2022, випуск 2, c. 5-12
Одержано 26.08.2022; Виправлено 11.09.2022; Прийнято 29.09.2022
Надруковано 30.09.2022; Вперше Online 05.10.2022
https://doi.org/10.34229/2707-451X.22.2.1
Попередня | ПОВНИЙ ТЕКСТ | Наступна
Оптимізація антенного блоку надпровідного магнітометра: дослідження слабких магнітних сигналів
Ю.Д. Мінов, П.Б. Шпильовий, Є.В. Мельник *
Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, Київ
* Листування: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Вступ. Описано оптимізацію конструкції та методу балансування надпровідної антени магнітометра. Даний магнітометр призначено для дослідження магнітних властивостей матеріалів, а також неінвазійного дослідження розподілу магнітних частинок в органах дрібних лабораторних тварин, при введенні токсичних частинок або ліків в організм тварини. Надпровідна антена магнітометра є аксіальним градіометром другого порядку і є частиною трансформатора потоку СКВІД-сенсора. Для стійкої роботи у межах динамічного діапазону магнітометра антена повинна мати ступінь балансу не менше 1/1000. Традиційно її балансування проводиться в окремому налагоджувальному модулі (котушки Гельмгольца), що створює постійне магнітне поле з високим ступенем однорідності.
Мета роботи. Проблемою є те, що подальше переміщення блоку СКВІД-магнітометра до складу вимірювального комплексу, навіть у межах лабораторного приміщення, знижує рівень балансу магнітометра через об'єкти, що створюють сильне градієнтне магнітне поле, що негативно впливає на проведення вимірювань.
Результати. Як розв'язання цієї проблеми у статті описані такі підходи: використання для балансування антени, безпосередньо у місці вимірювання, соленоїда зі спеціальним розташуванням витків обмотки з метою підвищення однорідності поля всередині соленоїда та усунення спотворення поля на його краях; відмовитися від балансувальних елементів за горизонтальними складовими магнітного поля. Використання для балансування по вертикальній складовій магнітного поля, елементу балансування антени у вигляді кільця, що не порушує симетрії антени.
Висновки. Використовуючи даний підхід, вдалося оптимізувати конструкцію антенного блоку та процес балансування антени магнітометра з достатньою мірою ступеня балансу по вертикальній складовій безпосередньо в геометричному центрі вимірювальної системи, що скоротило час підготовки системи до роботи і покращило метрологічні показники системи.
Ключові слова: надпровідність, СКВІД-магнітометрія, аксіальний градіометр, баланс антени, оптимізація.
Цитувати так: Мінов Ю.Д., Шпильовий П.Б., Мельник Є.В. Оптимізація антенного блоку надпровідного магнітометра: дослідження слабких магнітних сигналів. Cybernetics and Computer Technologies. 2022. 2. С. 5–12. https://doi.org/10.34229/2707-451X.22.2.1
Список літератури
1. Примин М.А., Недайвода И.В., Сутковой П.И., Минов Ю.Д. Биосасептометрические исследование магнитных сигналов мелких животных – физических моделей. Комп’ютерні засоби мережі та системи. 2019. № 18. С. 24–31. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/168472
2. Примин М.А., Недайвода И.В., Бурчак А.В., Сутковой П.И., Минов Ю. Д. Бесконтактные исследования и анализ магнитных сигналов образцов угольного вещества. . Комп’ютерні засоби мережі та системи. 2017. № 17. С. 30–39. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131507
3. Škrátek M., Dvurečenskij A., Kluknavský M., Barta A., Bališ P., Mičurová A., Cigáň A., Eckstein-Andicsová A., Maňka J., Bernátová I. Sensitive SQUID Bio-Magnetometry for Determination and Differentiation of Biogenic Iron and Iron Oxide Nanoparticles in the Biological Samples. Nanomaterials. 2020. 10 (10). P. 1993. https://doi.org/10.3390/nano10101993
4. Barandiaran J.M. et al. Search for Magnetite Nanoparticles in the Rats’ Brain. In IEEE Transactions on Magnetics. Jan. 2015. 51 (1). P. 1–3. https://doi.org/10.1109/TMAG.2014.2347337.
5. Líšková S., Bališ P., Mičurová A. et al. Effect of iron oxide nanoparticles on vascular function and nitric oxide production in acute stress-exposed rats. Physiol Res. 2020. 69 (6). P. 1067–1083. https://doi.org/10.33549/physiolres.934567
6. US Patent. Superconducting magnetic sensor with improved balancing system. 3976938A, V. W. Hesterman, P. Alto., Calif. Aug. 24, 1976.
ISSN 2707-451X (Online)
ISSN 2707-4501 (Print)
Попередня | ПОВНИЙ ТЕКСТ | Наступна