Магнитоэлектрический харвестер в системе магнитокардиографа

В данной работе исследован магнитоэлектрический харвестер для биомедицины на основе магнитострикционно-пьезоэлектрической композитной структуры АМАГ-ЦТС. Активное развитие современной электроники приводит к комплексному теоретическому и экспериментальному исследованию новых материалов, в которых проявляется связь между их магнитными и электрическими свойствами, а именно – магнитоэлектрический эффект (МЭ). МЭ харвестер для биомедицины, подключенный параллельно МЭ датчику, является частью полноценного высокочувствительного устройства для магнитокардиографии и выполняет роль резервного источника питания, собирая и запасая энергию для питания генератора, являющегося источником переменного магнитного поля для МЭ датчика магнитного поля. Было проведено экспериментальное исследование МЭ эффекта в магнитострикционно-пьезоэлектрической композитной структуре харвестера, получены зависимости выходного напряжения и МЭ коэффициента композитной структуры от частоты.

1. Li Y., Cheng H., Alhalili Z., Xu G., Gao G. The progress of magnetic sensor applied in biomedicine: A review of non-invasive techniques and sensors // Journal Chinese Chemical Society Taipei. 2021. 68(24). 216-227. DOI: 10.1002/jccs.202000353

2. Bichurin M., Petrov R., Sokolov O., Leontiev V., Kuts V., Kiselev D., Wang Y. Magnetoelectric Magnetic Field Sensors: A Review // Sensors. 2021. 21(18). 6232. DOI: 10.3390/s21186232

3. Wang P., Liu Q. Biomedical Sensors and Measurement. Advanced Topics in Science and Technology in China. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. 300 p. DOI: 10.1007/978-3-642-19525-9

4. Leontiev V. S., Lobekin V. N., Saplev A. F., Ivasheva E. E., Zueva E. A., Bichurin M. I. Application of magnetoelectric sensors in biomedicine // Journal of Physics: Conference Series. 2021. 2052. 012022. DOI: 10.1088/1742-6596/2052/1/012022

5. Лобекин В. Н. Магнитоэлектрический магнитокардиограф // Сборник тезисов, материалы Двадцать шестой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-26.2): материалы конференции, тезисы докладов, Ростов-на-Дону, 25-26 марта 2022 г.: в 2 т. Т. 2. Ростов-на-Дону, 2022. С. 51-52.

6. Jahns R., Knöchel R., Greve H., Woltermann E., Lage E., Quandt E. Magnetoelectric sensors for biomagnetic measurements // IEEE International Symposium on Medical Measurements and Applications, 30-31 May 2011. Bari, Italy, 2011. P. 107-110. DOI: 10.1109/MEMEA.2011.5966676

7. Reermann J., Durdaut P., Salzer S., Demming T., Piorra A., Quandt E., Frey N., Höft M., Schmidt G. Evaluation of magnetoelectric sensor systems for cardiological applications // Measurement. 2018. 116. 230-238. DOI: 10.1016/j.measurement.2017.09.047

8. Alia F., Razab W., Lic X., Guld H., Kime K.-H. Piezoelectric Energy Harvesters for Biomedical Applications // Nano Energy. 2019. 57. 879-902. DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.01.012

9. Baule G., McFee R. Detection of the magnetic field of the heart // American Heart Journal. 1963. 66(1). 95-96. DOI: 10.1016/0002-8703(63)90075-9

10. Newmarker C. The Secrets of Harnessing Electricity from a Beating Heart // MD+DI: website. 2014. URL: https://www.mddionline.com/secrets-harnessing-electricitybeating-heart (Дата обращения: 16.10.2023).