في مجتمع المعلومات اليوم ، أصبحت مجسات المجال المغناطيسي عنصرا أساسيا لا يمكن الاستغناء عنه في صناعات تكنولوجيا المعلومات والمعلومات.
في الوقت الحاضر ، تم تطوير أجهزة استشعار المجال المغناطيسي التي تستخدم مختلف التأثيرات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية واستخدمت على نطاق واسع في مختلف جوانب البحث العلمي والإنتاج والحياة الاجتماعية ، واضطلعت بمهمة استكشاف أنواع مختلفة من المعلومات. ومع ذلك ، فإن معظم تقنيات استشعار المجال المغناطيسي لا تزال تواجه مشاكل في حساسية وخبط التباطؤ ، مما يعوق تطبيقها العملي. الجمع بين حساسية مغناطيسية عالية ، وانخفاض التباطؤ والاستجابة السريعة للموجة الصوتية السطحية للفيلم المغناطيسي من الحديد والكوبالت (FeCo) ، فمن الممكن تحقيق نوع جديد من الحساسية السريعة ، عالية ، وانخفاض معدل التخلف ، ومستقرة وموثوق بها. تقوم طريقة اكتشاف المجال المغناطيسي باكتشاف مجال مغناطيسي.
ووجد وانغ ون ، وهو باحث في مركز تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية بمعهد الصوتيات ، والأكاديمية الصينية للعلوم ، وآخرون ، أن تصميم نمط الشبكة الخاص بفيلم المغنطوف الكوبالت الحديدي يمكن أن يحصل على نوع جديد من السرعة والحساسية. طريقة كشف المجال المغناطيسي وتحسين استشعار المجال المغناطيسي. الخطية والاتساق والاستقرار يقلل من أخطاء التخلف ، وبالتالي تحسين أداء مستشعر المجال المغناطيسي. وقد نشرت النتائج ذات الصلة في السلفادور الدولية AIP السلف.
في السنوات الأخيرة ، استخدم الباحثون الأفلام المغنطيسية كجهاز استشعار الموجات الصوتية السطحية (SAW) للأفلام الحساسة ، مما يوفر طريقة جديدة لتصميم مجسات المجال المغناطيسي. اقترح فريق البحث في وانغ وين جهازا قائما على أساس فيلم من الحديد والكوبالت لاستشعار المجالات الحالية / المغناطيسية ، والحساسية التي يتم الحصول عليها من خلال التحسين النظري تصل إلى 8.3 كيلوهرتز / طن متري. ومع ذلك ، فإن تأثير التباطؤ القوي * في الأفلام المغنطيسية يجلب أخطاء تخلف كبيرة ويؤدي إلى تدهور كبير في أداء المستشعر.
في هذه المرة ، جمع الباحثون بين الفيلم الحديدي المغناطيسي الكوبلت الحديدي لتصميم نمط الشبكة مع الموجة الصوتية السطحية لاستشعار المجال المغناطيسي. يتكون المستشعر المقترح من مذبذب خط تأخر مزدوج ، كما هو موضح في الشكل 1.
يتم ترسيب سطح الجهاز على قناة الاستشعار عن طريق عملية الاشتعال والنقش RF لإيداع مصفوفة شبكة ألياف الحديد والكوبالت ، والتي تقوم بفعالية بقمع تأثير التباطؤ عن طريق تحرير تغير الإجهاد الداخلي في الحديد والكوبالت. يتم استخدام جهاز القناة المرجعية للحد بشكل فعال من تأثيرات درجة الحرارة المحيطة والآثار الأخرى من خلال الأساليب التفاضلية. عندما يتغير المجال المغنطيسي ، فإن التأثير المغنطيسي * و التأثير * الخاص بغشاء الحديد بالكوبالت يسبب تغير في سرعة انتشار SAW ، ويمكن استخدام تغيير إشارة تردد التذبذب التفاضلي لتمييز قوة المجال المغناطيسي إلى تقاس.
تظهر النتائج التجريبية أن تأثير التباطؤ في مادة الحديد والكوبالت يتم تثبيطه بنجاح بواسطة جهاز استشعار المجال المغناطيسي SAW باستخدام فيلم حساس مغناطيسي من نوع الكوبالت الحديدي ، وخطأ التخلف هو واحد فقط من خامس الحديد مستشعر الفيلم الكوبالت. كما تم تحسين حساسية وخطية المستشعر بشكل كبير ، كما هو مبين في الشكل 2. هذه الدراسة توفر وسيلة فعالة للكشف عن الحقل المغناطيسي عالية الأداء.
* تأثير التباطؤ القوي: إن تغير حالة المغنطة للمادّة المغناطيسية المتعرجة دائمًا ما يتخلف عن تغيير المجال المغناطيسي التطبيقي. بعد إزالة المجال المغناطيسي الخارجي ، لا يزال بإمكان المادة الحفاظ على الخصائص المغناطيسية الجزئية الأصلية.
* التأثير المغنطيسي (Magnetostrictive effect): يتغير حجم وحجم المادة عندما تتغير المادة المغناطيسية المغناطيسية في المجال المغناطيسي الخارجي.
* ΔE التأثير: عندما تتغير المواد المغناطيسية المغناطيسية في المجال المغناطيسي الخارجي ، يتغير أيضًا معامل مرونة يانج (E).
الشكل 1 (أ) البنية الأساسية لمستشعر المجال المغناطيسي بالموجات الصوتية السطحية ، (ب) استجابة عنصر المستشعر ، (ج) جهاز الاستشعار لإيداع فيلم من الحديد والكوبالت
الشكل 2: مقارنة أداء المستشعر بين فلم الحديد والكوبالت المودعة ، (أ) اختبار الخطأ التباطؤ ، (ب) اختبار الحساسية