МИКРОМАГНИТОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ И СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МАГНИТНЫХ СИГНАТУР МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Микромагнитометрическая система для обнаружения присутствия сверхмалых количеств магнитных частиц вплоть до одиночной магнитной частицы или одиночного магнитного объекта нано- или микромасштаба, содержащая:
b
- первый магнитный гибридный AMR/PHR многокольцевой датчик, имеющий активную поверхность, включающую в себя магнитную дорожку в форме замкнутого контура, нанесенную на подложку, первый токовый вывод и второй токовый вывод, образующие пару токовых выводов, которые обращены друг к другу, контактируя с магнитной дорожкой в виде замкнутого контура, изготовленной из магнитного материала, первый вывод напряжения и второй вывод напряжения, образующие пару выводов напряжения, которые обращены друг к другу, контактируя с магнитной дорожкой в виде замкнутого контура, и на которых обнаруживают выходное дифференциальное напряжение V, причем первая ось, проходящая через первый и второй токовые выводы, параллельна направлению поля обменного подмагничивания материала дорожки и перпендикулярна второй оси, проходящей через первый и второй выводы напряжения;
- первый источник тока или напряжения, подсоединенный между первым и вторым токовыми выводами, для подачи тока I посредством этого;
b
- первое устройство измерения напряжения, подсоединенное между первым и вторым выводами напряжения, для измерения дифференциального напряжения V между парой выводов напряжения;
- набор из по меньшей мере одной магнитной частицы, осажденной на активную поверхность первого магнитного датчика;
- блок обработки для обнаружения из набора различных измеренных дифференциальных напряжений отклонения магнитного потока, характеризующего присутствие по меньшей мере одной осажденной магнитной частицы;
причем магнитная дорожка первого AMR/PHR многокольцевого магнитного датчика имеет:
- первое плечо, изготовленное из первого набора из предварительно определенного числа m колец, меньше, чем 18, с
дуговыми зигзагообразными траекториями, ограниченными пределами первой четверти поверхности первого магнитного датчика, причем наиболее удаленная от центра зигзагообразная траектория соединена с первым токовым выводом, а наиболее близкая к центру зигзагообразная траектория соединена с первым выводом напряжения,
- второе плечо, изготовленное из второго набора из того же предварительно определенного числа m дуговых зигзагообразных траекторий, ограниченных пределами второй четверти поверхности первого магнитного датчика, причем наиболее удаленная от центра зигзагообразная траектория соединена со вторым токовым выводом, а наиболее близкая к центру зигзагообразная траектория соединена с первым выводом напряжения,
- третье плечо, изготовленное из третьего набора из того же числа m колец с дуговыми зигзагообразными траекториями, ограниченными пределами третьей четверти поверхности первого магнитного датчика, причем наиболее удаленная от центра зигзагообразная траектория соединена со вторым токовым выводом, а наиболее близкая к центру зигзагообразная траектория соединена со вторым выводом напряжения,
- четвертое плечо, изготовленное из четвертого набора из того же числа m колец с дуговыми зигзагообразными траекториями, ограниченными пределами четвертой четверти поверхности первого магнитного датчика, причем наиболее удаленная от центра зигзагообразная траектория соединена с первым токовым выводом, а наиболее близкая к центру зигзагообразная траектория соединена со вторым выводом напряжения;
- магнитная дорожка представляет собой двухслойную структуру, включающую в себя ферромагнитную пленку и антиферромагнитную пленку, или спин-вентильную структуру, или трехслойную структуру, включающую в себя ферромагнитную пленку, металл и антиферромагнитную пленку;
отличающаяся тем, что
- данная микромагнитометрическая система содержит средство для создания магнитного возбуждающего поля HAC, чтобы заставить каждую магнитную частицу создавать магнитное поле рассеяния,
причем магнитное возбуждающее поле HAC осциллирует со временем с постоянной частотой ω в диапазоне от 10 до 3 кГц; и
- магнитные частицы, подлежащие обнаружению, неподвижны и помещены поблизости или в контакте с активной поверхностью магнитной дорожки; и
- ток I, подаваемый первым источником тока или напряжения, проходящий через токовые выводы, представляет собой постоянный ток (DC) или переменный ток (AC), или сумму постоянного и переменного тока; и
- блок обработки выполнен с возможностью также
предоставления первой калибровочной кривой фонового теплового магнитного отклика первого магнитного датчика без каких-либо магнитных частиц, осажденных на него, в предварительно определенном температурном диапазоне, при первых известных предварительно определенных физических условиях окружающей среды и при первом наборе известных условий эксплуатации системы в отношении тока, подаваемого первым источником тока или напряжения, и прикладываемого магнитного возбуждающего поля HAC; затем,
после осаждения неизвестного количества магнитных частиц на первый магнитный датчик, определения второй кривой динамики в зависимости от температуры измерений дифференциального напряжения, скорректированных или нет, из набора измерений дифференциального напряжения, выданного от первого магнитного датчика, осуществляемого посредством изменения температуры в том же предварительно определенном диапазоне температуры, при тех же первых известных предварительно определенных физических условиях окружающей среды и при том же первом наборе известных условий эксплуатации системы, затем
определения третьей кривой как разности между второй кривой и первой кривой в том же диапазоне температуры; и
обнаружения присутствия по меньшей мере одной магнитной частицы, когда абсолютное значение всех разностей напряжений третьей кривой остается выше предварительно определенного порога обнаружения, или когда третья кривая выявляет температурный
интервал, в котором происходит переход, имеющий амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения, причем предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл;
или,
после осаждения неизвестного количества магнитных частиц на первый магнитный датчик, причем данные магнитные частицы представляют собой молекулярные наночастицы, переключаемые посредством превышения предварительно определенного порога переключения в единицах переключающего физического свойства, который действует как команда переключения, посредством изменения величины физического свойства в предварительно определенном диапазоне физического свойства при известных предварительно определенных физических условиях и при известных условиях эксплуатации системы, определения первой кривой динамики измерений дифференциального напряжения, скорректированных или нет, из динамики измерений дифференциального напряжения, осуществляемых первым магнитным датчиком, в зависимости от величины физического свойства; затем
определения в предварительно определенном диапазоне величины физического свойства второй кривой как аппроксимирующей кривой из нижнего участка первой кривой, причем данный нижний участок первой кривой соответствует нижнему интервалу, включенному в предварительно определенный диапазон физического свойства, причем нижний интервал имеет свою верхнюю границу ниже, чем предварительно определенный порог переключения; затем
определения третьей кривой как разности в зависимости от величины переключающего физического свойства между дифференциальными напряжениями первой кривой и дифференциальными напряжениями второй кривой в том же самом диапазоне величины физического свойства; и
обнаружения присутствия магнитных частиц, когда третья кривая выявляет интервал переключающего физического свойства, в котором происходит переход, имеющий амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения, причем
предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл.
2. Микромагнитометрическая система по п. 1, дополнительно содержащая
первый датчик температуры окружающей среды для измерения температуры окружающей среды и/или второй датчик состояния окружающей среды для измерения физического свойства, отличного от температуры окружающей среды, помещенный поблизости от активной поверхности первого активного датчика, причем переключение намагниченности магнитных частиц осуществляется, когда температура или физическое свойство, отличное от температуры, оказывается выше или ниже предварительно определенного порога переключения.
3. Микромагнитометрическая система по п. 2, дополнительно содержащая средство для управления и/или регулирования температуры окружающей среды и/или физического свойства окружающей среды, отличного от температуры.
4. Микромагнитометрическая система по любому из пп. 1-3, в которой
средство для создания магнитного возбуждающего поля HAC содержит второй источник тока, подающий переменный ток, и по меньшей мере одну катушку, соединенную со вторым источником переменного тока, причем данная по меньшей мере одна катушка расположена по отношению к первому магнитному датчику таким образом, что магнитное возбуждающее поле HAC имеет главный компонент, коллинеарный первой оси.
5. Микромагнитометрическая система по п. 4, дополнительно содержащая средство для создания поля HDC подмагничивания магнитного датчика для сдвига рабочей точки первого магнитного датчика в область наивысшей чувствительности, причем поле HDC подмагничивания магнитного датчика постоянно со временем и коллинеарно магнитному возбуждающему полю HAC, создаваемому средством для создания магнитного возбуждающего поля HAC.
6. Микромагнитометрическая система по п. 5, в которой угол α, образованный между первой осью, проходящей через первый и
второй токовые выводы, и осью поля HDC подмагничивания магнитного датчика, выбран в диапазоне [0 градусов, 90 градусов] таким образом, что чувствительность магнитного датчика является максимальной, и, предпочтительно, заключен в диапазоне [15 градусов, 25 градусов].
7. Микромагнитометрическая система по любому из пп. 1-3, в которой средство для создания магнитного возбуждающего поля HAC представляет собой источник тока или напряжения, подсоединенный между первым и вторым токовыми выводами, причем источник тока или напряжения выполнен с возможностью генерирования переменного тока (AC), осциллирующего со временем с постоянной частотой ω в диапазоне от 10 Гц до 3 кГц, предпочтительно в диапазоне от 50 Гц до 150 Гц.
8. Микромагнитометрическая система по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащая второй магнитный гибридный AMR/PHR многокольцевой датчик, имеющий ту же структуру, что и первый магнитный гибридный AMR/PHR многокольцевой датчик,
причем первый и второй магнитные гибридные AMR/PHR многокольцевые датчики помещены поблизости друг от друга на той же подложке при тех же известных физических условиях, для измерения того же магнитного поля, когда магнитные частицы не осаждены на датчики,
причем вторые магнитные гибридные AMR/PHR многокольцевые датчики имеют первый токовый вывод и второй токовый вывод, образующие пару токовых выводов, соединенных параллельно, и совместно использующих тот же первый источник тока первого магнитного гибридного AMR/PHR многокольцевого датчика; и причем
данная микромагнитометрическая система выполнена с возможностью
различать первый набор измерений дифференциального напряжения, осуществляемых первым датчиком, соответствующий первой конфигурации, в которой магнитные частицы, подлежащие обнаружению, если они содержатся в наносимом каплями растворе, наносят на первый магнитный датчик и помещают в набор известных условий окружающей среды и рабочих параметров системы, и второй
набор контрольных измерений дифференциального напряжения, осуществляемых вторым датчиком, соответствующий второй конфигурации, в которой на него не наносят магнитные частицы, при том же наборе известных физических условий окружающей среды и рабочих параметров системы, и предоставлять соответствующую разностную кривую; и затем
обнаруживать из разностной кривой резкое изменение, соответствующее по меньшей мере минимальному отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл.
9. Микромагнитометрическая система для обнаружения присутствия сверхмалых количеств магнитных частиц вплоть до одиночной магнитной частицы или одиночного магнитного объекта нано- или микромасштаба, содержащая:
- первый магнитный гибридный AMR/PHR датчик и второй магнитный гибридный AMR/PHR многокольцевой датчик,
причем первый магнитный гибридный AMR/PHR датчик имеет первую активную поверхность, включающую в себя первую магнитную дорожку, нанесенную на подложку, первый токовый вывод и второй токовый вывод, образующие пару токовых выводов, которые обращены друг к другу, контактируя с первой магнитной дорожкой, изготовленной из магнитного материала, первый вывод напряжения и второй вывод напряжения, образующие пару выводов напряжения, которые обращены друг к другу, контактируя с первой магнитной дорожкой, и на которых обнаруживают выходное дифференциальное напряжение, причем первая ось, проходящая через первый и второй токовые выводы, параллельна направлению поля обменного подмагничивания материала дорожки и перпендикулярна второй оси, проходящей через первый и второй выводы напряжения;
отличающаяся тем, что
данная микромагнитометрическая система содержит второй магнитный гибридный AMR/PHR датчик, помещенный поблизости от второго магнитного гибридного AMR/PHR датчика на той же подложке при тех же известных физических условиях, для измерения того же магнитного поля, когда магнитные частицы не осаждены на датчики,
второй магнитный гибридный AMR/PHR многокольцевой датчик имеет вторую активную поверхность, включающую в себя вторую
магнитную дорожку, нанесенную на ту же подложку, первый токовый вывод и второй токовый вывод, образующие пару токовых выводов, которые обращены друг к другу, контактируя со второй магнитной дорожкой, изготовленной из магнитного материала, первый вывод напряжения и второй вывод напряжения, образующие пару выводов напряжения, которые обращены друг к другу, контактируя со второй магнитной дорожкой, и на которых обнаруживают выходное дифференциальное напряжение, причем первая ось, проходящая через первый и второй токовые выводы, параллельна направлению поля обменного подмагничивания материала дорожки и перпендикулярна второй оси, проходящей через первый и второй выводы напряжения,
первая и вторая магнитные дорожки имеют одну и ту же форму из формы креста, формы однокольцевого замкнутого контура и формы многокольцевого замкнутого контура и имеют одну и ту же слоистую структуру,
причем слоистая структура первой и второй магнитных дорожек представляет собой двухслойную структуру, включающую в себя ферромагнитную пленку и антиферромагнитную пленку, или спин-вентильную структуру, или трехслойную структуру, включающую в себя ферромагнитную пленку, металл и антиферромагнитную пленку;
и тем, что данная микромагнитометрическая система содержит:
- тот же первый источник тока или напряжения, подсоединенный и подающий параллельно ток I на первый магнитный гибридный AMR/PHR датчик и второй магнитный гибридный AMR/PHR многокольцевой датчик,
- первое устройство измерения напряжения, соединенное своим входом с первым и вторым выводами (32, 34; 432, 434) напряжения первого магнитного гибридного AMR/PHR датчика и второго магнитного гибридного AMR/PHR датчика и выполненное с возможностью определения разностного напряжения между усиленным дифференциальным напряжением, обнаруживаемым на выводах напряжения первого магнитного датчика, и усиленным дифференциальным напряжением, обнаруживаемым на выводах напряжения второго магнитного датчика;
- набор из по меньшей мере одной магнитной частицы, осажденной на активную поверхность первого магнитного датчика;
- блок обработки для обнаружения из набора различных измеренных дифференциальных напряжений, выданных первым устройством измерения напряжения, отклонения магнитного потока, характеризующего присутствие по меньшей мере одной магнитной частицы, осажденной на первый магнитный датчик;
- средство для создания магнитного возбуждающего поля HAC, чтобы заставить каждую магнитную частицу создавать магнитное поле рассеяния, причем магнитное возбуждающее поле HAC осциллирует со временем с постоянной частотой ω в диапазоне от 10 до 3 кГц; и тем, что
- магнитные частицы или магнитный объект, подлежащие обнаружению, неподвижны и помещены только поблизости или в контакт с активной поверхностью первой магнитной дорожки; и
- ток I, подаваемый первым источником тока или напряжения, проходящий через токовые выводы, представляет собой постоянный ток (DC), или переменный ток (AC), или сумму постоянного и переменного тока.
10. Микромагнитометрическая система по п. 9, в которой
магнитные частицы или магнитный объект нано- или микромасштаба не наносят на второй датчик, и
блок обработки выполнен с возможностью
после осаждения неизвестного количества магнитных частиц или магнитного объекта на первый магнитный датчик
или
при известных предварительно определенных физических условиях
обнаружения присутствия магнитных частиц или магнитного объекта, когда вторая разность в виде разности между первой разностью и контрольной разностью имеет амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения,
причем контрольная разность представляет собой разность между первым измерением напряжения, осуществляемым первым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц, и вторым измерением напряжения, осуществляемым вторым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц, при тех же известных
предварительно определенных физических условиях,
причем первую разность определяют с помощью первого устройства измерения напряжения как разность между первым измерением напряжения, осуществляемым первым датчиком, который имеет на себе магнитные частицы, и вторым измерением напряжения, осуществляемым вторым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц,
и причем предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл,
или
когда магнитные частицы представляют собой молекулярные наночастицы или магнитный объект, переключаемые посредством превышения предварительно определенного порога переключения в единицах переключающего физического свойства, что действует как команда переключения,
при известных предварительно определенных физических условиях, посредством изменения величины физического свойства в предварительно определенном диапазоне физического свойства,
определения кривой динамики в зависимости от величины физического свойства разности между первым набором измерений дифференциального напряжения и вторым набором измерений напряжения, причем первый набор измерений напряжения осуществляется первым датчиком, который имеет на себе магнитные частицы, и второй набор измерений напряжения осуществляется вторым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц, и затем
обнаружения присутствия магнитных частиц или магнитного объекта, когда данная кривая выявляет интервал переключающего физического свойства, в котором происходит переход, имеющий амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения, причем предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл.
11. Микромагнитометрическая система по любому из пп. 1-3, в которой магнитные частицы принадлежат к семейству:
6
I
2
II
III
II
III
II
III
- Любых переключаемых молекулярных наночастиц в форме AhBk[M(CN)]mHO, где A может представлять собой Co, Ni, Fe и т.д., B и M могут представлять собой различные переходные металлы (Fe, Fe, Mn, Mn, fml aCo, Co,...) и C представляет собой катион щелочного металла;
2
3
3
4
3
4
3
4
- Любых парамагнитных частиц: FeO, FeO, Fe@FeO, CoFe@FeO, Ni,...;
- Любых ферромагнитных частиц: Fe, CoFe, Ni;
3
4
2
3
2
3
- Любых антиферромагнитных частиц: любых частиц с многослойной структурой из наночастиц Ti/Fe, Cr, NiO, CoO, a-FeO, CuO, MnO, CrO;
- Любых магнитных гранул, изготовленных из Fe3O4 в полимерной матрице, сферической формы и любого размера в диапазоне от 50 нм до 10 мкм.
12. Микромагнитометрическая система по пп. 9 и 10, в которой магнитные частицы принадлежат к семейству:
6
I
2
II
III
II
III
II
III
- Любых переключаемых молекулярных наночастиц в форме AhBk[M(CN)]mHO, где A может представлять собой Co, Ni, Fe и т.д., B и M могут представлять собой различные переходные металлы (Fe, Fe, Mn, Mn, fml aCo, Co,...), и C представляет собой катион щелочного металла;
2
3
3
4
3
4
3
4
- Любых парамагнитных частиц: FeO, FeO, Fe@FeO, CoFe@FeO, Ni,...;
- Любых ферромагнитных частиц: Fe, CoFe, Ni;
3
4
2
3
2
3
- Любых антиферромагнитных частиц: любых частиц с многослойной структурой из наночастиц Ti/Fe, Cr, NiO, CoO, a-FeO, CuO, MnO, CrO;
3
4
- Любых магнитных гранул, изготовленных из FeO в полимерной матрице, сферической формы и любого размера в диапазоне от 50 нм до 10 мкм.
13. Микромагнитометрический способ обнаружения для обнаружения присутствия сверхмалых количеств магнитных частиц, осуществляемый микромагнитометрической системой по любому из пп. 1-3, содержащий следующие этапы, на которых
во-первых, калибруют по температуре при первых известных
предварительно определенных физических условиях первый магнитный датчик посредством предоставления первой калибровочной кривой фонового теплового шума; затем
осаждают неизвестное количество магнитных частиц на первый магнитный датчик; затем,
при тех же первых известных предварительно определенных физических условиях, посредством изменения температуры в предварительно определенном диапазоне температуры,
выводят вторую кривую в виде динамики измерений дифференциального напряжения, осуществляемых первым датчиком, в зависимости от температуры,
определяют третью кривую в виде разности в зависимости от температуры между дифференциальными напряжениями второй кривой и дифференциальными напряжениями первой кривой в том же диапазоне температур; и
обнаруживают присутствие магнитных частиц, когда абсолютное значение разностей напряжений третьей кривой остается стабильно выше предварительно определенного порога обнаружения, или третья кривая выявляет температурный интервал, в котором происходит переход, имеющий амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения, причем предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл.
14. Микромагнитометрический способ обнаружения для обнаружения присутствия сверхмалых количеств магнитных частиц, осуществляемый микромагнитометрической системой по любому из пп. 1-3, содержащий следующие этапы, на которых
осаждают неизвестное количество магнитных частиц на первый магнитный датчик, причем данные магнитные частицы представляют собой молекулярные наночастицы, переключаемые посредством превышения предварительно определенного порога переключения в единицах переключающего физического свойства, который действует как команда переключения, затем
на следующем этапе, при известных предварительно определенных физических условиях, посредством изменения величины физического свойства в предварительно определенном диапазоне
физического свойства
выводят первую кривую в виде динамики измерений дифференциального напряжения, осуществляемых первым датчиком, в зависимости от величины физического свойства; затем
определяют в предварительно определенном диапазоне физического свойства вторую кривую как аппроксимирующую кривую от нижнего участка первой кривой, причем данный нижний участок первой кривой соответствует нижнему интервалу, включенному в предварительно определенный диапазон физического свойства, имеющего верхнюю границу ниже, чем предварительно определенный порог переключения;
определяют третью кривую в виде разности в зависимости от величины переключающего физического свойства между дифференциальными напряжениями первой кривой и дифференциальными напряжениями второй кривой в том же диапазоне величины физического свойства; и
обнаруживают присутствие магнитных частиц, когда третья кривая выявляет интервал переключающего физического свойства, в котором происходит переход, имеющий амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения, причем предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл.
15. Микромагнитометрический способ обнаружения по п. 14, в котором переключающее физическое свойство представляет собой температуру, давление, оптическое облучение, электрическое поле, магнитное поле, химические гостевые молекулы.
16. Микромагнитометрический способ обнаружения для обнаружения присутствия сверхмалых количеств магнитных частиц, осуществляемый микромагнитометрической системой по пп. 9 и 10, содержащий следующие этапы, на которых
во-первых, калибруют по температуре при первых известных предварительно определенных физических условиях набор из первого и второго магнитного датчика посредством предоставления первой калибровочной кривой фонового теплового шума; затем
осаждают неизвестного количество магнитных частиц на первый
магнитный датчик; затем,
при тех же первых известных предварительно определенных физических условиях, посредством изменения температуры в предварительно определенном диапазоне температуры,
проводят первый набор измерений дифференциального напряжения, осуществляемых первым датчиком, который имеет на себе магнитные частицы, и второй набор измерений дифференциального напряжения, осуществляемых вторым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц, и определяют вторую кривую в виде динамики в зависимости от температуры разности между первым набором измерений дифференциального напряжения и вторым набором измерений дифференциального напряжения;
определяют третью кривую в виде разности в зависимости от температуры между дифференциальными напряжениями второй кривой и дифференциальными напряжениями первой кривой в том же диапазоне температур; и
обнаруживают присутствие магнитных частиц, когда абсолютное значение разностей напряжений третьей кривой остается стабильно выше предварительно определенного порога обнаружения, или третья кривая выявляет температурный интервал, в котором происходит переход, имеющий амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения, причем предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл.
17. Микромагнитометрический способ обнаружения для обнаружения присутствия сверхмалых количеств магнитных частиц, осуществляемый микромагнитометрической системой по пп. 9 и 10, содержащий следующие этапы, на которых
осаждают неизвестное количество магнитных частиц на первый магнитный датчик, причем данные магнитные частицы представляют собой молекулярные наночастицы, переключаемые посредством превышения предварительно определенного порога переключения в единицах переключающего физического свойства, который действует как команда переключения, затем
на следующем этапе, при известных предварительно определенных физических условиях, посредством изменения величины
физического свойства в предварительно определенном диапазоне физического свойства,
проводят первый набор измерений дифференциального напряжения, осуществляемых первым датчиком, который имеет на себе магнитные частицы, и второй набор измерений дифференциального напряжения, осуществляемых вторым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц, и определяют первую кривую в виде динамики в зависимости от физического свойства разности между первым набором измерений дифференциального напряжения и вторым набором измерений дифференциального напряжения; затем
определяют в предварительно определенном диапазоне физического свойства вторую кривую как аппроксимирующую кривую из нижнего участка первой кривой, причем данный нижний участок первой кривой соответствует нижнему интервалу, включенному в предварительно определенный диапазон физического свойства, имеющий его верхнюю границу ниже, чем предварительно определенный порог переключения;
определяют третью кривую в виде разности в зависимости от величины переключающего физического свойства между дифференциальными напряжениями первой кривой и дифференциальными напряжениями второй кривой в том же диапазоне величины физического свойства; и
обнаруживают присутствие магнитных частиц, когда третья кривая выявляет интервал переключающего физического свойства, в котором происходит переход, имеющий амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения, причем предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл.
18. Микромагнитометрический способ обнаружения по п. 17, в котором переключающее физическое свойство представляет собой температуру, давление, оптическое облучение, электрическое поле, магнитное поле, химические гостевые молекулы.
19. Микромагнитометрический способ обнаружения для обнаружения присутствия сверхмалых количеств магнитных частиц
вплоть до одиночной магнитной частицы или одиночного магнитного объекта нано- или микромасштаба, осуществляемый микромагнитометрической системой по пп. 9 или 10, содержащий следующие этапы, на которых:
осаждают неизвестное количество магнитных частиц или одиночный магнитный объект на первый магнитный датчик, затем
или
при известных предварительно определенных физических условиях,
проводят первое измерение напряжения, осуществляемое первым датчиком, который имеет на себе магнитные частицы, и второе измерение напряжения, осуществляемое вторым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц, и определяют первую разность между первым измерением напряжения и вторым измерением напряжения; затем
обнаруживают присутствие магнитных частиц или магнитного объекта, когда вторая разность в виде разности между первой разностью и контрольной разностью имеет амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения,
причем контрольная разность представляет собой разность между первым измерением напряжения, осуществляемым первым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц, и вторым измерением напряжения, осуществляемым вторым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц, при тех же известных предварительно определенных физических условиях, и причем предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл,
или
когда магнитные частицы представляют собой молекулярные наночастицы или один объект, переключаемый посредством превышения предварительно определенного порога переключения в единицах переключающего физического свойства, который действует как команда переключения,
при известных предварительно определенных физических условиях, посредством изменения величины физического свойства в
предварительно определенном диапазоне физического свойства, затем
проводят первый набор измерений напряжения, осуществляемых первым датчиком, который имеет на себе магнитные частицы, и второй набор измерений напряжения, осуществляемых вторым датчиком, который не имеет на себе магнитных частиц, и определяют кривую в виде динамики в зависимости от величины физического свойства разности между первым набором измерений дифференциального напряжения и вторым набором измерений напряжения; затем
обнаруживают присутствие магнитных частиц или магнитного объекта, когда данная кривая выявляет интервал переключающего физического свойства, в котором происходит переход, имеющий амплитуду больше, чем предварительно определенный порог обнаружения, причем предварительно определенный порог обнаружения соответствует минимальному обнаруживаемому отклонению поля намагниченности, равному 10 нТл.
20. Чувствительная к влажности или газу измерительная система, содержащая микромагнитометрическую систему по любому из пп. 1-3, в которой частицы представляют собой молекулярные наночастицы, переключаемые посредством превышения предварительно определенного температурного порога переключения, причем предварительно определенный температурный порог переключения зависит от степени влажности окружающей среды или от концентрации в окружающей среде любого пара молекул во внешней среде,
и в которой
блок обработки выполнен с возможностью определения степени влажности или концентрации в окружающей среде пара молекул во внешней среде из измерений изменения магнитного поля магнитных частиц, которые чувствительны к степени влажности или к концентрации в окружающей среде пара молекул во внешней среде, и из предварительно определенной кривой соответствия между откалиброванной степенью влажности или откалиброванной концентрацией в окружающей среде пара внешних молекул, измеренными с помощью другого способа, и соответствующим
параметром, таким как температурный порог, температура перехода или ширина петли гистерезиса, определенным с помощью изменения магнитного свойства магнитных частиц, обнаруживаемому с помощью микромагнитометрического способа по любому из пп. 13-15.
21. Чувствительная к влажности или газу измерительная система, содержащая микромагнитометрическую систему по пп. 9 или 10, в которой частицы представляют собой молекулярные наночастицы, переключаемые посредством превышения предварительно определенного температурного порога переключения, причем предварительно определенный температурный порог переключения зависит от степени влажности окружающей среды или от концентрации в окружающей среде любого пара молекул во внешней среде,
и в которой
блок обработки выполнен с возможностью определения степени влажности или концентрации в окружающей среде пара молекул во внешней среде из измерений изменения магнитного поля магнитных частиц, которые чувствительны к степени влажности или к концентрации в окружающей среде пара молекул во внешней среде, и из предварительно определенной кривой соответствия между откалиброванной степенью влажности или откалиброванной концентрацией в окружающей среде пара молекул во внешней среде, измеренными с помощью другого способа, и соответствующим параметром, таким как температурный порог, температура перехода или ширина петли гистерезиса, определенным с помощью изменения магнитного свойства магнитных частиц, обнаруживаемому с помощью микромагнитометрического способа по любому из пп. 16-18.
2
2
2
2
2
22. Чувствительная к влажности или газу измерительная система по п. 20, в которой пар молекул во внешней среде, которые можно обнаруживать, состоит из молекул во внешней среде из семейства, состоящего из N, He, I, CO, этанола, метанола, 2-пропанола, ацетона, DO, CS, CO, йода (I), брома (Br), хлора (Cl), бензола, толуола, хлорбензола, бромбензола, йодбензола, дихлорбензола, трихлорбензола, пиразина, пиридина, пиррола, тиофена, фурана, ТГФ.
2
2
2
2
2
23. Чувствительная к влажности или газу измерительнаясистема по п. 21, в которой пар молекул во внешней среде, которые можно обнаруживать, состоит из молекул во внешней среде из семейства, состоящего из N, He, I, CO, этанола, метанола, 2-пропанола, ацетона, DO, CS, CO, йода (I), брома (Br), хлора (Cl), бензола, толуола, хлорбензола, бромбензола, йодбензола, дихлорбензола, трихлорбензола, пиразина, пиридина, пиррола, тиофена, фурана, ТГФ.