stefan mayer FL1-100
磁通门磁场传感器具有亚纳米级分辨率和极低的噪声。适用于检测食品中的精细金属部件、测量磁性特征、古地磁应用、精密导航、监视、屏蔽技术等。
测量范围：±100 μT
±10 至 ±1000 μT 范围的版本
超低噪声：< 20 pT/√ Hz at 1 Hz
0.5% 校准精度
频率范围：DC 至 1 kHz (-3 dB)
具有不同探头方向的版本：
我们开发了一种全自动磁场扫描仪，专用于单轴磁场测量，以确定沉积 U 通道中的剩磁强度及其变化。磁通门磁力计位于尽可能靠近沉积层的位置，用于对沉积物等温剩磁产生的磁场进行单轴测量。这种人工磁化是环境磁性的有力代表，在测量前使用 Halbach 圆柱垂直于 U 通道长轴并平行于磁通门轴产生。本磁扫描仪为点源提供 5.8 毫米的最大空间分辨率。U 通道样品的空间分辨率为 14 mm。磁扫描仪提供了大约 3 个数量级的可靠磁场范围，允许测量超导岩石磁力计在其经典配置中饱和的磁化强度。沿 U 通道的剩余磁化强度的估计基于使用连续均匀磁化棱镜的建模方法。在湖相叠层剖面中，比较基于恒定厚度棱柱、根据沉积相确定的棱柱和根据 X 射线荧光数据确定的棱柱的建模结果有助于了解沉积层序的碎屑与成岩历史。沿 U 通道的剩余磁化强度的估计基于使用连续均匀磁化棱镜的建模方法。在湖相叠层剖面中，比较基于恒定厚度棱柱、根据沉积相确定的棱柱和根据 X 射线荧光数据确定的棱柱的建模结果有助于了解沉积层序的碎屑与成岩历史。沿 U 通道的剩余磁化强度的估计基于使用连续均匀磁化棱镜的建模方法。在湖相叠层剖面中，比较基于恒定厚度棱柱、根据沉积相确定的棱柱和根据 X 射线荧光数据确定的棱柱的建模结果有助于了解沉积层序的碎屑与成岩历史。
现在大多数岩石磁性和古地磁研究都是使用超导岩石磁力计 (SRM) 进行的。尽管它们能够检测低于 10 -11 Am 2 的磁矩，但超导探针在其经典配置中会在5 × 10 -5 Am 2 以上（图 1，左）饱和，即内径为 40 的直通 SRM毫米。此外，由于拾音线圈和样品之间的距离（几厘米），那些标准的直通式磁力计具有较大的响应函数，无法提供最佳的空间分辨率（图 1， 对）。事实上，在测量连续截面时，信号的大量积分会导致重要的卷积。如果使用旋转磁力计可以轻松克服离散样品的饱和问题，那么连续测量就难以克服饱和和低空间分辨率问题。事实上，由于信号沿测量截面的长轴卷积而导致的空间分辨率下降是几十年来一直挑战科学界（Dadson et al., 1974）甚至最新最复杂的反卷积算法的关键问题(Oda & Shibuya, 1996 ; Oda & Xu, 2014 ) 和软件 (Xuan & Oda, 2015) 不能完全解决问题。除了连续部分的离散化之外，更好的测量空间分辨率会降低体积积分，从而使卷积最小化。为了提供专门用于人工产生的高磁矩并优化空间分辨率的互补测量工具，我们开发了一种全自动扫描仪，配备了磁通门探头，其位置尽可能靠近被测截面（沉积 U 形通道）并垂直于它们的长轴用于测量磁化样品产生的局部磁场。磁通门探头的三重优势是其大动态范围（超过 3 个数量级，主要由 12 位 A/D 转换器控制），缺乏饱和度和靠近样本的优化空间分辨率。使用简单的几何结构，我们专注于对等温剩磁 (IRM) 产生的磁场进行单轴测量，该磁场沿与磁通门轴相同的方向（即平行于沉积层理）获得。IRM 是铁磁粒子浓度的代表，通常用于估计沉积物中的碎屑输入和/或成岩过程 (Dunlop & ?zdemir,1997 年）。测量这个单轴信号简化了测量磁场和样品磁化强度之间的关系。在下文介绍的湖泊沉积物案例研究中，沉积学和 X 射线荧光 (XRF) 数据用于更好地约束建模并评估碎屑输入和/或自生对磁浓度的影响。
单轴磁通门探头（型号 FL1-100，Stefan Mayer Instruments）尽可能靠近 U 通道放置。磁通门驱动电路与传感器头分离以优化机械布置。测量轴垂直于U型槽的长轴（图 2a) 为了测量沉积物产生的局部磁场。为了减少环境磁场的变化，测量区被封闭在一个内径为 70 毫米、长度为 150 毫米的两层 mu 金属圆柱体中。整个设备垂直于地球磁场定向，因此没有样品的测量区的剩余磁场约为200 nT。该剩余磁场被系统地测量并从下文提供的数据中减去。漂移可以忽略不计：在 ~55 s 内沿 1 m 进行测量期间为 ~0.35 nT。测量过程中 mu-metal 屏蔽内的噪声水平为 ±10 nT（最大值-最小值；图 S1）。
磁通门传感器使用亥姆霍兹线圈和来自 Applied Physics 的经过良好校准的磁通门传感器（三轴磁通门模型 520）进行校准。事实证明，两种探针示出了准最佳一对一的关系达35μT（图的磁场 2 B）。在这个磁场之上，该关系仍然是线性的，但具有不同的斜率，可以通过简单的校准函数进行校正。尚未进行此校正，因为即使是人工磁化的沉积物，也不会有超过 35 μT 的场值（见第3.2节）。
磁通门探头集成在尺寸为 1.5 米长的 U 型通道（总长度 = 3.5 米）的硬铝工作台中。样品安装在 300 微米厚的塑料托盘上，由步进电机和 Kevlar 线驱动。一个步进电机（图2中的M a) 将样本移动到图的右侧。载物台的左侧限位和右侧限位（电机停止的位置）由两端的光学传感器检测。由于左侧极限位置由于线弹性而存在定位滞后问题，因此我们在左侧极限右侧约 1 cm 处定义了一个理论零位置。此初始化过程对线施加张力并减少定位误差。为了估计这个误差，我们对一个小的立方玄武岩样品 (1 mm 3) 使用脉冲磁化器产生的 3 T 场进行平行于测量方向的 IRM 采集（型号 MMPM9，磁性测量）。扫描（0.5毫米步骤）的10次的多项式拟合表明绝对定位误差和定位的标准偏差是0.89和0.262毫米，分别为（图 2 c）所示。
其中B z是观察到的磁场，k是常数，h是传感器的高度，x是位置，x 0是准点偶极源（1-mm 3立方玄武岩样品）的位置。
包括同步样品位移和磁场测量在内的测量是由在带有集成 12 位差分 A/D 转换器（National Instruments）的 MyRIO 单元上运行的嵌入式 LabVIEW 实时软件进行的。磁通门的输出噪声密度小于 20 pT/Hz 1/2根据供应商数据表，频率为 1 Hz。第一级二阶低通滤波器（fc = 2.5 kHz）切断磁通门传感器本身的激励信号，这是噪声的主要来源。采集系统由带有一阶低通滤波器（增益 = 1，fc = 140 Hz）的差分放大器和 MyRIO 单元的 12 位 A/D 转换器组成。该系统的最低有效位值为 48.83 nT，满量程为 ±100 μT。过采样方法（对 1 次测量取 100 个样本的平均值）理论上将表观分辨率提高了 10 倍（最低有效位 ≈ 5 nT；Hauser，1991 年）。这个理论上的最低有效位已通过噪声分析得到证实（图 S1）。扫描由运行在个人计算机上的 LabVIEW 软件控制。无线网络通信使计算机能够远离传感器进行设置，从而减少来自计算机的电磁干扰。它还可以减少通过通信电缆传播的噪声。用户可以选择扫描速度。在本研究中进行的所有测量中，扫描速度小于每米 1 分钟，每约 500 微米测量一次。
AirCom R450-06I
Contrinex YBB-30K4-1400-G012
MD LS4ER/14-150S
Contrinex DW-LD-713-M18-260
LENZE MCS09H41-RS0B0
Gefran GFW-3PH-200-480-0-0-3-C-1-1-M
IDEC SLC40N-0506-CD1FB
Euchner HWA100T100A05/V10
metalelektro HCscan Rail&Frog eddy current measuring device
ACAM PT2G-SM5F.5 SENSOR
Harmonic HFUC-32-100-2UH-SP
E+E EE23-T2F3L400D1AM
Sensopart V10C-ALL-A2-W12
STAUFF SF-045-O-O-B-T-G20-IB-PT0244
EGE SDN 10831
ICB TOP.077
helling 119.990.001
Gefran GFW-3PH-60-480-1-0-2-R-1-2-P
di-soric SLIH4-1503-WTF
Euchner MGB-L1HB-PNA-L-113231
IDEC EB3L-S08CKAN
Eltex 601KRDW12025
ABB OTAC-01
IDEC EF1A-121WP-N2-A2
Schlegel RKWB
Euchner MGB-L1HB-PNC-R-121866
P+G D1315
Contrinex YBB-30K4-1300-G012
SMC 50-VFE3290-5TD-X65
Sensopart V20-ALL-P2-R12
Gavazzi SC4ED141200D6
ATOS DHA-0713M 24DC 25
Ramitek 2285HQ-4P-10
Sentens CCG- 20
Gavazzi SC2AR301050D19
Contrinex DW-HD-613-M50-510
IDEC HG4G-SCHNUPPER-1
STAUFF SE-045G10B4
FEASA FEASA 10F
UNI-T UT71A
Emmegi MG 130-285-4
feasa oh-4
di-soric SLBH4-1652
Vacuubrand VSK 3000
MICROSONIC bks+6/FIU
Contrinex RIS-1490-100
DELTA ECMA-C10604RS
LEE PHRA2815450D
Micro-Epsilon FAD-T-A3.0-3,0-1200-UV
Euchner MGB-L2CB-PN-L-106224
Gavazzi G38910120230
Sensopart V20C-ALL-P2-W12
Elcometer A456CFBI3
Contrinex YBB-14K4-0500-G012
PERSKE KS 82.27-2 D
Micro-Epsilon colorSENSOR OT-3-HR-30-8
MICROSONIC crm+600/D/TC/E
Contrinex RIS-1053-320
Euchner MGB-L2HEB-PNC-R-122336
ELECTRONICON E62.R16-104L30
Wenglor B50S003
P+F OBT30-R3-E0
Barksdale 8141-PL1-B-EX1
di-soric SLI4-1651-WTHF
Gavazzi SC2AR30750D19
traydon-spareparts HMP-N 32/125
TDK-LAMBDA GEN150-34
EGE IGMH 005 GSP
di-soric SLI4-1501-S
BEYER-OTTO TS-215HN 3mtr
MICROSONIC crm+130/D/TC/E
di-soric SLIH4-1353-WTF
Gefran GFW-3PH-250-480-1-1-2-R-1-1-0
CEAG GHG5922001R0022
Contrinex YBB-30K2-1800-G012
Warmbier 7100.3000.MK
EMG Ed 121/6
Gavazzi VMUYEMAWSXUX
Microsensys TELID 311-125°C
HBM K-T40B-100Q-MF-S-H-DU2-A-U
Sensopart V10-EYE-A1-C
Gavazzi SC4ED14600D6
MICROSONIC crm+25/D/TC/E
Telco SULG-A4-CU-12-1770-4
MICROSONIC dbk+4/WK/3CDD/M18 E+S
Westlock MAGNUM-XT-90
PendoTECH PRESS-N038
Contrinex RIT-1492-100
BRAUN E16683.021
