Usynlige magnetiske sensorer måler magnetfelter uden at forstyrre dem

I øjeblikket, de fleste magnetiske sensorer, der bruges i nutidens computere, flyvemaskiner, biler, og andre systemer forvrænger de magnetfelter, de måler. Disse forvrængninger kan forårsage store problemer for nogle applikationer, især biomedicinske teknikker, der kræver meget nøjagtige målinger, og kan også forårsage cross-talk i sensorarrays.

I en ny undersøgelse, forskere har designet "usynlige" magnetiske sensorer - sensorer, der er magnetisk usynlige, så de stadig kan detektere, men ikke forvrænge de omgivende magnetfelter. Forskerne, Rosa Mach-Batlle, Carles Navau, og Alvaro Sanchez ved det autonome universitet i Barcelona, har udgivet et papir om de usynlige magnetiske sensorer i en nylig udgave af Anvendt fysik bogstaver .

"Dette er det første forslag om at gøre en magnetisk sensor usynlig, "Fortalte Mach-Batlle Phys.org . "Usynligheden kan endda gøres nøjagtig i nogle tilfælde, noget der aldrig er opnået før, til vores viden. "

Mange magnetiske sensorer er lavet af ferromagnetiske materialer, som har fordelen ved forbedret sensordetekterbarhed sammenlignet med andre materialer. Imidlertid, ulempen ved ferromagnetiske materialer er, at de tiltrækker magnetfelter, forårsager forvrængninger i de samme magnetfelter, som sensorerne registrerer.

Den udfordrende del ved at lave usynlige magnetiske sensorer er at samtidig annullere disse forvrængninger, mens sensorerne stadig kan detektere magnetfelterne. Tidligere har forskere har designet magnetiske kapper til tilsløring af magnetiske objekter, der gør det umuligt at opdage dem magnetisk udefra. Imidlertid, disse kapper fungerer begge veje, så de tilslørede magnetiske objekter er fuldstændigt isolerede fra og ude af stand til at detektere eksterne magnetiske felter. Så en tilsluttet sensor kunne ikke længere fungere som en sensor.

I den nye undersøgelse, forskerne har foreslået en metode til at gøre en sensor magnetisk usynlig og samtidig bevare dens evne til at sanse. Deres strategi bruger en sfærisk magnetisk skal, der annullerer det ledende udtryk for den forvrængning, som sensoren skaber som reaktion på eksterne magnetiske felter. Skallen er også designet med små "luftgab", der tillader en brøkdel af det ydre magnetfelt at nå frem til sensoren. Teoretisk set usynligheden kan gøres perfekt under visse betingelser - specifikt når sensoren er sfærisk og magnetfeltet er ensartet.

Ifølge forskernes model, den foreslåede sfæriske skal skal være fremstillet af et materiale med visse egenskaber (især en præcis diamagnetisk permeabilitet), der ikke findes i naturen. Alligevel, forskerne forventer, at disse egenskaber kan efterlignes med metamaterialer fremstillet af høj temperatur superledere. I fremtiden, forskerne planlægger at undersøge disse muligheder samt variationer i magnetisk tilsløring yderligere.

"Vi udvikler ideer som at undersøge tilsløringsejendomme til AC -felter eller inkorporere det spændende koncept om negativ statisk permeabilitet til at skabe nye former for magnetfelter, "Sagde Sanchez.

© 2018 Phys.org