مستشعر كمي تجاري مع زيادة في الحساسية بمقدار 100000 مرة مقارنة بالمستشعر الكلاسيكي

خلال مؤتمر التصنيع العالمي لعام 2023، أطلقت CIQTEK جهاز "مقياس مغناطيسي الكم الدوراني (SpinMag-I)" الذي تم تطويره ذاتيًا، وهو مستشعر كمي تجاري يتميز باستهلاك منخفض للطاقة، وسهل الحمل، وحساسية عالية للغاية للمجال المغناطيسي، ويمكن استخدامه للدقة. قياسات المجالات المغناطيسية للقلب والدماغ والمجالات المغناطيسية الأرضية، مع زيادة في الحساسية بمقدار 100000 مرة مقارنة بالتكنولوجيا الكلاسيكية (أجهزة استشعار تأثير هول)، ومن المتوقع أن تولد تغييرات جديدة في مجالات الطب الحيوي والكشف الصناعي والجيوفيزياء.

حفل افتتاح مؤتمر التصنيع العالمي 2023

 

مقياس مغناطيسية الدوران الكمي ( SpinMag-I )

مقياس مغناطيسية الدوران الكمي ( SpinMag- Ⅰ )

يستفيد مقياس المغنطيسية الكمي المغزلي (SpinMag-I) من طبيعة الدوران للإلكترونات الخارجية لذرات الفلز القلوي (Rb-87) ويستخدم مضخة ليزر كوسيلة للتلاعب لاستقطاب ذرات الفلز القلوي. تحت تأثير المجال المغناطيسي الخارجي الضعيف، تخضع ذرات الفلز القلوي لتطور لارمور، مما يؤدي إلى تغيير امتصاص ليزر الكشف، وبالتالي تحقيق قياسات المجال المغناطيسي شديدة الحساسية. ويتميز مقياس المغنطيسية الكمي المغزلي بحساسية عالية وصغر الحجم وانخفاض استهلاك الطاقة وسهولة الحمل، مما سيقود البشرية إلى دخول عصر الكم في مجال الاستشعار المغناطيسي في البحث العلمي والطب الحيوي وغيرها من المجالات في المستقبل.

بالنسبة للقياسات المغناطيسية الضعيفة جدًا، يمكن مساعدة أبحاث التصوير المغناطيسي للقلب والدماغ

حساسية الكشف لـ SpinMag-I أقل من 15 قدمًا/√ هرتز. وتؤدي ميزة الحساسية العالية إلى تطبيقات فريدة من نوعها، أبرزها حاليًا التصوير المغناطيسي الحيوي (مغناطيسية الدماغ والقلب).

معدات أبحاث الدماغ المغناطيسي. صورة من الويب.

 

تنجم مغناطيسية الدماغ عن النشاط التلقائي أو المستحث لمجموعة من خلايا الدماغ، مما يولد تيارًا بيولوجيًا معقدًا. ويمكن التقاط هذه الإشارة بواسطة جهاز SpinMag-I وإعادة بنائها لتكوين صورة رياضية وفق نموذج رياضي معين، وبالتالي الحصول على الصورة المغناطيسية لدماغ الشخص. يمكن استخدام تصوير الدماغ المغناطيسي لفحص الأمراض الوظيفية مثل الصرع، ومرض باركنسون، ومرض الزهايمر، وما إلى ذلك، وله تكلفة أقل مقارنة بتصوير الدماغ المغناطيسي الحالي القائم على تقنية مقياس التداخل الكمي فائق التوصيل (SQUID). وفي الوقت نفسه، يوفر مقياس المغنطيسية الكمي المغزلي أيضًا المزيد من الوسائل التكنولوجية للأبحاث المتطورة في علوم الدماغ مثل الحوسبة المشابهة للدماغ والواجهة بين الدماغ والحاسوب.

يمكن أيضًا استخدام SpinMag-I للقياسات المغناطيسية للقلب من أجل التشخيص الوظيفي والبحث عن أمراض القلب والأوعية الدموية مثل نقص تروية عضلة القلب. يتمتع الاختبار المغناطيسي للقلب المعتمد على هذه الطريقة بمزايا كونه غير جراحي وخالي من الإشعاع، كما أنه أكثر أمانًا من الطرق الحالية بالموجات فوق الصوتية والتصوير المقطعي والمغناطيسي النووي.

 

مواصفات المنتج

التصغير

يبلغ حجم مسبار SpinMag-I حوالي 30 × 16 × 12 مم ³ ويستمر في التطور نحو التصغير. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المجسات المصغرة يمكن دمجها بسهولة أكبر في الأجهزة المحمولة، أو الأدوات المحمولة، أو المعدات الطبية؛ وفي الوقت نفسه، عادة ما يكون التصغير مصحوبًا بانخفاض في استهلاك الطاقة، مما يساعد على تحسين كفاءة الطاقة للجهاز ويلبي احتياجات SpinMag-I لفترات طويلة من التشغيل.

 

قياس متعدد الاتجاهات

يدعم SpinMag-I كلا من أوضاع قياس المحور الفردي (المحور Y أو المحور Z) والمحور المزدوج (المحور Y&Z). يؤدي قياس المكونات في اتجاهات Y&Z إلى زيادة معلومات المجال المغناطيسي دون زيادة عدد المجسات.

SpinMag- Ⅰ التحقيق

 

متعدد القنوات، سهل التكامل

يتمتع SpinMag-I بميزة كونه متعدد القنوات وسهل التكامل، وهو متوفر بتنسيقات قناة واحدة/إطار مركزي ومتعدد القنوات/إطار مركزي، مع الدعم الحالي لما يصل إلى 256 قناة. ومن خلال توزيع وحدات الاستشعار على قنوات متعددة، من الممكن قياس المجالات المغناطيسية في مناطق محددة في الفضاء. على سبيل المثال، في حالة تخطيط الدماغ المغناطيسي، يمكن إجراء قياسات "يمكن ارتداؤها" تحت الحركة الطبيعية من خلال ترتيب مجموعة من أجهزة الاستشعار لتغطية رأس المريض بالكامل. بالمقارنة مع القناة الواحدة، يمكن للقنوات المتعددة الحصول في نفس الوقت على إشارات مغناطيسية من مواقع متعددة على الرأس، وهو أمر مفيد لتتبع المرض وتحليل الحالة.

 

برامج التحكم الذكي

يمكن لبرنامج التحكم SpinMag-I توصيل أجهزة استشعار متعددة للمسبار في نفس الوقت لتحقيق قياسات متزامنة متعددة المسبار، وتشمل الوظائف الرئيسية: التشغيل بزر واحد (بدء تلقائي)، وقياسات إشارة المجال الزمني، وقياسات إشارة مجال التردد، وما إلى ذلك. على.

واجهة برنامج التحكم SpinMag-I