СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА МАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА И АНАЛИЗАТОР, СОДЕРЖАЩИЙ ЭТО УСТРОЙСТВО

1. Способ анализа магнитного материала (6), содержащий этапы, на которых:
a) намагничивают (44) магнитный материал одновременно
L
L
L
намагничивающим низкочастотным магнитным полем (H) периодов T, при этом период T содержит, по меньшей мере, первый и второй промежутки периода, так что среднее значение мгновенного значения (напряженности) низкочастотного магнитного поля за первый промежуток периода было отлично от среднего значения его мгновенного значения (напряженности) за второй промежуток периода, при этом каждый промежуток периода имеет продолжительность по меньшей мере 100 нс, и
H
H
H
L
намагничивающим высокочастотным магнитным полем (H), изменение мгновенного значения (напряженности) по времени которого является периодическим с частотой f, причем частота f намагничивающего высокочастотного магнитного поля составляет по меньшей мере удвоенную частоту f низкочастотного магнитного поля,
отличающийся тем, что
P
P
H
n
b) создают (48) сигнатуру S(Н) магнитного материала, сформированную по меньшей мере из двух точек S(H), причем это создание включает в себя получение значения каждой точки S(H), посредством измерения за каждый промежуток периода амплитуды и, возможно, фазы гармоники магнитного поля, индуцированного в магнитном материале, причем амплитуду и фазу получают в ответ на намагничивание в течение этого промежутка периода, причем гармоника имеет частоту nf, где  является ненулевым положительным целым числом; и
ref
1
с) идентифицируют (72) и/или определяют (80, 90) массу магнитного материала по нескольким точкам созданной сигнатуры S(H), при этом умножают (52, 68) несколько точек сигнатуры S(H) соответственно на каждую соответствующую точку опорной сигнатуры S(H), измеренной при идентичных условиях на опорной массе идентичного магнитного материала; и
- вычисляют (82) массы магнитного материала, как функции от результата этого умножения.
ref
i
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап идентифицирии (72) и/или определения (80, 90) массы магнитного материала выполняют, по меньшей мере, на основе одной опорной сигнатуры S(H), измеренной при идентичных условиях на опорной массе идентичного магнитного материала.
ref
i
ref
i
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает в себя этап автоматической идентификации (72) магнитного материала, как функции от результата корреляции сигнатуры S(Н) с каждой из опорных сигнатур S(H) из набора нескольких опорных сигнатур, причем каждая опорная сигнатура S(H) получена с использованием магнитного материала, отличного от других магнитных материалов, использованных для получения других опорных сигнатур, при этом первый и второй магнитные материалы считают отличными друг от друга, если коэффициент β корреляции между членами совокупности, определенный следующим уравнением, меньше 0,95:
где
n
H
и  являются производными n-ого порядка магнитной индукции по (напряженности) магнитного поля первого и второго магнитных материалов соответственно  является числом, идентичным числу, определяющему гармонику частоты nf; и
min
max
min
min
max
указывает, что интегрирование выполняют идентичным образом для обоих, первого и второго, магнитных материалов по замкнутому контуру, описывающему круг, начинающийся с H, проходящий через H и возвращающийся к H, где H и H являются минимумом и максимумом (напряженности) намагничивающего магнитного поля соответственно.
ref
i
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что этап идентификации (72) и/или определения (80; 90) массы магнитного материала также выполняют, по меньшей мере, на основе одной опорной сигнатуры S(H), измеренной при идентичных условиях на опорной массе идентичного магнитного материала.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для анализа совокупности нескольких различных магнитных материалов, при этом первый и второй магнитные материалы считаются отличными друг от друга, если коэффициент β корреляции между членами совокупности, который определяют следующим уравнением, меньше 0,95:
где
n
и  являются производными n-ого порядка магнитной индукции по (напряженности) магнитного поля первого и второго магнитных материалов, соответственно,  является ненулевым положительным целым числом; и
min
max
min
min
max
указывает, что интегрирование выполняют идентичным образом для обоих, первого и второго, магнитных материалов по замкнутому контуру, описывающему круг, начинающийся с H, проходящий через H и возвращающийся к H, где H и H являются минимумом и максимумом (напряженности) магнитного поля намагничивания, соответственно,
ref
i
при этом этап идентификации и/или определения (90) состоит/состоят из идентификации и/или определения массы по меньшей мере одного из магнитных материалов в совокупности на основе нескольких точек сигнатуры S(Н) и нескольких сигнатур S(H), каждая из которых измерена при идентичных условиях по опорной массе каждого из магнитных материалов совокупности.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что этап определения масс каждого из магнитных материалов в совокупности магнитных материалов содержит решение (92) следующего матричного уравнения:
где
Q является количеством опорных сигнатур, Q равно или больше количества отличных магнитных материалов, находящихся в совокупности;
P является количеством точек каждой сигнатуры, при этом Р равно или больше двух;
j
S(H) является j-ой точкой сигнатуры S(H);
i
ref
i
ref
i
α является отношением массы, которая должна быть измерена, магнитного материала, имеющего сигнатуру S(H), к опорной массе, использованной для создания сигнатуры S(H);
ref
ij
ref
i
S(H) является j-ой точкой сигнатуры S(H);
j
N(H) является j-ой точкой сигнала, представляющего шум, добавляемый к измерению сигнатуры S(H); и
T
"" является символом функции транспонирования.
7. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что мгновенное значение (напряженности) низкочастотного магнитного поля в течение каждого из промежутков периода является постоянным.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что мгновенное значение (напряженности) низкочастотного магнитного поля в течение каждого из промежутков периода является постоянным.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что мгновенное значение (напряженности) низкочастотного магнитного поля в течение каждого из промежутков периода является постоянным.
10.Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для обнаружения или количественного определения биологического или химического компонента в образце, в способе получают совокупность следующим образом:
первый магнитный материал, к которому присоединен лиганд, способный к образованию связи с биологическим или химическим компонентом, который должен быть задетектирован, смешивают с образцом, который должен быть проанализирован, создавая комплекс магнитных материалов/компонентов;
осуществляют концентрирование магнитного комплекса в заданном объеме с использованием магнитного поля;
затем комплекс приводят в контакт со вторым, отличным от первого магнитным материалом, к которому присоединен лиганд, также способный к образованию связи с идентичным находящимся в первом материале биологическим или химическим компонентом, который должен быть детектирован, или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования или количественного определения компонента;
анализируют полученную таким образом совокупность магнитных материалов, что обеспечивает возможность детектирования и/или количественного определения компонента.
11. Способ по п.5, отличающийся тем, что для обнаружения или количественного определения биологического или химического компонента в образце, в способе получают совокупность следующим образом:
первый магнитный материал, к которому присоединен лиганд, способный к образованию связи с биологическим или химическим компонентом, который должен быть задетектирован, смешивают с образцом, который должен быть проанализирован, создавая комплекс магнитных материалов/компонентов;
осуществляют концентрирование магнитного комплекса в заданном объеме с использованием магнитного поля;
затем комплекс приводят в контакт со вторым, отличным от первого магнитным материалом, к которому присоединен лиганд, также способный к образованию связи с идентичным находящимся в первом материале биологическим или химическим компонентом, который должен быть детектирован, или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования или количественного определения компонента;
анализируют полученную таким образом совокупность магнитных материалов, что обеспечивает возможность детектирования и/или количественного определения компонента.
12. Способ по п.6, отличающийся тем, что для обнаружения или количественного определения биологического или химического компонента в образце, в способе получают совокупность следующим образом:
первый магнитный материал, к которому присоединен лиганд, способный к образованию связи с биологическим или химическим компонентом, который должен быть задетектирован, смешивают с образцом, который должен быть проанализирован, создавая комплекс магнитных материалов/компонентов;
осуществляют концентрирование магнитного комплекса в заданном объеме с использованием магнитного поля;
затем комплекс приводят в контакт со вторым, отличным от первого магнитным материалом, к которому присоединен лиганд, также способный к образованию связи с идентичным находящимся в первом материале биологическим или химическим компонентом, который должен быть детектирован, или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования или количественного определения компонента;
анализируют полученную таким образом совокупность магнитных материалов, что обеспечивает возможность детектирования и/или количественного определения компонента.
13. Способ по п.7, отличающийся тем, что для обнаружения или количественного определения биологического или химического компонента в образце, в способе получают совокупность следующим образом:
первый магнитный материал, к которому присоединен лиганд, способный к образованию связи с биологическим или химическим компонентом, который должен быть задетектирован, смешивают с образцом, который должен быть проанализирован, создавая комплекс магнитных материалов/компонентов;
осуществляют концентрирование магнитного комплекса в заданном объеме с использованием магнитного поля;
затем комплекс приводят в контакт со вторым, отличным от первого магнитным материалом, к которому присоединен лиганд, также способный к образованию связи с идентичным находящимся в первом материале биологическим или химическим компонентом, который должен быть детектирован, или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования или количественного определения компонента;
анализируют полученную таким образом совокупность магнитных материалов, что обеспечивает возможность детектирования и/или количественного определения компонента.
14. Способ по п.8, отличающийся тем, что для обнаружения или количественного определения биологического или химического компонента в образце, в способе получают совокупность следующим образом:
первый магнитный материал, к которому присоединен лиганд, способный к образованию связи с биологическим или химическим компонентом, который должен быть задетектирован, смешивают с образцом, который должен быть проанализирован, создавая комплекс магнитных материалов/компонентов;
осуществляют концентрированно магнитного комплекса в заданном объеме с использованием магнитного поля;
затем комплекс приводят в контакт со вторым, отличным от первого магнитным материалом, к которому присоединен лиганд, также способный к образованию связи с идентичным находящимся в первом материале биологическим или химическим компонентом, который должен быть детектирован, или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования или количественного определения компонента;
анализируют полученную таким образом совокупность магнитных материалов, что обеспечивает возможность детектирования и/или количественного определения компонента.
15. Способ по п.9, отличающийся тем, что для обнаружения или количественного определения биологического или химического компонента в образце, в способе получают совокупность следующим образом:
первый магнитный материал, к которому присоединен лиганд, способный к образованию связи с биологическим или химическим компонентом, который должен быть задетектирован, смешивают с образцом, который должен быть проанализирован, создавая комплекс магнитных материалов/компонентов;
осуществляют концентрирование магнитного комплекса в заданном объеме с использованием магнитного поля;
затем комплекс приводят в контакт со вторым, отличным от первого магнитным материалом, к которому присоединен лиганд, также способный к образованию связи с идентичным находящимся в первом материале биологическим или химическим компонентом, который должен быть детектирован, или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования или количественного определения компонента;
анализируют полученную таким образом совокупность магнитных материалов, что обеспечивает возможность детектирования и/или количественного определения компонента.
16. Способ по п.5, отличающийся тем, что для детектирования или количественного определения по меньшей мере двух биологических или химических компонентов в образце, при этом в способе совокупность получают посредством смешивания образца:
с первым магнитным материалом, который образует связь с первым биологическим или химическим компонентом или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования и/или количественного определения компонента;
и со вторым отличным от первого магнитным материалом, который образует связь со вторым биологическим или химическим компонентом или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования и/или количественного определения компонента.
17. Способ по п.6, отличающийся тем, что для детектирования или количественного определения по меньшей мере двух биологических или химических компонентов в образце, при этом в способе совокупность получают посредством смешивания образца:
с первым магнитным материалом, который образует связь с первым биологическим или химическим компонентом или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования и/или количественного определения компонента;
и со вторым отличным от первого магнитным материалом, который образует связь со вторым биологическим или химическим компонентом или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования и/или количественного определения компонента.
18. Способ по п.5, отличающийся тем, что для детектирования или количественного определения, по меньшей мере, двух биологических или химических компонентов в образце, в способе совокупность получают посредством смешивания образца:
с первым магнитным материалом, который образует связь с биологическим или химическим компонентом или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования и/или количественного определения компонента; и
со вторым отличным от первого магнитным материалом, который является инертным по отношению к вышеупомянутому компоненту.
19. Способ по п.6, отличающийся тем, что для детектирования или количественного определения, по меньшей мере, двух биологических или химических компонентов в образце, в способе совокупность получают посредством смешивания образца:
с первым магнитным материалом, который образует связь с биологическим или химическим компонентом или с реагентом, обеспечивающим возможность детектирования и/или количественного определения компонента; и
со вторым отличным от первого магнитным материалом, который является инертным по отношению к вышеупомянутому компоненту.
20. Устройство для анализа магнитного материала, содержащее:
a) генератор (12), выполненный с возможностью намагничивания магнитного материала одновременно:
L
L
L
намагничивающим низкочастотным магнитным полем (H) периодов T, причем период T содержит по меньшей мере первый и второй промежутки периода, так чтобы среднее значение мгновенного значения (напряженности) низкочастотного магнитного поля за первый промежуток периода отличалось от среднего значения его мгновенного значения (напряженности) за второй промежуток периода, при этом каждый промежуток периода имеет продолжительность по меньшей мере 100 наносекунд, и
H
H
H
L
намагничивающим высокочастотным магнитным полем (H), при этом изменение мгновенного значения (напряженности) по времени которого является периодическим с частотой f, причем частота f намагничивающего высокочастотного магнитного поля составляет по меньшей мере удвоенную частоту f низкочастотного магнитного поля,
отличающееся тем, что также содержит:
P
P
H
n
b) конструктор (24) сигнатуры для создания сигнатуры S(Н) магнитного материала, сформированной по меньшей мере из двух точек S(H), при этом конструктор выполнен с возможностью получения значения каждой точки S(H) посредством измерения, за каждый промежуток периода, амплитуды и, возможно, фазы гармоники магнитного поля, индуцированного в магнитном материале, при этом амплитуду и фазу получают только в ответ на намагничивание в течение указанного промежутка периода, при этом гармоника имеет частоту nf, где  является ненулевым положительным целым числом; и
с) блок (26) идентификации и/или определения массы магнитного материала на основе нескольких точек созданной сигнатуры S(H) при этом блок выполнен с возможностью осуществления
ref
i
умножения (52, 68) нескольких точек сигнатуры S(H), соответственно, на каждую соответствующую точку опорной сигнатуры S(H), измеренной при идентичных условиях на опорной массе идентичного магнитного материала; и
вычисления (82) массы магнитного материала, как функции от результата этого умножения.
21. Устройство по п.20, отличающийся тем, что используется для анализа совокупности нескольких отличных магнитных материалов, первый и второй магнитные материалы считаются отличными друг от друга, если коэффициент β корреляции между членами совокупности, определенный следующим уравнением, меньше 0,95:
где
и  являются производными n-ого порядка магнитной индукции по (напряженности) магнитного поля первого и второго магнитных материалов, соответственно, n является ненулевым положительным целым числом; и
min
max
min
min
max
указывает, что интегрирование выполняют идентичным образом для обоих, первого и второго, магнитных материалов по замкнутому контуру, описывающему круг, начинающийся с H, проходящий через H и возвращающийся к H, где H и H являются минимумом и максимумом (напряженности) магнитного поля намагничивания соответственно,
ref
i
при этом блок (26) идентификации и/или определения выполнен с возможностью идентификации и/или определения массы по меньшей мере одного из магнитных материалов в совокупности на основе нескольких точек созданной сигнатуры S(H) и нескольких сигнатур S(H), каждая из которых измерена при идентичных условиях на опорной массе каждого магнитного материала совокупности.
22. Анализатор для анализа среды (4) для анализа, которая может содержать по меньшей мере один биологический и/или химический компонент, причем среда, которая должна быть проанализирована, содержит магнитные частицы (6), связанные с компонентом или реагентом для обеспечения возможности детектирования и/или количественного определения компонента, при этом анализатор содержит:
резервуар (8), пригодный для содержания среды (4) для анализа; и
устройство (10) для измерения массы группы находящихся в среде для анализа магнитных частиц, причем результат этого измерения является пропорциональным. количеству находящегося в среде для анализа компонента, который должен быть проанализирован,
отличающийся тем, что устройством измерения является устройство по п.8 или 9.
23. Анализатор по п.22, отличающийся тем, что анализирует среду для анализа, содержащую по меньшей мере два различных магнитных материала.
24. Анализатор по п.23, отличающийся тем, что выполнен с возможностью реализации способа по п.10.