磁力仪原理

2025-03-10 20:07:42 admin

磁通计是测量通过线圈的磁通量的大小和变化的仪器,又叫通量计。它还可以与高斯计一起使用,用于测量磁通密度。当磁通量通过线圈时,随着时间的变化,在线圈中就会产生电动势,磁通量的大小就是根据电动势在一定时间内的积分来计算的。


类似的装置还有磁力计,但是磁力计是测量物质磁化程度的仪器和测量空间磁场强度及方向的仪器的总称,与磁力计并不是同一种装置。磁力计的一个例子是振动样品磁力计,其中样品在直流磁场中以恒定频率振动。在施加磁场的磁铁上安装有线圈。通过振动样品,通过线圈的磁力发生变化,进而使电动势发生变化。可以根据电动势的值计算出样品的磁矩。


磁通计和搜索线圈

搜索线圈是用于检测磁通计中的磁场的线圈。在磁通计中,测量值显示为线圈匝数与测量磁通量的乘积,通过增加线圈匝数可以测量弱磁力或小样本。搜索线圈是起传感器作用的重要部件,线圈的精确缠绕非常重要。


SQUID磁力仪的原理

其中一种磁力仪称为 SQUID 磁力仪。 SQUID是“超导量子干涉装置”的缩写,是一种高灵敏度的探测器,可以探测到磁通量的细微变化。


超导体是一种当使用液氦或其他材料冷却到极低温度时电阻变为零的材料,而SQUID是一种在环形超导体中包含一个或两个约瑟夫森结的装置。当超导环中的磁通量发生变化时,通过约瑟夫森结的隧道电流也会发生变化。由于变化量是磁通量子的整数倍,SQUID磁力仪被用作高灵敏度的磁力仪。


医疗应用

SQUID磁强计是一种高灵敏度的磁强计,广泛应用于各种研发领域,包括测量新材料的磁性能、研究超导体以及研究微量杂质的磁性能。它还用于测量生物磁场,在医学诊断中的应用也正在进行中。例如,已经推出了一项使用SQUID磁力仪检测和分析大脑神经活动产生的弱磁场的技术。


另一个应用是使用SQUID磁力仪检测心脏电活动引起的磁通量变化。伴随心脏运动的磁通量变化蕴含着多种信息,目前已报道了健康成人的标准数据和心室负荷的评估数据。另一方面,源自心脏的磁场变化非常微小,使用SQUID磁强计时,外部磁场会变成噪声,因此在测量时需要采取使用磁屏蔽室等措施。


 


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