ردیاب یونی ساخت دوستان سایت همسایه (فرانکو)

درود خدمت مهندس حمید گرامی
مهندس عزیز بنده تو مقوله eprو بخصوص nmr زیاد کار کردم ولی تو مقوله nqr زیاد کار نکردم. چشم حتما در این زمینه تحقیق میکنم بصورتی که بدرد دوستان بخوره اینجا پست میکنم. امیدوارم مفید واقع بشه
فقط نکته ای که هست اینه که در زمینه معدن یابی از سیستمها بر اساس nmr میشه استفاده کرد ولی بیشترین کاربرد اون در زمینه نفت و گاز هستش که موفقیت آمیز هم بوده و الان یکی از ابزار های مهم در این صنعت به حساب میاد. من مقالاتشو دارم اگه خواستین میتونم اینجا بزارم . حداقل میتونم بگم که از لحاظ تئوری توقع عمق بسیار زیادی از این سیستم ها شده چون فرکانس تشدید در میدان مغناطیسی زمین برای هیدروژن که یکی از ترکیبات اصلی هیدروکربن ها است در حدود 2000 هرتز هست و این فرکانس عمق نفوذ بسیار زیادی تو خاک داره . لااقل عمق عملی که بهش رسیدن اگه اشتباه نکنم 150 متر بوده. ولی برای دریافت سیگنال برگشتی از لوپهای پهن شده روی زمین به قطر حدودی 100 متر استفاده میشه.
در مورد تداخل امواج هم باید گفت که اگه تداخلی باشه باید دقیقا فرکانس اون موج ناخواسته با فرکانس تشدید برابر باشه . اگه دقیقا برابر باشن اونوقت تداخل داریم.
موفق باشید

درود بر افشین عزیز
بله دوست عزیز وقتی فرکانس تشدید رو بر هدف اعمال کنیم فرکانس برگشتی بسیار قویتر دریافت میشه. حالا تو این مدار چون فرستنده فرکانس نداریم ، بنده گفتم اگه بخواد بر اساس epr کار کنه تنها منبع تامین نوسانات اسپینی ، ارتعاشات کوآنتومی اسپین ها خواهد بود. ولی نکته اینجاست که اینجا دیگه سیگنال دریافتی اینقدر ضعیفه که دیگه با این مدار ساده اگه هدف رو به آنتنها بچسبونین باز هم هیچ سنسی نخواهید داشت. حالا اومدم یه فرضی رو بیان کردم گفتم شاید اینطور باشه که چون جسم به مدت طولانی بدون حرکت تو زمین قرار گرفته و در معرض یک میدان ثابت مغناطیسی (میدان زمین) قرار داره ، پس شاید نوسانات تمامی اسپین ها به مرور زمان همدوس شدن و به این صورت همگی بصورت همزمان تابش میکنن که باعث میشه ما بتونیم از راه دور هم سیگنال رو دیتکت کنیم. حالا نکته اینجاست که اگه تو این حالت همدوس شدن اسپین ها ما موج الکترومگنتیک دیگه ای رو به هدف اعمال کنیم در صورتی که با اون ارتعاشات همفاز نباشن کلا دینامیکی که سالیان درازی طول کشیده تا حاصل بشه رو نابود میکنیم و باز دوباره برمیگردیم سر خونه اول که فلز قدیمی مثل فلز جدید عمل میکنه و با وجود ارسال فرکانس تشدید باز هم سیگنال برگشتی بشدت ضعیفه.
امیدورام متوجه شده باشید. موفق و سلامت باشید

ممنون.
بله همه اینها کم و بیش کاربرد دارن ولی الان برای ما مهم اینه که آیا یکی از اینها میتونه در کارکرد چنین سیستمی دخیل باشه؟ درسته که برخی از این فرکانسها نفوذ خوبی دارن ولی قدرت امواج هم خیلی مهمه! امواج رادیویی موجود در محیط بمراتب قویتر از این فرکانسها هستن که حتی توسط ابزارهای آزمایشگاهی هم تنها از فاصله چند سانتی متری قابل آشکار سازی هستن. در حالیکه ما اینجا فقط یک آنتن تلسکوپی بعنوان سنسور داریم که طیف وسیعی از امواج رادیویی رو هم میتونه همزمان دریافت کنه. در زمینه تداخل قطعا در اینجا تداخل وجود خواهد داشت چون درسته که ممکنه این امواج عامل سنس باشن ولی این مدار طیف بالاتر و پایین تر این فرکانسها رو هم دریافت میکنه که شامل ایستگاههای رادیویی هم میشه! در واقع ما اینجا یک فرکانس رزونانس دقیق نداریم که مدار فقط همون فرکانس رو دریافت کنه. پس جاهایی که موج رادیویی دریافت میشه دستگاه دقیقا مثل سنس هدف با موجی خاص واکنش نشون میده. بهرحال با مجموع مواردی که تا الان بحث شده و با توجه به سنس از فاصله چند متری هنوز از نظر من نظریه استفاده از امواج رادیویی قویترین نظریه هست و تقریبا همه اتفاقاتی که تا اینجا رخ داده رو توضیخ میده.

البته مهندس میشه مثلا با استفاده از فیلتر هایی نظیر lock in amplifier امواج با فرکانس های دیگر رو تاثیرشون رو به حداقل رسوند. ولی حق با شماست. شاید بشه به طریقی از امواج epr ، nmr یا nqr با استفاده از تکنولوژی های پیشرفته در این فواصل استفاده کرد ولی با توجه به مدار ساده ای که اینجا داریم و تاثیر بسیار قویتر امواج بکگراند نتیجه اینه که این مدار با احتمال زیاد با توجه به انعکاس امواج رادیویی، اهداف رو دیتکت میکنه. بحث بالا که بنده توضیح دادم به جهت آشنایی بیشتر دوستان با مقوله Nmr و epr بود و نه چیز دیگه ای.
همینطور که جلوتر هم خودتون گفتین شاید بشه با استفاده از یه منبع سیار با اپراتور همین امواج رو از نزدیک به سمت اهداف بتابونیم. اینطوری میشه با استفاده از فیلتر های قوی امواج دیگه رو فیلتر کرد و هم اینکه به جهت همگنی تقریبی توان تابشی در همه محیط ها نتایج بهتری بدست میاد و مثلا دیگه نقطه کوری نداریم. و اینکه شاید بشه مثل gpr ها به نوعی خروجی های مدار رو تو یه محیط با مساحت معین به نرم افزارهای گرافیکی داد تا مثلا بهتر بشه نتایج رو تحلیل کرد . به نظرتون مهندس به این طریق بهتر نمیشه نتیجه گرفت؟ ممنونم از شما

بله مباحث شما در مجموع درست و برخلاف برخی دوستان کاملا علمی هست. ما فعلا تمرکزمون روی همین مدار هست چون بالاخره کم و بیش تا حدی جواب داده و باید بفهمیم دقیقا چه چیزی بعنوان سیگنال دریافت و موجب سنس میشه تا بعدا بتونیم بر اساس اون کارهای بهتر و دقیق تری انجام بدیم. اما اگر بحث دریافت انعکاس امواج رادیویی محیط باشه به اون شکل نمیشه طرح خیلی بهتری ارائه کرد. مسلما اگر حین سنس اهداف واقعی یا همین تستهای واقعی در طبیعت فرکانس خروجی ترانزیستور 4 اندازه گیری و اعلام بشه بخودی خود حداقل از نظر مشخص شدن فرکانس موج دریافتی کمک زیادی میکنه.
در خصوص دریافت یک فرکانس خاص طبیعتا این همون کاری هست که یک رادیو بخوبی انجام میده! اما ما نمیدونیم آیا فرکانس خاصی مطرح هست یا خیر. حتی اگر فرکانسی مثل 1.5 مگاهرتز و در اثر EPR باشه باز هم فرکانس دقیقی نیست که بگیم همیشه و همه جا و برای همه اهداف همین عدد خواهد بود. پس باز هم لازمه یک رنج رو در اطراف این فرکانس برای گیرندگی مدنظر قرار بدیم و متاسفانه حتی چند کیلوهرتز کمتر یا بیشتر از این فرکانس هم محدوده شلوغی روی باند MW هست! مثلا روی خود 1500 کیلوهرتز یک ایستگاه رادیویی داریم و بدتر از اون روی 1575 کیلوهرتز پارازیت خیلی قوی داریم که روی ایستگاه رادیو فردا (!) و تقریبا در سراسر کشور منتشر میشه! همین پارازیت از نظر من میتونه کار روی فرکانسهای این رنج رو خیلی مشکل بکنه. لذا من بیشتر امیدوارم همون رنج فرکانسهای حدود 2-3 مگاهرتز دخیل باشه که خلوت ترین قسمت باند رادیویی در این محدوده هست. بهرحال اگر به فرکانس دقیقی رسیدیم میشه برای دریافتش چیزی شبیه رادیو درست کرد یا اصلا یک رادیوی پیشرفته رو در بخش خروجی تغییر داد که برای سنس هدف استفاده بشه.
نکته ای که قبلا در مورد امکان انتشار موج توسط خود هدف عرض کردم این بود که طبق تجربه شخصی و قطعی من در ساخت فرستنده های رادیویی ؛ اگر بخوایم فرستنده رادیویی در این رنج فرکانسی بسازیم که تنها 10 متر قدرت انتشار موج قابل دریافت توسط یک رادیو رو داشته باشه نیاز به حدود 0.02 وات توان RF داریم که کمی بیشتر از این مقدار مصرف باطری خواهد داشت. همین 0.02 وات هر چند توان زیادی نیست ولی مشکل بشه قبول کرد که هدف مدفون چنین توان الکتریکی رو بتونه بصورت دائمی ایجاد کنه. چون بهرحال این انرژی کمی نیست که توقع داشته باشیم سالیان دراز تولید بشه و اتفاقی هم روی فلز رخ نده. شما فرمودین انرژی برخی از این فرکانسها از خلا تامین میشه! من متوجه این بخش نشدم. بهرحال ما قانون بقای انرژی و ماده رو هم داریم و اگر قرار باشه چنین مقداری از انرژی بتونه از خلا تامین بشه خب قاعدتا باید بتونیم برای کارهای دیگه هم از خلا انرژی تولید کنیم و مورد استفاده قرار بدیم! لذا من فکر نمیکنم میزان انرژی که ما در اینجا برای انتشار موج نیاز داریم ربطی به اون موضوع داشته باشه و این یکی از دلایلی هست که من نمیتونم قبول کنم فلز خودش بتونه موج رادیویی با این قدرت تولید کنه.
اگر ثابت بشه که کارکرد چنین طرحی بر اساس امواج رادیویی موجود در محیط هست ؛ طبیعتا میشه روی یک فرستنده رادیویی با فرکانس خاص و دریافت صرفا همون فرکانس توسط گیرنده کار کرد و نتیجه بمراتب بهتری گرفت. ساخت فرستنده بخودی خود راحت تر از گیرندست! ولی طرز استفاده و محل قرار دادنش بطوری که گیرنده رو بطور مستقیم تحت تاثیر قرار نده و وجود فلز سبب دریافت و سنس بشه کار راحتی نیست. حداقلش این هست که فرستنده باید در جایی خیلی دور تر از محل گیرنده قرار بگیره وگرنه جواب نمیده.

سپاس از دوست دانشمند mstar
با توجه به توضیحات شما میشه انتظار داشت که شاید امواج رادیویی باعث شدت یافتن میدان epr بشن اما ظاهرن این بحث جایی در این طرح نداره!

استاد حمید آیا بهتر نیست بجای جدا کردن فرستنده و گیرنده هردو دستگاه با هم ترکیب بشن اما بصورت زمانبندی شده و نوبتی کار کنند؟
چیزی شبیه به دستگاه پالسی..!

درود بر دوستان گرامی
در مورد nqr هم باید گفت این مورد هم تقریبا مثل nmr عمل میکنه با این تفاوت که در nmr یک میدان مغناطیسی ثابت با ایجاد نیرو بر اسپین های هسته ای باعث ایجاد تراز های انرژی میشه ولی تو nqr میدان الکتریکی با ایجاد نیرو بر چهار قطبی الکتریکی هسته اتم این تراز ها رو ایجاد میکنه. وقتی اسپین کلی هسته بیشتر یا مساوی 1 باشه ( طلا این شرط رو داره) توضیع بار الکتریکی هسته اتم بصورت کروی نخواهد بود و بیشتر شبیه بیضی میشه. در این حالت میدان های الکتریکی اطراف میتونن با اعمال نیرو بر این نوع ناهمگنی توضیع بار باعث ایجاد تراز های انرژی بشن، و وقتی پروتون ها در این تراز ها نوسان کنن میتونن امواج الکترومگنتیک تابش کنند. از این روش بیشتر در مورد کشف مواد منفجره استفاده شده. چون بهترین منبع میدان الکتریکی برای این منظور میدان الکتریکی حاصل از الکترونهای جفت نشده خود اتم و یا اتمهای مجاور در ملکول و شبکه کریستال و یا بار الکتریکی یونهای مجاور هست با این روش میشه به ترکیبات شیمیایی مواد پی برد. مثلا در ملکول یک نوع ماده انفجاری ما سه نوع نیتروژن داریم ، ولی هر کدوم از این نیتروژن ها بدلیل قرار گرفتن در یک مکان خاص از ملکول میدان الکتریکی متفاوتی رو احساس میکنن و در نتیجه ترازهای انرژی متفاوتی رو ایجاد میکنن و از این رو فرکانس های nqr برای هر کدام از این نیتروژن ها متفاوت خواهد بود. پس نتیجه میشه که فرکانس nqr خیلی وابسته به ترکیبات ملکولی است. مثلا برای همین نیتروژن ها که بحث شد در حدود چند مگاهرتز هستش ( مثلا 3 مگاهرتز) ولی برای ترکیبی از طلا مثلا AuCl ، فرکانس nqr طلا حدود 270 مگاهرتز و برای AuF سه مگاهرتز بالاتر از قبلی هستش. برای طلای خالص متاسفانه بنده منبعی ندیدم که فرکانس داده باشه. برای طلای خالص هم بعید میدونم فرکانس اونقدر کمتر باشه که در محدوده کاری این سیستم قرار بگیره.
نکات مهم در این زمینه اینه که : اولا این فرکانس های nqr بشدت وابسته به دما هستن، و زیر زمین هم خودتون میدونین دما میتونه در جاهای مختلف متفاوت و در نتیجه فرکانس تغییر میکنه. البته تو nmr فرکانس خیلی کم وابسته به دما هست و میشه ازش چشم پوشی کرد.
دوما با توجه به اینکه این فلزی که زیر زمین مونده ، یونهای اون در اطرافش پخش میشن و این پخش یون میتونه یک میدان الکتریکی ایجاد کنه و از اونجایی که nqr فرکانس وابسته به شدت میدان الکتریکی هست، این پخش یون باعث تغییر فرکانس میشه و این خودش یعنی اینکه برای هر فلزی با توجه به طول زمانی که زیر خاک مونده و با توجه به نوع خاک و رطوبت خاک فرکانس های بسیار متنوعی خواهیم داشت.
بنابراین بحث nqr هم منتفی هستش. بعضی مواقع فرکانس به چند صد مگاهرتز هم میرسه که خارج از محدوده کاری این سیستم هست.
موفق و سلامت باشید

مهندس حمید گرامی با تشکر از اطلاعات مفید و آموزنده شما
فقط یه نکته خواستم بگم که ما تو فیزیک خلا کوآنتومی داریم که انرژی فوق العاده زیادی داره و ذرات کوآنتومی هم میتونن این انرژی رو دریافت و بازتاب کنن. ولی این انرژی خلا بصورت بکگراند هستش و با امکانات متعارف نمیشه اونو استخراج کرد. ذرات کوآنتومی مثل همین نوسانات اسپینی از این بکگراند میتونن انرژی دریافت و بازتاب کنن که این مقدار بسیار بسیار کمی از انرژی هستش و با تکنولوژی های پیشرفته بزور میشه دیتکتش کرد. البته تو سالیان اخیر خیلی از دانشمندان در زمینه استخراج انرژی خلا کار کردن و اختراعات زیادی هم ثبت شده. یکی از معروفترین این دانشمندان آقای Bernard Haisch هستش که بنیانگذار موسسه فیزیک خلا کالیفرنیا هستش و یکی دیگه مثلا Harold E. Puthoff هستش که دانشمندی بسیار تراز بالا هستش و خودش چند شرکت در زمینه تحقیقات در مورد انرژی خلا تاسیس کرده که یکی از اونها earthtech هستش. البته باید گفت که بصورت عملی و کاربردی فکر نمیکنم هنوز موفق به استخراج این انرژی شده باشن. ولی همینطور که گفتم حق با شماست و ذرات کوآنتومی نمیتونن این مقدار انرژی که ما تو این سیستم دیتکت میکنیم رو تامین کنن و انرژی تابشی اونها بسیار کمه.

مهر آفرین عزیز خیلی ممنوم از شما
بله همینطوره. دلایل نشون میده epr نمیتونه تو این زمینه دخیل باشه چون سیگنال ضعیفی داره. ولی دوستان با این سیستم مثل اینکه فلز رو از چند متر هم دیتکت کردن و این یعنی امواجی بسیار قویتر .
بنده چندین بار گفتم که اطلاعاتم در زمینه الکترونیک از شما عزیزان بخصوص مهندس حمید گرامی بسیار بسیار کمتره. ولی نکته ای که هست اینه که اگه این سیستم بر اساس انعکاس کار کنه اونوقت با توجه به سرعت نور که تقریبا 300000 کیلومتر در ثانیه هستش بعید میدونم در صورت خاموش شدن فرستنده ما وقت کافی برای دریافت سیگنال انعکاسی داشته باشیم. مثلا اگه هدف تو 100 متری باشه تنها 333 نانو ثانیه وقت داریم اونو دیتکت کنیم که بسیار زمان کمیه و اگه هدف بیاد تو یک متری این زمان میشه 3 نانو ثانیه.

خیلی ممنون از شما.
بله ظاهرا ایده دخالت این نوع فرکانسهای اتمی با توجه به عدم امکان عملی برای دریافتشون از فواصل چند متری تقریبا منتفی هست! ولی بهرحال تحقیق روی این فرکانسها که البته هر کدوم سوابق علمی چند ده ساله دارن بهتر از حساب باز کردن روی برخی موهومات هست که هیچ جنبه علمی ندارن!
در مورد تجربه سنس با این سیستم فواصل چند متری تا الان ثابت شدست. هر چند نشنیدیم موردی مثلا از 10 متری سنس شده باشه ولی فواصل 2-3 متری در تستهای ساده زیاد گزارش شده و در فیلمها هم دیده شده که همین مقدار هم با توجه به قدرت اندک هدف مسافت کمی برای سنس بصورت الکترونیکی نیست هر چند که با ایده آل ما از نظر فاصله مطلوب جهت ردیابی فاصله داشته باشه.
در خصوص سیستم ارسال و دریافت نوبتی شبیه به فلزیاب پالسی همونطور که فرمودین به دلیل نزدیکی سرعت امواج رادیویی به سرعت نور این کار بلحاظ عملی به اون شکل ممکن نیست. البته تایمینگها بدلیل رفت و برگشت دو برابر چیزی هست که فرمودین و در واقع زمان لازم جهت ارزیابی انعکاس موج ارسال شده حدود 6 نانو ثانیه به ازای هر متر فاصله از هدف هست که با ابزار الکترونیکی متعارف نمیشه چنین کاری انجام داد. اما در سیستمهای GPR که از بخش الکترونیکی بسیار پیشرفته ای استفاده میکنن دقیقا چنین کاری انجام میشه و به همین دلیل تمام فواصل و عمق هم با این روش اندازه گیری و مشخص میشن. در واقع سیستم های GPR که البته نوعی نقطه زن هستن ولی فلزیاب نیستن سیستم عملکرد ساده ای شبیه به فلزیاب پالسی دارن با این تفاوت که بدلیل بالا بودن فرکانس کار و سرعت ارسال و دریافت نزدیک به نور و لزوم آنالیز دقیق روی چنین سیگنالی اصلا توسط مدارات الکترونیکی معمول قابل پیاده سازی نیستن.