Благодаря радиофизику прибор, предназначенный для измерения намагниченности веществ, стал гораздо точнее и может работать по Bluetooth.
Коэрцитивный спектрометр изобрели около 40 лет назад трое ученых Казанского университета: Борис Буров, Данис Нургалиев и Павел Ясонов. До сих пор в России не существует подобных приборов, сопоставимых с нашим по эффективности.
В спектрометре, патент на который был получен в 1981 году, используется принцип пошагового намагничивания образцов исследуемых веществ. Источником магнитного поля служит электромагнит. Измерение индуктивной и остаточной намагниченностей производится с помощью индукционных датчиков (катушек). Исследуемый образец размещается на диамагнитном, вращающемся с постоянной угловой скоростью диске, с помощью которого вносится в магнитное поле для намагничивания и измерения индуктивной намагниченности и выносится из него для измерения остаточной намагниченности.
«На нашем коэрцитивном спектрометре можно одновременно наблюдать индуктивное и остаточное намагничивание. Высокая производительность прибора позволяет за небольшие промежутки времени накапливать значительные объемы информации. Это необходимо для получения статистически значимых результатов, например для построения известной диаграммы Day-plot, – рассказывает Павел Ясонов. - Высокая чувствительность делает спектрометр незаменимым при изучении широкого спектра веществ - от диамагнетиков и парамагнетиков до веществ с достаточно большими концентрациями ферромагнитных примесей (магматических пород). Прибор позволяет в мельчайших деталях наблюдать происходящие процессы, что недоступно при других методах лабораторных исследований. К тому же спектрометр настолько прост в обращении, что с ним могут работать даже студенты».
Нынешняя модернизация прибора не первая, зато самая глобальная, она касается систем управления и сбора данных, сообщил нам выпускник КФУ 2018 года Михаил Чупин, подаривший уникальному спектрометру вторую жизнь. Молодой человек объяснил, какую проблему ему удалось решить:
«Ввиду того, что элементная база коэрцитивного спектрометра заметно устарела, то и дело возникали неполадки: то связь с компьютером оборвется, то неправильно снимутся данные... Для того чтобы прибор мог бесперебойно работать с современным программным обеспечением, были заменены некоторые его элементы».
Модернизация в первую очередь коснулась тех элементов, которые обеспечивают преобразование аналогового сигнала в цифровой. «В ходе модернизации разрядность аналого-цифровых преобразователей была увеличена в два раза. Это позволило увеличить динамический диапазон прибора. И как следствие возросла точность измерений», – пояснил научный руководитель Михаила, доцент кафедры радиофизики Руслан Латыпов.
Кроме того, Михаил Чупин создал соответствующее программное обеспечение для анализа получаемых данных и добавил Bluetooth - беспроводной канал передачи данных. «В этом году я окончил магистратуру Института физики КФУ. В моих планах – поступить в аспирантуру и продолжить модернизацию прибора. Мы хотим написать программное обеспечение для смартфонов, чтобы можно было управлять спектрометром дистанционно. Дело в том, что коэрцитивный спектрометр часто используют геологи в полевых условиях, а там работать по беспроводному каналу гораздо удобнее. Достаточно будет только установить исследуемый образец вещества в прибор, вся остальная работа может осуществляться дистанционно. Данные будут сохраняться в памяти смартфона или на флеш-карте. Плюс ко всему - беспроводное устройство гораздо проще защитить от влаги и пыли».
Созданный в Казанском университете коэрцитивный спектрометр используют не только геологи и археологи для исследования магнитных свойств различных веществ, он необходим также физикам и химикам, которые занимаются созданием новых композитных материалов с заданными свойствами.