Bildgebende Sensoren
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Bildgebende Sensoren

 

Sensorprinzip

Bilder verschiedener magnetischer Muster

Streuflussverfahren

Sensorprinzip

In Abb. 1 ist das Schema eines magnetooptischen Sensors dargestellt. Polarisiertes Licht fällt auf den Sensor, welcher mit einer Antireflexionsschicht versehen ist. Das Licht durchläuft das Substrat und die magnetooptische Schicht, wird an einer Verspiegelungsschicht reflektiert und durchläuft den Film und das Substrat ein zweites Mal in entgegengesetzter Richtung. In der Eisengranat-Schicht wird die Polarisationsebene des Lichts aufgrund des Faraday Effekts proportional zur Senkrechtkomponente der Magnetisierung des Kristalls gedreht. Diese Komponente hängt von der Stärke und der Richtung des äußeren Magnetfeldes ab. Nach Durchlaufen eines Analysators wird das Licht dann z.B. mit einer CCD-Kamera detektiert.
Prinzip eines magnetooptischen Sensors

Abb. 1 Schematische Darstellung eines magnetooptischen Sensors.

Bilder verschiedener magnetischer Muster

Magnetooptische Sensoren können z.B. zur Visualisierung magnetischer Muster auf magnetischen Speichermedien verwendet werden. In Abb. 2 sind einige Beispiele dafür gegeben. Das erste Bild (a) zeigt einen Ausschnitt des Magnetstreifens einer EC-Karte. Die magnetischen Muster auf diesen Karten sind sehr grob und haben ein starkes Signal. Wesentlich kleiner sind die Muster und die Streufelder bei Audiokassetten (b) und Computer-Disketten (c). Außerdem kann man z.B. magnetische Muster als Sicherheitsmerkmale auf Schecks oder Banknoten aufbringen. Auch diese Muster können mit magnetooptischen Sensoren direkt angezeigt werden.
Magnetooptisches Bild des Magnetstreifens einer EC-Karte a)   Magnetooptisches Bild einer Audio Kassette b)

Magnetooptisches Bild einer Diskette c)

Abb. 2 a) Bild des Magnetstreifens einer EC-Karte. b) Bild der Tonspur einer Audiokassette. c) Ausschnitt einer 5 1/4 Zoll Diskette.

Streuflussverfahren

Eine weitere Einsatzmöglichkeit für magnetooptische Sensoren besteht in der Zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Zur Überprüfung von Pipelines oder Tanks wird häufig das Streuflussverfahren eingesetzt. Dabei wird das zu untersuchende Material magnetisiert und an Fehlstellen tritt dann der magnetische Fluss aus dem Material heraus. Das ist in Abb. 3 dargestellt. Bisher werden diese Streufelder vor allem mit Spulen oder Hallsensoren gemessen. Diese Sensoren liefern aber nur das gemittelte Feld über eine gewisse Fläche. Um die genaue Form und Tiefe des Defekts herauszufinden, müsste man die Fehlstelle mit solchen Sensoren aufwändig abrastern. Mit magnetooptischen Sensoren dagegen bekommt man direkt ein Bild des Defekts.
Prinzip des Streuflussverfahrens

Abb. 3 Schema des Feldverlaufs in einem magnetisierten Material bei Anwesenheit eines Defekts.
Um die Anwendbarkeit magnetooptischer Sensoren für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung zu beweisen, wurden verschiedene Prototypen hergestellt und getestet. Abb. 4 zeigt einen solchen Prototypen auf einem Testobjekt. Eine Eisenplatte in der sich verschiedene Defekte befinden wird durch zwei Permanentmagnete magnetisiert. In den kleinen Ausschnitten sind die magnetooptischen Bilder eines länglichen Risses und eines runden Defekts dargestellt. Beide Defekte befinden sich auf der Unterseite der Metallplatte.
Prototyp eines magnetooptischen Sensors Bild eines laenglichen Defekts
Bild eines runden Defekts

Abb. 4 Prototyp eines magnetooptischen Sensors auf einem Testsetup. Die kleinen Ausschnitte zeigen die Bilder eines länglichen Risses bzw. eines runden Defekts auf der Unterseite der Metallplatte.

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This site was last updated 02/24/06