ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Активная защита от помех из "Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм" Пара катушек Гельмгольца - отнюдь не единственная возможная система компенсации. Размер области однородности можно увеличить комбинацией большего числа катушек. В Годцардовском центре космических полетов США [98] компенсация по каждой координате производится четырьмя соосными катушками, и все вместе они представляют собой довольно сложное ажурное сооружение почти сферической формы. Постройка его - не простое дело, так как радиусы катушек, расстояния между ними, параллельность и перпендикулярность должны быть выдержаны с очень высокой точностью (примерно 10 ), такой же должна быть и стабильность формы катушек. Следует устранить вибрации системы катушек. С точки зрения удобства постройки системы со столь высокими требованиями к точности предпочтительнее катушки прямоугольной или квадратной формы, которые можно крепить прямо на стенах здания лаборатории. По этому пути пошли в Аргоннской национальной лаборатории США [120]. Расчет поля таких катушек и их оптимизация требуют большой вычислительной работы, но значительное упрощение сборки и контроля, оптимальное использование лабораторного объема делают этот путь предпочтительным. Конечно, само лабораторное здание должно быть немагнитным и защищенным от вибраций. [c.79] Размещение датчиков поля определяется двумя возможными принципами управления компенсацией. В первом случае их располагают на удалении от катушек, с тем чтобы обратное воздействие поля катушек на датчик было незначительным. При этом компенсация эффективна, лишь если возмущающее поле достаточно однородно, так что колебания внешнего поля совпадают в рабочем пространстве и месте расположения датчика. Во втором случае датчики помещают в самом рабочем объеме, и они с системой катушек работают в замкнутой петле обратной связи - возмущение принимается датчиком, который через усилитель выдает ток в катушки, создающие компенсирующее поле на датчике. Это полностью эквивалентно описанному в 1.3 режиму работы сквида с обратной связью. Требования к пространственной однородности шумов в этом случае заметно ниже. Один, датчик поддерживает постоянство одной компоненты магнитного поля в точке, где он помещен, а при большом размере катушек и во всей области их однородности. Управление по трем компонентам поля требует трех систем дат шк — катушки , которые в силу неточной ортогональности будут взаимосвязаны, поэтому большое внимание следует уделять устойчивости этой системы управления, чтобы избежать генерации собственных колебаний тока в катушках. [c.80] В силу сравнительной малости градиентов поля, добавочные, создающие компоненты градиентов токи в основных катушках невелики, а три дополнительные пары катушек могут быть сделаны совсем небольшими (диаметром около 20 см) и располагаться в углах лабораторного помещения. Такая схема применена в Аргоннской лаборатории [120]. [c.80] Характеристики реальных магнитных полей часто позволяют упростить систему компенсации. Так, расположив ось лаборатории вдоль магнитного меридиана север — юг, можно компенсировать магнитное поле Земли лишь двумя системами катушек. Во многих местах главным источником магнитного шума являются поверхностные токи в земле, и доминирует вертикальная составляющая шума, поэтому иногда лишь ее достаточно компенсировать. [c.81] Активная защита применена в качестве дополнительного экранирующего средства в ферромагнитной экранированной комнате в Хельсинки [101]. Она предназначена для подавления помех в диапазоне частот ниже 1 Гц. Пары компенсирующих катушек намотаны вокруг комнаты в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Ток в каждой паре управляется своим феррозондовым магнитометром, установленным снаружи примерно в полуметре от стенок. Специальный электронный блок следит за отсутствием самовозбуждения колебаний в системе катушек. Помехи на частоте 0,1 Гц с помощью этой системы активной защиты удается ослаблять в 50 раз. [c.81] Отметим важное отличие активной защиты от пассивных методов. Последние устраняют шумы во всем объеме экрана, что, в общем, и не обязательно. Важно лишь отсутствие шумов около места расположения измерительного градиометра. Такую локализованную компенсацию и осуществляет активная защита. Из-за большого размера катушек активная защита работает хорошо лишь на низких частотах, поэтому разумной будет ее комбинация с экраном из материала с высокой электропроводностью. [c.81] Выбор того или другого из перечисленных выше способов защиты определяется, главным образом, уровнем материальных затрат на постройку экранирующих систем. Строго оценить затраты трудно, но в последовательности убывающей стоимости они расположатся так сверхпроводящая комната, многослойная ферромагнитноэкранированная комната, комбинация системы катушек с толстостенной алюминиевой комнатой. Эффективность защиты от помех убывает в той же последовательности. [c.81] Таким образом, биомагнитографические приборы в работе могут быть не сложнее многих других, используемых в клинической практике. Вопрос в том, какую информацию о пащ енте дают именно магнитные сигналы. Сейчас биомагнитография находится в поисках того круга явлений, которые лучше всего выражены при магнитных измерениях, и разрабатывает соответствующие методики наблюдения. [c.82] Вернуться к основной статье