Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
Fraunhofer-Leitprojekt QMag (abgeschlossen)
Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts QMag erforschte Fraunhofer IPM die Industrietauglichkeit von optisch gepumpten Magnetometern (OPM). OPM zeichnen sich durch extreme Messgenauigkeit aus, die direkt durch atomare Konstanten gegeben ist (siehe Abb. 1). Mit OPM erweitern wir unser Sensorik-Portfolio um Magnetfeldmessungen.
Dank ihrer Empfindlichkeit können OPM als Detektoren für die kernmagnetische Resonanz (nuclear magnetic resonance – NMR) eingesetzt werden. Üblicherweise werden in der Standard-NMR sehr starke Magnetfelder verwendet. Wir übertragen die aus dem Hochfeldbereich bekannten Methoden auf den Bereich sehr schwacher Magnetfelder (zero-to-ultra-low-field, ZULF) mit B < 1 µT bis in den Bereich des Erdmagnetfeldes (EF) mit B < 100 µT. Durch die daraus resultierenden niedrigen Frequenzen verbessern wir die Kompatibilität von NMR-Signalen mit metallischen Komponenten. Ziel ist es, auf NMR basierende Flussmessgeräte zu bauen, welche mehrphasige Strömungen messen.
Zugleich machen wir OPM für die Materialprüfung nutzbar. Hierfür intergrieren wir OPM in Mikro-Ermüdungsaufbauten, um den zeitlichen Verlauf von magnetischen Streufeldern in Metallproben zu erfassen. Diese Streufelder werden durch Risse und Fehlstellen im Material erzeugt und können helfen, kleinste Risse im Material bereits vor dem technischen Anriss zu detektieren. Die bisher bekannten Magnetfeldstärken dieser Streufelder liegen im mit OPM sehr leicht messbaren Bereich von nT - µT.
