Система электрооборудования подвесного лодочного мотора «Вихрь»
Источником тока на подвесных лодочных моторах «Вихрь-М», «Вихрь-30» и «Вихрь-30Р» служит магдино МВ-1 маховичного типа, которое состоит из маховика с закрепленными на нем магнитами в основания магдино. На основании магдино смонтированы две катушки питания зажигания, две катушки освещения, два прерывательных механизма с конденсаторами и фильц для смазки кулачков. В систему электрооборудования мотора, кроме магдино МВ-1, входят два трансформатора ТЛМ и две свечи зажигания CИ-12РT. В трансформаторе ТЛМ преобразуется ток низкого напряжения вырабатываемый катушкой питания зажигания магдино, в ток высокого напряжения (16—18 тыс. вольт), который подается на свечи зажигания.
Рис.6. Схема электрооборудования моторов «Вихрь-М» и «Вихрь-30Р»
1- катушка питания; 2 – свеча; 3 – конденсатор; 4 – прерыватель; 5 – кулачок; 6 – катушка освещения; 7 – блок ВБГ-3А; 8 – электролампа; 9 – трансформатор; 10 – кнопка «стоп».
Схема системы электрооборудования подвесных лодочных моторов «Вихрь-М» и «Вихрь-30Р» представлена на Рис. 6. Изменение угла опережения зажигания в необходимых пределах осуществляется за счет поворота основания магдино с помощью рычага на тяге привода дроссельной заслонки карбюратора в зависимости от величины её открытия.
В катушках освещения магдино при работе двигателя вырабатывается ток для питания судовых ламп.
Мощность тока катушек освещения при работе двигателя на 5000 об/мин — 30 ватт, напряжение — 12 вольт.
Рис. 6а. Схема электрооборудования мотора «Вихрь-30»
1- катушка питания зажигания; 2 – конденсатор; 3 – кулачок; 4 – прерыватель; 5 – катушка освещения; 6 – кнопка «стоп» на поддоне; 7 – кнопка «стоп» на пульте; 8 – кнопка «пуск» на пульте; 9 – стартер СТ-369; 10 – аккумулятор 6СТ-45; 11 – блок ВБГ-3А; 12 – трансформаторы ТЛМ; 13 – свечи
Провода от катушек освещения (одинакового цвета — желтого, оранжевого или коричневого) выводятся на алюминиевые корпуса диодов блока ВБГ-3А, провод от прерывателя верхнего цилиндра (белого натурального цвета) на правую крайнюю клемму и провод от прерывателя нижнего цилиндра (черного или фиолетового цвета) — на среднюю клемму блока.
В систему электрооборудования подвесного лодочного мотора «Вихрь-30», кроме узлов системы зажигания (магдино МВ-1, трансформаторов ТЛМ и свечей СИ-12РТ), входят аккумуляторная батарея 6СТ-45 и электростартер марки СТ-369. Схема электрооборудования подвесного лодочного мотора «Вихрь-30» представлена на рис. 6а.
Вырабатываемый катушками освещения ток через блок ВБГ-3А подается аккумуляторной батарее для ее подзарядки.
Питание стартера в момент пуска двигателя и питание бортовой сети судна осуществляется от аккумуляторной батареи. Включение стартера производится путем нажатия на кнопку «пуск» на пульте дистанционного управления.
Рис. 7. Схема электрооборудования моторов «Вихрь-25Р электрон» и «Вихрь-30Р электрон»:
1 – магнето МБ-2; 2 – блок ВБГ-3А; 3 – трансформаторы; 4 – кнопка «стоп»; 5 – электролампа.
Предупреждение:
1. Запрещается работать с отсоединенной одной свечой и проворачивание маховика с отключенными трансформаторами или свечами во избежание пробоя и выхода из строя искрогасительных конденсаторов. В случае необходимой прокрутки коленвала с отсоединенными свечами высоковольтные провода обязательно заземлять.
2. Во избежание несчастного случая запрещается прикасаться к оголенной части проводов от магдино к трансформатору и от трансформатора к свече при работе подвесного лодочного мотора.
3. На моторах «Вихрь-М» и «Вихрь-30» при включении электроламп с суммарной мощностью меньше 30 вт возможно их перегорание.
4. Для обеспечения надежного искрообразования на свечах подвесного лодочного мотора необходимо освещение включать после запуска двигателя. На моторах «Вихрь-25Р» электрон», «Вихрь-30Р электрон» и «Вихрь-30 электрон» установлена электронная система зажигания.
Электронное магнето имеет тиристорную схему с накоплением энергии в конденсаторе. На основании магнето установлен катушка освещения для питания бортовой сети судна, генераторные катушки, вырабатывающие энергию для искрообразования, и электронный блок с датчиком. При вращении маховика выступы полюсных башмачков, проходя мимо датчика, вызывают разряд накопительного конденсатора через высоковольтные трансформаторы, повышающие выходное напряжение до 12-30 тыс. вольт, которое подается на свечи зажигания.
Рис. 7а. Схема электрооборудования мотора «Вихрь-30 электрон»
Из основания магнето выведены 3 пары проводов. Провода от катушек освещения белого цвета, провода к трансформаторам – синего цвета для нижнего цилиндра, зеленого – для верхнего, провода к кнопке «стоп» — красного (черного) цвета. Схема электрооборудования моторов «Вихрь-25Р электрон», «Вихрь-30 электрон» — на рис. 7а.
В случае, если на вашем моторе установлено модернизированное магнето МБ-2 (переработана схема, улучшены параметры: понижены начальные обороты искрообразования и др.), то оно отличается внешне от ранее выпускаемого количеством выводов – 5 вместо 6, причем на кнопку «Стоп» задействован один провод (красный, черный), а второй провод от кнопки «Стоп» соединяется с «Массой» с помощью провода-перемычки.
В связи с отсутствием механических контактов электронное магнето не подвержено износу и не требует обслуживания и регулировки. Электронный блок выполнен на бескорпускных элементах, защищен компаундом и поэтому неремонтоспособен и разборке не подлежит.
ВНИМАНИЕ! При работе с электрооборудованием подвесного лодочного мотора отключайте аккумулятор. При замыкании проводов, ведущих к трансформаторам, на плюс аккумуляторной батареи магнето выходит их строя. В случае отсутствия или ослабления искры следует проверить целостность проводов и отсутствие замыкания или загрязнения кнопки «стоп».
Вернуться к инструкции по эксплуатации лодочных моторов «Вихрь»
Следующий раздел инструкции: 5.8. Система запуска
История и общая информация подвесного мотора Вихрь
История и общая информация подвесного мотора ВихрьПрототип «Вихря»-«Кёниг»(ФРГ). Только это уже «тридцатка» 1964г… |
Прототип «Вихря»-«Кёниг»(ФРГ) Только это уже «тридцатка» 1964г…
В 1965г., когда на заводе «Моторостроитель» в Самаре пошли в серию первые «Вихри», фирма «Кёниг» объявила о снятии устаревших «двадцаток» с производства…
Лодочные моторы семейства «Вихрь» — это настоящий парадокс отечественного малого флота. Несмотря на, есть возможность купить новый мотор Вихрь.С одной стороны, это самые массовые в стране моторы. В лучшие годы ежегодно выпускалось до 150000 «Вихрей» трёх марок двумя заводами, и всё это количество в магазинах не залёживалось. С другой стороны, «Вихри» — это моторы самой устаревшей конструкции, множество неудачных конструктивных решений в «одном флаконе», позор Российской промышленности. Именно благодаря низким потребительским качествам «Вихрей» у нынешнего поколения водномоторников сложилось отрицательное отношение к отечественным подвесным моторам. Однако обо всём по порядку.
В начале 60-х на Куйбышевском моторостроительном заводе им. Фрунзе тоже задумались о том, как заменить «Стрелу» более совершенным мотором. Причём мотором большей мощности, чем у наиболее распространённой тогда «Москвы». Было принято решение скопировать мотор какой-нибудь зарубежной фирмы. Но в отличие от московских коллег, скопировавших удачный «Джонсон», куйбышевцы положили глаз на весьма неудачный западногерманский 20-сильный «Кёниг». Вполне возможно, что этот мотор был ещё довоенной разработки, и в нашу страну попали трофейные экземпляры, с которых и ваяли «Вихрь» куйбышевцы. По крайней мере, в 1965г., когда пошли в серию первые «Вихри», фирма «Кёниг» объявила о снятии устаревших «двадцаток» с производства… Итак, в 1965г. первые «Вихри» появились в магазинах. Развивали они поначалу даже не 20, а всего 17л.с., тем не менее были встречены на ура. Ещё бы, несмотря на все недостатки «Вихрь» позволял выводить на глиссирование «Казанку» с семейным экипажем на борту! А любители высоких скоростей получили возможность, установив два «Вихря», выводить на глиссирование гораздо более крупные мореходные суда.
Штуцер для подключения топливного шланга был расположен на поддоне в очень неудобном месте — под румпелем. В задней части поддона, прямо под свечами зажигания зияли две большие дыры. При ходе на волнении через эти отверстия свечи заливались водой, что приводило к остановке мотора. Собственно двигатель «Вихря» (силовая головка) тоже обладал массой недостатков. Текстолитовые золотники газораспределения быстро изнашивались и приводили к износу алюминиевых поверхностей картера, что приводило к падению мощности. Карбюратор был устроен так, что при откидывании мотора из него выливалось топливо в поддон и далее в воду. Устаревшая дефлекторная система продувки обуславливала большой расход горючего (9 кг/час или 450 г/л.с.ч.) и перегрев поршней. Перегреву поршней и пригоранию колец также способствовали толстостенные чугунные цилиндры, не обеспечивавшие хорошего теплоотвода. Основание магнето (система зажигания) вращалось для изменения опережения зажигания против часовой стрелки принудительно румпелем, а возвращалось в первоначальное положение мощной пружиной.
Гребной винт для «Вихрей» выпускался только один и слишком «тяжёлый». Любители, применившие переделанные грузовые винты от «Москвы-25», обнаружили, что упорный подшипник «вихрёвского» редуктора получал при этом большой износ и выходил из строя ~ через 100 часов работы. Видимо, этим и объясняелось упорное нежелание завода наладить выпуск грузовых винтов. К середине 70-х Куйбышевский завод преодолел технологические трудности и начал, наконец, крупносерийное производство «Вихрей-30». Благодаря применению настроенного патрубка в выхлопной системе удельный расход горючего был доведён до 350 г/л.с.час., вес мотора с ручным запуском составил 45.5 кг, что совсем неплохо. Кроме того, была выпущена модификация «тридцатки» с электростартером и выпрямителем для подзарядки аккумулятора, весившая 49 кг. Поскольку электростартер и другие элементы электросхемы с трудом размещались под старым стальным овальным кожухом, вскоре была изменена форма поддона (он стал «более прямоугольным» и просторным) и кожуха. Новый, более просторный кожух изготовлялся из волокнистого пластика, что сделало кожух более долговечным и ощутимо снизило шум мотора. В дальнейшем в целях унификации новые поддон, кожух и выпрямитель устанавливались и на «Вихрь-М». После освоения «тридцатки» «у себя», Куйбышевцы передали документацию коллегам в Пермь, где также вскоре перешли на выпуск «Вихря-30», завязав наконец с «двадцаткой». К сожалению, выпустив «тридцатку», завод никак не усилил слабые узлы — вертикальный вал и редуктор. Вертикальный вал ещё быстрее скручивался, а в редукторе ещё быстрее выходил из строя упорный подшипник при применении грузовых винтов или появившихся в продаже винтов-мультипитчей. Поэтому владельцам «Вихрей-30» можно рекомендовать не злоупотреблять «полным газом», использовать полную мощность только для вывода лодки на глиссирование, а затем сбрасывать обороты. Тогда же, в конце 70-х создатели «Вихря» решили, что пора бы оснастить выпускаемые моторы электронной системой зажигания, тем более, что первыми внедрили столь полезное новшество ульяновцы на «Ветерках». Учитывая последнее обстоятельство, было бы крайне непрестижно продолжать выпуск «Вихрей» с устаревшей контактной системой. Новое электронное зажигание МБ-2 устанавливалось на «Вихри» с 1980г. Моторы с таким зажиганием получили в названии довесок «-электрон». Однако внедрение электронного зажигания принесло владельцам «Вихрей» сплошные разочарования. Магдино МБ-2 получилось потрясающе ненадёжным. Большинство моторов отказывало в первый же сезон эксплуатации, а многие моторы, привезённые из магазина, вообще не удавалось запустить. Печатная плата с деталями магдино была залита компаундом, что весьма затрудняло ремонт. Маховик для магдино МБ-2 отличался от маховика для контактной системы МВ-1, из-за этого отказавшее электронное зажигание можно было заменить старым магдино только в комплекте с маховиком. Электронное зажигание отказывало по причине ненадёжности тиристоров КУ202М и резистора (сопротивления). Вскоре магдино МБ-2 было подвергнуто модернизации, резистор в схеме заменён более мощным, однако тиристоры КУ202 были оставлены. Надёжность возросла, но ненамного. Умельцы — электронщики нашли свой выход из положения: собирали выносной блок зажигания и крепили его к двигателю, вынеся из-под маховика, однако такой ремонт мог выполнить далеко не каждый любитель. В те же годы были внедрены и некоторые более мелкие изменения в конструкции «Вихрей». В редукторе была изменена схема передачи упора гребного винта, вследствие чего несколько уменьшилась нагрузка на упорный подшипник. Редуктор стал несколько надёжнее, но всё равно упорный подшипник оставался слабоват. Было изменено расположение заборных отверстий в систему охлаждения, отныне они располагались на боковых поверхностях подводной части дейдвуда. Был модернизирован карбюратор, что исключило выливание из него топлива при откидывании мотора и «переливание» при работе. Завод-изготовитель организовал наконец выпуск винтов с шагом 280 мм в дополнение к штатному винту с шагом 300 мм. Конечно, такой винт нельзя считать грузовым, но всё-таки на большинстве прогулочно-туристских лодок он позволял лучше использовать мощность двигателя. В таком виде «Вихри» выпускались до 1991г. В 1991г. под натиском рекламаций потребителей была разработана новая электронная система зажигания МБ-22, призванная заменить ненадёжную МБ-2. Для облегчения температурного режима тиристора и диодов электронный блок новой системы был вынесен из-под маховика (кстати, маховик опять-таки, по «Вихрёвской» дурной «традиции» сделан невзаимозаменяемым с предыдущими модификациями «Вихрей») . Применён специальный высоковольтный трансформатор, позволивший использовать одноканальную схему искрообразования. Реализована автоматическая электронная регулировка опережения зажигания, что позволило отказаться от поворота основания магдино ручкой «газа». Вращать ручку «газа» стало очень легко, попутно был устранён «застарелый» конструктивный недостаток «Вихрей» — износ посадочного места основания магдино. Правда, поначалу и МБ-22 довольно часто выходило из строя, но ремонтировать эту систему было гораздо проще. Мне самому пришлось в 1993г. собирать выносной электронный блок для «Вихря» одного знакомого. Этот «Вихрь-30» не проработал и пяти минут после первого запуска. Разумеется, в самодельный блок я установил надёжный тиристор Т122 военного назначенияна рабочее напряжение 800 вольт. В настоящее время проблемы с надёжностью МБ-22 вроде бы остались позади, на моторах последних лет выпуска зажигание работает неплохо. К сожалению, заводом не сообщалось, какими мерами это достигнуто, хотелось бы верить, что в схеме применён более надёжный тиристор.
В 90-е годы как-то тихо и незаметно «сошёл со сцены» «Вихрь-М»(«Вихрь-25»). Оно и понятно: при равном весе и металлоемкости с «тридцаткой» 25-я модель обладала худшей удельной топливной экономичностью, производство её было явно невыгодно заводу. Тем более, что в Москве после почти десятилетнего перерыва было возобновлено производство несравненно более надёжного и экономичного «Нептуна-23». Самарский завод сосредоточил свои усилия на дальнейшей модернизации «Тридцатки». В конце 90-х годов теперь уже Самарским заводом была проведена модернизация двигателя «Вихря-30». Учитывая тот факт, что бензины марок А-66, А-72, на работу с которыми рассчитывался когда-то двигатель, давно не производятся, было принято решение об увеличении степени сжатия. Кроме того, введена шестиканальная петлевая продувка, головка блока цилиндров с камерой сгорания специальной формы, карбюратор с уменьшенным сопротивлением смесительной камеры. Усилены коленвал, шатуны и некоторые другие детали. В результате модернизации с коленвала двигателя удалось снять более 32л. с. мощности, возможна работа на бензине с октановым числом 76~95, несколько увеличился моторесурс двигателя. К сожалению, модернизация не коснулась подводной части мотора, что при возросшей мощности только увеличило нагрузку на и без того слабый редуктор. Эта модель получила название «Вихрь-32».
Несколько позже Самарским заводом было объявлено о подготовке к производству новой модели мотора «Вихрь-30МА». Двигатель этого мотора использован от «Вихря-32», а в названии указана мощность на гребном валу, как сейчас принято во всём мире. «Вихрь-30МА» получил совершенно новые поддон, подвеску, дейдвуд и подводную часть. Судя по кратким сообщениям в журнале «Катера и Яхты» и приводимым фотографиям, устранены все «первородные» недостатки «Вихрей», повышен КПД редуктора за счёт его более обтекаемой формы, снижен шум за счёт применения выхлопа через ступицу гребного винта. Заявка достаточно серьёзная!.
Однако настораживает тот факт, что на опубликованных в различных источниках фотографиях различные «версии» «Вихря-30МА» существенно отличаются одна от другой. Кроме того, пока ничего не слышно о поступлении нового мотора в широкую продажу. Остаётся лишь надеяться, что Самарцы преодолеют трудности и организуют, наконец производство современных надёжных и экономичных моторов.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ | Вихрь-30Э | Вихрь-30РЭ |
мощность двигателя | 30 л.с. | 30 л.с. |
рабочий объем | 488 куб. см. | 488куб. см. |
расход топлива | 10,5 кг/час | 10,5 кг/час |
топливо и смазка | смесь бензина А -76 с 4% масла | |
запуск двигателя | эл. стартер | ручной |
сухая масса | 49 кг | 45,5 кг |
гребной винт | 3 лопасти | 3 лопасти |
диаметр лопастей | 240 мм | 240 мм |
шаг | 300 мм | 300 мм |
Каталог узлов и деталей подвесного лодочного мотора «Вихрь» |
Теория, аппаратура и применение датчиков магнитоупругого резонанса: обзор
1. дю Тремоле де Лашессри Э. Магнитоупругие свойства аморфных сплавов. Дж. Магн. Магн. Матер. 1982; 25: 251–270. [Google Scholar]
2. Grimes CA, Mungle CS, Zeng K, Jain MK, Dreschel WR, Paulose M, Ong KG. Беспроводные датчики магнитоупругого резонанса: критический обзор. Датчики. 2002; 2: 294–313. [Google Scholar]
3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. 3-е изд. Пергамон Пресс; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: 1986. [Google Scholar]
4. Стоянов П.Г., Граймс К.А. Магнитострикционный датчик вязкости с дистанционным запросом. Чувств. Актив. Б хим. 2000;80:8–14. [PubMed] [Google Scholar]
5. Grimes CA, Ong KG, Loiselle K, Stoyanov PG, Kouzoudis D, Liu Y, Tong C, Tefiku F. Магнитоупругие датчики для мониторинга окружающей среды. Умный Матер. Структура 1999; 8: 639–646. [Google Scholar]
6. Онг К.Г., Граймс К.А., Роббинс К.Л., Сингх Р.С. Разработка и применение беспроводного пассивного датчика мониторинга окружающей среды на основе резонансного контура. Чувств. Актив. физ. 2001;93:33–43. [Google Scholar]
7. Граймс К.А., Стоянов П.Г., Кузудис Д., Онг К.Г. Дистанционное измерение давления с помощью магнитоупругого датчика. преподобный наук. Инструм. 1999;70:4711–4714. [Google Scholar]
8. Grimes CA, Kouzoudis D. Дистанционное измерение давления, скорости потока жидкости и влажности с использованием магнитоупругих толстопленочных датчиков. Чувств. Актив. физ. 2000; 84: 205–212. [PubMed] [Google Scholar]
9. Kouzoudis D, Grimes CA. Частотная характеристика магнитоупругих датчиков на напряжение и атмосферное давление. Умный Матер. Структура 2000;9: 885–889. [Google Scholar]
10. Джайн М.К., Шмидт С., Онг К.Г., Мангл С., Граймс К.А. Магнитоакустические дистанционные датчики температуры и влажности. Умный Матер. Структура 2000; 9: 502–510. [Google Scholar]
11. Jain MK, Cai QY, Grimes CA. Беспроводной микродатчик для одновременного измерения pH, температуры и давления. Умный Матер. Структура 2001; 10: 347–353. [Google Scholar]
12. Джайн М.К., Граймс, Калифорния. Массив беспроводных магнитоупругих микродатчиков для одновременного измерения температуры и давления. IEEE транс. Маг. 2001;37:2022–2024. [Академия Google]
13. Луазель К.Т., Граймс, Калифорния. Измерение вязкости вязких жидкостей с помощью магнитоупругих толстопленочных датчиков. преподобный наук. Инструм. 2000;71:1441–1446. [Google Scholar]
14. Grimes CA, Kouzoudis D, Mungle C. Одновременное измерение плотности и вязкости жидкости с помощью удаленного запроса магнитоупругости. преподобный наук. Инструм. 2000;71:3822–3824. [Google Scholar]
15. Джайн М.К., Шмидт С., Мангл С., Луазель К., Граймс К.А. Измерение температуры и вязкости жидкости с помощью беспроводных магнитоакустических/магнитооптических датчиков. IEEE транс. Маг. 2001; 37: 2767–2769.. [Google Scholar]
16. Kouzoudis D, Grimes CA. Удаленный запрос измерения скорости потока жидкости с использованием магнитоупругих толстопленочных датчиков. Дж. Заявл. физ. 2000; 87: 6301–6303. [Google Scholar]
17. Шмидт С., Граймс, Калифорния. Измерение модуля упругости тонких пленок, нанесенных на магнитоупругие ленты. IEEE транс. Маг. 2001; 37: 2731–2733. [Google Scholar]
18. Шмидт С., Граймс, Калифорния. Характеристика модулей упругости наноразмерных тонких пленок с использованием магнитоупругих датчиков. Чувств. Актив. физ. 2001;94: 189–196. [PubMed] [Google Scholar]
19. Grimes CA, Kouzoudis D, Dickey EC, Qian D, Anderson MA, Shahidain R, Lindsey M, Green L. Магнитоупругие датчики в сочетании с нанометровой сотовой тонкопленочной керамикой TiO 2 для дистанционного измерения влажности. Дж. Заявл. физ. 2000; 87: 5341–5343. [PubMed] [Google Scholar]
20. Cai QY, Cammers-Goodwin A, Grimes CA. Беспроводной магнитоупругий датчик CO 2 с удаленным запросом. Дж. Окружающая среда. Монит. 2000; 2: 556–560. [PubMed] [Академия Google]
21. Cai QY, Jain MK, Grimes CA. Беспроводной датчик аммиака с удаленным запросом. Чувств. Актив. Б хим. 2001; 77: 614–619. [PubMed] [Google Scholar]
22. Cai QY, Grimes CA. Магнитоупругий датчик pH с дистанционным запросом. Чувств. Актив. Б хим. 2000; 71: 112–117. [PubMed] [Google Scholar]
23. Cai QY, Zeng KF, Ruan CM, Desai TA, Grimes CA. Беспроводной биосенсор глюкозы с дистанционным запросом на основе рН-чувствительного полимера. Анальный. хим. 2004; 76: 4038–4043. [PubMed] [Google Scholar]
24. Ruan CM, Zeng KF, Varghese OK, Grimes CA. Магнитоупругий датчик на основе биоаффинности для авидина. Биосенс. Биоэлект. 2004;19: 1695–1701. [PubMed] [Google Scholar]
25. Ruan CM, Varghese OK, Grimes CA, Zeng KF, Yang XP, Mukherjee N, Ong KG. Магнитоупругий рициновый иммуносенсор. сен. лат. 2004; 2: 138–144. [Google Scholar]
26. Ruan CM, Zeng KF, Varghese OK, Grimes CA. Магнитоэластичный иммуносенсор стафилококкового энтеротоксина В. Биосенс. Биоэлект. 2004; 2: 138–144. [PubMed] [Google Scholar]
27. Ruan CM, Zeng KF, Varghese OK, Grimes CA. Магнитоупругие иммуносенсоры: амплифицированный масс-иммуносорбент для выявления Escherichia coli O157:H7. Анальный. хим. 2003;75:6494–6498. [PubMed] [Google Scholar]
28. Пакетт Л.Г., Барретт Г., Кузудис Д., Граймс К.А., Бачас Л.Г. Мониторинг свертывания крови магнитоупругими датчиками. Биосенс. Биоэлект. 2003; 16: 675–681. [PubMed] [Google Scholar]
29. Zeng KF, Roy SC, Grimes CA. Количественная оценка кинетики свертывания крови I: Определение активированного времени свертывания в зависимости от концентрации гепарина с использованием магнитоупругих датчиков. сен. лат. 2007; 5: 425–431. [Google Scholar]
30. Roy SC, Ong KG, Zeng K, Grimes CA. Количественная оценка кинетики свертывания крови II: Тромбоэластографический анализ и измерение скорости оседания эритроцитов с помощью магнитоупругих датчиков. сен. лат. 2007; 5: 432–440. [Академия Google]
31. Рой С.К., Вернер Дж.Р., Кузудис Д., Граймс, Калифорния. Использование магнитоупругих датчиков для количественной оценки агрегации тромбоцитов I: Цельная кровь и богатая тромбоцитами плазма. сен. лат. 2008; 6: 280–284. [Google Scholar]
32. Roy SC, Werner JR, Mambrini G, Grimes CA. Использование магнитоупругих датчиков для количественной оценки агрегации тромбоцитов II: Различение вклада фибрина и тромбина в кинетику коагуляции цельной крови. сен. лат. 2008; 6: 285–289. [Google Scholar]
33. Mungle CS, Roy SC, Grimes CA. Уравнение движения, импеданс и модель эквивалентной схемы для магнитоупругого резонансного датчика. сен. лат. 2008; 6: 421–427. [Академия Google]
34. Mungle CS, Shao R, Roy SC, Ong KG, Grimes CA. Анализ влияния конфигурации датчика и геометрии магнитоупругих резонансных датчиков, работающих в воздухе. сен. лат. 2008; 6: 137–148. [Google Scholar]
35. Zeng K, Tep KC, Grimes CA. Нелинейные эффекты в магнитоупругих датчиках. сен. лат. 2005; 3: 222–224. [Google Scholar]
36. Герцер Г. Магнитомеханическое демпфирование в аморфных лентах с одноосной анизотропией. Мат. науч. англ. А. 1997; 226:631. [Академия Google]
37. Лян К., Моршед С., Пророк Б.К. Поправка на продольную вибрацию в тонких тонких балках. заявл. физ. лат. 2007;90:221912. [Google Scholar]
38. Цзэн К.Ф., Онг К.Г., Мангл К.С., Граймс К.А. Характеристика во временной области колебательных датчиков: применение подсчета частоты для определения резонансной частоты. преподобный наук. Инструм. 2002; 73: 4375–4380. [Google Scholar]
39. Цзэн К.Ф., Паулос М., Онг К.Г., Граймс К.А. Характеристика магнитоупругих датчиков в частотной области: инструмент на основе микроконтроллера для анализа спектра с использованием метода подсчета порогового значения. Чувств. Актив. физ. 2005; 121:66–71. [Академия Google]
40. Мангл CS. Университет штата Пенсильвания; Юниверсити-Парк, Пенсильвания, США: 2005. Критический анализ датчиков магнитоупругого резонанса. Докторская диссертация, [Google Scholar]
41. Zeng KF, Ong KG, Yang X, Grimes CA. Интегрированная микросистема на уровне платы и связанная с ней методика анализа импеданса резонаторных датчиков. сен. лат. 2006; 4: 388–397. [Google Scholar]
42. Mungle CS, Grimes CA, Dreschel WR. Настройка магнитным полем частотно-температурной характеристики магнитоупругого датчика. Чувств. Актив. физ. 2002; 101: 143–149.. [Google Scholar]
43. Онг К.Г., Граймс Д.М., Граймс К.А. Высшие гармоники магнитомягкого датчика: приложение для дистанционного измерения температуры запроса. заявл. физ. лат. 2002; 80: 3856–3858. [Google Scholar]
44. Чжан Р., Техедор М.И., Андерсон М.А., Паулос М., Граймс К.А. Детектирование этилена с помощью нанопористых покрытий Pt-TiO2, нанесенных на толстые магнитоупругие пленки. Датчики. 2002; 2: 331–338. [Google Scholar]
45. Ruan C, Ong KG, Mungle CS, Paulose M, Nickl NJ, Grimes CA. Беспроводной датчик pH, основанный на использовании полимерных микросфер, не зависящих от соли. Чувств. Актив. Б хим. 2003;96: 61–69. [Google Scholar]
46. Pang P, Gao X, Xiao X, Yang W, Cai Q, Yao S. Беспроводной датчик pH, использующий магнитоупругость для измерения кислотности жидкости организма. Анальный. науч. 2007; 23: 463–467. [PubMed] [Google Scholar]
47. Huang S, Pang P, Xiao X, He L, Cai Q, Grimes CA. Беспроводной датчик удаленного запроса для обнаружения в реальном времени концентрации E. coli O157:H7 . Чувств. Актив. Б хим. 2008; 131: 489–495. [Google Scholar]
48. Lu Q, Lin H, Ge S, Luo S, Cai Q, Grimes CA. Беспроводная связь, удаленный запрос и высокая чувствительность E. coli Биосенсор O157:H7, основанный на распознающем действии конканавалина A. Anal. хим. 2008; 81: 5846–5850. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
49. Lin H, Lu Q, Ge S, Cai Q, Grimes CA. Обнаружение патогена E. coli O157:H7 с помощью беспроводного магнитоупругого сенсорного устройства, усиленного с использованием наночастиц Fe 3 O 4 , модифицированных хитозаном. Чувств. Актив. Б хим. 2010; 147:343–349. [Google Scholar]
50. Lin H, Shen Z, Lu Q, Cai Q, Grimes CA. Беспроводное и чувствительное обнаружение полициклических ароматических углеводородов с использованием магнитного Fe 9, покрытого гуминовой кислотой.0039 3 O 4 наночастицы в качестве меток, усиливающих сигнал. Чувств. Актив. Б хим. 2010; 146:154–159. [Google Scholar]
51. Pang P, Yang W, Huang S, Cai Q, Yao S. Измерение концентрации глюкозы в плазме крови на основе беспроводного магнитоупругого биосенсора. Анальный. лат. 2007;40:897–906. [Google Scholar]
52. Gao X, Yang W, Pang P, Liao S, Cai Q, Zeng K, Grimes CA. Беспроводной магнитоупругий биосенсор для быстрого определения концентрации глюкозы в образцах мочи. Чувств. Актив. Б хим. 2007; 128:161–167. [Академия Google]
53. Панг П., Чжан Ю., Гэ С., Цай К., Яо С., Граймс, Калифорния. Определение глюкозы с помощью магнитоупругого сенсора с биферментной слоистой сборкой. Чувств. Актив. Б хим. 2009; 136:310–314. [Google Scholar]
54. Wu SH, Cai Q, Grimes CA. Кинетический анализ трипсина с помощью беспроводного магнитоупругого датчика. сен. лат. 2006; 4: 160–164. [Google Scholar]
55. Huang S, Wang Y, Cai Q, Fang J. Обнаружение Staphylococcus Aureus в различных жидких средах с помощью беспроводного магнитоупругого датчика. Подбородок. Дж. Анал. хим. 2010;38:105–108. [Академия Google]
56. Пан П., Сяо Х., Цай К., Яо С., Граймс, Калифорния. Беспроводное магнитоупругое сенсорное устройство для оценки образования биопленки Pseudomonas aeruginosa на месте. Чувств. Актив. Б хим. 2008; 133: 473–477. [Google Scholar]
57. Pang P, Cai Q, Yao S, Grimes CA. Обнаружение Mycobacterium Tuberculosis в образце мокроты на основе беспроводного магнитоупругого датчика. Таланта. 2008; 76: 360–364. [PubMed] [Google Scholar]
58. Ge S, Huang S, Zhang F, Cai Q, Grimes CA. Обнаружение Micrococcus Luteus с помощью беспроводного магнитоупругого датчика. сен. лат. 2009; 7: 79–83. [Google Scholar]
59. Wu S, Gao X, Cai Q, Grimes CA. Беспроводной магнитоупругий биосенсор для удобного и чувствительного обнаружения кислой фосфатазы. Чувств. Актив. Б хим. 2007; 123: 856–859. [Google Scholar]
60. Wu S, Zhu Y, Cai Q, Zeng K, Grimes CA. Беспроводной магнитолеастический датчик α-амилазы. Чувств. Актив. Б хим. 2007; 121:476–481. [Google Scholar]
61. Zourob M, Ong KG, Zeng K, Mouffouk F, Grimes CA. Беспроводной магнитоэластичный биосенсор для прямого обнаружения фосфорорганических пестицидов. Аналитик. 2007; 132:338–343. [PubMed] [Академия Google]
62. Онг К.Г., Зенг К., Ян Х., Шанкар К., Руан С., Граймс К.А. Количественное определение нескольких биоагентов с помощью беспроводных магнитоупругих микродатчиков с удаленным запросом. IEEE Sens. J. 2006; 6: 514–523. [Google Scholar]
63. Yang W, Pang P, Gao X, Cai Q, Zeng K, Grimes CA. Обнаружение лактозы в образцах молока с помощью беспроводного мультиферментного биосенсора. сен. лат. 2007; 5: 405–410. [Google Scholar]
64. Huang S, Ge S, He L, Cai Q, Grimes CA. Удаленный датчик запроса для упреждающей индикации порчи молока. Биосенс. Биоэлект. 2008; 23:1745–1748. [PubMed] [Академия Google]
65. Гао X, Ден Р, Чжан Ю, Граймс, Калифорния. Обнаружение пенициллина в молоке с помощью беспроводного магнитоупругого биосенсора. сен. лат. 2009;7:6–10. [Google Scholar]
66. Feng X, Roy SC, Mor GK, Grimes CA. Беспроводной магнитолеастический биосенсор для селективного обнаружения частиц липоропротеинов низкой плотности (ЛПНП). сен. лат. 2008; 6: 359–362. [Google Scholar]
67. Feng X, Roy SC, Grimes CA. Устранение нежелательных нанопузырьков с гидрофобных поверхностей раздела твердое тело/жидкость: тематическое исследование с использованием магнитоупругих датчиков. Ленгмюр. 2008;24:3918–3921. [PubMed] [Google Scholar]
68. Roy SC, Paulose M, Grimes CA. Влияние нанотрубок TiO 2 на повышение свертываемости крови для контроля кровотечения. Биоматериалы. 2007; 28: 4667–4672. [PubMed] [Google Scholar]
Синтетические ферримагнетики и магнито-плазмонные структуры для сверхбыстрого переключения намагниченности
Время отклика переключения намагниченности в современных устройствах спинтроники ограничено наносекундными временными масштабами из-за прецессионного движения намагниченности во время реверсирования. Чтобы преодолеть это ограничение, в этой диссертации рассматриваются два пути исследования, ведущие к новым записывающим и логическим устройствам: 1) структуры магнитного туннельного перехода, в которых записывающий и эталонный слои заменены синтетическими ферримагнетиками, а переключение индуцируется крутящим моментом, передающим спин, и 2) гибридные магнитофотонные устройства, в которых переключение индуцируется полностью оптическим переключением с плазмонным усилением. Чтобы обойти ограничения, связанные с материалами и магнитными свойствами CoFeB, в качестве ферромагнитного электрода в этой работе был выбран сплав, наиболее часто используемый в спинтронике, hcp-CoCrPt, материал, который демонстрирует превосходную перпендикулярную анизотропию и термическую стабильность. В то время как фактические устройства, основанные на двух вышеупомянутых схемах, все еще находятся в процессе изготовления благодаря совместной работе с нашими международными сотрудниками, в этой диссертации описываются основные магнитные и структурные характеристики, необходимые для реализации указанных сверхбыстрых переключающих устройств. Исследовано поведение магнитного переключения синтетических ферримагнетиков CoCrPt-Ru-CoCrPt с перпендикулярной магнитной анизотропией в диапазоне температур от 2 до 300 К. Обнаружено, что в исследованных ферримагнетиках CoCrPt-Ru-CoCrPt-системах реализуются два набора магнитных переходов. Первый набор демонстрирует три состояния намагниченности в диапазоне 50–370 К, тогда как второй включает только два состояния в диапазоне 2 К и 50 К. Кривые магнитного гистерезиса синтетического ферримагнетика оцениваются с использованием метода энергетических диаграмм, который точно описывает конкуренцию между энергией межслойного обменного взаимодействия, энергией Зеемана и энергией анизотропии в системе. Этот анализ энергетической диаграммы затем используется для прогнозирования изменений кривых магнитного гистерезиса синтетического ферримагнетика от 200K до 370K. Это представляет потенциальные экстремумы рабочих температур, при которых можно было бы ожидать работы синтетического ферримагнетика, если бы он использовался в качестве свободного слоя в запоминающем или сенсорном устройстве спинтроники в конфигурации устройства, описанной в этой диссертации.
Импульсы фс-лазера с круговой поляризацией генерируют большие оптомагнитные поля в магнитных материалах благодаря обратному эффекту Фарадея. Считается, что эти поля в значительной степени ответственны за достижение сверхбыстрого полностью оптического переключения намагниченности (AOS). Все экспериментальные демонстрации АОС до сих пор были реализованы на тонких пленках над облучаемыми областями микронного размера. Для достижения скоростей переключения намагниченности во временных режимах ps и потенциально fs в данной работе предлагается использовать поверхностные плазмонные резонансы на границе раздела гибридных магнитофотонных гетероструктур. В дополнение к способности плазмонных резонансов удерживать свет в нанометровом масштабе, резонансное возбуждение может значительно усиливать индуцированные оптомагнитные поля в материалах с перпендикулярной магнитной анизотропией. Это требует сильной спин-фотонной связи между плазмонным и магнитным материалами, что, таким образом, требует минимизации затравочных слоев, используемых для роста магнитного слоя. В этой работе сообщается о разработке ультратонких (толщиной 1 нм) промежуточных слоев для управления ориентацией роста сплавов hcp-Co, выращенных на тугоплавком плазмонном материале TiN, для выравнивания магнитной оси вне плоскости. Затравочные слои CoCrPtTa толщиной до 1 нм были разработаны для затравки роста CoCrPt, и исследуется зависимость качества CoCrPt от изменения состава Ta в затравочном слое. В то время как железо-висмутовый гранат (BIG) отвечает магнитооптическим требованиям для гибридного магнитофотонного материала, его магнитные и структурные свойства очень чувствительны к соотношению Bi:Fe и должны быть выращены эпитаксиально на монокристаллических подложках.