Держатель образца для сквид-магнитометра типа mpms

Авторы патента:

G01R33/0354 - Устройства для измерения переменных магнитных величин

G01R33/035 - с помощью приборов со сверхпроводимостью

Владельцы патента RU 2726268:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин. Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS содержит цилиндрическую трубку из органического материала, внутри которой вертикально помещен немагнитный цилиндр, при этом дополнительно содержит второй цилиндр, идентичный первому, и немагнитные бобышки, образец крепится к верхнему основанию нижнего цилиндра, сбоку от образца на основании цилиндра устанавливаются бобышки, на которые опирается помещаемый сверху внутри трубки второй цилиндр. Технический результат – уменьшение паразитного сигнала от держателя, увеличение точности и снижение погрешности магнитных измерений, упрощение технологии изготовления цилиндра. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, физика конденсированного состояния.

СКВИД-магнитометр - это физический прибор на основе эффекта Джозефсона, предназначенный для измерения магнитных полей и их градиентов [Кларк Дж. Принципы действия и применение СКВИДов. - ТИИЭР, 1989, т. 77, №8, с. 118-137].

Известна конструкция выпускаемого фирмой «Quantum Design» (Сан-Диего, США) штатного держателя образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS в виде цилиндрической трубки из органического материала, внутрь которой по центру вставлен враспор короткий отрезок такой же трубки, внутрь которого помещают исследуемый образец [Quantum Design. Magnetic Property Measurement System. MPMS MultiVu Application User's Manual. Part Number 1014-110C, p. 3-2]. Снизу в держатель вставляется пробка, а верхней частью держатель крепится к штоку, с помощью которого по вертикальному каналу помещается в источник намагничивающего поля - сверхпроводящий соленоид. В СКВИД-магнитометре типа MPMS силовые линии намагничивающего поля Н направлены вдоль оси трубки.

К недостаткам штатного держателя образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS следует отнести: невозможность точной ориентации образца относительно направления намагничивающего поля; отсутствие жесткой фиксации образца в держателе, приводящее к росту погрешности магнитных измерений из-за изменения ориентации образца под воздействием намагничивающего поля.

Известна конструкция держателя образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS, представляющая собой цилиндрическую трубку из органического материала с немагнитным цилиндром внутри, имеющим, по меньшей мере, один прямоугольный паз, к плоскости которого жестко крепится образец [RU 2645031 С1, МПК G01R 33/035, опубл. 15.02.2018] (прототип).

К недостаткам прототипа следует отнести: ограничение размеров образца размерами паза; наличие паразитного сигнала от держателя, обусловленное наличием паза в цилиндре (уровень паразитного сигнала пропорционален габаритам паза); сложность изготовления цилиндра с пазом.

Техническим результатом изобретения является уменьшение паразитного сигнала от держателя, увеличение точности и снижение погрешности магнитных измерений, упрощение технологии изготовления цилиндра.

Технический результат достигается тем, что в держателе образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS, содержащем цилиндрическую трубку из органического материала, внутри которой вертикально помещен немагнитный цилиндр, новым является то, что держатель дополнительно содержит второй цилиндр, идентичный первому, и немагнитные бобышки, образец крепится к верхнему основанию нижнего цилиндра, сбоку от образца на основании цилиндра устанавливаются бобышки, на которые опирается помещаемый сверху внутри трубки второй цилиндр.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых компонентов: второго цилиндра из немагнитного материала, идентичного первому цилиндру; немагнитных бобышек.

Эти признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется с помощью графических материалов. На фиг. 1 представлена конструкция держателя образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS. На фиг. 2 приведен пример размещения образца в держателе.

Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS (фиг. 1) содержит два одинаковых цилиндра 1,2 из немагнитного материала, цилиндрическую трубку 3 из органического материала и немагнитные бобышки 4. Трубка 3 представляет собой стандартную трубку для изготовления держателей, она поставляется в комплекте со СКВИД-магнитометром типа MPMS. Цилиндры 1 и 2 вставлены в трубку 3. К верхнему основанию цилиндра 1 жестко крепится исследуемый образец 5. Сбоку от образца 5 на основании цилиндра 1 устанавливаются бобышки 4, на которые опирается помещаемый сверху внутри трубки 3 второй цилиндр 2.

Снизу в трубку 3 вставляется штатная пробка 6, которая предотвращает выпадение цилиндров 1, 2 из трубки 3. Верхней частью трубка 3 крепится к штоку 7, с помощью которого по вертикальному каналу (не показан) помещается в источник намагничивающего поля - сверхпроводящий соленоид (не показан). После чего проводятся магнитные измерения.

Как показывает практика, для того чтобы паразитным сигналом от держателя можно было пренебречь, длина держателя должна, как минимум, на порядок превосходить расстояние между приемными катушками магнитометра, а поперечное сечение держателя должно быть как можно более однородным по всей длине держателя. При этом образец устанавливают в центре держателя. В СКВИД-магнитометре типа MPMS расстояние между приемными катушками составляет 15 мм, значит, общая длина держателя должна быть не менее 150 мм. Так, длина штатной трубки 3 составляет 198 мм.

Описанная конструкция держателя наилучшим образом подходит для исследования магнитных свойств: 1) монокристаллов, у которых хотя бы одна кристаллографическая ось направлена по нормали к какой-либо грани кристалла, для случая ориентации этой кристаллографической оси вдоль намагничивающего поля Н; 2) тонких магнитных пленок в геометрии, когда поле Н направлено строго перпендикулярно плоскости пленки. В первой ситуации монокристалл крепят к основанию цилиндра с плотным прилеганием соответствующей грани, во второй - обеспечивают плотное прилегание к основанию пленочной подложки.

Пример.

Цилиндры 1 и 2 изготовлены из цилиндрического кварцевого стержня диаметром 5 мм, длина каждого из них составляет 88 мм. Основания цилиндров выполняются шлифованными. Стандартная трубка 3 для СКВИД-магнитометров типа MPMS имеет внешний диаметр 5,3 мм, внутренний диаметр 5 мм и длину 198 мм. Образец 5 - орторомбический монокристалл людвигита Co₅GeB₂O₁₀, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда со скошенными углами, клеем БФ-2 приклеивают наибольшей гранью к верхнему основанию цилиндра 1 (фиг. 2). Размеры параллелепипеда составляли 1,7×0,55×0,15 мм³. Кристаллографическая ось b монокристалла Co₅GeB₂O₁₀ направлена по нормали к наибольшей грани этого кристалла, ось с - вдоль длинного ребра, а ось а - перпендикулярно осям b и с. По бокам образца 5 приклеивают бобышки 4 из плотного картона. Бобышки 4 имеют высоту 0,2 мм несколько превышающую толщину монокристалла, что позволяет, с одной стороны, защитить образец от механического воздействия со стороны цилиндра 2, а, с другой стороны, - минимизировать паразитный сигнал от держателя за счет малости зазора между цилиндрами 1 и 2, соответственно увеличить точность и снизить погрешность измерений. Для выполнения магнитных измерений держатель с образцом помещают в канал СКВИД-магнитометра типа MPMS. При этом кристаллографическая ось b монокристалла оказывается сориентированной строго вдоль намагничивающего поля Н.

Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS, содержащий цилиндрическую трубку из органического материала, внутри которой вертикально помещен немагнитный цилиндр, отличающийся тем, что он дополнительно содержит второй цилиндр, идентичный первому, и немагнитные бобышки, образец крепится к верхнему основанию нижнего цилиндра, сбоку от образца на основании цилиндра устанавливаются бобышки, на которые опирается помещаемый сверху внутри трубки второй цилиндр.

Изобретение относится к области средств измерений величин магнитных полей. Способ уменьшения порога чувствительности средств измерений первой производной по времени от значений магнитной индукции характеризуется тем, что для уменьшения собственных шумов средства измерений выходной сигнал первичного измерительного преобразователя разделяют на два поддиапазона и оптимально согласуют на каждом поддиапазоне с входными характеристиками подключаемых к первичному измерительному преобразователю усилительных элементов, выходные сигналы которых суммируют, что обеспечивает неискаженный сигнал во всем частотном диапазоне.

Способ контроля характеристики преобразования феррозонда // 2724314

Предложенное изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к производственному контролю характеристики преобразования феррозондом магнитного поля (МП) Земли.

Альтернативное решение для неопределенных областей в изображениях mrcat // 2721932

Изобретение относится к области медицины. Система обработки для вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности исследуемого объема содержит систему (30) обработки, выполненную с возможностью вычисления первой карты (80) распределения электронной плотности с использованием множества данных визуализации, вычисления второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом вторая карта (82) распределения электронной плотности является упрощенной версией первой карты (80) распределения электронной плотности, вычисления альтернативной карты (84) распределения электронной плотности с использованием первой карты (80) распределения электронной плотности и второй карты (82) распределения электронной плотности, при этом система (30) обработки выполнена с возможностью замены в одной или более зонах (90) артефактов первой карты (80) распределения электронной плотности второй картой (82) распределения электронной плотности с получением альтернативной карты (84) распределения электронной плотности, отличающаяся тем, что система обработки дополнительно содержит систему (40) пользовательского интерфейса, выполненную с возможностью отображения первой карты (80) распределения электронной плотности и содержащую систему (42) пользовательского ввода, позволяющую пользователю вводить пользовательские данные, идентифицирующие и разграничивающие упомянутые одну или более зон (90) артефактов на первой карте распределения электронной плотности.

Система и ручной зонд для неинвазивного анализа в режиме реального времени тканей тела // 2719623

Группа изобретений относится к анализу и обнаружению тканей тела с помощью ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Система для неинвазивного анализа ткани содержит неферромагнитный ручной зонд, выполненный с возможностью установления различия между нервами, мышцами и кровеносными сосудами.

Способ измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок и устройство для его осуществления // 2714314

Группа изобретений относится к измерительной технике и предназначена для неразрушающего контроля качества и однородности тонких магнитных пленок. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют производную от величины поглощения электромагнитной энергии СВЧ-поля образцом, который помещается в скрещенные высокочастотное магнитное поле и постоянное магнитное поле, причем параллельно высокочастотному магнитному полю формируется модулирующее магнитное поле.

Визуализация силы давления акустического излучения // 2711326

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для магнитно-резонансной визуализации силы давления акустического излучения (MR-AFRI). Устройство содержит систему высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука и систему магнитно-резонансной томографии для сбора магнитно-резонансных данных из зоны визуализации, при этом область соникации и зона визуализации по меньшей мере частично совмещаются, процессор управления, память для хранения машинно-выполняемых команд импульсной последовательности для управления системой магнитно-резонансной томографии в соответствии с протоколом визуализации силы давления акустического излучения, первых команд соникации для управления системой высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука, чтобы воздействовать ультразвуком на область соникации в соответствии с протоколом визуализации силы давления акустического излучения, вторых команд соникации для управления системой высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука, чтобы воздействовать ультразвуком на область соникации в соответствии с протоколом визуализации силы давления акустического излучения, причем команды импульсной последовательности задают сбор магнитно-резонансных данных в течение нескольких повторений импульсной последовательности, устанавливают для каждого из нескольких повторений последовательности первую группу градиентов кодирования движения и вторую группу градиентов кодирования движения, причем первая и вторая группы градиентов кодирования движения подаются с одинаковой полярностью, причем выполнение машинно-выполняемых команд предписывает процессору: собирать первые магнитно-резонансные данные посредством управления системой магнитно-резонансной томографии командами импульсной последовательности и посредством управления системой высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука первыми командами соникации, причем первые команды соникации предписывают системе высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука воздействовать ультразвуком на область соникации в течение первой группы градиентов кодирования движения; собирать вторые магнитно-резонансные данные посредством управления системой магнитно-резонансной томографии командами импульсной последовательности и посредством управления системой высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука вторыми командами соникации, причем вторые команды соникации предписывают системе высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука воздействовать ультразвуком на область соникации в течение второй группы градиентов кодирования движения и вводить разные задержки включения для первых и вторых команд соникации; реконструировать первое изображение с кодированием движения из первых магнитно-резонансных данных; реконструировать второе изображение с кодированием движения из вторых магнитно-резонансных данных и построить карту смещений по разности между первым изображением с кодированием движения и вторым изображением с кодированием движения.

Реактор высокого давления для регистрации спектров электронного парамагнитного резонанса // 2711218

Изобретение относится к области спектроскопии, а именно к устройствам для регистрации спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в жидкостях и сверхкритических флюидах при высоком давлении.

Силовое и управляющее устройство, предназначенное для средневольтного оборудования, и средневольтное переключающее устройство // 2710209

Изобретение относится к области электротехники. Силовое и управляющее устройство (1) для средневольтного оборудования содержит силовой и управляющий модуль (2), имеющий первый порт (21) питания, выполненный с возможностью электрического соединения с источником (60) электропитания; первое управляющее устройство (3), электрически соединенное в рабочем режиме с первым портом питания и источником электропитания, причем первое управляющее устройство выполнено с возможностью предотвращения подачи электропитания на силовой и управляющий модуль через первый порт питания, если рабочая температура силового и управляющего устройства ниже первого порогового значения (ТН1), отражающего минимальную рабочую температуру, предусмотренную для силового и управляющего модуля.

Способ измерения параметров магнитного поля // 2709703

Изобретение относится к измерению направления или напряженности магнитных полей. Способ измерения постоянного магнитного поля путем измерения параметра, возникающего на обкладках конденсатора из диэлектрического материала, снабженного двумя токопроводящими пластинами с выводами, установленными параллельно друг к другу, где диэлектриком является композит, при помещении его в магнитное поле, при этом применяют композит магнитожидкостной с 10% содержанием частиц из нанокристаллического магнитномягкого материала с высокой магнитной проницаемостью (μ≥50000) продолговатой формы и размеров, лежащих в пределах 1-100 мкм, измерение емкости производят на частоте 1 МГц, и величину магнитного поля определяют по градуировочной кривой или по известной величине, характеризующей чувствительность конденсатора.

Магнитно-резонансная система исследования с подвижным держателем пациента // 2708817

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к магнитно-резонансной системе исследования пациента с подвижным держателем пациента. Система содержит зону исследования, магнит для приложения статического магнитного поля в зоне исследования, держатель пациента с опорной поверхностью, RF-антенну, имеющую фиксированное геометрическое отношение с опорной поверхностью, причем держатель пациента установлен подвижно в направлении, поперечном к опорной поверхности, причем магнит имеет опорную раму и снабжен мостовым элементом, установленным на опорной раме и подвижно в направлении, поперечном к опорной поверхности, и мостовой элемент поддерживает держатель пациента, магнит является магнитом цилиндрической формы с зазором, в котором расположена зона исследования, причем элементы кожуха обеспечены между мостовым элементом и внутренней стенкой зазора или между держателем пациента и внутренней стенкой зазора.

Держатель образца для сквид-магнитометра типа mpms для исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов // 2664421

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений. Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS для исследования анизотропных свойств орторомбических монокристаллов содержит цилиндрическую трубку из органического материала, при этом дополнительно содержит размещенные внутри трубки выполненные из немагнитного материала прямоугольную пластину, два диска и прямую треугольную призму с прямым углом при одной из вершин ее основания, причем пластина противоположными краями жестко крепится к торцам первого и второго дисков, к центру пластины боковой гранью жестко крепится призма, к большой боковой грани которой жестко крепится образец.