ИТ-Новости:

В России разрабатываются уникальные датчики магнитного поля для навигации и медицины

В Национальном исследовательском технологическом университете «МИСиС» при поддержке специалистов из Университета страны Басков (Испания) получены первые образцы уникального материала, который может применяться для датчиков измерения магнитного поля с рекордной чувствительностью, миниатюрным размером и расширенными функциональными возможностями.

На сегодняшний день самым эффективным прибором для измерения магнитного поля из всех существующих является СКВИД-магнитометр (сверхпроводящий квантовый интерферометр), обладающий рекордно высокой чувствительностью, достигающей 1 пТ (10-8 Гс, примерно в 20 000 000 слабее земного поля 5·10−33 Дж/Гц).

Он используется для измерения еле заметных магнитных полей. На его исключительно высокую чувствительность к магнитному потоку опирается практически весь спектр медицинских и технических исследований. Однако недавно специалисты столкнулись с тем, что данный прибор невозможно применять в ряде случаев из-за его дороговизны и большого размера.

Новый материал представляет собой тонкий магнитный микропровод, заключённый в стеклянную оболочку, диаметр которого составляет примерно 25 микрометров (на порядок тоньше человеческого волоса). Этот уникальный магнитный материал может быть применён для разработки различных датчиков на его основе с рекордной чувствительностью и новыми функциональными возможностями.

Так, импеданс (электросопротивление в переменном токе) магнито-мягкого микропровода изменяется в 500-1000 раз при приложении слабого магнитного поля (всего в 10 раз сильнее поля Земли). Это даёт возможность применения данного материала в магнитных датчиках: теоретически сенсор способен определять величину и направление магнитного поля в любой точке пространства.

В частности, он может при отсутствии сигнала заменить GPS, позволяя ориентироваться в пространстве по магнитному полю Земли. При этом магнитное поле измеряется по изменению магнито-импеданса (электрического сопротивления в переменном токе при высокой частоте).

Физическая природа этого эффекта связана с так называемым скин-эффектом магнитного проводника: когда через образец пропускается высокочастотный ток, который концентрируется на поверхности образца, глубина проникновения тока зависит не только от частоты тока, но и от магнитной проницаемости образца.

<-назад