärt.

Das Gerät besteht weit gehend aus einem Foton-Emitter, der einen Cäsium-Licht-Emitter oder Lampe, eine Beruhigungskammer enthält, die Cäsium-Dampf, ein "Pufferbenzin" enthält, durch das die ausgestrahlten Fotonen gehen und ein Foton-Entdecker, der in dieser Ordnung eingeordnet ist.

Das Kernprinzip, das dem Gerät erlaubt zu funktionieren, ist die Tatsache, dass ein Cäsium-Atom in einigen von neun Energieniveaus bestehen kann, von denen als das Stellen von atomarem Elektronorbitals um den Atomkern informell gedacht werden kann. Wenn ein Cäsium-Atom innerhalb des Raums auf ein Foton von der Lampe stößt, ist es zu einem höheren Energiestaat aufgeregt, strahlt ein Foton und Fälle zu einem unbestimmten niedrigeren Energiestaat aus. Das Cäsium-Atom ist zu den Fotonen von der Lampe in drei seiner neun Energiestaaten, und deshalb "empfindlich", ein geschlossenes System annehmend, alle Atome werden schließlich in einen Staat fallen, in dem alle Fotonen von der Lampe frei durchgehen und durch den Foton-Entdecker gemessen werden werden. An diesem Punkt, wie man sagt, wird die Probe (oder Bevölkerung) polarisiert und für das Maß bereit stattzufinden. Dieser Prozess wird unaufhörlich während der Operation getan. Dieses theoretisch vollkommene Magnetometer ist jetzt funktionell und kann so beginnen, Maße zu machen.

Im allgemeinsten Typ des Cäsium-Magnetometers wird ein sehr kleines AC magnetisches Feld auf die Zelle angewandt. Da der Unterschied in den Energieniveaus der Elektronen durch das magnetische Außenfeld bestimmt wird, gibt es eine Frequenz, an der dieses kleine AC Feld die Elektronen veranlassen wird, Staaten zu ändern. In diesem neuen Staat wird das Elektron wieder im Stande sein, ein Foton des Lichtes zu absorbieren. Das verursacht ein Signal auf einem Foto-Entdecker, der das Licht misst, das die Zelle durchführt. Die verbundene Elektronik verwendet diese Tatsache, um ein Signal genau an der Frequenz zu schaffen, die dem Außenfeld entspricht.

Ein anderer Typ des Cäsium-Magnetometers stimmt das auf die Zelle angewandte Licht ab. Das wird ein Glockenblüte-Magnetometer nach den zwei Wissenschaftlern genannt, die zuerst die Wirkung untersucht haben. Wenn das Licht eingeschaltet wird und von an der Frequenz entsprechend dem Feld der Erde, gibt es eine Änderung im am Foto-Entdecker gesehenen Signal. Wieder verwendet die verbundene Elektronik das, um ein Signal genau an der Frequenz zu schaffen, die dem Außenfeld entspricht. Beide Methoden führen zu hohen Leistungsmagnetometern.

Anwendungen

Das Cäsium-Magnetometer wird normalerweise verwendet, wo ein höheres Leistungsmagnetometer als das Protonenmagnetometer erforderlich ist. In der Archäologie und Geophysik, wo der Sensor durch ein Gebiet und viele genaue magnetische Feldmaße kehrt, sind häufig erforderlich, das Cäsium-Magnetometer ist im Vorteil gegenüber dem Protonenmagnetometer.

Die schnellere Maß-Rate des Magnetometers von Cäsium erlaubt dem Sensor, durch das Gebiet schneller für eine gegebene Zahl von Datenpunkten bewegt zu werden. Cäsium-Magnetometer sind gegen die Folge des Sensors unempfindlich, während das Maß gemacht wird.

Das niedrigere Geräusch des Cäsium-Magnetometers erlaubt jenen Maßen, die Schwankungen im Feld mit der Position genauer zu zeigen.

Ohne Entspannungen Drehungsaustausch (SERF) Atommagnetometer

An der genug hohen Atomdichte kann äußerst hohe Empfindlichkeit erreicht werden. Freie Drehungsaustauschentspannung (SERF), die Atommagnetometer, die Kalium, Cäsium oder Rubidium-Dampf enthalten, ähnlich zu den Cäsium-Magnetometern bedienen, die oben beschrieben sind, kann noch Empfindlichkeiten tiefer erreichen als 1 fT Hz. Die LEIBEIGENER-Magnetometer funktionieren nur in kleinen magnetischen Feldern. Das Feld der Erde ist ungefähr 50 µT; LEIBEIGENER-Magnetometer bedienen in Feldern weniger als 0.5 µT.

Große Volumen-Entdecker haben eine Empfindlichkeit 200 am Hz erreicht. Diese Technologie hat größere Empfindlichkeit pro Einheitsvolumen als TINTENFISCH-Entdecker. Die Technologie kann auch sehr kleine Magnetometer in diesem Mai in der Zukunft erzeugen ersetzen Rollen, um sich ändernde magnetische Felder zu entdecken. Diese Technologie kann einen magnetischen Sensor erzeugen, der ganzen seinen Eingang und Produktionssignale in der Form des Lichtes auf Glasfaserkabel hat. Das würde dem magnetischen Maß erlauben, in Plätzen gemacht zu werden, wo hohe elektrische Stromspannungen bestehen.

TINTENFISCH-Magnetometer

TINTENFISCHE oder Superleiten-Quant-Einmischungsgeräte, messen äußerst kleine magnetische Felder. Sie sind sehr empfindliche Vektor-Magnetometer, mit Geräuschniveaus mindestens 3 fT Hz in Handelspapieren und 0.4 fT Hz in experimentellen Geräten. Viele mit der Flüssigkeit Helium-abgekühlte kommerzielle TINTENFISCHE erreichen ein flaches Geräuschspektrum vom nahen Gleichstrom (weniger als 1 Hz) zu Zehnen des Kilohertz, solches Gerät-Ideal für den Zeitabschnitt biomagnetic Signalmaße machend. LEIBEIGENER Atommagnetometer, die in Laboratorien bis jetzt demonstriert sind, erreicht Wettbewerbsgeräuschpegel, aber in relativ kleinen Frequenzreihen.

TINTENFISCH-Magnetometer verlangen, dass das Abkühlen mit flüssigem Helium (4.2 K) oder flüssiger Stickstoff (77 K) funktioniert, folglich sind die Verpackungsvoraussetzungen, um sie zu verwenden, beide von einer thermalmechanischen sowie magnetischen Einstellung ziemlich streng. TINTENFISCH-Magnetometer werden meistens verwendet, um die magnetischen Felder zu messen, die durch die Gehirn- oder Herztätigkeit (magnetoencephalography und magnetocardiography, beziehungsweise) erzeugt sind. Geophysikalische Überblicke verwenden TINTENFISCHE von Zeit zu Zeit, aber die Logistik ist viel mehr kompliziert als Rolle-basierte Magnetometer.

Magnetische Überblicke

Systematische Überblicke können an im Suchen nach Mineralablagerungen oder Auffinden von verlorenen Gegenständen gewöhnt sein. Solche Überblicke werden geteilt in:

• Aeromagnetic überblicken
• Bohrloch
• Boden
• See-

Aeromag datasets für Australien kann von der GADDS Datenbank heruntergeladen werden.

Daten können im Punkt gelegen und Bilddaten geteilt werden, von denen der Letztere im ERMapper-Format ist.

Gradiometer

Magnetische gradiometers sind Paare von Magnetometern mit ihren Sensoren getrennt gewöhnlich horizontal durch eine feste Entfernung. Die Lesungen werden abgezogen, um den Unterschied zwischen den gefühlten magnetischen Feldern zu messen, der die durch magnetische Anomalien verursachten Feldanstiege gibt. Das ist eine Weise, sowohl die Veränderlichkeit in der Zeit des magnetischen Feldes der Erde als auch für andere Quellen der elektromagnetischen Einmischung zu ersetzen, so empfindlichere Entdeckung von Anomalien berücksichtigend. Weil fast gleiche Werte abgezogen werden, die Geräuschleistungsvoraussetzungen für die Magnetometer ist mehr äußerst.

Gradiometers erhöhen seichte magnetische Anomalien und sind so für den archäologischen und die Seite-Untersuchungsarbeit gut. Sie sind auch für die Echtzeitarbeit wie nicht explodierte Artillerie-Position gut. Es ist zweimal so effizient, eine Grundstation zu führen und zwei (oder mehr) bewegliche Sensoren zu verwenden, um parallele Linien gleichzeitig zu lesen (das Annehmen, dass Daten versorgt und postbearbeitet werden). Auf diese Weise können sowohl Anstiege entlang der Linie als auch Quer-Linienanstiege berechnet werden.

Positionskontrolle von magnetischen Überblicken

In der traditionellen Mineralerforschung und archäologischen Arbeit wurden Bratrost-Haken, die durch den Theodolit und das Metermaß gelegt sind, verwendet, um das Überblick-Gebiet zu definieren. Ein UXO überblickt verwendete Taue, um die Gassen zu definieren. Bordüberblicke haben Radiotriangulationsleuchtfeuer wie Siledus verwendet.

Nichtmagnetische elektronische Hipchain-Abzüge wurden entwickelt, um Magnetometer auszulösen. Sie haben Drehwelle encoders verwendet, um Entfernung entlang Einwegbaumwollhaspeln zu messen.

Moderne Forscher verwenden eine Reihe der niedrig-magnetischen Unterschrift GPS Einheiten einschließlich Schritthaltenden Kinematischen GPS.

Das Kopfstück von Fehlern in magnetischen Überblicken

Magnetische Überblicke können unter dem Geräusch leiden, das aus einer Reihe von Quellen kommt. Verschiedene Magnetometer-Technologien ertragen verschiedene Arten von Geräuschproblemen.

Gehende Fehler sind eine Gruppe des Geräusches. Sie können aus drei Quellen kommen:

• Sensor
• Konsole
• Maschinenbediener

Einige Gesamtfeldsensoren geben verschiedene Lesungen abhängig von ihrer Orientierung. Magnetische Materialien im Sensor selbst sind die primäre Ursache dieses Fehlers. In einigen Magnetometern, wie die Dampf-Magnetometer (Cäsium, Kalium, usw.), gibt es Quellen des gehenden Fehlers in der Physik, die kleine Beträge zum gehenden Gesamtfehler beitragen.

Konsole-Geräusch kommt aus magnetischen Bestandteilen auf oder innerhalb der Konsole. Diese schließen ferrite in Kerne in Induktoren und Transformatoren, Stahlrahmen um die FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE, Beine auf IC Chips und Stahlfällen in Einwegbatterien ein. Einige populäre MIL Spekulationsstecker haben auch Stahlfrühlinge.

Maschinenbediener müssen darauf achten, magnetisch sauber zu sein, und sollten überprüfen, dass die 'magnetische Hygiene' der ganzen Kleidung und Sachen während eines Überblicks trägt. Hüte von Acubra sind in Australien sehr populär, aber ihre Stahlränder müssen vor dem Gebrauch auf magnetischen Überblicken entfernt werden. Stahlringe auf Notizbüchern, Stahl hat Stiefel bedeckt, und Stahlfrühlinge in gesamten Ösen können alle unnötiges Geräusch in Überblicken verursachen. Kugelschreiber, Mobiltelefone und rostfreier Stahl implants können auch problematisch sein.

Die magnetische Antwort (Geräusch) vom Eisengegenstand auf dem Maschinenbediener und der Konsole kann sich mit der gehenden Richtung wegen der Induktion und Remanenz ändern. Überblick-Flugzeug von Aeromagnetic und Viererkabelrad-Systeme können spezielle Kompensatoren verwenden, um zu korrigieren, um Fehlergeräusch anzuführen.

Gehende Fehler sehen wie Fischgrätenmuster in Überblick-Images aus. Abwechselnde Linien können auch gewellt werden.

Image Procesing von magnetischen Daten

Die Aufnahme von Daten und Bildverarbeitung ist ein Vorgesetzter zur Echtzeitarbeit, weil feine Anomalien, die häufig vom Maschinenbediener (besonders in magnetisch lauten Gebieten) verpasst sind, zwischen Linien, Gestalten und besser definierten Trauben aufeinander bezogen werden können. Eine Reihe von hoch entwickelten Erhöhungstechniken kann auch verwendet werden. Es gibt auch eine Hardcopy und Bedürfnis nach dem systematischen Einschluss.

Frühe Magnetometer

1833 hat Carl Friedrich Gauss, Leiter der Geomagnetic Sternwarte in Göttingen, eine Zeitung auf dem Maß des magnetischen Feldes der Erde veröffentlicht. Es hat ein neues Instrument beschrieben, dass Gauss einen "magnometer" genannt hat (ein Begriff, der noch gelegentlich statt des Magnetometers verwendet wird). Es hat aus einem dauerhaften Bar-Magnet aufgehoben horizontal von einer Goldfaser bestanden. Ein Magnetometer kann auch einen gaussmeter genannt werden.

Siehe auch

• Beispielmagnetometer vibrieren lassend
• Magnetischer Anomalie-Entdecker
• Magnetotellurics
• Kernkernspinresonanz NMR
• Das Feld der Erde NMR (EFNMR)

Magnetischer immunoassay

• Zwischenmagnet (ein globales Netz von Sternwarten, das magnetische Feld der Erde kontrollierend)

,

• Magnetogram (häufig gezeigt als Images im Web, aber gewöhnlich sind die Digitaldaten auch verfügbar)
• EMF Maße
• MEMS Magnetometer (ein Teil von vielen tragbaren Geräten wie smartphones)

Außenverbindungen

• Erdbeben-Prognosetechniken und mehr Forschung über die Studie von elektromagnetischen Feldern
• Die einheimische Protonenvorzessionsmagnetometer-Seite von Dan
• USGS Geomagnetism Programm
• Ein Haus hat PPM gebaut, der wirklich arbeitet
• Das Feld der Erde NMR (EFNMR)
• Magnetischer archäologischer prospection (schwedischer Nationaler Erbe-Ausschuss)
• Magnetometer - das Messen des magnetischen Feldes der Erde
• Im Weltraum vorhandene Magnetometer
• Praktische Richtlinien, für ein Magnetometer durch Hobbyisten - Einführung des Teils 1 zu bauen
• Praktische Richtlinien, für ein Magnetometer durch Hobbyisten - Teil 2 zu bauen, der Baut

• Der neue INTERMAGNET der 1 Sekunde Standard fluxgate Magnetometer. V.Korepanov, A. Marusenkov (Lviv Zentrum des Instituts für die Raumforschung, Lviv, die Ukraine), J.Rasson (Königliches Meteorologisches Institut, Dourbes, Belgien)