Устройство для определения магнитных полей
Применение: область магнитометрии, в частности при определении поля магнитных головок. Суть изобретения: устройство содержит блок регистрации визуальной информации, катушка Гельмгольца 2, магнитооптический датчик, представляющий собой тонкий плоский слой магнитной жидкости с микрокапельными агрегатами, ограниченный покровными стеклами 4. Напряженность магнитного поля измеряемого объекта определяют путем сравнения с напряженностью магнитного поля, в котором форма микрокапельных агрегатов меняется от слабо вытянутой до нитевидной. 4 ил.
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения полей рассеяния микроскопических объектов, в частности магнитных головок.
Известны устройства для определения магнитного поля, основанные на применении полупроводниковых датчиков Холла. Эти устройства позволяют измерять поле величиной, начиная с нескольких эрстед в объеме, ограниченном датчиком Холла
1 мм 
1 мм. Недостатком этих устройств является низкая резрешающая способность, которая ограничена размерами датчика, так как измеряемое поле усредняется по размеру датчика. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для исследования неустойчивости капли магнитной жидкости в цилиндрическом капилляре, принятое за прототип и содержащее намагничивающую систему - катушки Гельмгольца, в центре которой расположен магнитооптический датчик - цилиндрический прозрачный капилляр с магнитной жидкостью, и блок регистрации визуальной информации. Разрешающая способность известного устройства ограничена размерами капилляра d=1,28 мм и длиной цилиндрического столбика жидкости в капилляре l=15 мм. Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способности определения магнитных полей. Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве магнитооптический датчик - цилиндрический прозрачный капилляр размером 1 мм, содержащий каплю магнитной жидкости и немагнитный прозрачный раствор хлористого кальция, заменяют магнитооптическим датчиком - прозрачным плоским слоем магнитной жидкости с микрокапельными агрегатами толщиной 100 мкм. Разрешающая способность предлагаемого устройства ограничена размерами микрокапельных агрегатов, составляющими 2-20 мкм, что на два порядка выше, чем в известном устройстве. На фиг. 1 показан блок регистрации визуальной информации; на фиг. 2 - общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 3 - изменение формы микрокапельного агрегата при наложении магнитного поля; на фиг. 4 - зависимость отношения полуосей микрокапельных агрегатов от поля. Предлагаемое устройство состоит из блока 1 регистрации визуальной информации, катушек Гельмгольца 2, магнитооптического датчика, представляющего собой тонкий плоский слой магнитной жидкости 3 с микрокапельными агрегатами, ограниченный покровными стеклами 4. Датчик размещен на оптический оси блока 1 в центре катушек 2 таким образом, что плоскость датчика параллельна вектору напряженности магнитного поля катушек Гельмгольца 2 . На фиг. 3 показана форма микрокапельного агрегата вне поля - а; в слабом поле - б; при достижении порогового значения Н1 - в. Вне поля микрокапельный агрегат диаметром d имеет сферическую форму, в слабом поле - форму вытянутого вдоль поля эллипсоида вращения с полуосями а и b. По достижении полем величины порогового поля Н1 микрокапельные агрегаты сильно вытягиваются и принимают форму иголок. На фиг. 4 показана зависимость отношения полуосей а/b микрокапельных агрегатов от поля при d=7,5 мкм (кривая I), d=4,5 мкм (кривая II), d=2,7 мкм (кривая III). Коэффициент поверхностного натяжения на границе микрокапельный агрегат - окружающая его жидкость 1,3 10-5 Н/м. Принцип работы предлагаемого устройства основан на том, что напряженность магнитного поля измеряемого объекта определяют путем сравнения с напряженностью магнитного поля, в котором форма микрокапельных агрегатов меняется от слабо вытянутой до нитевидной. Низкое значение коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела микрокапельный агрегат - окружающая его жидкость и высокая магнитная проницаемость микрокапельных агрегатов позволяют получить значение определяемых полей порядка нескольких эрстед, что позволяет увеличить разрешающую способность предлагаемого устройства по сравнению с прототипом. В известном устройстве чувствительность ограничена величиной не менее 40 Э, так как это минимальное магнитное поле, при котором возникает неустойчивость капли магнитной жидкости в немагнитном растворе при ограничении объема стенками капилляра диаметром 1 мм. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Размещают исследуемый объект вблизи магнитооптического датчика, с помощью блока 1 регистрации визуальной информации, например микроскопа, получают вне поля четкое изображение микрокапельных агрегатов, находящихся в магнитной жидкости 3, заключенной между покровными стеклами 4. Регистрируют изменение формы микрокапельных агрегатов: в поле меньше Н1 измеряют а и b, в поле Н=Н1 регистрируют сильное удлинение. Сопоставляют значения напряженности исследуемого поля с калибровочными значениями напряженности однородного магнитного поля катушек Гельмгольца, в которых происходят аналогичные изменения формы микрокапельных агрегатов. Калибровка микрокапельных агрегатов проводится в однородном поле катушек Гельмгольца. Для калибровки с помощью блока 1 регистрации визуальной информации получают четкое изображение микрокапельных агрегатов, измеряют их диаметр d; подключают катушки к источнику питания, измеряют полуоси а и b эллипсоидов в полях Н< Н1, увеличивают ток до тех пор пока не будет иметь место сильное удлинение в поле Н1. Заносят полученные результаты в градуировочную таблицу, производя калибровочные измерения для микрокапель разного диаметра. Сопоставительный анализ заявляемого устройства и прототипа показывает, что заявляемое решение отличается от известного тем, что в качестве магнитного датчика вместо капилляра диаметром 1 мм, заполненного каплей магнитной жидкости и немагнитным прозрачным раствором, используется плоский тонкий слой магнитной жидкости с микрокапельными агрегатами.Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, содержащее магнитооптический датчик с магнитной жидкостью, расположенный в системе катушек Гельмгольца, блок регистрации визуальной информации, на оптической оси которого расположен датчик, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и разрешающей способности, датчик представляет плоский прозрачный тонкий слой, расположенный параллельно полю катушек, а магнитная жидкость содержит микрокапельные агрегаты.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Похожие патенты:
Устройство для определения магнитных полей // 2005310
Изобретение относится к твердотельной СВЧ-электронике, и может быть использовано для измерения полей (констант) анизотропии эпитаксиальных ферритовых пленок
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении элементов, предназначенных для измерения и детектирования магнитных полей
Изобретение относится к радиоэлектронике и электронной технике и может быть использовано при измерении параметров ферромагнитных пленок как в процессе их производства, так и при изготовлении пленочных спин-волновых СВЧ-приборов
Изобретение относится к магнитометрической технике и предназначено для исследования магнитных характеристик пленок в устройствах памяти на цилиндрических доменах
Изобретение относится к магнитометрии тонких пленок и может быть использовано для контроля их параметров при использовании в запоминающих устройствах
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения характеристик магнитных пленок
Магнитометр // 2100819
Изобретение относится к магнитометрам и может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля и вектора магнитной индукции в науке, промышленности, медицине
Датчик магнитного поля // 2150712
Изобретение относится к электроизмерительной технике и, прежде всего, к магнитометрии
Магниточувствительный элемент // 2210086
Изобретение относится к области электротехники, в частности к магниторезистивным считывающим элементам, и может быть использовано в компьютерной технике для считывания информации с магнитных носителей с высокой информационной плотностью, а также в сенсорной технике и автоматике
Датчик магнитного поля // 2381515
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженностей магнитных полей, например, в геофизических исследованиях
Изобретение относится к способам измерений параметров тонких магнитных пленок (ТМП) и может найти применение при научных исследованиях и технологическом контроле образцов ТМП, например, гранатовых эпитаксиальных структур
Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой датчик слабых высокочастотных магнитных полей и может применяться в первую очередь в магнитометрии. Датчик содержит диэлектрическую подложку, на верхней стороне которой нанесены полосковые проводники двух микрополосковых резонаторов, а на нижней стороне осаждена магнитная пленка, покрытая металлическим слоем, выполняющим роль экрана. Проводники резонаторов расположены под оптимальным углом друг к другу, обеспечивающим максимальный коэффициент преобразования датчика и определяемым по формуле
ϕ
0
≈
4
π
H
k
M
s
, где Hk - поле одноосной магнитной анизотропии тонкой магнитной пленки, a Ms - намагниченность насыщения пленки. Мощность СВЧ-генератора подается на оба резонатора одновременно, а выходной сигнал датчика формируется двумя сигналами, снимаемыми одновременно с этих двух резонаторов, при этом сигналы резонаторов суммируются, а шумы генератора компенсируются. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности датчика высокочастотных магнитных полей. 3 ил.
Графеновый спиновый фильтр // 2585404
Использование: для формирования групп поляризованных электронов с заданной ориентацией спина в устройствах твердотельной электроники. Сущность изобретения заключается в том, что графеновый спиновый фильтр содержит монослой графена с двумя ферромагнитными электродами, изолирующий слой, расположенный между монослоем графена и каждым из ферромагнитных электродов, и слой благородного металла, в качестве изолирующего слоя использован буферный монослой графена, размеры которого ограничены размерами ферромагнитного электрода, а слой благородного металла расположен между ферромагнитным электродом и буферным монослоем графена, слой благородного металла состоит из монослоя атомов золота. Технический результат: обеспечение возможности повышения степени спиновой поляризации тока и уменьшения потерь спинового тока. 4 ил.
