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.