Qu’est-ce qu’un Magnétomètre
Un magnétomètre est un appareil capable de mesurer l’intensité d’un champ magnétique.
Il peut mesurer l’intensité et la direction du champ magnétique. Il existe différents magnétomètres, en fonction de l’environnement dans lequel ils sont utilisés. Il existe différents magnétomètres, en fonction de l’environnement dans lequel ils sont utilisés, par exemple ceux qui utilisent l’effet Hall et ceux qui utilisent l’induction électromagnétique. La mesure des champs magnétiques a longtemps été utilisée dans la recherche de gisements minéraux, et elle est encore utilisée aujourd’hui dans diverses situations.
Les magnétomètres sont utilisés pour tester le magnétisme dans le processus de fabrication des produits et sont également incorporés dans les équipements médicaux en tant que dispositifs de test.
Utilisations des magnétomètres
Les magnétomètres sont utilisés dans diverses situations où les champs magnétiques sont mesurés. Voici quelques exemples d’utilisation.
1. la détection du magnétisme souterrain
Les magnétomètres sont utilisés pour localiser les veines de minerai ou pour extraire les mines enfouies sous terre. Pour la détection près de la surface, les méthodes basées sur l’induction électromagnétique sont efficaces. Le champ électromagnétique émis par l’appareil induit des courants de Foucault dans les parties métalliques des mines enfouies, générant un champ magnétique secondaire qui est mesuré par un magnétomètre.
Pour les objets profondément enfouis, les méthodes à grande boucle utilisant la technologie pulsée sont idéales. Cette méthode détecte les objets en analysant le champ géomagnétique normalement uniforme. La présence d’objets ferromagnétiques provoque des distorsions du champ géomagnétique, qui peuvent ensuite être utilisées pour analyser des informations telles que la position de l’objet.
2. équipements médicaux de contrôle
En mesurant le champ magnétique du corps, cette méthode est également appliquée aux examens de magnétocardiographie et de magnétoencéphalographie.
3. équipement de contrôle non destructif
Également utilisé comme équipement de contrôle non destructif. L’examen des matériaux ferromagnétiques tels que les métaux permet de détecter les dommages et les défauts.
Dans les portiques de sécurité des aéroports, par exemple, un courant alternatif est appliqué à une bobine de recherche située à l’intérieur du portique de sécurité afin de générer un flux magnétique. Le principe est que des courants de Foucault sont générés dans le métal lors du passage d’une personne portant des objets métalliques.
Ce courant de Foucault génère un flux magnétique qui provoque une variation de force électromotrice dans la bobine de recherche, laquelle est utilisée comme signal pour faire retentir un carillon.
Principe des magnétomètres
Il existe différents types de magnétomètres en fonction de l’environnement dans lequel ils sont utilisés. Les méthodes les plus courantes sont les suivantes
1. Magnétomètres à échantillon vibrant
Magnétomètres dans lesquels le champ magnétique est mesuré en faisant vibrer l’échantillon à mesurer. L’échantillon est placé dans un champ magnétique uniforme et soumis à des vibrations constantes. Une bobine installée à proximité de l’échantillon génère une force électromotrice induite, qui peut être lue pour mesurer la force magnétique.
Le système est simple à utiliser, permet des mesures rapides et peut également effectuer des mesures à des températures variables allant de 5,5 K à 1 200 K. Il peut également être utilisé pour des champs magnétiques faibles à élevés. Il est également possible d’appliquer des champs magnétiques faibles à élevés et il est donc utilisé pour la mesure d’une large gamme de matériaux magnétiques.
2. Magnétomètres à gradient de champ magnétique
Un magnétomètres mesure le champ magnétique d’un échantillon en créant un gradient de champ magnétique. L’échantillon est placé dans un champ magnétique uniforme et un champ magnétique alternatif lui est appliqué. Lorsque l’aimantation est induite, l’échantillon est soumis à une force qui dépend de la fréquence. Cette force est extraite sous la forme d’un signal électrique.
3. Magnétomètres à vanne de flux
Ce magnétomètre utilise le principe de l’induction électromagnétique. Deux bobines différentes, orientées dans des directions opposées, sont enroulées autour d’un noyau de fer constitué d’un matériau magnétique hautement perméable. Un champ magnétique est généré à l’extérieur en faisant passer un courant d’un côté, et un courant circule également dans la bobine de l’autre côté en raison de l’induction électromagnétique. Cette composante du courant est extraite et le champ magnétique est mesuré.
Autres informations sur les magnétomètres
Élément Hall
Les éléments de Hall sont des capteurs magnétiques à semi-conducteurs qui émettent le champ magnétique sous forme de tension. Certains magnétomètres utilisent des éléments de Hall pour détecter les forces magnétiques.
Lorsqu’un courant électrique est appliqué à un semi-conducteur, les électrons à l’intérieur se déplacent dans la direction opposée au courant. Lorsque l’élément Hall est exposé à un champ magnétique dans ces conditions, la force exercée sur les électrons est la force de Lorentz. La force de Lorentz modifie la direction du mouvement des électrons de sorte qu’ils se déplacent dans une direction perpendiculaire au courant et au champ magnétique.
Les électrons en mouvement génèrent une tension à l’intérieur du semi-conducteur. Cet effet est appelé effet Hall, et les magnétomètres peuvent mesurer l’ampleur du champ magnétique en mesurant la tension générée par l’effet Hall.