Die Messung magnetischer Felder ist in der medizinischen Diagnostik nur in hochspezialisierten Zentren etabliert. Ursächlich hierfür ist die bewährte Verwendung von höchstempfindlichen Magnetometern auf Basis von supraleitenden Quanteninterferenzeinheiten. Diese erfüllen zwar die notwendigen Anforderungen, sind jedoch aufgrund ihrer Kühlung teuer und sehr aufwendig zu betreiben. Um dennoch eine weit verbreitete Anwendung magnetischer Messungen in der Medizin zu etablieren, werden ungekühlte und somit kostengünstigere und benutzerfreundlichere Sensorkonzepte mit für die Messung ausreichenden Detektionslimits erforscht. Ein vielversprechendes Forschungsgebiet umfasst dabei den Bereich der magnetoelektrischen Sensoren (ME-Sensoren).
Um die Anwendbarkeit dieser Sensoren in realen Messumgebungen zu erhöhen und die Signalqualität zu verbessern, untersucht diese Arbeit verschiedene Verfahren der Signalverarbeitung. Eingangs werden dazu die grundlegenden Vorgehensweisen zur Messung von magnetischen Signalen mithilfe der ME-Sensoren vorgestellt. Anschließend werden verschiedene Ansätze zur Störungskompensation untersucht, um einerseits die mechanische Kreuzempfindlichkeit sowie den Einfluss von magnetischen Störungsquellen zu reduzieren. Ferner finden Kombinationsansätze Anwendung. Diese Ansätze beruhen auf der Idee, den Sensor über verschiedene Frequenzbereiche parallel auszulesen und die Sensorsignale anschließend zu kombinieren. Wird kein kontinuierlicher Datenstrom benötigt und ist das Nutzsignal grundsätzlich periodischer Natur, werden adaptive Mittelungsmethoden betrachtet.
Alles in allem erlauben die jeweiligen Verarbeitungsschritte eine stetige Verbesserung der Signalqualität. Die Anwendbarkeit der ME-Sensoren in realen Messumgebungen wird dadurch maßgeblich erhöht.
Aktualisiert: 2020-12-08
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