Команда исследователей НИТУ «МИСиС» значительно продвинулась в вопросе точного измерения и анализа магнитных полей. Благодаря созданному ими новому магнитометру, инженеры получили уникальный инструмент, позволяющий с высокой точностью определять характеристики магнитных полей: силу, структуру, размеры, а также выявлять даже незначительные дефекты. Этот прибор будет востребован при тестировании магнитных систем и формировании оптимальных решений для будущих недорогих и серийных моделей магнитно-резонансных томографов (МРТ), предназначенных для оснащения городских поликлиник и частных медицинских центров.
Инновации для повседневных технологий
Высокоточная диагностика магнитных полей играет решающую роль в развитии современных инженерных и цифровых решений. Автоматизация промышленного оборудования, определение точных координат, системы навигации, работа мобильных устройств и магнитных карт — все это базируется на понимании магнитного поля Земли. Кроме того, магнитные поля обеспечивают устойчивость крупных конструкций в процессе сварки и монтажа, их применяют для выявления дефектов на критически важных объектах инфраструктуры: на железных дорогах, трубопроводах, мостах. Даже рекордные для поездов на магнитной подушке скорости становятся возможными благодаря грамотному использованию магнитных систем.
Точность, недоступная прежним методам
До появления новых разработок оценка распределения магнитных полей в пространстве осуществлялась весьма приближенными способами — с помощью магнитных жидкостей, пластин или методом «декорации». Однако подобные подходы не давали детальной и достоверной информации, особенно если речь шла об индивидуальной настройке сложных устройств, где важно точно визуализировать распределение магнитных сил. Поэтому востребованность специализированных приборов возрастала с каждым годом. На этот вызов и ответили специалисты одной из ключевых кафедр НИТУ «МИСиС», предложив решение мирового уровня.
Как устроен сканирующий магнитометр
Созданный в университете сканирующий магнитометр отличают продуманная конструкция и высокий уровень автоматизации. Прибор представляет собой не имеющую собственного магнитного поля сканирующую систему, работающую на платформе 2D-плоттера, усовершенствованный датчик, способный фиксировать три компоненты магнитного поля одновременно, а также блок интеллектуального сбора и обработки информации. Уникальность устройства заключается в нетривиальном применении популярных технологических модулей — они используются для многомерной визуализации сложных локальных магнитных изменений и свойств конкретных объектов, будь то магниты или металлические конструкции.
С помощью магнитометра можно практически «увидеть» магнитное поле: система измеряет характеристики в каждой точке поверхности, после чего формируется исчерпывающая картина поля. Это позволяет обнаруживать даже мельчайшие неоднородности и дефекты, которые могут стать угрозой долгосрочной надежности оборудования или самой магнитной системы. Такой подход значительно расширяет возможности инженеров и исследователей, облегчая диагностику и расширяя потенциал применения магнитных материалов.
Применение в медицине и промышленности
Главное направление внедрения инновационного магнитометра — оптимизация и тестирование магнитных систем в будущих МРТ нового поколения. Разрабатываемые в НИТУ «МИСиС» решения позволят создавать аппараты для магнитно-резонансной томографии, которые по стоимости обслуживания будут значительно доступнее существующих моделей на основе сверхпроводников. Благодаря оптимизации процесса магниторазметки, становится возможным массовое производство МРТ, пригодных для установки в муниципальных и частных поликлиниках. Это открывает новые горизонты в ранней диагностике, делая современное медоборудование ближе к пациентам.
Уже сегодня магнитометр успешно прошел комплекс лабораторных испытаний и применяется для проверки магнитных свойств постоянных магнитов в «низкополевых» МРТ. Такие аппараты перспективны для массового использования и способны изменить всю систему предоставления медицинской помощи, делая диагностику высокотехнологичной, оперативной и доступной для миллионов людей.
Вдохновляющее будущее
Разработки НИТУ «МИСиС» демонстрируют, что инновационные подходы к решению инженерных и медицинских задач могут изменить не только отдельные технологии, но и повседневную жизнь общества. Появление доступных магнитно-резонансных томографов и развитие точных методов диагностики магнитных полей откроют значительные возможности для науки, промышленности и здравоохранения. Современные достижения ученых подтверждают: позитивные перемены в технологиях становятся ближе с каждым новым научным открытием.
