Cách thức chế tạo Máy đo từ proton

Máy từ proton dùng đầu thu (sensor) có kích thước cỡ 0,5 đến 4 lít đặt cùng solenoid, chứa ligroin (xăng máy bay), thực hiện đếm tần tuế sai proton và chuyển đổi với hệ số K = 0,042576 Hz/nT. Chu trình đo có 3 kỳ.

  • Trong kỳ từ hóa (Magnetising), dòng điện cỡ một vài Amp được phát vào solenoid của sensor, từ hóa các hạt nhân.
  • Trong kỳ đo (Count), cuộn dây của sensor nối vào mạch thu, tín hiệu tuế sai được khuếch đại và khóa pha ở mạch gọi là vòng khóa pha (PLL, Phase Locked Loop), rồi nhân tần, đếm xung, chuyển số liệu ra đơn vị nT, hiện số liệu.
  • Kỳ nghỉ, đợi chu kỳ đo kế tiếp. Máy đo trên máy bay, tàu biển thường có kỳ nghỉ không đáng kể.

Khối chương trình sử dụng kết quả khóa pha để điều chỉnh kỳ đo kế tiếp sao cho chuyển động tuế sai đồng bộ với chuyển động dư của kỳ trước.

Vì lý do kỹ thuật, PLL chỉ làm việc trong dải tần số không rộng lắm. Trong khi đó giá trị Từ trường Trái Đất thay đổi lớn giữa các vùng, dẫn đến tần số tuế sai thay đổi từ cỡ 900 Hz ở xích đạo đến 4,2 KHz ở vùng địa cực. Vì thế máy phải bố trí chọn mạch điều hưởng tương ứng với từng khoảng giá trị chờ đợi của trường cần đo, ví dụ chọn 40 μT khi đo 41 200 nT. Các máy đo đường bộ chọn bằng chuyển mạch ở mặt máy. Các máy đo trên máy bay, tàu biển thì chọn lần đầu trên máy tính hoặc bảng điều khiển, máy sẽ tự động điều chỉnh sang mạch điều hưởng lân cận nếu cần, và lưu số liệu này cho lần bật máy kế tiếp.

Các kiểu máy mới thì dùng từ hóa bằng dòng tần cao theo hiệu ứng Overhauser (Nuclear Overhauser effect)[3] đạt độ nhạy cỡ 0.01 nT, một kỳ đo có thể dài dưới 1 sec.

Vì thể tích làm việc của sensor lớn, nên Máy đo từ proton không đo được từ trường ở nơi có gradient lớn, ví dụ trong phòng có sắt thép. Khi đó tín hiệu tuế sai ở các phần khác nhau của sensor sẽ khác nhau về tần số, gây rối loạn tín hiệu. Vì thế khi bảo dưỡng sửa chữa thì máy không đo được giá trị trường, mà phải tìm đến bãi thử để kiểm tra.

Để tránh vùng góc chết (Dead zone), khi đo phải định hướng trục đầu thu vuông góc với từ trường. Tại nơi vĩ độ thấp có thể đặt trục này thẳng đứng.

Những hãng nổi tiếng trên thế giới về chế tạo máy từ proton có:

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Máy đo từ proton http://www.gemsys.ca/ http://www.terraplus.ca/products/magnetometers/ind... http://www.geometrics.com/geometrics-products/geom... http://maydiavatly.com/?u=prd&su=d&cid=242&id=631 http://www.scintrexltd.com/internal.php?storeCateg... http://chemnmr.colorado.edu/moreinfo/whatisnmr.htm... http://www.grandinetti.org/Teaching/Chem7160/Notes http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/lau... https://web.archive.org/web/20141027033524/http://... https://web.archive.org/web/20161031023932/http://...