В Перми вдвое повысили точность датчика магнитных полей

Российские исследователи разработали миниатюрный волоконно-оптический датчик, способный фиксировать магнитные поля с вдвое большей эффективностью, чем существующие аналоги.

Ученые сравнили два типа лучей: обычный и закрученный

Источник: ПНИПУ

Магнитные поля создают любые работающие приборы: двигатели, линии электропередачи, процессоры. Их изменения могут многое рассказать о скрытых явлениях. Перегрузка электросети меняет поле раньше, чем случится авария. В геологоразведке железная руда искажает земное поле — геологи находят месторождение по аномалиям на поверхности. В авиации поле Земли служит естественным ориентиром.

Особый интерес — измерение полей, создаваемых самим человеком. Сердце, мозг и мышцы порождают слабые магнитные сигналы. Их анализ позволяет диагностировать нарушения без операций и электродов. Но чем слабее сигнал, тем ближе приходится подносить датчик. Именно поэтому магнитометр должен быть компактным. Однако точность электронных приборов зависит от размера. Громоздкие устройства стабильны, но неприменимы на практике. При уменьшении они начинают ошибаться из-за помех, а металлические контакты окисляются.

Современная альтернатива — оптические магнитометры. В них используется свет и оптоволокно. Они не ржавеют, не боятся помех и могут быть миниатюрными. Но в обычном волокне свет рассеивается, полезный сигнал тонет в искажениях. Отражающие покрытия частично решают проблему, но полностью убрать шум не удается.

Датчик, поднесенный к груди, улавливает магнитные сигналы сердца

Источник: ПНИПУ

Инженеры Пермского Политеха совместно с коллегами из ПНППК и Дальневосточного государственного университета путей сообщения разработали датчик, чувствительность которого вдвое выше, чем у прежних схем.

В пресс-службе ПНИПУ рассказали, что конструкция основана на двух решениях. Первое — волокно, закрученное по спирали. Обычный кабель при изгибе рассеивает свет, а спираль сохраняет чистоту луча даже при деформациях. Второе — замкнутая петля. Свет циркулирует по кругу многократно, и каждый оборот усиливает воздействие магнитного поля. Даже слабое поле оставляет четкий измеримый след. В экспериментах магнитное поле воздействовало на закрученный луч в два раза сильнее, чем на обычный. В замкнутом контуре эффект многократно возрастал.

— Благодаря спиральному волокну датчик не боится деформаций. Его можно гнуть и трясти — показания не исказятся, — пояснил Антон Чувызгалов, младший научный сотрудник кафедры «Общая физика» ПНИПУ.

В перспективе такие датчики можно встраивать в буровое оборудование, в роботов для обследования завалов или в портативные медицинские устройства для мониторинга состояния пациентов.

Ранее физики раскрыли новый секрет сверхпроводимости.