Neue Publikation zur Vereinfachten Berechnung der magnetischen Abschirmung

Der ordnungsgemäße Betrieb der meisten optisch gepumpten Magnetometer (OPMs) erfordert ein geringes magnetisches Restfeld in der Umgebung, welches durch eine Kombination aus passiver und aktiver magnetischer Schirmung erreicht wird. Hierbei werden für die passisve magnetische Schirmung oftmals mehrere Schichten hochpermeabler Materialien verwendet. Ein realistischer, zweischichtig magnetisch abgeschirmter Raum (MSR) für biomagnetische Messungen ist numerisch mittels der Finiten-Elementen-Methode untersucht worden. Hierfür wurde eine gemessene B-H-Charakterisik von Mumetall verwendet, die von der Rayleigh Region (RR) in den Bereich schwacher Magnetfelder linear extrapoliert worden ist. Im Vergleich zur Verwendung eines konstanten Permeabilitätswerts für den Bereich schwacher Magnetfelder bedingt diese Erweiterung der Magnetisierungskurve keinen signifikanten Unterschied. Ferner haben wir den MSR einschichtig modelliert und eine einfache Spiegelungsmethode (MOI) angewendet. Im Durchschnitt wird durch die MOI eine 100 fache Verringerung der Rechenzeit erreicht Die relative Abweichung der magnetischen Flussdichte berechnet mit der MOI und der Finiten-Elemente-Methode ist im Mittelpunkt einer spherischen region of interest (ROI), die vom gewünschten Punkt der Magnetoenzephalography (MEG) aus einen Radius von 0.3m aufweist, kleiner als 1% bei der Verwendung von OPMs. Die erreichte Genauigkeit der MOI eignet sich für die Optimierung aktiv geschirmter Spulen.

B. Petkovic, M. Ziolkowski, H. Kutschka, H. Toepfer and J. Haueisen:

Accuracy Assessment of Simplified Computation of Active and Passive Magnetic Shielding for Optically Pumped Magnetometers.
IEEE Transactions on Magnetics, vol. 58, no. 9, pp. 1-4, Sept. 2022, Art no. 7401204, doi: 10.1109/TMAG.2022.3161736.

https://ieeexplore.ieee.org/document/9740205

Ansprechpartner:    Prof. Dr.-Ing. habil. Jens Haueisen