MAGLAB - Laboratoř senzorů a magnetických měření

Katedra měření, Technická 2, 166 27 Praha 6
Tel.: 224 352 191, Fax: 233 339 929

http://measure.fel.cvut.cz 
https://maglab.fel.cvut.cz/

Kdo jsme?

prof. Ing. Pavel Ripka, CSc. - vedoucí skupiny

doc. Ing. Petr Kašpar, CSc. - magnetické materiály, měření magnetických vlastností

doc. Ing. Antonin Platil, PhD. - senzorika, magnetopneumografie

doc. Ing. Mattia Butta, PhD. - magnetické senzory, měření a modifikace magnetických vlastností

Ing. Pavel Mlejnek, PhD - senzory pro měření proudu

Ing. Vojtěch Petrucha, PhD. - magnetické senzory, kalibrace

Ing. Michal Janošek, PhD. - magnetické senzory, gradiometry, minohledačky

Ing. David Novotný - kosmické magnetometry 

Ing. Václav Grim, MSc. - senzory elektrického proudu 

Ing. Michal Dressler - kalibrace magnetometrů

Ing. Mehran Mirzaei - senzory polohy a rychlosti, 3-D FEM modelování magnetických obvodů

Visiting researcher

Dr. Shanglin Yang, PhD. - fluxgate sensors 

 

Jakým výzkumem se zabýváme

  • Aplikace senzorů, zejména magnetických
  • Vývoj nových magnetických senzorů a magnetometrů
  • Měřicí a kalibrační systémy, především pro kosmickou a bezpečnostní techniku

Simulace v ANSYS, FLUX3D

K čemu to je

Základní výzkum v oblasti magnetických senzorů a magnetometrů slouží k pochopení složitých fyzikálních jevů podstatných pro nové inženýrské aplikace. Příkladem je výzkum šumových vlastností nanokrystalických materiálů.

Aplikovaný výzkum slouží k cílenému rozpracování nových principů. Na pomezí základního a aplikovaného výzkumu vznikla většina našich nápadů - některé se podařilo patentovat, jako třeba nový systém pro vyhledávání min nebo nový bezcívkový fluxgate senzor.

Vývoj nových senzorů a měřicích systémů slouží také pro konkrétní aplikace - zejména pro řešení problémů našich průmyslových zákazníků -příkladem navigační systém pro horizontální vrty, magnetické senzory pro minohledačku nebo NDT zařízení pro ropný průmysl.

PCB fluxgate senzory

Na čem konkrétně pracujeme

  • Vývoj senzorů elektrického proudu
  • Vývoj magnetometru a gradiometru pro satelity
  • Vývoj měřicího systému pro nové raketové motory
  • Nové senzory polohy a rychlosti
  • Detektory pro minohledačky
  • Systém pro magnetometrickou detekci magnetických prachových částic v plicích
  • Magnetické ochranné prvky pro důležité dokumenty

Bezcívkové senzory, družice MIMOSA s našimi magnetometry

Kdo financuje náš výzkum

Řada průmyslových kontraktů (vývoj, výzkum a testování na objednávku)

Grantové projekty:

2017-2019 - Detekce improvizovaných výbušnin

2017-2019 - GAČR projekt Nové metody pro měření elektrického proudu

2016-2018 - GAČR projekt Magnetický gradiometr založený na ortogonálním fluxgate senozru v režimu první harmonické

2014-2021 - Centrum kompetence TAČR Pokročilé senzory

2012-2016 - GAČR projekt Nanostrukturované materiály pro senzory

2010-2012 - Leonardo projekt ECEVE (výukové moduly o energeticky úsporných farmách)

2011-2014 - TAČR projekt Fluxgate gradiometr

2009-2012 - GAČR doktorandský projekt Senzory a senzorové systémy

2008-2012 - FP7 Space projekt ISP-1 (vývoj senzorů a měřicího systému pro nové raketové motory)

2008-2010 - GAČR projekt "Fluxgate efekt v tenkých vrstvách" - cena předsedy GAČR

2009-2011 - OPPA projekt "Inteligentní budovy"

2003-2006 - STREP projekt FP6 SENPIMAG (vývoj nových magnetických senzorů)

S kým spolupracujeme

Akademické instituce

  • University of Cambridge - testování vlastností nového senzoru magnetického pole
  • University of Texas, Division of Gastroenterology - měření objemu žaludku
  • Technical University Athens - vývoj senzorů magnetického pole založených na nanokrystalických materiálech.
  • Danish Technical university -vývoj a testování fluxgate senzorů pro kosmický výzkum
  • Shizuoka University, Hamamatsu, Japan - vývoj mikrosenzorů
  • Universidad Politécnica de Madrid, Spain - spolupráce na vývoji technologií pro magnetické senzory
  • Fyzikální ústav AV ČR Praha - vývoj magnetických technologií a senzorů magnetického pole založených na nanokrystalických materiálech. Vývoj kryogenních etalonů.
  • Technical University, Viena - aplikace AMR magnetických senzorů
  • Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid - příprava a charakterizace mikrodrátů pro magnetické senzory
  • National University of Singapore - vývoj nových senzorů pro detekci ponorek
  • Inonu University, Malatya, Turecko - použití tenkých magnetických vrstev pro senzorovou techniku

Průmyslové poradenství a výzkumné kontrakty pro domácí a zahraniční společnosti v rámci doplňkové činnosti FEL

Hlavní spolupracující firmy:

  • Billingsley Aerospace and Defense, USA - testování magnetických senzorů a magnetometrů
  • Brownline, Nizozemí - navigační zařízení pro vrtné soupravy
  • Exxam Systems LLC, Anchorage, Alaska - vývoj zařízení pro testování izolovaných trubek
  • NVE Corporation, USA - výzkumná spolupráce v oblasti nových magnetických senzorů (GMR a SDT)
  • Schiebel, Austria - hledač bomb DIMADS, nové metody detekce a rozpoznání protipěchotních min
  • Sintef, Norsko - výzkumná spolupráce v oblasti piezomagnetických senzorů
  • Texas University Hospital, USA - zařízení pro měření objemu žaludku
  • Vector Magnetics, USA: spolupráce ve výzkumu magnetických senzorů, vývoj gradiometru pro navigaci při horizontálním vrtání
  • Texas Instruments, USA: magnetické= senzory a měření

Spolupráce s EXXAM, Alaska, USA - zařízení pro inspekci potrubí, spolupráce - měření v areálu Chemopetrol Litvínov

Vybrané publikace

Monografie

  • P. Ripka (ed.): Magnetic Sensors and Magnetometers, Artech, USA 2001
  • P. Ripka, A. Tipek (eds.): Master Book on Sensors, BEN, Praha, 2003
  • P. Ripka, A. Tipek (eds.): Modern Sensors Handbook (ISTE-Willey, 2007)

Kapitoly v monografiích

  • Butta, M.: Orthogonal Fluxgate Magnetometers, In: High Sensitivity Magnetometers. Basel: Springer, 2016. p. 63-102. Smart Sensors, Measurement and Instrumentation. vol. 19. ISSN 2194-8402. ISBN 978-3-319-34070-8.
  • Janošek, M.: Parallel Fluxgate Magnetometers, In: High Sensitivity Magnetometers. Basel: Springer, 2016. p. 41-61. Smart Sensors, Measurement and Instrumentation. vol. 19. ISSN 2194-8402. ISBN 978-3-319-34070-8.
  • Pavel Ripka: Electric Current Sensors, pp. 16-1 to 16-14, in: J. G. Webster (ed.): Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, CRC Presss 2014, ISBN 9781439848913
  • P. Ripka, K. Závěta, Magnetic Sensors: Principles and Applications. In: K.H.J. Buschow, editors: Handbook of Magnetic Materials, Vol 18, Elsevier, 2009, pp. 347-420.
  • Ripka, P.: Improving the Accuracy of Magnetic Sensors, In: Sensors. Heidelberg: Springer, 2008. p. 45-61. ISBN 978-3-540-69030-6.
  • Ripka, P.: Magnetic Sensors: Principles and Applications, In: Encyclopedia of Materials: Science and Technology - Online Update. 2 ed. Oxford: Elsevier, 2007. p. 1-12. ISBN 0-08-043152-6.
  • P. Ripka: Precise Vectorial Magnetic Field Sensors, in S. Yurish, M. Gomes (eds): Smart Sensors and MEMS, pp. 203 - 228, NATO ASI Series, Kluwer, 2005

Články v impaktovaných časopisech

Celkem 200 článků s 1500 citacemi. Seznam publikací je uveden na webovských stránkách jednotlivých pracovníků

Nejčerstvější:

2020

  • M. Mirzaei, J. Vyhnanek, A. Chirtsov, V. Grim,  P. Ripka: Design and Modeling of a Linear Speed Sensor with a Flat Type Structure and Air Coils, JMMM Vol. 495 (2020)  article #165834,pp 1-10

2019

  • P. Ripka, V. Grim, A. Chirtsov: A 3-Phase Current Transducer based on microfluxgate sensors, Measurement Vol. 146, November 2019, pp. 133-138  https://doi.org/10.1016/j.measurement.2019.06.028
  • M. Mirzaei, P. Ripka, J. Vyhnanek, A.Chirtsov, V. Grim: Rotational Eddy Current Speed Sensor, IEEE Transactions on Magnetics vol. 55, no. 9, pp. 1-10, Sept. 2019, Art no. 4003710, 10.1109/TMAG.2019.2918163
  • P. Ripka: Contactless measurement of electric current using magnetic sensors, Technisches Messen Early Access 10.1515/teme-2019-0032
  • P. Ripka, M. Mirzaei, A. Chirtsov, J. Vyhnanek: Transformer Position Transducer for Pneumatic Cylinder, Sensors Act. A 294 (2019) 91–101 
  • Ch. Zheng et al.: Magnetoresistive Sensor Development Roadmap (Non-Recording Applications), IEEE Transactions on Magnetics  55 Iss: 4 , April 2019 article # 0800130  DOI: 10.1109/TMAG.2019.2896036
  • M. Mirzaei, P. Ripka, A. Chirtsov, J. Vyhnanek: Eddy current linear speed sensor, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 55 (2019) Issue: 1, Article #4000304
  • JANOŠEK, M., et al. Magnetic Calibration System With Interference Compensation. IEEE Transactions on Magnetics. 2019, 55(1), ISSN 0018-9464. DOI 10.1109/TMAG.2018.2874169.
  • NOVOTNÝ, D., V. PETRUCHA, and M. JANOŠEK. A Digitally Compensated AMR Magnetometer. IEEE Transactions on Magnetics. 2019, 55(1), ISSN 0018-9464. DOI 10.1109/TMAG.2018.2873235.

2018

  • P. Ripka; A. Chirtsov: Busbar current transducer with suppression of external fields and gradient;, IEEE Transactions on Magnetics Vol. 54 Issue: 11, 2018, Article # 4002504
  • M. Mirzaei; P. Ripka: Analytical Functions of Magnetization Curves for High Magnetic Permeability Materials, IEEE Transactions on Magnetics Vol. 54 Issue: 11, 2018, Article #  2002105
  • P. Ripka, A. Chirtsov, M. Mirzaei: Inductance position sensor for pneumatic cylinder, AIP Advances 8, 048001 (2018)
  • M. Mirzaei, P. Ripka, and A. Chirtsov: The effect of conductor permeability on electric current transducers, AIP Advances 8, 047506 (2018)
  • JANOŠEK, M., et al. Improving Earth’s magnetic field measurements by numerical corrections of thermal drifts and man- made disturbances. Journal of Sensors. 2018, 2018 ISSN 1687-725X. DOI 10.1155/2018/1804092.
  • PETRUCHA, V. and D. NOVOTNÝ. Testing and application of an integrated fluxgate sensor DRV425. Journal of Electrical Engineering. 2018, 2018(69), 418-421. ISSN 1335-3632. DOI 10.2478/jee-2018-0064.
  • BUTTA, M. and M. JANOŠEK. Orthogonal Fluxgate Gradiometer With Multiple Coil Pairs. IEEE Transactions on Magnetics. 2018, 54(1), ISSN 0018-9464. DOI 10.1109/TMAG.2017.2758680.
  • BUTTA, M., et al. Effect of Amorphous Wire Core Diameter on the Noise of an Orthogonal Fluxgate. IEEE Transactions on Magnetics. 2018, 54(11), ISSN 0018-9464. DOI 10.1109/TMAG.2018.2850905.
  • BUTTA, M. and M. JANOŠEK. Very low frequency noise reduction in orthogonal fluxgate. AIP Advances. 2018, 8(4), 047203-1. ISSN 2158-3226. DOI 10.1063/1.4994208.

2017

  • M. Mirzaei, J. Vyhnanek, A. Chirtsov, V. Grim,  P. Ripka: Design and Modeling of a Linear Speed Sensor with a Flat Type Structure and Air Coils, JMMM Vol. 495 (2020)  article #165834,pp 1-10
  • P. Ripka, V. Grim, A. Chirtsov: A 3-Phase Current Transducer based on microfluxgate sensors, Measurement Vol. 146, November 2019, pp. 133-138  https://doi.org/10.1016/j.measurement.2019.06.028 
  • J. Vyhnanek, P. Ripka: Experimental comparison of the low frequency noise of small-size magnetic sensors, IEEE Trans. Magn., Vol. 53 (2017), Issue 4, paper # 4001304 
  • Pavel Ripka; Vaclav Grim; Vojtech Petrucha: A busbar current sensor with frequency compensation: IEEE Trans. Magn. Vol. 53 (2017), Issue 4, paper #  4000505
  • P. Ripka; A.Chirtsov: Influence of External Current on Yokeless Electric Current Transducers, IEEE Transactions on Magnetics, 2017, Volume: 53, Issue: 11, paper #  4003904 , pp. 1-4, DOI: 10.1109/TMAG.2017.2715075
  • P. Ripka; A. Chirtsov, V. Grim: Contactless Piston Position Transducer with Axial Excitation, IEEE Transactions on Magnetics 2017, Volume: 53, Issue: 11, 4002504, pp. 1-4,  DOI: 10.1109/TMAG.2017.2715073
  • P. Ripka, J. Vyhnánek, A. Chirstov: Crossfield response of industrial magnetic sensors, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, vol. 55, no. S1, pp. 39-47, 2017 
  • P. Mlejnek, P. Ripka: Off-center error correction of AMR yokeless current transducer, Journal of Sensors, Volume 2017 (2017), Article ID 6057634, 7 pages
  • PETRUCHA, V., V. FÚRA, and A. PLATIL. Cross-field Effect in a Triaxial AMR Magnetometer with Vector and Individual Compensation of a Measured Magnetic Field. IEEE Transactions on Magnetics. 2017, 53(4), ISSN 0018-9464. DOI 10.1109/TMAG.2016.2617121.
  • BUTTA, M. and I. COROLI. Low Offset Drift-Low-Noise Orthogonal Fluxgate with Synchronized Polarity Flipping. IEEE Transactions on Magnetics. 2017, 53(4), ISSN 0018-9464. DOI 10.1109/TMAG.2016.2633484

bývalí členové a absolventi

Ing. Jan Včelák, PhD. - navigation, applications in buildings

Ing. Jiri Tomek, PhD. - medical applications

Ing. Ales Zikmund, PhD. - calibration, position tracking

Ing. Jan Vyhnánek, PhD. - magnetic detection systems

Ing. Michal Přibil - fluxgate sensors

Ing. Michal Malátek, Ph.D. - GMI sensors

Ing. Jan Kubík, Ph.D. - fluxgate sensors

 

 


Za obsah odpovídá: RNDr. Patrik Mottl, Ph.D.