Магистр КФУ модернизировал уникальный спектрометр

 Михаил Чупин заменил часть его элементов на более современные и добавил беспроводной канал связи.

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. Плюс ко всему – 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. Требуется 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.