Magnetometeradalah sebuah instrumen pengukuran yang digunakan untuk dua tujuan umum - untuk mengukur magnetisasi bahan magnetik seperti feromagnet, atau untuk mengukur kekuatan dan, dalam beberapa kasus, arah medan magnet pada suatu titik dalam ruang angkasa (juga dikenal sebagai Gaussmeter atau magnetometer survei).

Proton magnetometer, juga dikenal sebagai proton presesi magnetometer (PPM), menggunakan prinsip medan resonansi magnetik nuklir bumi (EFNMR) untuk mengukur variasi yang sangat kecil di medan magnet bumi, yang memungkinkan benda-benda besi di darat dan di laut untuk dideteksi.

Hal ini digunakan dalam arkeologi darat untuk memetakan posisi dinding dan bangunan dibongkar, dan di laut untuk mencari kapal-kapal yang hancur, kadang-kadang untuk rekreasi menyelam.

PPMs dulunya banyak digunakan dalam eksplorasi mineral. Mereka sebagian besar telah digantikan oleh Overhauser efek magnetometer dan uap alkali (caesium, rubidium, kalium) atau magnetometer helium, yang sampel lebih cepat dan lebih sensitif.

Sebuah arus searah yang mengalir dalam solenoida menciptakan medan magnet yang kuat di sekitar cairan kaya hidrogen (kerosine dan dekana populer, dan bahkan air dapat digunakan), menyebabkan beberapa proton untuk menyesuaikan diri dengan bidang tersebut. Arus ini kemudian terganggu, dan sebagai proton meluruskan diri dengan medan magnet ambien, mereka presesi pada frekuensi yang berbanding lurus dengan medan magnet. Ini menghasilkan medan magnet berputar lemah yang dijemput oleh (kadang-kadang terpisah) induktor, diperkuat secara elektronik, dan diumpankan ke frekuensi counter digital yang outputnya biasanya skala dan ditampilkan secara langsung sebagai kekuatan medan atau output sebagai data digital.

Hubungan antara frekuensi arus induksi dan kekuatan medan magnet disebut rasio gyromagnetic proton, dan sama dengan 0.042576 Hz nT-1. Karena frekuensi presesi tergantung hanya pada konstanta atom dan kekuatan medan magnet ambien, ketepatan jenis magnetometer bisa mencapai 1 ppm. [1]

Frekuensi lapangan NMR bumi untuk proton bervariasi antara sekitar 900 Hz dekat khatulistiwa menjadi 4,2 kHz dekat kutub geomagnetik. Magnetometer ini bisa cukup sensitif jika beberapa puluh watt yang tersedia untuk menyalakan proses menyelaraskan. Jika pengukuran dilakukan sekali per detik, standar deviasi dalam pembacaan berada di 0.01 nT sampai 0,1 kisaran nT, dan variasi sekitar 0,1 nT dapat dideteksi.

Untuk tangan / ransel dilakukan unit, tingkat sampel PPM biasanya terbatas kurang dari satu sampel per detik. Pengukuran biasanya diambil dengan sensor diadakan di lokasi tetap di sekitar 10 meteran bertahap.

Dua sumber utama dari kesalahan pengukuran adalah pengotor magnetik di sensor, kesalahan dalam pengukuran frekuensi dan material besi pada operator dan instrumen, serta rotasi sensor sebagai pengukuran diambil.

Instrumen portabel juga dibatasi oleh Volume sensor (berat) dan konsumsi daya. PPMs bekerja di bidang gradien hingga 3.000 nT-m 1 yang memadai dari sebagian pekerjaan eksplorasi mineral. Untuk toleransi gradien tinggi seperti pemetaan banded formasi besi dan mendeteksi benda-benda besi besar Overhauser magnetometer dapat menangani 10.000 nT-m 1 dan Cesium magnetometer dapat menangani 30.000 nT-m 1.

Magnetometer, seperti dengan metode elektromagnetik (lihat GeonicsRental.com), memiliki dua kategori dasar penggunaan. Ada dekat survei deteksi logam permukaan besi dan kemudian ada pemetaan variasi lebih halus umumnya berhubungan dengan geologi. Deteksi logam sering melibatkan medan magnet lokal yang kuat dari benda-benda yang terbuat dari besi, jenis besi yang magnet akan menempel. Menemukan drum dikuburkan, mengisi kota, dan tangki penyimpanan bawah tanah terkubur (UST) sering fokus penyelidikan lingkungan. Geofisika, pencari utilitas sering tertarik untuk menemukan pipa terkubur, penutup lubang got, USTs, dan sumur ditinggalkan. Menemukan sumur ditinggalkan juga dapat menjadi masalah bagi operasi tambang, pembangunan jalan atau gedung baru, dan studi TPA. Militer menghabiskan sejumlah besar waktu, tenaga, dan uang untuk menemukan ordnances meledak (UXO) untuk mengamankan paket besar tanah. Polisi dan ilmuwan forensik menggunakan magnetometer untuk mencari senjata dan barang-barang lainnya yang hilang penting untuk suatu kasus. Sementara aplikasi arkeologi dapat dikaitkan dengan mencari artefak besi, dapat digunakan untuk memetakan variasi lebih halus berhubungan dengan lubang-lubang api atau bahan bangunan yang dibawa ke sebuah situs. Variasi halus lain dalam medan magnet bumi dipetakan oleh ahli geofisika dan geologi untuk menemukan formasi geologi atau struktur geologi yang dapat menghasilkan mineral, minyak, gas, dan fitur geologi lainnya yang menarik. Dengan menggunakan GPS, sebagian besar lahan dapat disurvei biaya efektif dan dengan efisiensi yang besar. Informasi lebih lanjut tentang teori dan aplikasi dapat ditemukan pada halaman untuk Geometrics APLIKASI MANUAL UNTUK magnetometer PORTABLE.

Operasi proton presesi magnetometer Instrumen ini menggunakan botol silinder berbentuk proton. Proton ini dapat dengan mudah ditemukan dalam parafin atau hidrokarbon lainnya. Proton memiliki momen magnetik kecil dan secara alami selaras dengan Medan magnet bumi (Be) seperti pada (b). Ketika medan magnet yang lebih kuat (Bp) diterapkan, proton akan disesuaikan dalam hal ini arah baru (c). Ketika medan magnet diterapkan dihapus (d) proton menyelaraskan kembali dengan Medan magnet bumi. Ketika mereka kembali-align, mereka presesi sekitar arah Bp dan memancarkan frekuensi rendah sinyal radio. Frekuensi (fL) dari sinyal-sinyal ini sebanding dengan kekuatan medan magnet dan disebut frekuensi presesi Larmor. f L = B dimana adalah rasio gyromagnetic. Untuk proton = 0.042576 Hz / nT Di Edmonton medan magnet total 60.000 nT dengan fL = 2.56 kHz Jika perubahan medan magnet sebesar 10 nT, perubahan frekuensi dengan Geofisika 0.42 Hz

Perhatikan bahwa: The proton presesi magnetometer mengukur total medan magnet (tidak komponen individu). Ini memiliki keuntungan bahwa sensor tidak perlu berorientasi sebelum pengukuran yang dibuat. Hal ini memungkinkan magnetometer untuk menjadi ditempatkan dalam burung yang ditarik di belakang pesawat atau di ransel bergerak. Axis silinder tidak boleh persis sejajar dengan medan magnet bumi. saluran listrik listrik dapat mengganggu pengoperasian magnetometer, karena mereka juga memancarkan sinyal EM frekuensi rendah. teknik pengukuran ini sangat mirip dengan NMR dalam kimia.

Alkali vapour

Magnetometer ini menggunakan perubahan pemisahan frekuensi spektral optik baris elemen seperti rubidium, cesium atau kalium untuk mengukur magnet lapangan. Hal ini diatur oleh efek Zeeman. Biasanya mengukur 10 kali per detik dengan ketepatan 0,001 nT atau lebih rendah. magnetometer Paling banyak digunakan dalam survei udara. Kesalahan dalam survei dibatasi oleh kesalahan posisi daripada medan magnet pengukuran. Hram Khas (survei aeromagnetik resolusi tinggi) menggunakan instrumen ini. Elevation adalah 40-80 m dan spasi 200-500 m. Hal ini telah memungkinkan aeromagnetik eksplorasi yang akan digunakan dalam studi tentang anomali magnetik halus yang dihasilkan oleh batuan sedimen dengan kecil (tapi variabel) isi magnetit. Lihat contoh kemudian di kelas.