ハイブリッド磁化率計：細粒磁性粒子を対象とした新しい多機能磁化率計の開発と応用

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本年度は、これまでのハイブリッド磁化率計（以下、磁化率計）の試作検討をもとに最終試作機の開発に着手した。その基本機能は、１）微弱な磁化率を自励固有周波数変化に自動変換する高帯域周波数測定機能、およびパルス磁場による磁化緩和を時間領域で高速測定する機能、２）数㎜から数㎝程まで多様なサイズの試料を測定可能な高感度センシングコイル、３）数10kHz～100kHzの高周波シグナルを数ミリ秒の短時間にサンプリングしてメモリー転送する高精度ADCとMCU、４）USBによる高速データ転送機能、５）Windows、Linux、iOS、AndroidなどのOSやハードウェアによらず、リアルタイム数値処理可能な汎用ソフトウェア。１）２）は、共振周波数に応じて巻数を調整した複数の多重同心円コイルを、多層プリント基板内に積層した一体型複合センサーである。３）は、高精度(18～24ビット)高速(>1MSPS)ADCと32bitMCUによるDMA、４）は、USB3によるフルスピードバルクデータ転送、５）は、C/C++言語によるファームウェア、FPGA(HDL)による高速メモリー転送と数値処理、およびバイナリデータをリアルタイムデコードするPC側アプリによって実現する。そして、周波数領域と時間領域のデータをFFT/逆FFTによって相互変換することにより、多次元の視覚化データとそれらの数値処理が可能な多機能磁化率計を目指す。最終的には、微細磁性鉱物の定量分析や超微細磁性粒子に着目した粒度分布法として磁化率計を活用することにより、最先端の岩石磁気研究や環境磁気学研究への応用展開を図る。