Magnetometrie

Der Nachweis von Magnetfeldern im Innern von Objekten ist durch kontaktfreie Messung von außen möglich, weil Magnetfelder im Gegensatz zu elektrischen Feldern kaum abgeschirmt werden. Dies ist zugleich ein Hindernis für Messsysteme, die auf Magnetfeldsensoren basieren, denn sämtliche Objekte unserer alltäglichen Umgebung erzeugen Magnetfelder (siehe nebenstehende Abbildung). Deshalb ist es wichtig, die magnetische Umgebung eines solchen Messsystems sehr gut zu kontrollieren.

Unser Ziel ist es, hochaufgelöste Magnetfeldmessungen in unsere Messsysteme zu integrieren und somit eine große Bandbreite an für die Industrie relevanten Observablen hochgenau messen zu können. Am Fraunhofer IPM entwickelte Systeme arbeiten hauptsächlich mit optisch gepumpten Magnetometern (OPM). Dieser Sensortyp zeichnet sich durch extreme Messgenauigkeit aus, die lediglich durch quantenphysikalische Gesetze limitiert ist. OPM benötigen im Unterschied zu vielen anderen quantenbasierten Sensoren keine aufwendige Kühlung. Durch den intensiven Austausch mit unseren Partnern in Wissenschaft und Industrie werden wir Erkenntnisse aus der Quantenforschung in marktfähige Technologien überführen.

Unsere Messsysteme bauen auf kommerziell verfügbaren Einzelsensoren auf und sollen neue Anwendungsszenarien vor allem im Bereich der Niederfeld-NMR und der Materialprüfung erschließen.

 

 

 

Weitere Informationen

 

Fraunhofer-Leitprojekt »QMag« erfolgreich abgeschlossen / 23.1.2024

Quantenmagnetometer erkennen frühzeitig kleinste Materialdefekte

Im Rahmen des Projekts QMag forschte Fraunhofer IPM erfolgreich an optisch gepumpten Magnetometern (OPM) für die Materialprüfung.

Zudem wurde ein gänzlich neues Verfahren zur magnetischen Durchflussmessung auf Basis von OPMs entwickelt.

 

Optisch gepumpte Magnetometer

Durchflussmessung mithilfe von Quantenmagnetometrie

Wir nutzen hochsensitive Quantensensoren für eine völlig neue Art der Durchflussmesstechnik.

 

BMBF-Projekt, 01.10.2023 – 30.09.2026

QuMa2

Hochauflösende quantenmagnetometrische Kamera zur schnellen Inline-Materialprüfung

Im Projekt QuMa2 entwickeln wir eine Magnetfeldkamera zur hochpräzisen magnetischen Bildgebung für die Qualitätssicherung im Produktionsumfeld.

 

Projekte

"Innovative Materials and Designs for Magnetic Shielding"

Gemeinsam mit der Europäischen Weltraumagentur ESA entwickeln wir neue Materialien für die magnetische Abschirmung. 

Kooperationen

Beim Thema Magnetoenzephalographie (MEG) mit optisch gepumpten Magnetometern (OPM) kollaborieren wir mit Prof. Tonio Ball vom Forschungszentrum »Intelligent Machine-Brain Interfacing Technology« IMBIT.

Publikationen »Magnetometrie«

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2023 Messvorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer magnetischen Eigenschaft einer mechanisch belasteten Probe
Blug, Andreas; Laskin, Gennadii; Koss, Peter; Durmaz, Ali Riza; Straub, Thomas; Thomas, Akhil
Patent
2023 Demonstration of an OPM flux guide scanner for high-resolution magnetic non-destructive testing
Thiemann, Kerstin; Blug, Andreas; Bertz, Alexander; Carl, Daniel
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Magnetic Flow Metering with Optically Pumped Magnetometers (OPM)
Schmieder, Leonhard; Koss, Peter; Kühnemann, Frank
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Magnetic cleanliness verification of miniature satellites for high precision pointing
Busch, Stephan; Koss, Peter; Horch, Clemens; Schäfer, Konstantin; Schimmerohn, Martin; Schäfer, Frank; Kühnemann, Frank
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Quantum magnetometry as an enabling technology in the New Space domain
Busch, Stephan; Koss, Peter; Rother, Martin; Korte, Monika
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Quantum Magnetometry for Material Testing
Thiemann, Kerstin; Blug, Andreas; Bertz, Alexander
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Quantum magnetometry with OPM: Novel applications in non-destructive testing?
Blug, Andreas; Thiemann, Kerstin; Philipp, Simon; Straub, Thomas; Bertz, Alexander
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Materialprüfung mit optisch gepumpten Magnetometern
Blug, Andreas; Durmaz, Ali Riza; Straub, Thomas
Aufsatz in Buch
Book Article
2022 Material Testing with Optically Pumped Magnetometers
Blug, Andreas; Durmaz, Ali Riza; Straub, Thomas
Aufsatz in Buch
Book Article
2022 Quantenmagnetometrie hilft, Materialschädigungen früher zu detektieren
Bertz, Alexander
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Mapping of the magnetic field to correct systematic effects in a neutron electric dipole moment experiment
Abel, C.; Ayres, N.J.; Ban, G.; Bison, G.; Bodek, K.; Bondar, V.; Chanel, E.; Chiu, P.-J.; Clément, B.; Crawford, C.B.; Daum, M.; Emmenegger, S.; Ferraris-Bouchez, L.; Fertl, M.; Flaux, P.; Fratangelo, A.; Griffith, W.C.; Grujić, Z.D.; Harris, P.G.; Hayen, L.; Hild, N.; Kasprzak, M.; Kirch, K.; Knowles, P.; Koch, H.-C.; Koss, Peter; Kozela, A.; Krempel, J.; Lauss, B.; Lefort, T.; Lemière, Y.; Mohanmurthy, P.; Naviliat-Cuncic, O.; Pais, D.; Piegsa, F.M.; Pignol, G.; Prashanth, P.N.; Quéméner, G.; Rawlik, M.; Ries, D.; Rebreyend, D.; Roccia, S.; Rozpedzik, D.; Schmidt-Wellenburg, P.; Schnabel, A.; Severijns, N.; Thorne, J.A.; Virot, R.; Weis, A.; Wursten, E.; Wyszynski, G.; Zejma, J.; Zsigmond, G.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Noninvasive Magnetic-Marking-Based Flow Metering with Optically Pumped Magnetometers
Schmieder, Leonhard; Koss, Peter A.; Lambrecht, Armin; Kühnemann, Frank
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Using optically pumped magnetometers to identify initial damage in bulk material during fatigue testing
Thiemann, Kerstin; Blug, Andreas; Koss, Peter; Durmaz, Ali Riza; Laskin, Gennadii; Bertz, Alexander; Kühnemann, Frank; Straub, Thomas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Optically pumped magnetometer measuring fatigue-induced damage in steel
Koss, Peter A.; Durmaz, Ali Riza; Blug, Andreas; Laskin, Gennadii; Pawar, Omkar Satish; Thiemann, Kerstin; Bertz, Alexander; Straub, Thomas; Elsässer, Christian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Optical-Magnetometry-Based Current Source
Koss, Peter A.; Dinani, Reza Tavakoli; Bienstman, Luc; Bison, Georg; Severijns, Nathal
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Johnson-Nyquist noise effects in neutron electric-dipole-moment experiments
Ayres, Nicholas J.; Ban, Gilles; Bison, Georg; Bodek, Kazimierz; Bondar, Vira; Chiu, Pin-Jung; Clément, Benoît; Crawford, Christopher B.; Daum, Manfred M.; Emmenegger, Solange; Fertl, Martin; Fratangelo, Anastasio; Griffith, W. Clark; Grujic, Zoran Dragan; Harris, Philip G.; Kirch, Klaus; Koss, Peter A.; Lauss, Bernhard; Lefort, Thomas; Mohanmurthy, Prajwal; Naviliat-Cuncic, Oscar; Pais, Duarte; Piegsa, Florian M.; Pignol, Guillaume; Rebreyend, Dominique; Rienäcker, Ingo; Ries, Dieter; Roccia, Stéphanie; Ross, Kim Ulrike; Rozpedzik, Dagmara; Schmidt-Wellenburg, Philipp; Schnabel, Allard G.; Severijns, Nathal; Shen, Bowei; Tavakoli Dinani, Reza; Thorne, Jacob A.; Virot, Romain; Yazdandoost, Noah; Zejma, Jacek; Zsigmond, Géza
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Measuring Magneto-Mechanical Hysteresis during Fatigue Testing using Optically Pumped Magnetometers
Blug, Andreas; Koss, Peter A.; Durmaz, Ali Riza; Laskin, Gennadii; Bertz, Alexander; Kühnemann, Frank; Straub, Thomas
Poster
2021 ZULF-NMR Based Flow Metering
Schmieder, Leonhard; Koss, Peter A.; Kühnemann, Frank
Poster
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

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