Курс лекций для студентов специальности 1-25 01 09 «Товароведение и экспертиза товаров»

Индукционные магнитометры. Принцип действия индукционного магнитометра основан на явлении электромагнитной индукции. По способу создания регистрируемого магнитного сигнала различают активные и пассивные индукционные магнитометры.
В приборах активного типа магнитный поток в катушке создают, подвергая ее внешним воздействиям. Большую группу активных магнитометров составляют ферромодуляционные приборы, катушка которых неподвижна, а магнитную проницаемость ее сердечника изменяют с помощью вспомогательного магнитного поля. Оно может быть постоянным или медленно изменяться с частотой в несколько герц. Вспомогательные поля высокой частоты применяют в приборах, названных феррозондами. Феррозонд – прибор для измерения напряженности магнитных полей и их градиентов. Феррозондам свойственна высокая чувствительность к магнитному полю (до 10^–4–10^–5 А/м).
Магнитометры пассивного типа предназначены для измерения магнитной индукции переменных и импульсных полей. С помощью ферромодуляционных и пассивных магнитометров проводят наземные и подводные измерения слабых полей, осуществляют неразрушающий контроль материалов. Магнитные параметры материалов измеряют магнитометрами с вращающейся и вибрирующей катушкой.
Квантовые магнитометры. Квантовый магнитометр (тесламетр) – прибор для измерения слабых магнитных полей, основанный на определении частоты квантового перехода парамагнитных частиц с одного зеемановского подуровня на другой, т. е. явлениях ЯМР, ЭПР и эффектах Ханле и Джозефсона.
Протонные ЯМР-магнитометры, реализующие свободную прецессию ядер, предназначены для измерения слабых полей. Магнитометры с вынужденной прецессией ядер используют для измерения более сильных (0,01–2,5 Тл) полей.
ЭПР-магнитометры. При резонансном поглощении энергии электромагнитного излучения образцом, находящимся в постоянном магнитном поле, имеет место сверхтонкое взаимодействие ядер образца и его неспаренных электронов. Такому взаимодействию соответствует расщепление линий на спектре ЭПР. Энергия неспаренных электронов, совершающих переходы между энергетическими уровнями, характеризует напряженность локального магнитного поля ядер, т. е. намагниченность образца.
Магнитометры Ханле основаны на эффекте Ханле, состоящем в зависимости интенсивности от направления и в уменьшении степени поляризации света резонансной частоты рассеянного атомами магнетика, помещенного в слабое магнитное поле.
СКВИД – сверхпроводящий квантовый магнитометр, принцип действия которого основан на эффекте Джозефсона. По чувствительности он превосходит прочие магнитометры на 2–3 порядка. СКВИД применяют для измерения магнитных полей биологических объектов, измерения магнитной восприимчивости веществ. Основным недостатком СКВИД является необходимость охлаждения сверхпроводящего контура до уровня гелиевых или водородных температур.