Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 5, Numéro 1, février 1970
Page(s) 135 - 140
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0197000501013500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 5, 135-140 (1970)
DOI: 10.1051/rphysap:0197000501013500

Performances obtenues avec les nouveaux magnétomètres à résonance magnétique nucléaire utilisant la polarisation dynamique par pompage électronique

R. Miquel

Compagnie des Compteurs (C.d.C.), Centre d'Électronique, Massy (France)


Abstract
The absolute measurement of weak magnetic fields (weaker than 1 gauss) is performed continuously and accurately by using equipments, wich operate on the principle of the Nuclear Magnetic Resonance. Such magnetometers utilize a specially-protoned liquid as sensing element. The nuclear-magnetometers generates therefore a frequency strikly proportional to the amplitude of the magnetic field. New sensors based upon a double polarization effect have been developed, which make it possible to detect fields as small as 10 mγ (or 10 pT). It is because the resonance line is narrow and the frequency pulling is very small, that the equipment presents a particularly high absolute accuracy. The parameters which influence the accuracy and the sensitivity are analyzed for the sensors and the associated frequency meters. Two types of magnetometers are presented : the first one records permanently the module of the geomagnetic field with a accuracy of 4 mγ/mm ; the other is of a digital type and allow simultaneously for direct reading of magnetic-fields values by increments of 1,1/2 or 1/4 gamma and for digital recording of the output data by printing it or punching it in a machine. The operation of such magnetometers is practically instantaneous and their maintenance does not require particular attention. The high performances of these equipments, particularly their isotropic-qualities and very small noise levels, give them a wide range of applications in geomagnetics and geophysics studies.


Résumé
La mesure absolue des champs magnétiques faibles (inférieure à 1 gauss) peut être effectuée en permanence et de façon très précise à l'aide d'appareils fonctionnant sur le principe de la résonance magnétique nucléaire. De tels magnétomètres utilisent comme élément détecteur un liquide riche en protons ; ils délivrent une fréquence rigoureusement proportionnelle au module du champ magnétique. Grâce à une méthode de polarisation dynamique à double effet, il a été mis au point des transducteurs qui peuvent déceler des variations de champ aussi faibles que 10 mγ (soit 10 pT). La finesse de la raie de résonance et la très faible valeur d'entraînement de fréquence procurent aux appareils une grande précision. Les paramètres influant sur la précision et la sensibilité sont analysés aussi bien en ce qui concerne les capteurs eux-mêmes que les fréquencemètres qui leur sont associés. Deux modèles de magnétomètres sont cités en exemple : l'un permet l'inscription graphique continue du champ magnétique terrestre et de ses variations avec une sensibilité de 4 mγ/mm ; l'autre est du type numérique et, outre une lecture directe par incréments de 1, 1/2 ou 1/4 de gamma, permet l'enregistrement des données sur machine imprimante ou perforatrice. Ces magnétomètres, dont la mise en service est immédiate, ne sont astreints à aucun entretien particulier. Les performances élevées des équipements, notamment les propriétés d'isotropie et les niveaux de bruit résiduel très bas, ouvrent à ces magnétomètres un large champ d'applications en géomagnétisme et en géophysique.

PACS
0755 - Magnetic instruments and techniques.
0758 - Magnetic resonance spectrometers, auxiliary instruments and techniques.

Key words
magnetic field measurement -- nuclear magnetic resonance