1968年电影2001:太空漫游,月球磁场的一个奇怪现象使科学家们发现了埋在第谷陨石坑下的一块外星巨石。9岁时的我一定对通过磁场异常找到隐藏物体的想法很感兴趣,因为在看了那部电影十年后,我决定建造一个电路来测量地球磁场的强度。所以我读了一些二战时期的期刊文章,了解了用于定位水下德国潜艇的磁力计。有了这些信息,我构造了所谓的a磁通门磁强计.这很粗糙,但很有效。

最近的一篇文章让我想起了那个项目亚博真人yabo.at磁性放大器的特点它依赖于金属合金,在磁场的存在下,金属合金会变得高度磁化。这些合金趋于饱和,这意味着随着磁场的增加,它们不能进一步磁化。磁放大器和磁通门磁力计都利用了这种现象。

这段回忆让我读到一种不同类型的磁场传感器,它也依赖于这种合金:一种叫做磁感应磁力计的东西,它似乎是最早出现的2010年左右开始商业化.这个磁场传感器出奇地简单,所以我去了车库,想看看是否能用我手头的东西做一个这种类型的磁力计。

令人惊讶的是,我设法找到了一个装有磁性合金碎片的破烂信封(高导磁合金),我在几十年前用它来制作磁通门磁力计。这是我需要的唯一一件难以获得的物品。

我找了一根直径6毫米的塑料管,把它放进电钻的卡盘里,在上面绕了几百圈32号的磁铁线。然后我往管子里塞了五片细长的钼金属。

这张图显示了四个小电路板\u2014a电平转换器、一个RM3100传感器、一个Arduino Nano和一个LCD显示器\u2014以及一个牛\u2019s水位仪的自上而下视图。该项目包括(从左上顺时针方向起)四个小而便宜的电路板——一个电平转换器,一个RM3100传感器,一个Arduino Nano和一个LCD显示器——以及一个靶心水准仪。詹姆斯教务长

除了这个线圈,我自制的磁感应传感器只需要三个电阻和一个LM358芯片,其中包含两个运算放大器。一个运放连接两个电阻形成一个逆变施密特触发器:具有两个不同电压阈值的比较器。当输入电压上升超过一个阈值时,输出开关为负;当输入低于第二,较低的阈值,输出开关为正。第三个电阻连接到触发器的输入端,线圈提供反馈。

这种安排[下面的示意图]创建了一个张弛振荡器,它的输出在示波器上看起来相当时髦。但将其送入第二个运算放大器,作为一个简单的比较器(将输入与零伏进行比较),使信号平方化,输出在+12伏和- 12伏的电源轨道之间每3毫秒左右切换一次。

这个方波的确切形状取决于线圈电感的变化,在每次振荡期间电感都会变化,因为施加在线圈的mu金属核心上的磁场会变化。mu金属也会受到外部磁场的影响。所以当线圈指向北方时(向下,在我的北纬)时,地球磁场加上线圈绕组中正电流产生的磁场;当指向相反的方向时,地球磁场就会相减。

因此,这个小方波振荡器的占空比发生了变化:将线圈的一端指向地磁场方向,在+12伏处花费的时间变长,而在-12伏处花费的时间变短。将线圈旋转180度,就会发生相反的变化。

除了一个具有mu金属芯的线圈外,我自制的磁感应传感器只需要三个电阻和一个LM358芯片,其中包含两个运算放大器。

在确信这个自制的磁感应传感器确实能工作之后,我决定用一个包含三个这种类型传感器的商业单元来做些什么。亚博排列五投注网站可以购买在亚马逊只要40美元。

我把这个联系起来RM3100传感器板到Arduino纳米通过串行外设接口(SPI),使用发布在GitHub上的代码去年年底,制造商,PNI传感器公司.它产生的值似乎与我所处的位置相符合——大约40微特斯拉——所以我添加了一个液晶显示器并将传感器板安装在距离其他部件约30厘米的位置,尽量减小其对现场测量的影响。我还添加了靶心,我认为这对测量磁场的垂直分量很有用。能量来自于外接USB电池

短期稳定性与制造商宣传的不太匹配,可能是因为环境中的电噪声,但它仍然非常好:在机组不动的情况下,显示的值保持在几十纳特斯拉以内。但是总的场由xyz元件随传感器的朝向而有很大的变化。这可能反映了一个传感器线圈对其他线圈的影响,如另一位实验者总结道.在移动中使用这个设备肯定会有问题。

在第二次世界大战期间,使用磁通门磁力计寻找潜艇也面临着类似的挑战——如何使用矢量传感器来测量总磁场亚博排列五投注网站xyz组件。这些猎潜者需要跟踪整个磁场,因为仅仅是物理运动,单个成分就会不规律地变化。如果这三个正交传感器是独立的,并且完美校准,如果亚博排列五投注网站你有数字值和一台应用毕达哥拉斯定理的计算机,那就没什么大不了的。但这一切在20世纪40年代都没有。

这张示意图显示了构建一个基本磁感应传感器所需的电路:两个运算放大器,三个电阻,和一个绕在mu金属芯上的线圈。你可以用两个运算放大器、三个电阻和一个绕在mu金属芯上的线圈来构造一个非常基本的磁感应传感器。方波输出的占空比取决于线圈所受的磁场。詹姆斯教务长

这些潜艇猎人找到的解决方案是将他们的磁力计安装在一个万向节平台上,用两个传感器的输出驱动电机重新调整磁力计的方向,这样第三个传感器就会一直沿着磁场指向。亚博排列五投注网站因此,第三个传感器将跟踪总场强值。我发现我可以用手做一些类似的事情,把我的设备调整到一个可以把x而且y输出,z以显示总的字段。

我没有使用我的自制磁力计来搜索任何潜艇或外星巨石,但我确实使用了一个钢锤进行了测试,当放置在传感器板大约一米的范围内时,它会以明显的方式影响读数。然而,在真正的搜索中,你能探测到什么将取决于磁场背景的变化程度。

我想像这样的磁力计可以用得上寻找沉船或者在你的花园下面发现一辆旧汽车它发生!我的计划是试着绘制我所在地区的一些有趣的地质结构,在那里找到一种高磁化类型的岩石有时对房主来说是有价值的,因为它可以带来打水井的好地方

本文发表在2022年5月的印刷版上,题为“DIY磁强计”。

对话(1)
朱利叶斯Madey 2022年5月17日
LM

大卫,

不错的DIY和DIY磁通门的荣誉,

RM3100目前被部署在HAMSCI公民科学项目中,为HAMSCI成员开发的RaspberryPi使用差分i2c信号,使用CAT5-6电缆,距离至少为150米。我们为该项目开发了一种安装技术,使用普通PVC水管和配件将RM3100放置在地表以下,被动温度稳定到1摄氏度。使用RM3100未记录的平均能力和400次循环计数,以每秒1次采样率,很容易实现5nT的分辨率。

朱尔斯Madey-K2KGJ

山谷,纽约

欧洲扩大虚拟边界以阻止移民

我们的调查显示,欧洲正在转向遥感探测航海移民,以便非洲国家可以把他们拉回来

14分钟读数
一群人坐在水面上的充气船上,背景是一艘巡逻舰。

2020年2月28日,在希腊莱斯博斯岛的Skala Sikaminias村,从土耳其横渡爱琴海的移民在一艘Frontex船只的陪同下乘坐橡皮艇。

美联社

午夜过后当时一艘载有数十名移民的橡皮艇从利比亚出发,遭遇了一艘来自马德拉岛的笨重货船和一架欧洲军用飞机。船长停止了引擎,飞机对着橡皮艇闪烁着灯光。但无论是船只还是飞机都没有前来救援。相反,马耳他当局告知船长不得不等待来自马耳他的船只来接走这些移民。当这些船只到达时,三名移民在试图游向闲置的船只时溺亡。

这艘停泊在马耳他的私人船只搭载了幸存者,向南行驶约237公里,将这些移民交给了利比亚当局,而不是返回160公里外的马耳他。利比亚过去和现在都处于内战之中。另外5名移民在南行途中死亡。通过将移民送到那里,马耳他船只的船长,或许还有相关的欧洲救援当局,可能违反了国际海洋法,该法律要求船长将他们救援的人送回安全的港口。相反,在过去十年中返回利比亚的移民报告说,他们在试图穿越地中海时遭到奴役、身体虐待、勒索和谋杀。

如果将获救的移民送往利比亚是合法的,那么它的成本将与向南而不是向东多派出几公里的救援船一样低。但在过去几年里,欧洲海上军事巡逻的海上救援行动越来越少,同时增加了有人和无人的空中巡逻,并投资于遥感技术,以扩大虚拟边界,在移民接近实际边界之前阻止他们。

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