Magnetic Sensing System for Potential Applications in Deep Earth Extremes for Long-Term Continuous Monitoring

磁强计 地球磁场 噪音(视频) 磁场 温度测量 磁通门罗盘 灵敏度(控制系统) 物理 核磁共振 地球物理学 计算机科学 电子工程 工程类 热力学 量子力学 图像(数学) 人工智能
作者
Hongfei Yang,Yongze Sun,Yanzhang Wang
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:71: 1-11 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tim.2022.3205694
摘要

Long-term monitoring of weak changes in the magnetic field in the deep part of the Earth, allows to detect anomalies related to the pre-natural disaster stage at the onset of the deformation of the earth’s crust. However, standard electronic instruments are unable to work under high temperatures and high-pressure harsh environments for a long time. To address this problem, an in-well magnetic field measurement system, including a three-axis “residence times difference” fluxgate magnetometer, a heat exchange system with a coolant, and a control module, is designed. The measured maximum sensor sensitivity at room temperature is 0.02 s/(A/m). The rms input noise is within ±2 nT, corresponding to a noise spectral density of 200 pT/Hz 1/2 @1 Hz, that is sufficient to accurately detect the fluctuations of the geomagnetic field. The feasibility of the system was verified in laboratory at four temperatures, from 120°C to 210°C, corresponding to 2000 m - 5000m subsurface depths. When, in the experiments performed at 210 °C, the magnetic field was changed of some hundreds of nT, the sensor outputs responded very well in the three directions, with a dynamic detectability of few tens of nT. The control module maintains the internal temperature in the range 25 °C - 40 °C when the external temperature varies between 120 °C and 210°C, allowing a good long-term stability, as demonstrated by aging tests in laboratory. Finally, field experiments were conducted to verify the engineering feasibility of the system for ten days at 100 m depth and 15~18 °C.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
tsuki完成签到 ,获得积分10
1秒前
yang完成签到 ,获得积分10
4秒前
时尚的菠萝完成签到,获得积分10
7秒前
爱意随风起完成签到 ,获得积分10
8秒前
周洋完成签到,获得积分10
9秒前
唐帅完成签到,获得积分10
11秒前
Cosmosurfer完成签到,获得积分10
16秒前
天天快乐应助Henry采纳,获得10
18秒前
lalala完成签到 ,获得积分10
19秒前
xll004026完成签到 ,获得积分10
21秒前
Yusang完成签到,获得积分10
22秒前
strama完成签到,获得积分10
25秒前
乐乐应助武雨寒采纳,获得10
26秒前
28秒前
朴实雨竹完成签到,获得积分10
31秒前
贪玩的秋柔应助白水采纳,获得30
34秒前
34秒前
单纯的石头完成签到 ,获得积分10
35秒前
waytrue发布了新的文献求助10
35秒前
36秒前
zzr完成签到 ,获得积分10
38秒前
武雨寒发布了新的文献求助10
39秒前
waytrue完成签到,获得积分10
41秒前
唠叨的天亦完成签到 ,获得积分10
42秒前
Ache_Xu完成签到 ,获得积分10
42秒前
danli完成签到 ,获得积分10
42秒前
魔幻幻桃完成签到 ,获得积分10
43秒前
旅行者N0501完成签到,获得积分10
44秒前
brick2024完成签到,获得积分10
48秒前
sci_zt完成签到 ,获得积分10
49秒前
zhou发布了新的文献求助10
49秒前
FOD完成签到 ,获得积分10
49秒前
昴星引路完成签到 ,获得积分10
52秒前
NattyPoe发布了新的文献求助10
54秒前
x夏天完成签到 ,获得积分10
54秒前
55秒前
小伟跑位完成签到,获得积分10
57秒前
王坤完成签到,获得积分10
58秒前
lyang完成签到,获得积分10
1分钟前
ixuxuyo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Lengua e imagen en la comunicación digital 500
文献求助-中国李庄学术史 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7474824
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9069463
关于积分的说明 19336265
捐赠科研通 7093604
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3246325
关于科研通互助平台的介绍 2415545
邀请新用户注册赠送积分活动 2231341