(Luận án tiến sĩ) hệ đo gradient từ trường trái đất bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân và đo biến thiên từ trường trái đất dùng biến từ màng mỏng từ

9 MỊ Đ ÌU Việc đo gradient từ trường t r i đất l cần t h iể t đ ỉlu tr a bảa, chitog líạn thăm dị địa vật l ý , nghiờn cu v truyn súng, ỏnh g iỏ curụùig dỗ va phân bế hf dòng đ iêa 0* tầag ỉoxi, nghiên cứu độĩig lưc hpc núi lử a , t iê n đoán dpng đất V V phép đo lo i còn, cần cho ngành khảo cồ hpc, hải dương hpc Ta nhỉeu ngành kỉnh tế khác Dira tr ê n nguyên l ý cộng hưởng từ hgt nhân (đưọ'c phát minh G,M P u r ce ll P e liz Bloch 1946) , nătn g ầ n đ â y , từ kể lư ^ a g tử ữhể tạ o máỵ oho phép đo g iá t r ị tuypt đối ciro’ng độ từ truxrng với áp chín xác oao tacm, v iệc thay thể pkep đo từ trường phé tần số tu ể s a i cua raômen tCr hột nhân, v i t ’j ìcế l o i có đọ chinh xác cao từ kể ohể tạo đya nguyên tắc lchác VÍ dự céc từ >ẩ cộ 05 i w n s từ h t nhân ¿ iá n đoạn cua P ackard V arian dùng đễ đo g ia t r ị tuỵệt đối oưc’ũ độ từ tiư o g t r i đẫt ; tư kể đo l i ê n tu e ’’máy p h t" e n o it r Hgười lâ đo tầ n 30 tu ế a i ỉigt nhản cách trọ xi Vữ'± tỉa hipu C 110 máy pilât -Vnu&n ikc phác A17 C n i 3? vứl vạch chuần th i g ia ù t r ê n tự ¿ h i ĩ hi việc gỉảro tằ n 30 làm việc 3Ủr lý dễ dàng irm 73 g iả n ’o ớt ,/êu cầu độ c ca oỏc TcbL olmri Dỗ ih ớ- ii xỏc ta u JLTQ-C tro n g thực t ể cỡ 0,25 'ỉamma / “ ? , tu y -3U> iý ¿hi phải r ấ t công phu Do l a tư ki íiopt ĩộxiíT ’ile u +:ạo phách Ngoai r*a ngiKyi ve 'ìã hể 'ỹữ ĩác l'J a i ■ ” ? v j io “ - “El nguyên tấ c đểa 30 o VJ ,:ỳ ::iể 3a i -I au a ộ t ctOüii:' " bò’i an qui địntì (từ ice - tan 'cẩ/ :heo "Iguyên ,;.|c Jgrrj 3^ -Ji^ Vv GUa th e vhuẵ ữ 381-! nộ'- ^i'-OVi ỉíăũ 'õ aột go lLTc^tiạ: TTC định chu ’í y tu e =? lả y 'S (trừ -■;* - :2 hu 1P'J tri ■-$ lo g ỉ th u ận ora c lt qûa io ỵùa ■ỵ'ijng t ì Ị.ị Z : í ' ậ z ỷ (nghĩa l w i HQ) v cú th th u duỗ'c tr c tiế p theo ¿ b í v ị cường độ từ trường, 'dụng cp đo l o ỉ cho th phép đếr t ỉ l ệ thuận với / ^ (hay vơ i 1/HQ) đòỉ hỏỉ phải đè ỉ k ế t qúa theo dtra v ị cường đô từ truờng Tuy aơ đồ đỉpn tư dựng cụ đo k h i đcTi g ian 'aơn Ociiơng địỉ hỏi nhân tầ n sế t u l s a i ) , nguyên t ắ c , s a i sế tồng cộng đ y c x ã o định th.90 t i aổ' t í n hiệu tr ê n tạ p Đọ nhậy cỡ1 tr ê n gsnma ( ) ơu điềm l o i djing cụ đo dùng máy đlm dtlpn tư l khơng có yểu t ế gây d ich chuyền điếm không Nẵm 1960 F ailli đsra dụng cụ đo từ chống n h ỉeu , đo k i i u g i án dopa c ổ xác cao 10**^ Phép đo dwj’c t i In hành theo đỉầu khiến ta y tần sế pha may phát t í n hỉệu tư a Nhược điểm cúa dyng cụ đo cấu trú c phức tạp cấu ngắt mạch chậm truòtag pliân cực quay vecto’từ ãóa nhị’ xung ° , cẩu lu chế vịng Bjt g iả i biên Ngồi r a nguời t a chế tạ o lo p l từ k ế tá c dụng l i ễ n t ụ c , từ kể dùng máy phát cpng ỉaưỏTig hpt nhân có c h ấ t lỏng chay, ỗ t£ n h iệ u t u l s a i hẹt nhân so 3anh với t í a hiệu từ m y phát tự a (dung th c h anh.)0* bọ tr ò n tầ n hay bơ tá c h sóng pha Vipc đo tầ n 30 cộng uVG'nz ( t í l th u n VI H (ợirỗc t l n hanh, theo quey pha th ẹ o tỈ3ỜỈ ¿ i an ~&(Ị0 * l tho’i g ia n dtfỗG lỏ c n h th eo Vạch raếc th i g ia n Trong tnromg họ*p t í n hiệu l i ê n tụ c , cơng tbưc cua độ nhạy có dang : khuếch đ i Tuy k h i phổ Gủ a trường đo lược e b ị g iớ i hạn, Qhư th ể kböng p h ả i lú c n 3un;.: cho phép lư y c s ế u t ă n g " ĩđ o Hơn vipc tăn g £ ® *9° *'3i c ®c s ié n g chu k ì ngán TJ{Ỉ0 n tăn g t í n h g iá a cìoạn oủa ptarơĩig - 3oháp» lam mẩt ITU th ế tKTỚc phép đo tu ế a a i cần t h i ế t ríệữ g ia cơng c h i t i ể t g ỉả n đồ dao đo ch ín h xác gây n h iều b ấ t t ỉ p n va tố n th i g ia n - tự Sự động k h i r th iể u só t trê.n lch¿ đưọc phần tro n g công t r i n h BopoBwK n M Trong cơng t r ì n h ầy duag mạch lp c cộng bương h t nhân máy p h t đuyc ồn định ngogti th ọ c h anh Mạch lp c cộng hưởng hp t nhân có th ế dung mơt t h i ẩ b ị có đặc trư ng cpng hưỞBg hpt nhân với '¿)0 = ^ H 0/ 2T t h í dụ máy phát cộng hương hpt nhân cua Ck pu r\o 6vc'i raạch phân hồi b i c ẩ t t h i ể t b ị tương tự có phân cực động h t nhân, ỏ l o i cũe apch l ọ c , pha V9 b iên đ§ cua điệa áp th a y đỗi tưoTiể ứng vứl từ tn rò n g t r i đ ấ t, sau đó, qua tá c h sóng pha, t í n h i u t i l f A|H duỗC ira vo t h i ể t b ị g h i hay dao động ky Đặc điếm cua t h i t b o n l cú dỗ nhf!7 Qa° với từ truờng b iể n th iê n khổng n h iề u Khi g h i, n h iều lo n từ trrro*n£ lera h n + (2 - 3) gamma có sư b iế n đạcg t£n blpu g h i, sau có ca t r i ệ t t i ê u t í n h iệu hồn to n tín h p h i tu y ế n đuròig đ£c trư n g (Ị) (¿±CJỦ ) (piia t í n h iệu theo tầ n số tu ể a i hay từ trư n g ) » I*G tg (T , A LO ) 7(ýi ĩ tkó’i s i s a hồỉ -ọhục s p in - sp in Việc 3¿ méo T>hi tuyển thực h i |n nhờ đ iề u c h in h độ địoh pha xuẩt l ố i Tiạch lọ c bầng Tiạch i ỉ n chứa vịạg H elm áoltz Ngồi r a , độ ũhịj g iớ i hạn pỉurơng pháp pha phương phap tầ n 3ố kế t r ê n ch ỉ nâng cao tro n g tra ụ rLg Itỗ*? tự* tr r ũ n g o Hq l không đỗi hay th a y đổi ìhậra Khi tầ n g vận tố c đo tư trườ ng, độ nhậ.7 siảra / “Khảo s t lịp i vận tổ c cho phép đe đo A.H đuyc xáo lịn h bơi hệ - Ứ-.5 d (¿\E) ỵ ~ ~ ĩtx ~ t ĩ ~ ~ J Tư kấ có mạch lp c hạt nhân g h i không b iến dịiJ3g n h iều lo ạn từ trường kh i thực hipn từ a đển Ih* n h iễ u loflQ nhflP-h bo’ll b i b iể n dfrng v l b iê n dô* Đọ nhậy g iớ i hạn phép đo n h ieu lo ạn từ t r ê n băng tự g h i vào CO’ ,1 (sanana) • -Mộ.t nhưọ’c điếm từ kể th e o phương pháp pha phương pháp dựa t r ê n phểp đo tầ a 30 l a cẨụ tr ú c Phức tạ p , cồtig kầtth : tg o hệ xung phức t p , h ệ o m!u ch ẩt l ỏ n g chảy • • • Trong cơng t r ì n h từ kể có tự đ iề u c h in h , dung mạch bám s t va máy phát phân cưc n ộ i Phép đểm đưyc t i ế n hành th eo góc quay độag CO' hệ "bám s e t máy phát sp in có t h i ẩu só t quan trọ n g l tồ n t i ’’hiện tưọTig l ô i cuốn" £opo3uH IT.M dung cuôa H elm holtz đ iề u hướng trư ng th eo t a số máy phát ohuẫn, nhũ’ hệ bám s t O’ đ t t í n h chếng n h iễu t ố i ưu, khử đuyc " h lf n t Ifyng l ô i caon tần so" giam cần t h i ế t máy đểrn đ iệ n tử bô g h i phirc tọ p Trong k h i đo, từ kẩ S a lv i đ t Bgươag nhạy cao 0,0 ; gamma l i đòi hoi ỉ)ất ịa định điện, áp nguồn ni cực thấp ■ 10 ~^ Những đồ đầu t i ê n đo g r a d ie n t đ ịa từ truc'Sg theo chuyền động tu ế gai cùa hạt nhân tự TUẩt liiện lẩm 1958 tro n g cơng t r ì n h cua MeyibHuKcổ A-0 yM op® i c ổ A A /ra W aters G , F r a n c is p n Trong công t r ì n n này, có th ề đo th e o tầ n 30 phách ìiaỉ t í n b iê u từ h a i đầu io i a t t a i sac điềm tro n g khô ¡02 g ia n co đọ Ir/G ou-c*n.r -ỉo t'j! t-nường khác Khi h a i tín hipu có cùag b iê n pha» ‘biên độ t i n iaiậu k ê t qua la D0 = 0o axỹ ( ) o c a - r r A Í t wi A v = ~~~ A h * l n iệ u từ tTvv'zg Độ c h í an rá c » , 2JT _ \ ■ cua phep đo chưng , Ị Hz, ngtìds l a CiHTĩỊS , ¿anuna oni l duNj’c khảo 3at t ỉ TQỈ Ii5 n t ỉ l p ác dao động đồ írong Kh: đo 0’ lo i từ kể Ti 3ai mắc aẩỉ t ỉ l p hai dầu đo dung -nột kênJ co âq chỉnh xác phép lo nhỏ bon ,4 gamma ì: hơng - th u ậ n l ỹ i đấm thuận só t ữ c c n h iề u t ố i đề đo t í n h iệ u lớ n Jxro lO gamma rò 3cể dùoổ máy nghịch gây s e ỉ số lớ n ( ,4 ganuna) T hiểu từ kể k ỉ l u máy đểm l không 'bảo dam tx n h chống ưu Đe nghiên cứu va phát h ig n b iể n th iê n nhanh cua từ trườ ng yểu, R Iro n s ỉ J Schwee /" J J a d e r, L P u a s e ll quan t â a đến b iể n tử mang mỏng t Những t í n h c h ẩ t đpC b iệ t cho phép dùng vào v ± |c đo t truờ ũg ma C6C v ậ t lỉp u k h ố i khăng th ề thực hipu đưọ-c rĩ hững đặc tín h l a : t i n h dị bướag dừn tr ụ c m^ah, tố c đệ đao từ lcm , t i ê u hao dịng xốy nho, đ iệu trỏ ’ Uẩt cửa màng % Ỹ cao« t i ê u hao lư^ng đao tư nhò Mang mỏng từ tìrrỳng dùng có độ day 200 * 3000 A°, đtĩyc chể tạ o băng Ịcìĩa có từ g iảo ‘b ầng p erm allo v 80ĨTỈ 20 P s , Mang đưcyc chể tạ o bang phưovng pháp "bốc bay tro n g c không t r ê n để thuy t i a h đốt nóug đ ạt tro n g từ trườnỂ aoũg song r ó i đế (phương phá? S p i t a x l ) Mang taỏag th u iuợc có t í n h d ị hương đcra trự c iĩiạah, tro n g đo trụ c d i từ hóa 30 Dí song r ó ỉ hướng từ tiư ờog c h iề u đặt tro n g lú c bẩc bay tro n g chân không Theo *rục de đuryc từ t r i cố dạug v.ru SOC, có lưc khang tư thương nam tro n g khoang H, = - Oe Phép đo đặc tn rn g tư tiieo trụ c khó từ hóa l a tryic vng góc với tr ụ c de âằra tro o g mặt phằag ầag 3Q có đl^o ĩBỘt '&ro*r^ t r ễ hẹp, bão hịa tư ve p h ía tr ụ c dương âm (cõ* H^y Dương t r i theo trụ c khó th u điryc l aư quay cua vecto* từ hóa tư ¿rục de đếa trụ c khó từ ¡lóa k h i đ ăt vào tr p c khó từ tPÄ B g CỠ Khi o g lt trường n ày, vecto' từ hóa M l i tx ỡ v ị t r í ba l ị a h tr ê ũ trụ c d l ác lo ỉ tù’ I r | ding biẩEL cảm ohua nàng nông oiiia 3ố Ị 03 Ỉ h ìn h aau : - ẩn ¡n a n g -n on g t • cả-a dữ9 trê n , aự phụ th u ò c ¿!ia độ từ tAỈra \ia T*ao t ì ? " rxo T L ; lO g c a i - B iến , cảm dya t r ê n a g u y ẫ n l ý cg o g ütfövsg - Biển Cfipn dựa tr ê u h iệu 'íng tháog từ ã từ - sLoẹd thứ h a i, (X> định từ tiuró’ng ngồi từ b iể u thức ^ f B(Hb ± = Ý * Trường t ầ n c h ỉ số cao tầ n số , Oe 3C6C + Hu)_7 1/2 wi , 10 ^ d /O e s H = Hg + Hu đ ặt vEg góc w ỉ trươ ng k íc h cao hai trường nằm tro n g mặt phẳng màng Dấu + phụ thuôc k h ỉ H đ ặt th eo tr ụ c dễhoặc khó "Vơitầ tầ n 1,3 GÏÏZ, trư ng ngoai cần đo to’i 35 O 300 MHz, trường đo nằm tro n g g i ả i từ " Cpw t r ú c ma7 đo biss, thiën tir trưcng theo th cl * / f * * ' g i a n đung b ie n căm mang aorig tư 38 42 4.7 ChtroTà ĩ : Bo lương kết qủa Bo gradient từ t ru-ô’ng yếu phưcrag pháp nhận lipng điện áp * % % / / Đo gradien tư trương băng gradient kê 30 So sánh tần ao hai kênh đo 2 Nhận xét v l sa i số k ế t qua đo Đo biển th iê n từ tiw iỵg theo thời gian theo phương trịic dễ từ hóa "biển câm màng mong từ 4.3-1 - I*ấy ralu máy đo Khảo aat quan vùng giữ 30 cua t i n hiệu so phe với máy pha tần phpm v i đo 4.3*3* Khảo sat đfC tw n g qúa