Máy đo từ proton (Proton Magnetometer), còn gọi là Máy đo từ Tuế sai Proton (Proton Precession Magnetometer) hay Máy đo từ Cộng hưởng từ Hạt nhân, là máy đo từ hoạt động dựa trên đo tần số tín hiệu tuế sai của proton tức hạt nhân Hydro 1H1 khi trục quay của hạt nhân định hướng lại theo trường từ.
Máy đo từ proton được sử dụng chủ yếu trong khảo sát địa vật lý để đo từ trường Trái Đất.
thumb|Đo từ bằng máy từ proton tại Surprise Valley, California
Nguyên lý hoạt động
Hiện tượng Cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) được Felix Bloch ở Đại học Stanford và Edward Purcell ở Đại học Harvard phát hiện cuối năm 1945. Vì cộng hưởng từ của hạt nhân hydro dễ quan sát nhất, nên được dùng vào máy đo từ. Sau này các nghiên cứu cho thấy cường độ và độ suy giảm tín hiệu tuế sai liên quan chặt chẽ với hàm lượng hydro, nên đã vận dụng chế tạo máy chụp cộng hưởng từ MRI của ngành y tế để thu được ảnh phân bố mô 3D.
Hiện tượng cộng hưởng từ được mô tả như sau. Các hạt nhân mang điện, tự quay quanh trục nên có moment cơ (spin) và moment từ xác định. Trong từ trường, moment từ làm cho hạt luôn định hướng trục theo phương từ trường.
Nếu dùng một cuộn dây kiểu solenoid phát từ trường mạnh, có phương gần vuông góc với từ trường Trái Đất để từ hóa một khối giàu hydro trong lõi, thì các hạt nhân sẽ định hướng theo phương này. Sau đó cắt trường từ hóa, thì trục quay hạt nhân sẽ định hướng lại theo từ trường Trái Đất. Song theo hiệu ứng con vụ, trục sẽ chuyển động tuế sai, chuyển động này tạo ra trường điện từ yếu và tắt dần đến khi định hướng hoàn thành. Quá trình được kiểm soát để lượng lớn các hạt chuyển động đồng bộ với nhau, gọi là trạng thái cộng hưởng.
Tín hiệu tuế sai có tần số bằng giá trị từ trường nhân với Hệ số con vụ điện từ K (Gyromagnetic ratio), còn độ lớn và mức tắt dần phản ánh số lượng và mật độ hạt tham gia tạo trường. Dùng khối giàu hydro thì xác định được tần số tuế sai của proton.
Tại vùng trục solenoid gần trùng phương với từ trường thì tuế sai cực yếu, máy không đo được trường từ, và được gọi là vùng góc chết (Dead zone).
thumb|Hoạt động của Máy đo từ proton
Cách thức chế tạo
Máy từ proton dùng đầu thu (sensor) có kích thước cỡ 0,5 đến 4 lít đặt cùng solenoid, chứa ligroin (xăng máy bay), thực hiện đếm tần tuế sai proton và chuyển đổi với hệ số K = 0,042576 Hz/nT. Chu trình đo có 3 kỳ.
- Trong kỳ từ hóa (Magnetising), dòng điện cỡ một vài Amp được phát vào solenoid của sensor, từ hóa các hạt nhân.
- Trong kỳ đo (Count), cuộn dây của sensor nối vào mạch thu, tín hiệu tuế sai được khuếch đại và khóa pha ở mạch gọi là vòng khóa pha (PLL, Phase Locked Loop), rồi nhân tần, đếm xung, chuyển số liệu ra đơn vị nT, hiện số liệu.
- Kỳ nghỉ, đợi chu kỳ đo kế tiếp. Máy đo trên máy bay, tàu biển thường có kỳ nghỉ không đáng kể.
Khối chương trình sử dụng kết quả khóa pha để điều chỉnh kỳ đo kế tiếp sao cho chuyển động tuế sai đồng bộ với chuyển động dư của kỳ trước.
Vì lý do kỹ thuật, PLL chỉ làm việc trong dải tần số không rộng lắm. Trong khi đó giá trị Từ trường Trái Đất thay đổi lớn giữa các vùng, dẫn đến tần số tuế sai thay đổi từ cỡ 900 Hz ở xích đạo đến 4,2 KHz ở vùng địa cực. Vì thế máy phải bố trí chọn mạch điều hưởng tương ứng với từng khoảng giá trị chờ đợi của trường cần đo, ví dụ chọn 40 μT khi đo 41 200 nT. Các máy đo đường bộ chọn bằng chuyển mạch ở mặt máy. Các máy đo trên máy bay, tàu biển thì chọn lần đầu trên máy tính hoặc bảng điều khiển, máy sẽ tự động điều chỉnh sang mạch điều hưởng lân cận nếu cần, và lưu số liệu này cho lần bật máy kế tiếp.
Các kiểu máy mới thì dùng từ hóa bằng dòng tần cao theo hiệu ứng Overhauser ([https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_Overhauser_effect Nuclear Overhauser effect]) đạt độ nhạy cỡ 0.01 nT, một kỳ đo có thể dài dưới 1 sec.
Vì thể tích làm việc của sensor lớn, nên Máy đo từ proton không đo được từ trường ở nơi có gradient lớn, ví dụ trong phòng có sắt thép. Khi đó tín hiệu tuế sai ở các phần khác nhau của sensor sẽ khác nhau về tần số, gây rối loạn tín hiệu. Vì thế khi bảo dưỡng sửa chữa thì máy không đo được giá trị trường, mà phải tìm đến bãi thử để kiểm tra.
Để tránh vùng góc chết (Dead zone), khi đo phải định hướng trục đầu thu vuông góc với từ trường. Tại nơi vĩ độ thấp có thể đặt trục này thẳng đứng.
Những hãng nổi tiếng trên thế giới về chế tạo máy từ proton có:
Chế tạo Máy đo từ proton tại Việt Nam
Tại Việt Nam, máy đo từ proton đã được cơ quan quản lý ngành địa chất, nay có tên là Tổng cục Địa chất và Khoáng sản, đầu tư nghiên cứu chế tạo, kiểm định và cho phép lưu hành. Phiên bản đầu tiên là PT-76, do Cố Giáo sư Nguyễn Khang Cường, trường Đại học Tổng hợp Hà Nội, và Kỹ sư Nguyễn Tử Ánh, Xí nghiệp Máy Địa vật lý thuộc Tổng cục Địa chất và Khoáng sản, thực hiện năm 1976. Máy hoạt động, nhưng vì trình độ công nghệ và vật liệu thời đó, nó quá cồng kềnh.
Sau này các nhóm nghiên cứu của ngành địa chất đã cho ra các phiên bản:
Các máy có giao tiếp với máy tính cá nhân theo chuẩn quốc tế, tương thích với các phần mềm xử lý thương phẩm, và hiện được sử dụng ở các đơn vị khảo sát của tư nhân, của ngành địa chất, và của địa chất biển thuộc Tổng cục Biển và Hải đảo, Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam. Tuy nhiên trong các khảo sát có vốn nước ngoài, thường đòi hỏi máy có thương hiệu quốc tế thì máy này thường không được chấp nhận.
👁️
0 | 🔗 | 💖 | ✨ | 🌍 | ⌚
**Máy đo từ proton** (Proton Magnetometer), còn gọi là _Máy đo từ Tuế sai Proton_ (Proton Precession Magnetometer) hay _Máy đo từ Cộng hưởng từ Hạt nhân_, là **máy đo từ** hoạt động dựa trên
thumb|Đầu đo la bàn fluxgate (compass) và đo độ nghiêng (inclinometer) mở nắp. **Máy đo từ Fluxgate** (tiếng Anh: Fluxgate Magnetometer), còn gọi là Máy đo từ ferro, _Máy đo từ kiểu sắt từ_, là
**Máy đo từ lượng tử**, còn gọi là _Máy đo từ kiểu bơm quang học_ (Optically Pumped Magnetometer), là loại _máy đo từ_ hoạt động dựa trên quan sát hiện tượng phân tách _mức năng
**Thăm dò từ** (Magnetic Method) là một phương pháp của Địa vật lý, thực hiện đo từ trường Trái Đất để phân định ra phần _dị thường từ_, từ đó xác định phân bố mức
**Máy đo gradient trường** (Gradiometer) là máy đo bố trí nhiều cảm biến theo cách xác định để đo đồng thời một trường vật lý, từ đó tính được gradient trường. Nó cho ra giá
**Từ kế** hay **máy đo từ** là thiết bị dùng để đo đạc _cường độ_ và có thể cả _hướng_ của từ trường trong vùng đặt _cảm biến từ trường_. _Cảm biến từ trường_ hoạt
Trong địa vật lý, **dị thường từ** là sự biến động cục bộ từ trường của Trái Đất hay thiên thể, do các thay đổi về từ tính hay hóa học của đất đá. Việc
**Đo sâu cộng hưởng từ** (Magnetic Resonance Sounding, MRS) là một phương pháp của Địa vật lý Thăm dò, hoạt động dựa trên hiện tượng _cộng hưởng từ hạt nhân_ của đồng vị hydro 1H¹,
**Phát xạ proton** (còn được gọi là phóng xạ proton, tiếng Anh: _proton emission_) là một loại phân rã phóng xạ trong đó một proton được phóng ra từ một hạt nhân. ## Hiện tượng
:_Xem các nghĩa khác tại proton (định hướng)_ **Proton** (ký hiệu **p** hay **p+**; tiếng Hy Lạp: _πρώτον_ nghĩa là "đầu tiên"; tiếng Việt: _prô-tông_) là 1 loại hạt tổ hợp, hạt hạ nguyên tử
phải|nhỏ|200x200px|Mô phỏng một nguyên tử hydro cho thấy đường kính bằng xấp xỉ hai lần bán kính [[mô hình Bohr. (Ảnh mang tính minh họa)]] Một **nguyên tử hydro** là một nguyên tử của nguyên
**Máy va chạm ion nặng tương đối tính** (**Relativistic Heavy Ion Collider** - **RHIC** ) là máy va chạm ion nặng đầu tiên và là một trong hai máy va chạm proton phân cực spin
thumb|upright=1.3|Các [[hàm sóng của electron trong một nguyên tử hydro tại các mức năng lượng khác nhau. Cơ học lượng tử không dự đoán chính xác vị trí của một hạt trong không gian, nó
**Máy gia tốc hạt** (máy gia tốc hạt nhân, máy gia tốc hạt cơ bản) là các thiết bị sử dụng các năng lượng bên ngoài truyền cho các hạt nhằm tăng vận tốc và
**Địa vật lý biển** (Marine Geophysics) là một lĩnh vực của Địa vật lý, dùng tàu thuyền làm phương tiện để thực hiện các _khảo sát địa vật lý_ trên vùng nước phủ như biển
nhỏ|Một bản đồ máy gia tốc hạt lớn tại CERN **Large Hadron Collider** (**Máy gia tốc hạt lớn** - gọi tắt là **LHC**) là chiếc máy gia tốc hạt hiện đại lớn nhất và cung
nhỏ|Hình ảnh minh họa nguyên tử heli. Trong hạt nhân, proton có màu hồng và neutron có màu tía **Hạt nhân nguyên tử** là cấu trúc vật chất đậm đặc chiếm khối lượng chủ yếu
|} **Nguyên tử** là đơn vị cơ bản của vật chất chứa một hạt nhân ở trung tâm bao quanh bởi đám mây điện tích âm các electron (âm điện tử). Hạt nhân nguyên tử
phải|nhỏ|375x375px|Máy Linac ở trong máy gia tốc [[Australian Synchrotron sử dụng sóng vô tuyến từ một máy cộng hưởng ờ đầu linac để gia tốc chùm electron lên đến năng lượng bằng 100 MeV.]] **Máy
phải|nhỏ|343x343px| Sự thay đổi toàn cầu về pH đất. **Đỏ** = đất chua. **Vàng** = đất trung tính. **Màu xanh** = đất kiềm. **Đen** = không có dữ liệu. **Độ pH của
**Rutherford backscattering spectrometry (RBS)** là một kỹ thuật phân tích được sử dụng trong khoa học vật liệu. Đôi khi được gọi là high-energy ion scattering (HEIS) spectrometry, RBS được sử dụng để xác định
Ảnh cộng hưởng từ hạt nhân của bộ não người Dàn máy chụp cộng hưởng từ **Chụp cộng hưởng từ** (còn gọi nôm na là **chụp em-rai** theo viết tắt tiếng Anh **MRI** của **Magnetic
Biểu đồ phổ điện từ, chỉ ra các thuộc tính khác nhau trên dải tần số và bước sóng khác nhau **Phổ điện từ**, hay còn được gọi là **quang phổ**, là dải tất cả
**Mây từ tính** là một sự kiện thoáng qua được quan sát trong gió mặt trời. Nó được Burlaga cùng các cộng sự định nghĩa năm 1981 như là một khu vực có cường độ
**Vận tốc âm thanh** hay **tốc độ âm thanh** là tốc độ của sự lan truyền sóng âm thanh trong một môi trường truyền âm (xét trong hệ quy chiếu mà môi trường truyền âm
Trong vật lý **phần tử mang điện** hay **phần tử tải điện** là phần tử hoặc hạt tự do di chuyển và có mang điện tích. Ví dụ các phần tử mang điện như điện
nhỏ|Hình ảnh [[kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) của một phân tử PTCDA, trong đó có thể nhìn thấy năm vòng sáu carbon.]] nhỏ|Một hình ảnh [[Kính hiển vi quét xuyên hầm|kính hiển vi
nhỏ|Các [[điện tích từ Mặt Trời tương tác với từ quyển của Trái Đất.]] **Bão từ** hay **bão địa từ** là sự xáo trộn tạm thời từ quyển của một hành tinh gây ra bởi
**Từ quyển của Sao Mộc** là khoang rỗng trong luồng gió mặt trời sinh ra bởi từ trường của hành tinh này. Mở rộng đến bảy triệu km theo hướng về phía Mặt Trời và
right|thumb|Mô hình lý thuyết của nguyên tử hiện tại gồm một nhân đặc bao quanh bởi một "đám mây" xác suất các hạt electron Trong hóa học và vật lý học, **thuyết nguyên tử** là
**T2K** (**từ Tokai đến Kamioka**) là một thí nghiệm vật lý hạt nghiên cứu các dao động của neutrino sinh ra từ máy gia tốc. Thí nghiệm được thực hiện tại Nhật Bản bởi sự
**Electron** hay **điện tử**, là một hạt hạ nguyên tử, có ký hiệu là hay , mà điện tích của nó bằng trừ một điện tích cơ bản. Các electron thuộc về thế hệ thứ
thumb|right|Máy cyclotron của Lawrence, , cho thấy chùm [[ion được gia tốc (có thể là proton hoặc deuteron) thoát ra khỏi máy và làm ion hóa không khí xung quanh gây ra ánh sáng xanh
**Hydro** là một nguyên tố hóa học trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố với nguyên tử số bằng 1, nguyên tử khối bằng 1 u. Trước đây còn được gọi là **khinh khí**
**Viện thiết kế Hóa chất - Tự động** ( - **KBKhA**), hay **KB Khimavtomatika**, tên tiếng Anh: _Chemical Automatics Design Bureau_ (**CADB**) là một viện thiết kế được thành lập bởi Bộ Dân ủy Công
**Máy va chạm positron điện tử vòng tròn** là một dự án máy va chạm positron-electron được đề xuất bởi cộng đồng vật lý năng lượng cao của Trung Quốc vào năm 2012, máy va
thumb|upright=1.2|alt=Multiple lightning strikes on a city at night|[[Tia sét và chiếu sáng đô thị là hai trong những hiện tượng ấn tượng nhất của điện.]] **Điện** là tập hợp các hiện tượng vật lý đi
**Explorer 35** (**IMP-E, AIMP 2, Anchored IMP 2, Interplanetary Monitoring Platform-E**) là một tàu vũ trụ có góc quay ổn định được thiết kế cho các nghiên cứu liên hành tinh, tập trung vào Mặt
**Sicilia** ( , ) là một vùng hành chính tự trị của Ý. Vùng này gồm có đảo Sicilia lớn nhất Địa Trung Hải và lớn thứ 45 thế giới, cùng một số đảo nhỏ
**Jack Steinberger** (25 tháng 5 năm 192112 tháng 12 năm 2020) phải chuẩn bị để gửi các con ra nước ngoài. Steinberger đến Hoa Kỳ lúc 13 tuổi, trên chuyến tàu vượt Đại Tây Dương
Trong vật lý học, **lực** (Tiếng Anh: _force_) là bất kỳ ảnh hưởng nào làm một vật thể chịu sự thay đổi, hoặc là ảnh hưởng đến chuyển động, hướng của nó hay cấu trúc
**Photon** hay **quang tử** (, phōs, ánh sáng; tiếng Việt đọc là _phô tông_ hay _phô tôn_) là một loại hạt cơ bản, đồng thời là hạt lượng tử của trường điện từ và ánh
phải|nhỏ|350x350px|"Tia sáng cá ngựa", một ngọn lửa Mặt Trời hai dải cường độ mạnh, bùng phát từ vùng hoạt động McMath 11976 vào ngày 7 tháng 8 năm 1972 theo ghi nhận của [[Đài thiên
phải|nhỏ|370x370px|Bốn trạng thái phổ biến của vật chất. Theo chiều kim đồng hồ từ trên cùng bên trái, các trạng thái này là chất rắn, chất lỏng, plasma (li tử) và chất khí, được biểu
**Cation dihydro** hay **ion phân tử hydro** là một cation (ion dương) với công thức hoá học H2+. Nó bao gồm 2 hạt nhân (proton) hydro. Đây là ion phân tử đơn giản nhất. Ion
**_Command & Conquer: Red Alert 3_** là một game chiến thuật thời gian thực được phát triển bởi EA Los Angeles và được phát hành bởi Electronic Arts vào năm 2008. Công bố vào ngày
**Thẻ ghi nợ** (tiếng Anh: _debit card_, còn gọi là _bank card_ hoặc _check card_) là loại thẻ thanh toán bằng nhựa cung cấp cho chủ thẻ để thanh toán thay cho tiền mặt. Thẻ
**Mặt Trời** hay **Thái Dương** (chữ Hán: 太陽), hay **Nhật** (chữ Hán: 日), là ngôi sao ở trung tâm Hệ Mặt Trời, chiếm khoảng 99,8% khối lượng của Hệ Mặt Trời. Trái Đất và các
**Vật chưa nổ** (Unexploded ordnance, UXO) là vũ khí nổ (bom, đạn pháo, lựu đạn, mìn, thủy lôi,...) nhưng khi chúng được sử dụng đã không phát nổ, nay vẫn còn đó, có nguy cơ
nhỏ|So sánh hiệu ứng Hall lên hai mặt thanh Hall nhỏ|Hướng và chiều tác dụng trong hiệu ứng Hall **Hiệu ứng Hall** là một hiệu ứng vật lý được thực hiện khi áp dụng một