This paper describes the measurement system of the magnetic field waveforms generated by lightning return strokes. The frequency bandwidth of magnetic field measurement system is from 270[Hz] to about 2.3 [MHz]. As the application experiment, the magnetic field generated by simple impulse and oscillating impulse currents, which are measured by a current transformer (Tek. AM503), is observed by the trial magnetic field measurement system. The obtained results are agreement with each other. A typical magnetic field waveform associated with lightning return strokes was recorded and presented.
Single-grain (c-normal or c-parallel) and multi-grain YBCO superconductors were prepared by a melt growth process with/without seeding. The magnetic levitation force and trapped magnetic field at liquid N2 temperature (77 K) of the YBCO superconductors were investigated. Samples for the levitation force measurement were zero-field cooled (ZFC) to 77 K, and samples for trapped field measurement were field-cooled (FC) using Nd magnets. As for the magnetic levitation force, the c-normal, single grain sample showed the largest value, whereas the multi-grain sample showed the lowest value. The trapped magnetic field of the c-normal and c-parallel single-grain samples was 4-5 times that of the multi-grain sample. In addition, as the external magnetic field (the number of magnets) increased, the both properties increased proportionally. These results were explained in terms of the orientation dependence of the levitation forces and the magnetic field trapping capability of the YBCO superconductor.
Heart consists of myocardium cells and the electrophysiological activity of the cells generate magnetic fields. By measuring this magnetic field, magnetocardiogram (MCG), functional diagnosis of the heart diseases is possible. Since the strength of the MCG signals is weak, typically in the range of 1-10 pT, we need sensitive magnetic sensors. Conventionally, superconducting quantum interference devices (SQUID)s were used for the detection of MCG signals due to its superior sensitivity to other magnetic sensors. However, drawback of the SQUID is the need for regular refill of a cryogenic liquid, typically liquid helium for cooling low-temperature SQUIDs. Efforts to eliminate the need for the refill in the SQUID system have been done by using cryocooler-based conduction cooling or use of non-cryogenic sensors, or room-temperature sensors. Each sensor has advantage and disadvantage, in terms of magnetic field sensitivity and complexity of the system, and we review the recent trend of MCG technology.
본 논문은 극저주파 자계 세기를 무선 모니터링하기 위한 디지털 자계측정기의 설계 및 구현에 대해 기술한다. 우리 실생활에 극 저주파대역의 자기장이 노출되어 있어 인체에 자기장이 얼마나 영향을 미치는가에 대한 연구의 필요성이 있으며 그에 따른 측정 장비의 수요가 증가하고 있다. 본 논문에서는 3-축 코일형 자계센서를 사용하였으며, 자계의 측정 범위는 0.03~10uT, 주파수 범위는 40~180Hz이다. 자계 세기의 측정과 주파수 특성을 보상하는 등화기능은 DSP 기반의 디지털 방식으로 설계하였으며, 측정 값은 와이파이 통신을 이용하여 PC 모니터링 할 수 있도록 설계 및 구현하였고 측정오차는 6% 이내로 실용성을 확인하였다.
This paper deals with a methodology that applies the time-varying magnetic fields produced by the cloud discharges to find the direction of thunderstorm movement. We investigated the basic performance of the magnetic field measurement system composed of multi-turn loop-type sensors, the differential amplifier and active integrator. As a result, the response characteristics of the magnetic field sensor system to sinusoidal signals was excellent. The frequency bandwidth ranges from about 1 kHz to 500 kHz, the response sensitivity was 0.16mV/nT. In addition, we proposed the algorithm that determines the direction of lightning discharges using the comparison of the output signals of right-angled loop-type magnetic field sensors. The accuracy of the direction finding of lightning discharges is fairly well within the measurement error of less than $5^{\circ}$. The magnetic field measurement system proposed in this work can be used to track the direction of thunderstorm movement.
In this work, to obtain the detailed information about lightning electromagnetic field waveforms, the LabVIEW based-measurement system of time-changing magnetic fields was designed and constructed. The frequency bandwidth of the magnetic field measuring system ranges from 300 [Hz] to 1 [MHz], and the response sensitivity is 2.78 [mV/nT]. Data acquisition system with the resolution of 12 bits and memory capacity of 32 [Mbyte] was triggered by the magnetic field to be measured. The properties and parameters of the magnetic fields produced by cloud discharges were statistically investigated. The magnetic field waveforms radiated from cloud lighting discharges tend to be bipolar, with two or more narrow and several pulses superimposed on the initial front part. The recording length of the magnetic field measurement system is about 10 [ms]. The mean duration of cloud discharges is 1.3 [ms], and the number of outburst pulses for the period is 8 in average. The front times of the magnetic fields are 6.15 [$\mu$s] in average. The the zero-to-zero crossing times that is the initial half-cycle duration is widely dispersed and the mean value is 9.61 [$\mu$s], and the mean value of percentage depth of dip to opposite polarity is 41.1 [$\%$].
The magnetic field standards, facilities and capabilities available at NPL for the calibration of magnetometers and gradiometers and the measurement of the magnetic properties of materials will be introduced. The details of the low magnetic field facility will be explained and the capabilities this facility enables for the characterisation and calibration of ultra-sensitive room temperature magnetic sensors will be presented. Building on core material capabilities that are compliant with the IEC 60404 series of written standards, the example of a standard permeameter that has been modified for the measurement of strips for real world conditions is discussed. This was incorporated into a stress machine to measure the DC properties of the soft magnetic materials used by the partners of a collaborative industry led R&D project at stress levels of up to 700 MPa. The results for three materials are presented and the changes in the properties with applied stress compared to establish which material exhibits favourable properties.
Nowadays, it is increasingly important to detect whether cables are live for the operator's safety if there is a sudden power failure. It is especially hard to detect the electrical field of an underground line because of shielding. This paper on detection of live-line states in cables studied the detection characteristics of the change in the magnetic field and axis as the frequency, voltage, and distance at the same load are changed using 3 axes. A search coil type was used as a magnetic field sensor with non-contact. We found that magnetic fields decrease proportionally to the square of the distance and the decrease of rated voltage with load effected to magnetic field. The magnetic field was detected by 3-axis sensors given correct proximity, but appeared as noise components beyond a distance of 2 cm.
An investigation of the effects of transverse magnetic field on melt convection and macrosegregation in vertical Bridgman growth of Te doped InSb was carried out by means of microstructure observation, the measurement of Te distribution by Hall measurement, electrical resistivity measurement and X-ray analysis. Prior to the experiments, interface stability, convective instability and suppression of convection by magnetic field were examined. A thermosolutal convection in the Te doped InSb melt occurred in the examined growth condition without magnetic field. The effective distribution coefficient, $K_{eff}$, was about 0.35 without magnetic field, 0.45 with magnetic field of 2kG, and 0.7 at 4kG. It was found that the stronger the applied magnetic field was, the more the convection was suppressed.
Non-contact critical current measurement apparatus was developed using hall probe which measures the magnetic field distribution across the width of superconducting tape. The hall probe consists of 7 independent hall sensors which lie in a line 600 ${\mu}m$. The difference between maximum and minimum magnetic field in the magnetic filed distribution is a main parameter to determine the critical current. As preliminary research, we calculated the magnetic field intensity at the middle sensor, which is a minimum magnetic field and generated by the circular shielding current modeled by Bean model. We confirmed that there are some parameters that affect on the minimum magnetic field; the distance between superconducting layer and hall sensor, the width of superconducting tape, and the critical current distribution across the width of superconducting tape. Among these parameters, the distance between superconducting layer and hall sensor highly influences on the minimum magnetic field.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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