Использование магнитометрических методов для наблюдения за телами и предметами, выполненными из ферримагнитных материалов, обладающих большими пространственными размерами. (как обнаруживать подводные лодки, которые находятся в режиме погружения на несколько сотен метров).

При анализе патентной документации было установлено, что больше половины изобретений (двадцать шесть патентов) относится к разработке конструкций магниторезистивных датчиков и магнитометров, включая датчики со спинволновыми магниторезистивными элементами. В этих патентах технические решения направлены:на повышение функциональных возможностей за счет определения направления магнитного поля при использовании нескольких чувствительных элементов;на расширение диапазона измерений в область слабых магнитных полей за счет линейности магнитосопротивления;на миниатюризацию устройств за счет резкого уменьшения величины размагничивающего поля;на повышение чувствительности на один два порядка, до 500 Тл–1;на повышение точности измерений магнитных полей путемуменьшения шума Баркгаузена, увеличения магниторезистивного эффекта(достижения высоких значений относительного сопротивления AR/R до 20%).Конструктивно магниторезистивные датчики представлены в виде: полосковых элементов на основе тонкопленочного композитного магниторезистивного материала;полосковой линии и интегральной схемы, содержащей магниторезистивный датчик и катушку индуктивности;полупроводниковой пластины и металлических полосок, расположенных на концентраторе магнитного поля пленке из магнитомягкого материала с высокой намагниченностью насыщения, находящейся в одноименном состоянии;полосковых элементов с дополнительной магнитной системой из нескольких постоянных микромагнитов, создающих однородное магнитное поле в полосках, перпендикулярное их оси легкого намагничивания.Магнитотранзисторные датчики представлены всего тремя патентами, два из которых принадлежат России. В патенте России за 2003 г предложен интегральный биполярный магнитотранзистор, в котором введение двух скрытых полупроводниковых областей двух дополнительных коллекторов позволяет повысить функциональные возможности: определять направление вектора индукции магнитного поля. В другом патенте России предлагается устройство, содержащее полевой транзистор (емкостный элемент колебательного контура) и биполярный транзистор (индуктивный элемент колебательного контура). При воздействии магнитного поля на канал магнитотранзистора происходит изменение составляющей полного сопротивления, а следовательно, резонансной частоты колебательного контура. Техническим результатом является увеличение чувствительности и точности измерений.Датчики генераторного типа представлены в двенадцати патентах. В этих патентах рассматриваются:дифференциальный метод измерения, состоящий в сравнении частот сигналов от двух датчиков, обеспечивающий измерение градиентов компонентов магнитного поля второго и более высокого порядка в широком диапазоне изменений температуры окружающей среды;измерение слабых магнитных полей порядка 10 Тл с помощью радиочастотного LCгенератора, имеющего в области от 1·10 до 17·10 Тл линейную зависимость магнитной индукции от частоты с тангенсом угла наклона 1,25·10–6 Тл/Гц;устройство с модуляционнодемодуляционным принципом регистрации слабых (постоянного и низкочастотного) магнитных полей, обеспечивающее увеличение чувствительности в два раза, снижение шума и уменьшение энергопотребления;сверхпроводящие квантовые магнитометры с частотным диапазоном от радиочастот до 3 ГГц при температурах порядка 10 К и 77 К.По микрорезонаторным датчикам и резонансным магнитометрам наибольшее количество патентов (шесть из восьми) принадлежит России и бывшему СССР. Техническим результатом указанных изобретений является: расширение диапазона измерений в область слабого и сверхслабого магнитных полей до 10–13Тл, повышение пороговой чувствительности до 12 пТл, повышение точности измерений, измерение двух компонентов магнитного поля, повышение быстродействия.ЗаключениеВ работе рассмотрена проблема, связанная с оценкой характера формирования магнитного поля намагниченного ферромагнитного объекта. В зависимости от уровня помех, существующих на носителе магнитометрической аппаратуры, проведена оценка дальности обнаружения ферромагнитного объекта. Введены критерии, позволяющие практически оценить это расстояние в зависимости от его геометрических размеров.Библиографический список1. Бледнов В.А. Компонентные геомагнитные измерения на борту движущихся ферромагнитных судов // Успехи физических наук. – 1994. – Т. 165. – № 9. – С. 1001– 1005.2. Бледнов В.А. Метод определения угловых компонент вектора индукции геомагнитного поля на борту ферромагнитного носителя (МОУК) // Докл. Академии наук. – 1995. – Т. 341. – № 2. – С. 251–254.3. Бледнов В.А. Определение компонент геомагнитного поля на движущемся ферромагнитном объекте // Докл. Академии наук. – 1995. – Т. 355. – № 1. – С. 101–103.4. Бледнов В.А. Основные принципы определения компонент магнитного поля Земли на движущихся ферромагнитных объектах (основы теории разделения полей) // Успехи физических наук – 1997. – Т. 167. – № 10. – С. 1114–1118.5. Городницкий А. М., Филин А. М. Изучение дна океанов и поиск металличе-ских объектов магнитными методами // Вестн. РАЕН. 2001. № 1.6. Касаткин С. И. и др. Тонкопленочные многослойные датчики магнитного поля на основе анизотропного магниторезистивного эффекта // Микроэлектроника. 2000. Т. 29, № 2.7. Васильев Н. П., Касаткин С. И., Муравьев Л. М. Тонкопленочные магниторе-зистивные датчики // Зарубежная электронная техника. 1994. №4–6. С. 56–76.8. Померанцев Н. М., Рыжков В. М., Скроцкий Г. В. Физические основы кван-товой магнитометрии. М.: Наука, 1973.9. Яновский Б.М.Теоретические основы магнитометрического метода исследования земной коры и геомагнитные измерения. - 1963. - 461 с.10. Чилин К.С.Магнитометрический метод оценки расположения и напряженного состояния арматуры и возможности его применения при автоматизации процесса изготовления железобетонных конструкций. - Ленинград, 1963. - 15 с.11. Любчик А.Н.Совершенствование магнитометрического метода дистанционного контроля местоположения поперечных сварных швов и напряженных состояний подземного стального трубопровода: автореферат дис. ... кандидата технических наук. - Санкт-Петербург, 2014. - 20 с.12. Андронов И.Н.Совершенствование методов оценки изменения напряженно-деформированного состояния подземных трубопроводов по результатам дистанционных магнитометрических измерений: монография / Андронов И. Н., Мусонов В. В., Гуськов С. С. - Нижний Новгород :Дятловы горы, 2016. - 137 с.13. Гуськов С.С.Оценка технического состояния подземных газонефтепроводов. Дистанционный магнитометрический контроль: учебное пособие / Гуськов С. С., Спиридович Е. А., Репин Д. Г. - Нижний Новгород :Дятловы горы, 2016. - 155 с.14. Погорелов М.Г.Информационно-измерительные системы магнитометрического типа для стационарных и подвижных объектов: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.11.16. - Тула, 2009. - 20 с.