양성자 자기계

Proton magnetometer
1967년의 양성자 자기계

양성자 자기계(PPM)라고도 하는 양성자 자기계(proton percession magnetometer, proton magnetic meter)는 지구의 자기장(EFNMR)의 원리를 이용하여 지구 자기장의 매우 작은 변화를 측정하여 육지와 해상의 철 물체를 검출할 수 있게 한다.

그것은 철거된 벽과 건물의 위치를 지도화하기 위해 육지에 기반을 둔 고고학에서, 그리고 난파선의 위치를 찾기 위해, 때로는 레크리에이션 다이빙을 위해 바다에서 사용된다.

한때 광물 탐사에는 PPM이 널리 사용되었다. 그것들은 주로 샘플링 속도가 더 빠르고 민감하게 반응하는 오버하우저 효과 자기계 및 알칼리 증기(세슘, 루비듐, 칼륨) 또는 헬륨 자기계로 대체되었다.

작동 원리

솔레노이드에 흐르는 직류 전류는 수소가 풍부한 유체 주위에 강한 자기장을 생성한다(케로신과 데카인이 대중적이다, 물도 사용할 수 있다). 이로 인해 양성자의 일부가 그 장에 맞춰지게 된다. 그런 다음 전류가 중단되고, 양성자가 주변 자기장과 재조정하면서 자기장에 정비례하는 주파수로 전류를 처리한다. 이것은 약한 회전 자기장을 생성하는데, 이 자기장은 (때로는 분리된) 인덕터에 의해 선택되고 전자적으로 증폭되며, 출력은 일반적으로 자기장 강도 또는 출력으로 직접 스케일링되고 디지털 데이터로 출력되는 디지털 주파수 카운터에 공급된다.

유도 전류의 주파수와 자기장의 강도 사이의 관계는 양성자 자기 회전 비율, 그리고 0.042576 HznT−1와 같은지라고 불린다.왜냐하면 그 세차 주파수 원자 상수와 주변 자기장의 힘에만 의존하고 있는 자력계의 이 타입의 정확도 1ppm에 도달할 수 있다.[1]

양성자에 대한 지구장 NMR의 주파수는 적도 부근의 약 900Hz에서 지구자기장 극 부근의 4.2kHz까지 다양하다. 이 자력계는 정렬 프로세스에 동력을 공급하기 위해 수십 와트를 사용할 수 있는 경우 적당히 민감할 수 있다. 초당 1회 측정하면 판독값의 표준 편차가 0.01nT~0.1nT 범위에 있고 약 0.1nT의 편차를 검출할 수 있다.

핸드백/백팩 운반 단위의 경우 PPM 샘플링 속도는 일반적으로 초당 샘플링 한 개 미만으로 제한된다. 측정은 일반적으로 센서가 고정된 위치에서 약 10m씩 증가하여 수행된다.

측정 오류의 주요 원인은 센서의 자기 불순물, 조작자와 계측기의 주파수 및 철 물질 측정 오류, 측정 시 센서 회전이 있다.

휴대용 기기 역시 센서 용적(중량)과 전력 소비량에 의해 제한된다. PPM은 대부분의 광물 탐사 작업에서 적절한 3,000 nT m까지−1 현장 그라데이션으로 작용한다. 밴드형 철 형성 매핑 및 대형 철 물체 감지 등 더 높은 그라데이션 허용오차를 위해 오버하우저 자기계(Overhauser magnetometer)는 10,000nT m−1, 세슘 자기계(Cesium magnetometer)는 30,000nT m를−1 처리할 수 있다.

고고학의 양성자 자기계

1958년 글렌 A. 블랙과 일라이 릴리는 옥스퍼드 대학 고고학 연구소의 마틴 에이트켄과 그의 동료들의 연구를 따라 원자 자기계를 사용하여 흙 속의 철물체, 불붙은 클라이의 열자성 자기화, 교란된 자성의 차이 등 매장된 고고학적 특징을 찾아 지도화했다. 1961~1963년 동안 그들은 인디애나주 엔젤마운즈 주 유적지의 10만 평방피트(9,300m2) 이상을 조사했고, 7,000평방피트(650m2) 이상의 비정상적인 자력계 수치와 이를 산출한 고고학적 특징을 일치시키기 위해 발굴했다. 이것은 북미에서 고고학 연구에 최초로 양성자 자기계를 체계적으로 사용한 것이었다.[2]

참고 항목

참조

  1. ^ 이반 흐부이치 박사, 박사, P.Eng. "프로토온 자기계(proton magnetometer)로 높은 정확도를 얻기 위한 요구 사항" GEM 시스템 주식회사, 2010-01-11.
  2. ^ Peebles, Christopher S. (July 23, 1996). "Geophysics at the Angel site: Past, present and future". Glenn Black Laboratory of Archaeology and The Trustees of Indiana University. Archived from the original on 2010-06-26. Retrieved 19 March 2014.

추가 읽기

  • 블랙, G. A.와 R. B. 존스턴, "고고학 보조 도구로서의 자기계측법 시험", 미국 고대, 제28권, 페이지 199–205, 1962.
  • 블랙, G. A. 엔젤 사이트: 1967년 인디애나폴리스 인디애나 역사학회 2권.
  • Breiner, Sheldon, "휴대용 자기계 응용 프로그램 설명서", 1999.
  • 존스턴, R. B. "프로톤 자기계측과 고고학으로의 응용: 인디아나 역사학회 "천사지 평가, Vol. 4번, 2번, 1962번
  • 스메칼로바 T. N, Voss O, 스메칼로프 S. L. "고고고학에서의 자기조사: 10년 이상 Overhauser GSM-19 Gradiometer"를 사용해 온 Wormianum, 2008.