Magflux
Skeniraj, analiziraj, istražuj
Šta je to Magflux skener?
Magflux skener predstavlja elektronski merni uređaj za prostornu detekciju i analizu perturbacija magnetnog fluksa, zasnovan na primeni tzv. fluxgate magnetometarskih senzora. Uređaj je namenjen identifikaciji i karakterizaciji feromagnetnih objekata i struktura unutar definisanog mernog područja, kao i detekciji lokalnih magnetnih anomalija, najčešće nastalih prisustvom feromagnetnih materijala u mernom prostoru.
Rad uređaja se zasniva na primeni tzv. fluxgate senzora, pri čemu se lokalne varijacije magnetnog fluksa prevode u frekvencijski domen radi dalje analize i interpretacije. Intenzitet i smer magnetnog polja biva registrovan i konvertovan u električni signal pogodan za obradu i evaulaciju, čime se omogućava prostorno mapiranje magnetnih anomalija terena.
Čemu služi Magflux skener?
Uređaj se primarno koristi kao alat za dobijanje raspodel intenziteta magnetnog polja na terenu ili u prostoru koji se ispituje. Zbog visoke osetljivosti na male promene magnetnog polja, uređaj se koristi u geofizičkim i geološkim istraživanjima za mapiranje varijacija Zemljinog magnetnog polja i identifikaciju podzemne mineralizacije. Takođe nalazi značajnu primenu u arheologiji za detekciju zakopanih struktura, kao i u bezbednosnim sistemima za pronalaženje metalnih objekata i podzemne električne i kanalizacione infrastrukture.
Skeniranjem definisanog mernog područja uređaj registruje lokalne varijacije magnetnog polja i omogućava formiranje “magnetne mape” posmatrane površine. Na osnovu dobijene raspodele magnetnih anomalija moguće je analizirati heterogenost podpovršinskog sloja i registorvati prisustvo objekata unutar mernog područja.
Magflux skener pronalazi podzemnu vodu
Magflux skener otkriva podzemnu vodu
Magflux skener primenjuje fluxgate senzore koji reaguju na spoljno magnetno polje svog okruženja. Fluxgate senzor se u osnovi sastoji od feromagnetičnog jezgra i dve zavojnice. Kada senzor dobije električni napon na primarnoj (pobudnoj) zavojnici, feromagnetično jezgro se pobuđuje, težeći stanju magnetnog zasićenja.
Pobuđujući signal jeste naizmenična struja (AC) koja stvara magnetno polje unutar jezgra. Kako vrednost ulaznog napona raste, jezgro se kreće ka magnetnom zasićenju. Kako se približava zasićenju, sposobnost jezgra da provodi magnetni fluks (njegova permeabilnost) drastično opada. Obzirom na to da naizmenična struja ima sinusni oblik i periodično menja smer, jezgro prolazi kroz duboko zasićenje dva puta tokom jednog ciklusa – jednom tokom pozitivnog, i jednom za tokom negativnog maksimuma struje.
Kako radi Magflux skener?
Magflux skener primenjuje fluxgate senzore koji reaguju na spoljno magnetno polje svog okruženja. Fluxgate senzor se u osnovi sastoji od feromagnetičnog jezgra i dve zavojnice. Kada senzor dobije električni napon na primarnoj (pobudnoj) zavojnici, feromagnetično jezgro se pobuđuje, težeći stanju magnetnog zasićenja.
Pobuđujući signal jeste naizmenična struja (AC) koja stvara magnetno polje unutar jezgra. Kako vrednost ulaznog napona raste, jezgro se kreće ka magnetnom zasićenju. Kako se približava zasićenju, sposobnost jezgra da provodi magnetni fluks (njegova permeabilnost) drastično opada. Obzirom na to da naizmenična struja ima sinusni oblik i periodično menja smer, jezgro prolazi kroz duboko zasićenje dva puta tokom jednog ciklusa – jednom tokom pozitivnog, i jednom za tokom negativnog maksimuma struje.
Spoljno magnetno polje, ono koje instrument analizira, teži prolasku kroz feromagnetično jezgro, jer isto nudi put najmanjeg otpora, zbog svoje visoke permeabilnosti. Međutim, kako pobudna zavojnica dovodi do oscilacija u zasićenju jezgra, vrednost permeabilnosti takođe oscilira, odnosno, jezgro naizmenično “propušta i istiskuje” fluks spoljnog magnetnog polja. Karakter promene permeabilnosti feromagnetičnog jezgra se odvija po sledećim pravilima:
• Bez spoljnog magentnog polja, permeabilnost jezgra oscilira simetrično i vrednost zasićenja je jednaka kako na pozitivnom, tako i na negativnom piku Vin signala.
• U prisustvu spoljnog magnetnog polja, koje je kao vektorska veličina u svakoj tački definisano svojim intenzitetom, pravcem i smerom, jezgro će u jednom smeru ući u zasićenje ranije i dublje, a u suprotnom smeru kasnije i pliće, tako da oscilacija permeabilnosti više nije simetrična → ova asimetrija predstavlja suštinu detekcionog mehanizma, jer direktno upravlja oblikom indukovanog signala, što omogućava ne samo merenje jačine, već i prepoznavanje smera spoljnog magnetnog polja.
U sistem se uvodi sekundarna zavojnica (merni kalem). U njoj se indukuje korisni signal sa specifičnom karakteristikom. Pošto permeabilnost opada dva puta u toku jednog ciklusa pobudne struje, i indukovani signal osciluje na dvostruko većoj frekvenciji od frekvencije pobudnog signala. Taj novonastala komponenta signala se naziva drugi harmonik i ona nosi sledeće karakteristike:
• Amplituda drugog harmonika je direktno proporcionalna jačini spoljnog magnetnog polja (u inearnom radnom opsegu).
• Polaritet drugog harmonika u odnosu na pobudni signal nosi informaciju o usmerenosti spoljnog magnetnog polja duž ose senzora.
Elektronski sistem vrši akviziciju indukovanog signala iz mernog kalema i obrađuje metodom sinhrone fazne demodulacije što rezultuje transformacijom korisne komponente u konstantnu vrednost jednosmernog (DC) napona i prelaskom ostalih komponenti u više vrekvencije. Takav signal odlazi na filtriranje visokih frekvencija niskopropusnim (LPF) filterima. Na ovaj način se izdvaja čista DC komponenta signala, čija je amplituda srazmerna intenzitetu, a polarizacija smeru mernog polja. Iako je dati napon spreman za analizu, vrši se dodatna konverzija napona u frekvenciju (V/F conversion) radi značajnog povećanja otpornosti na šum i povoljnije integracije u digitalni elektronski sistem, čime se obezbeđuje osnova za kvantifikaciju i ocenu mernog područja.
Kako je primerni cilj rada uređaja detekcija različitih, pa i slabih intenziteta magnetnih polja koja deluju ispod površine zemlje, uređaj obuhvata akviziciju signala sa dva senzora, koji su postavljeni jedan iznad drugog, na odgovarajućoj udaljenosti. Uloga gornjeg, tzv. atmosferskog, senzora jeste karakterizacija magnetnog polja atmosfere, odnosno šire okoline mernog područja. Uloga donjeg, tzv. radnog senzora, jeste karakterizacija magnetnog polja koje deluje iz površine zemlje. Kako karakter magnetnog polja varira u zavisnosti od lokacije ispitivanja, detekcija magnetnih podpovršinskih anomalija se vrši na osnovu analize razlike u intenzitetu signala sa atmosferskog i radnog senzora. Kada je razlika jednaka nuli, nema lokalne distorzije manetnog polja, te je magnetizacija podpovršinske oblasti jednaka magnetizaciji atmosfere. Ukoliko razlika postoji, prisutna je distorzija magnetnog polja podpovršinskih slojeva, što ukazuje na postojanje feromagnetičnih objekata ili prirodnih anomalija ispod površine (mineralizacija, voda, šupljine). Sva potrebna merenja se vrše automatski, načinom na koji je uređaj programiran. Elektronski deo uređaja kontinuirano registruje navedene podatke, vrši njihovu digitalnu obradu i šalje ih u mobilni telefon, gde aplikacija formira vizualni prikaz merenaja i podatke memoriše radi kasnije obrade ili interpretacije pomoću drugih softverskih alata.
Šta dobijaš?
Kupac Magflux skenera dobija mobilni uređaj koji omogućava analizu, skeniranje i mapiranje magnetnog polja terena.
Uređaj se sastoji iz dva elementa: Sonde i akvizicionog elementa