«Распределение намагниченности в микропроводе с циркулярной магнитной анизотропией при воздействии внешних полей»

Датчики на основе магнитоимпедансного (МИ) эффекта позволяют проводить измерения слабых магнитных полей, токов, в том числе в целях кардио- и энцефалографии, проводить мониторинг механических напряжений и деформаций в элементах различных конструкций и даже биоимплантов (то, что обозначают термином structure health). Наиболее сильно МИ-эффект проявляется в цилиндрических аморфных проводах с циркулярной или геликоидальной магнитной анизотропией и соответственным распределением намагниченности насыщения в наружном слое проводника. Одной из предпосылок успешного создания высокочувствительных МИ датчиков магнитных полей является исследование условий возбуждения и влияния внешних магнитных полей на сигнал чувствительного элемента.

В данной работе на основе численного моделирования рассматривается распределение намагниченности в аморфных ферромагнитных микропроводах с циркулярной магнитной анизотропией (рис. 1).

Анализ влияния магнитных полей различной природы на распределение намагниченности в МИ проводнике позволило определить условия, при которых поперечная составляющая внешнего магнитного поля не оказывает существенного влияния на сигнал сенсорного элемента, что открывает возможности для построения векторных (трехмерных) датчиков магнитных полей. С учетом распределения намагниченности построены графики зависимости МИ эффекта от компонент внешнего магнитного поля, поля анизотропии и поля смещения (рис. 2)

. 

Рисунок 1 – Зависимость компоненты намагниченности вдоль оси провода M_z/M_s от внешнего магнитного поля для участка провода, соответствующему азимутальному углу φ = 0 (при H_k=1Э , 4πM_s=500Гс)

Рисунок 2 – Зависимость индукционного сигнала МИ проводника от внешнего магнитного поля (при H_k=1Э , 4πM_s=500Гс). 

Работа выполнена под руководством асп. Нематова М.Г. и к.ф.-м.н., доц. Морченко А.Т.