能測量磁性的儀器叫什麼用
❶ 磁測儀器
磁測儀器統稱為磁力儀。按其構造特點可分為機械式磁力儀和電子式磁力儀。
1.機械式磁力儀
機械式磁力儀是利用靜力平衡原理進行地磁場相對測量的。該類儀器又稱磁稱。磁秤有兩種:一種是測量地磁場垂直分量相對值的垂直磁秤;另一種是測量地磁場水平分量相對值的水平磁秤。
圖8-1是國產CS2-61型懸絲式垂直磁秤內部結構示意圖。儀器的核心部分是磁系。磁系由圓柱形磁棒、嵌在棒上的鋁框及平面反光鏡等組成,並由一根稱為懸絲的扁平金屬絲懸掛在儀器殼的內部。懸絲的一端固定在彈簧上,另一端固定在扭鼓上,於是整個磁系就可以繞懸絲自由轉動。
圖8-1 國產CS2-61型懸絲式垂直磁秤內部結構示意圖
為了使儀器測定值只與磁異常有關,必須消除地磁場對磁系的影響。在北半球可通過讓磁棒的S極一端距轉軸(懸絲)比N極一端略遠,使得整個磁系的重心稍偏向S極一端,且位於轉軸的下方。於是在重力和地球磁場的作用下,磁系將大致保持水平。只有當儀器周圍存在磁體時,磁棒才發生傾斜而顯示出異常來。
儀器測量的是地磁場垂直分量,這就要求必須消除地磁場水平分量的影響。因此,必需調整磁系使其保持水平,且只能在磁東西方位的鉛垂面內擺動。這樣磁場水平分量對磁系轉動的影響就被完全消除了。
該儀器簡單的工作原理為,當儀器周圍存在磁性體時,受其影響,磁系將發生微小傾斜,利用平面反光鏡將反射光線投射到刻度尺上,使磁棒的傾角值轉換成刻度尺上的讀數,此讀數乘以格值即磁場的變化值。當磁棒偏角較大,反射光線偏出刻度尺范圍(這種現象叫超格),可轉動扭鼓改變懸絲的扭力矩,使傾角減小直到可讀數為止。改變懸絲扭力矩的量級可從扭鼓上讀出。該類儀器的精度一般在10~20nT之間。
2.電子式磁力儀
電子式磁力儀包括磁通門磁力儀、質子旋進磁力儀、光泵磁力儀和超導磁力儀等。這類儀器精度高。如光泵磁力儀精度可達0.01nT,而超導磁力儀竟高達10-6nT。因此這類儀器除用於野外勘探外,還在地磁絕對測量、國防磁探測以至宇宙探測中發揮作用。
地面磁測最常用的電子式磁力儀是質子旋進磁力儀。而目前在我國廣泛使用的地面質子磁力儀有兩種:一種是北京地質儀器廠生產的CZM-2型質子磁力儀;另一種是由加拿大引進並在我國批量生產的IGS-2/MP-4高解析度微機質子磁力儀。前者測量精度在2nT左右,後者可達1nT。所以除廣泛用於地面測量外,還用於航空和海洋磁測上。
質子旋進磁力儀的工作原理是根據煤油、蒸餾水、酒精等含氫原子溶液中的氫原子核(質子)在地磁場中產生一定頻率的旋進作用而製成的。儀器感受外磁場的部分是一個充滿了煤油或蒸餾水等碳氫氧化合物溶液的圓柱狀有機玻璃容器,其外繞有螺線管線圈,稱為探頭。
大家知道,構成各種物質分子的原子都是由帶正電的原子核和繞核旋轉的帶負電的電子組成,原子核又由帶正電的質子和不帶電的中子組成。氫的原子核最簡單,只有一個質子。探頭中的煤油、蒸餾水等這些含氫原子的物質,其分子中的電子軌道磁矩與電子自旋磁矩都成對地彼此抵消了,除氫以外的原子核自旋磁矩也都互相抵消了,只有氫原子核的自旋磁矩沒有抵消。故該原子顯出微弱的磁矩。在溶液中氫的質子磁矩,在無外磁場作用時,它們任意指向。當氫溶液處於地球磁場T中時,這些質子磁矩將在T作用下,將各自沿著T的方向排列。當在近於垂直地磁場T的螺旋管軸中通以電流(1A左右),使之產生與地磁場垂直的近(50×103/4π)A/m(即50Oe)的人工磁場時,由於這一磁場遠大於地磁場,則原沿地磁場方向的質子自旋軸都轉至磁化磁場方向。當切斷電流,使人工磁場突然消失,氫質子則將在原有的自旋慣性力及地磁場力的共同作用下,各以相同的相位繞地磁場方向進動(圖8-2)。這種現象稱為質子旋進,也稱核子旋進。
圖8-2 質子磁矩在地磁場中旋進運動示意圖
在質子旋進的初始,由於其相位一致,顯示出宏觀磁矩,它周期地切割繞在容器外的線圈,產生電感應訊號,其頻率與質子旋進頻率相同。質子旋進現象由於熱干擾等作用,會很快地衰減消失,電感應訊號也就隨時間按指數函數衰減。
實驗與理論計算表明,氫質子旋進的角速度ω是和外磁場T的大小成正比的,其關系為
ω=γpT (8-1)
式中:γp為質子磁旋比(即質子磁矩與動量矩之比),是一個常數,其精確測定值為0.267513Hz/nT。 又因為ω=2πf,f為旋進頻率,所以
T=2πf/γp=23.4874f (nT) (8-2)
上式表明,地磁場的大小與質子在其中發生旋進的頻率f成正比,這樣就將對地磁場的測量變為對旋進訊號頻率的測定。
由於宏觀磁矩旋進時,切割探頭中的線圈,因此在線圈中產生與旋進頻率相同的感應電壓。十分明顯,測出這一感應電訊號的頻率就測定了地磁場總強度的絕對值。
❷ 用什麼儀器可以測量金屬磁矩
用核磁共振儀進行測試磁矩。
❸ 磁力測量儀器的基本原理
勘探用的測量儀器早期是弦絲式、刃口式機械式磁力儀、感應式磁力儀等、第二代磁力儀,是應用核磁共振特性,利用高磁導率軟磁合金,以及復雜的電子線路組成。直到20世紀80年代提出質子旋進式磁力儀,及磁通門磁力儀等。質子磁力儀對地磁場測量的靈敏度達0.1 nT(CZM-2B型);光泵磁力儀有氦跟蹤式和銫自激式光泵磁力儀,歷經20年到20世紀90年代儀器測量靈敏度達0.003 nT(HC-90型航空磁力儀),地面磁力儀HC-95靈敏為0.01 nT。
根據需要分別有:航空磁力儀、地面磁力儀、井中磁力儀、海洋磁力儀以及實驗室的高靈敏度磁力儀。
磁力儀按其測量的地磁場參數及其量值,可分為相對測量儀器(如懸絲式垂直磁力儀等,它是測量地磁場垂直分量Z的相對差值)和絕對測量儀器(如質子磁力儀等,它是測量地磁場總強度了的絕對值,亦可測量相對值,或梯度值)。
4.4.1.1 磁通門磁力儀
坡莫合金是一種高磁導率,矯頑力很小的軟磁合金,在外磁場作用下(磁滯延線窄而陡變)很快達到飽和磁化,所以磁通門又叫飽和磁力儀。即外磁場變化很小,感應磁場強度變化很大,儀器很靈敏。把坡莫合金做成閉合磁路;外繞激勵磁線圈和訊號接收繞組輸出脈沖電壓與外磁場大小成正比。這類磁力儀類型很多,有航空、地面磁力儀和磁化率測量儀等。
4.4.1.2 質子旋進磁力儀
在能產生磁場的螺線管內的容器中充滿富含氫的液體(如水),當通電產生磁場後,使受激發的氫原子核(質子)自旋產生磁矩,並按螺線方向平行排列,出現順磁性宏觀磁矩。當垂直於地磁場的螺線管磁場停止後,氫核的宏觀磁矩繞地磁場總強度(F)方向做拉莫爾旋進,旋進頻率與地磁場(F)關系為
環境地球物理學概論
表明旋進頻率f與F成正比。儀器產生激勵磁場的線圈也是接收線圈,並調諧為旋進頻率f。因此,在一定強度的地磁場中質子旋進的磁矩將在線圈中產生感應電壓,即為地磁場強度信號。
4.4.1.3 光泵磁力儀
根據原子獲得能量後被激發,由低能級躍遷到高能級的原理。光泵磁力儀利用氦(4He)的原子燈,發射波長1.08μm的光,並製成平行光束與地磁場(被測磁場)方向一致,通過充有4He的吸收室,4He吸收1.08 μm光後形成正離子,並由低能級躍遷到高能級(稱光泵作用),這些4He原子磁矩定向平行排列,形成宏觀磁場。躍遷磁矩頻率f0與地磁場T關系為
環境地球物理學概論
由於式中f0比(4.4.1)中f高很多,有利於提高儀器靈敏度。儀器在吸收室處,垂直光線入射方向加上調制磁場,使射入磁場的頻度自動跟蹤地磁場變化,實現自動測量。
4.4.1.4 超導磁力儀
1962年約瑟夫遜提出並經實驗證實,在兩塊超導體中間夾著10~30 A的絕緣層,超導電子能無阻地通過,絕緣層兩端無電壓降,稱此絕緣層為超導隧道結(約瑟夫遜結)。這種現象叫做超導隧道結的約瑟夫遜效應。
超導磁力儀就是根據約瑟夫遜效應製成的測量儀,其測量器件是由超導材料製成的閉合環,有一個或兩個超導隧道結,結的截住面積很小,只要通過較小的電流(10-1~10-6A),接點處就達到臨界電流Ic。(超過Ic超導性被破壞,即超導隧道結所能承受的最大超導電流)。Ic對磁場很敏感,並隨外磁場的大小呈周期性起伏變化。其幅值逐漸衰減。臨界電流Ic,也是透入超導結的磁能量Φ的周期函數。它利用器件對外磁場的周期性響應,對磁能量變化(與外磁場變化成正比)進行計數,已知環的面積,就可算得磁場值。
超導磁力儀是20世紀60年代中期利用超導技術研製的一種高靈敏磁力儀。其靈敏度比其他磁力儀高幾個數量級(可達10-6nT),能測出10-3nT級的磁場。測程范圍寬,磁場頻率響應高,觀測數據穩定可靠。在地磁學中,用於研究地磁場的微擾。在磁大地電流法與電磁法中,用於測量微弱的磁場變化。在岩石物理學中,用於岩石磁學研究。
由於這種儀器的探頭需要低溫條件,常用裝於杜瓦瓶的氦進行冷卻,因此使得裝備復雜,費用較高,目前主要用於實驗室。但是,隨著超導技術研究的不斷進展,相信在不久的將來,在環境地球物理學中應用會多起來。
❹ 測磁性材料的性能儀器是什麼
說到磁性材料,我們就不得不先說說「磁性「,實驗表明,任何物質在外磁場中都能夠或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同。根據物質在外磁場中表現出的特性,物質可分為五類:順磁性物質,抗磁性物質,鐵磁性物質,亞鐵磁性物質,反鐵磁性物質:
順磁性物質:是一種把它們移近磁場時可依磁場方向發生磁化,但很微弱,要用精密儀器才能測出的物質;如果把外加磁場移走,內部的磁場也會歸零,導致其沒有磁性。如鋁、氧氣等。
抗磁性物質:是磁化率為負值的物質,當受外部磁場作用時,分子中產生感應的電子環流,它所產生的磁矩與外磁場方向相反,也就是說磁化後磁場方向與外磁場方向相反。所有的有機化合物都有抗磁性,石墨、鉛、水等都是抗磁性物質。
鐵磁性物質:是一種在外部磁場的作用下被磁化後,即使外部磁場消失,依然能保持其磁化的狀態具有磁性的物質,鐵、鈷、鎳都是鐵磁性物質。
亞鐵磁性物質:宏觀磁性與鐵磁性相同,僅僅是磁化率低一些,典型的亞鐵磁性物質為鐵氧體。它們與鐵磁性物質的最顯著區別在於內部磁結構的不同。
反鐵磁性物質:在反鐵磁性物質內部,相鄰價電子的自旋趨於相反方向。這種物質的凈磁矩為零,不會產生磁場。這種物質比較不常見,大多數反鐵磁性物質只存在於低溫狀況。假設溫度超過一定值,通常會變為具有順磁性。例如,鉻、錳等都具有反鐵磁性
❺ 有誰知道什麼儀器可以檢測磁鐵嗎
高斯計、磁通計都是檢測磁性的常用儀器。
❻ 我在《CCTV10》看到有一個可以檢測磁鐵磁力大小的儀器
檢測磁鐵磁力大小的國際單位以"高斯(GS)"來計算.那個儀器叫做"高斯計"或"特斯拉計",大城市的較大點的儀器店有賣的.
❼ 磁鐵磁性大小用什麼測量
最簡單就是。復 以距離來量。制
磁鐵的磁性越強。 就能把約遠距離的 磁性物體吸過來。
當然這方法是沒有單位可量的。。
科學演算法。 magnatic flux= magnetic field instencity * area(cross sectional)
❽ 有什麼檢測到磁場的儀器
恆定磁場磁感應強度的測定儀器是特斯拉計和磁通計。交變磁場磁感應強度的測定也可用特斯拉計或真空毫伏計。
特斯拉計又稱為高斯計,是測量物體於空間上一個點的靜態或動態(交流)磁感應強度, 由霍爾感測器(精度更高可選擇磁通門感測器).經過物體磁力線穿過產生電流電壓,主設備上面顯示磁感應強度,是根據霍爾效應製成的測量磁感應強度的儀器,由霍爾探頭和測量儀表構成。霍爾探頭在磁場中因霍爾效應而產生霍爾電壓,測出霍爾電壓後根據霍爾電壓公式和已知的霍爾系數可確定磁感應強度的大小。
磁通計是在測量線圈內磁通變化時,根據可動框架的偏轉程度來確定磁通量的磁場測量儀器。在測量線圈和磁通計的可動框架繞組構成的閉合迴路中,當測量線圈內磁通Φ變化時,有感應電流通過框架繞組,促使框架產生一定偏度α,Φ和α成正比,磁通量(Wb)為
Φ=(cα/N)×10, (1)式中c為磁通計沖擊系數,mWb/格,標准磁通計,c=1;N為測量線圈匝數。磁通量與所在位置磁場強度H及測量線圈平均截面積S之積有關,故磁場強度
H=Φ/S = (cα/NS)×10(2),磁通量是直接測量出的,磁場強度是經計算後得出的。磁通計在使用前需要校正,以保證測量的准確性。
❾ 測量磁力 的感測器有哪些
我想你是指磁測儀器吧,主流的磁測儀器如下:
〔進口〕
GSM-19T(市場佔有率版最高,歐華聯代理權,但最近水貨猖獗。建議購買時向代理商索要進口關單及代理商授權)
ENVI(據說也不錯,勞雷代理,據說地森海也能搞到便宜的水貨/假貨,不知道真的假的。建議購買時向代理商索要進口關單及代理商授權)
〔國產〕
WCZ-1(國產質量最好,重慶奔騰生產。)
如果你是指感測器,那就是上述儀器的探頭了。不過一般買探頭是無法直接應用的,需要裝配到主機上。另外,MAG-03也是磁測探頭,英國產的。
❿ 驗磁性強度叫什麼機器
毫特斯拉計或者是磁通計。
毫特斯拉計又稱為高斯計,根據霍爾效應製成的測量磁感應強度的儀器。
磁通計是在測量線圈內磁通變化時,根據可動框架的偏轉程度來確定磁通量的磁場測量儀器。