Serviciencia, S.L.
Nota de Aplicación S-AN0002
Traducción de la "Application Note AN0002", de Bartington Instr. Ltd.
Sensores en tres ejes Mag-03
La gama de sensores en tres ejes Mag-03 está basada en el principio "Fluxgate"(1). Estos sensores son muy exactos, tienen una respuesta lineal y son extremadamente estables. Tienen también una respuesta en frecuencia plana, con un ancho de banda desde CC hasta 3 kHz. Son adecuados para la medición de campos magnéticos desde cero hasta mas de diez veces el valor del campo de la Tierra y proporcionan una salida analógica continua.
Los sensores Mag-03 contienen tres elementos ortogonales con electrónica integral en un empaquetado compacto. Requieren una alimentación de ±12 Voltios y producen una salida analógica de ±10 Voltios a fondo de escala. Con un ancho de banda desde CC hasta 3 kHz las unidades son adecuadas para mediciones de CA y CC. Los magnetómetros están disponibles en encapsulados cilíndricos, de sección cuadrada o sumergible y con rangos de fondo de escala desde ±70 hasta ±1000 µT. Hay disponibles versiones con niveles de ruido bajos hasta 4 - 6 pTeficaces / f½ a 1 Hz.
Fuente de alimentación Mag-03PSU
La unidad de alimentación Mag-03PSU contiene una fuente de alimentación con batería recargable para el sensor, con un filtro para cada salida que puede ser configurado como filtro paso bajos o paso banda.
Módulo de adquisición de datos Mag-03DAM
El módulo Mag-03DAM de seis canales de adquisición de datos, con 24 bit de resolución, permite almacenar los datos de dos sensores Mag-03 en un ordenador compatible IBM. La unidad, que cuenta con control por software y filtrado, está diseñada para registrar cambios en el campo de la Tierra con la mas alta resolución a bajo ritmo de datos.
Sistema de alta velocidad de adquisición de datos DLM24MAG
El sistema multicanal DLM24Mag de alta velocidad de adquisición de datos, con muestreo simultáneo, permite registrar los datos de hasta cuatro sensores magnéticos en tres ejes. Se puede seleccionar una interface por fibra óptica o una RS232 dependiendo del número de canales y el ancho de banda requeridos. Módulos de memoria proporcionan multiplexado para un mayor número de sensores y permiten el registro remoto de datos.
Unidad de acondicionamiento de señal Mag-03SCU
La Mag-03SCU combina una fuente de alimentación, filtros para acondicionamiento de señal y visualizador de LED para cada uno de los tres canales de salida. Cada canal tiene un filtro paso altos y bajos ajustable, con facilidad de ganancia variable y ajuste de cero. Esto permite establecer la respuesta del sistema para requerimientos individuales.
Unidad de calibración Mag-03CU
La unidad de calibración Mag-03CU, alimentada por batería, proporciona un campo magnético senoidal de referencia para la comprobación de la calibración de los sensores Mag-03 que tienen encapsulado cilíndrico.
Aplicaciones
Física médica
Los equipos de Imágenes por Resonancia Magnética (IRM) usados en medicina requieren la generación de campos magnéticos estables y son, por lo tanto, susceptibles a la interferencia de campos externos que pueden ser el resultado de interferencia de radiofrecuencia, o interferencia de frecuencia mas baja por equipos operados eléctricamente, tales como ascensores dentro del mismo edificio, o trenes eléctricos a considerable distancia. Es una práctica estándar explorar el área antes de la instalación de estos equipos sensibles, para registrar las variaciones del campo magnético y seleccionar un lugar con la menor perturbación.
Usualmente la interferencia por radiofrecuencia puede ser suficientemente reducida mediante blindaje, pero las frecuencias mas bajas pueden no ser afectadas mayormente. Se puede usar un sensor Mag-03 en conjunción con la fuente de alimentación Mag-03PSU y un voltímetro digital para proporcionar información sobre los campos en CC y CA en tres ejes.
Física general
En algunas aplicaciones dónde se usan electrones o iones de baja energía, tal como en microscopios electrónicos y espectrómetros de fotoelectrones, se requieren bajos campos magnéticos y se necesita cancelar el campo de la Tierra. Esto es hecho a menudo usando pares de bobinas de Helmholtz opuestos a las componentes vertical y horizontal del campo ambiental. En muchas aplicaciones una reducción hasta el 10 % del campo de la Tierra es suficiente y esto se puede conseguir aplicando corrientes constantes a las bobinas. Se puede utilizar un sensor Mag-03, en conjunción con una Mag-03PSU y un voltímetro digital, para controlar por turnos cada una de las tres componentes del campo, mientras se ajustan las corrientes en las bobinas apropiadas hasta conseguir campo cero. Esta técnica es conocida como blindaje activo con control en lazo abierto.
El campo de la Tierra está sujeto a considerables variaciones durante el curso del día y posteriores variaciones ocurrirán dentro del edificio debido a su estructura y a su actividad tanto adentro como afuera. Para conseguir un campo muy bajo o constante es necesario aplicar un servosistema para medir el campo continuamente y variar las corrientes en las bobinas para contrarrestar estos cambios del campo. Esto proporciona un blindaje activo con control en lazo cerrado. Un sensor de la gama Mag-03 es adecuado para esta aplicación ya que proporciona control simultáneo en los tres ejes con un buena respuesta en frecuencia.
Mediciones en Frecuencias Extremadamente Bajas (FEB) (2)
La respuesta plana en frecuencia de los sensores Mag-03 en el rango de CC a 3 kHz permite hacer mediciones del campo magnético ambiental en FEB (10 Hz a 3 kHz) en tres ejes. Las fuentes de campos magnéticos que pueden ser investigadas incluyen dispositivos operando a frecuencias de la red eléctrica, que generan campos a la frecuencia de la red y sus armónicos, así como otros que producen campos que son independientes de la frecuencia de la red. Ejemplos de esta última categoría son monitores de vídeo, trenes eléctricos (16,7 Hz y 25 Hz), sistemas de transporte de masas (0 Hz a 3 kHz dependiendo de las características del controlador de velocidad variable), aviones comerciales (400 Hz), calentadores por inducción (50 Hz a 3 kHz) y vehículos eléctricos.
Distribución de energía eléctrica
La gama Mag-03 se usa para la medición de desbalances de fases en los sistemas de transmisión y de corrientes de fuga a tierra alrededor de las instalaciones de generación y distribución.
Defensa
La gama de sensores Mag-03, junto con la unidad de acondicionamiento de señal Mag-03SCU o la unidad de adquisición de datos DLM24Mag, se puede usar en sistemas sensores magnéticos ("magnetic ranges") para medir la firma magnética de naves o vehículos. El Grad-03-12 es un gradiómetro en tres ejes para aplicaciones de desmagnetización ("degaussing") en lazo cerrado.
Mediciones y exploraciones magnéticas del campo terrestre
La gama de sensores Mag-03, combinada con el Mag-03DAM o el DLM24Mag, proporciona un sistema de alta resolución para medir el campo de la Tierra. Puede ser usado como estación de base durante exploraciones magnéticas, como sistema secundario para comprobar el funcionamiento del sistema de un observatorio magnético o como un gradiómetro con línea de base larga. El Mag-03MS se utiliza como sensor para el sistema de compensación de la barquilla durante exploraciones aéreas.
(1) Nota del trad: En español se suele denominar "por Saturación de Núcleo". (vuelta al párrafo)
(2) Nota del trad: En Inglés: "Extremely Low Frequency", o "ELF". (vuelta al párrafo)
Otros productos en la gama de Bartington Instruments incluyen sensores "fluxgate" de campo magnético, en tres ejes, sistemas de medición de la susceptibilidad magnética y sensores magnéticos a pedido para aplicaciones OEM.
Traducción: Serviciencia, S.L.
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Actualizada: 30 Oct 03