Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование распределения магнитного поля над миниатюрными проводниками тока при помощи датчика на основе гигантского магнитного импеданса

ФИО
Холодков Никита Сергеевич
Электронная почта
83b516gigagubu@yandex.ru
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Защиты металлов и технологии поверхности
ФИО научного руководителя
д.ф.-м.н. Усов Н.А., к.ф.-м.н. Гудошников С.А., к.х.н. Бардин И.В.
Академическая группа
МКМ-15-1
Наименование тезиса
Исследование распределения магнитного поля над миниатюрными проводниками тока при помощи датчика на основе гигантского магнитного импеданса
Тезис

Эффект гигантского магнитного импеданса (ГМИ) заключается в существенном (более 100 %) изменении комплексного сопротивления (импеданса) ферромагнитного проводника, по которому протекает переменный ток высокой частоты, при приложении к нему внешнего магнитного поля. Этот эффект нашел применение при конструировании магнитных датчиков – магнитометров. В данной работе приводятся результаты тестирования программно-аппаратного комплекса для проведения in-situ коррозионных исследований материалов на основе ГМИ-магнитометра (далее Комплекс).

Комплекс состоит из системы магнитных экранов, программного обеспечения и сканирующей системы, в которой роль сенсора играет ГМИ-магнитометр. Магнитометр представляет собой отрезок аморфного ферромагнитного микропровода в стеклянной оболочке с навитой на него медной катушкой, расположенный на свободных концах П-образного держателя, герметизированный полимерным клеем для защиты от воздействия агрессивных сред. Таким образом, магнитометр измеряет компоненту внешнего магнитного поля, направленную параллельно отрезку микропровода.

Перед исследованиями питтинговой коррозии нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов было проведено тестирование возможностей комплекса при измерениях локальных магнитных полей токонесущих структур. В качестве модельного объекта был выбран образец, представляющий собой диэлектрическое основание, на котором располагается медный проводник в форме петли, по проводнику пропускается постоянный ток величиной 0,05 А. Толщина проводника и расстояние между проводами в основании петли составляет 0,1 мм, ширина петли составляет 1 мм, датчик располагается на высоте 0,25 мм от поверхности петли, сканирование происходит перпендикулярно оси датчика. Схема сканирования представлена на рисунке 1.

В результате сканирования была получена карта распределения магнитных полей над поверхностью образца, представленная на рисунке 2. Измеренное распределение магнитного поля отличается от распределения расчетного поля магнитного витка с током и связано с особенностями регистрации магнитных полей ГМИ-датчиком. Результатом исследования является выбор модельного объекта для тестирования, калибровки и поверки Комплекса.

Рисунок 1 – Схема сканирования витка с током ГМИ-датчиком

Рисунок 2 – Карта распределения магнитного поля над витком с током измеренная ГМИ-датчиком

Работа выполнена в рамках гранта № К2-2015-018, и в рамках проекта «У.М.Н.И.К.».

Научные руководители - д.ф.-м.н. Усов Н.А., к.ф.-м.н. Гудошников С.А., к.х.н. Бардин И.В.