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Untersuchung bewegter magnetischer Strukturen mittels eines Faraday-Magnetometers am Beispiel von Tonbändern
Jonas Peter Lindenberger
Betreuung: Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Zagar
Magnetische Strukturen finden in weiten Bereichen Anwendung. Beispielsweise werden Sicherheitsmerkmale in Form von magnetischen Mikrostrukturen in Geldscheine bei deren Herstellung eingewoben. Um eine fehlerfreie Produktion zu gewährleisten, müssen solche Strukturen mit geeigneten Messvorrichtungen in Echtzeit gemessen werden.
Abbildung 1: Aufnahme der Magnetisierung des Tonbandes einer Kompaktkassette.
In dieser Arbeit werden dynamische Messungen von magnetischen Strukturen mithilfe eines bereits existierenden Aufbaus eines Faraday-Magnetometers am Beispiel von Tonbändern diskutiert. Für die Fortbewegung des Tonbandes vor dem Sensor des Messaufbaus wurde ein Kassettenspieler umgebaut.
Der Einfluss der Messparameter auf das Übertragungsverhalten des Messvorgangs wird hergeleitet. Demnach werden die Parameter gewählt, um eine hohe Frequenzauflösung zu realisieren und gleichzeitig das Rauschen im Messergebnis gering zu halten. Die Messdaten werden anschließend zu digitalen Audiosignalen weiterverarbeitet. Die wichtigsten Schritte der Datenverarbeitung werden erläutert und die Zwischenergebnisse werden dargestellt. Die Messungen zweier verschiedener magnetooptischer Sensoren, Faradaykristalle von MATESY, werden beschrieben. Weiters wird das Hystereseverhalten von einem der verwendeten Kristalle aufgenommen und die Auswirkungen auf das Endergebnis werden aufgezeigt. Die gewonnenen Audiosignale werden sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich den Referenzaufnahmen gegenübergestellt. Zum Schluss wird das Potential im Hinblick auf Frequenzauflösung und Magnetbandgeschwindigkeit diskutiert.
Abbildung 2: Spektraler Vergleich einer resultierenden Signalsequenz (Kristall Typ A) mit dem Referenzsignal (Digitalisierer).
Schlagwörter: Faraday-Magnetometer, Tonband, magnetische Strukturen, Audiosignale
28. Juli 2021
