DE19809076A1 - Gerät zur Messung magnetischer Felder - Google Patents

Gerät zur Messung magnetischer Felder

Info

Publication number
DE19809076A1
DE19809076A1 DE1998109076 DE19809076A DE19809076A1 DE 19809076 A1 DE19809076 A1 DE 19809076A1 DE 1998109076 DE1998109076 DE 1998109076 DE 19809076 A DE19809076 A DE 19809076A DE 19809076 A1 DE19809076 A1 DE 19809076A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic field
measurement period
over
value
measured value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1998109076
Other languages
English (en)
Inventor
Axel Haase
Florian Odoj
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE1998109076 priority Critical patent/DE19809076A1/de
Publication of DE19809076A1 publication Critical patent/DE19809076A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/0206Three-component magnetometers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00Magnetotherapy
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07Hall effect devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares Gerät zu Mes­ sung der magnetischen Felder, denen sein Träger während eines Meßzeitraumes ausgesetzt ist, mit ei­ nem Magnetfeldsensor.
Heutzutage ist das Personal von Laboratorien, in denen mit Magnetfeldern hoher Feldstärke gearbeitet wird, und das Bedienungspersonal von NMR-Tomogra­ phen, die zur Bildgebung im Rahmen der medizini­ schen Diagnostik eingesetzt werden, zunehmend großen statischen Magnetfeldern ausgesetzt. Die biophysikalischen Wirkungen dieser Magnetfelder auf den menschlichen Organismus sind noch weitgehend unerforscht. Zur Vermeidung gesundheitlicher Risi­ ken bei dem aus beruflichen Gründen hohen stati­ schen Magnetfeldern ausgesetzten Personenkreis hat die Strahlenschutzkommission dennoch Empfehlungen über Richt- und Grenzwerte sowohl für den Spitzen­ wert wie auch für den über eine bestimmte Zeit­ spanne, beispielsweise einen Tag, integrierten Wert der Feldstärke des statischen Magnetfeldes ausge­ sprochen, dem eine Person im Höchstfall ausgesetzt werden sollte.
Grundsätzlich sind unterschiedliche Verfahren zur Messung magnetischer Felder bekannt. Die Hall-Sonde nutzt beispielsweise dem Hall-Effekt aus, bei dem die an einem stromdurchflossenen Plättchen senk­ recht zur Richtung des Stromes und der Magnetfeld­ linien abfallende Hall-Spannung der magnetischen Feldstärke proportional ist. Das als Förster-Sonde bekannte Induktionsflußmagnetometer eignet sich be­ sonders zur Messung niedriger Feldstärken. Magneti­ sche Resonanzverfahren nutzen die Tatsache aus, daß die Entartung der Energieniveaus von Elektronen- oder Kernspins durch äußere Magnetfelder aufgehoben wird, woraus eine Resonanzfrequenz resultiert, die der jeweiligen Feldstärke proportional ist. Schließlich ist auch der Zeeman-Effekt, also die Aufspaltung von Spektrallinien im Magnetfeld zur Messung der Feldstärke prinzipiell geeignet.
Ein grundsätzliches Problem bei der Überwachung der magnetischen Feldstärke, denen ein Mensch in einem Laboratorium ausgesetzt ist, besteht darin, daß die Magnetfelder dort in der Regel durch stromdurch­ flossene Spulen erzeugt werden, bei denen die Feld­ stärke im Außenraum der Spule mit der dritten Po­ tenz des Abstandes von der Spule weg abfällt, daher kann die Stärke dieser Magnetfelder innerhalb eines Laboratoriums um mehrere Größenordnungen variieren. Andererseits fallen für die zeitintegrierte Bela­ stung eines Menschen durch ein statisches Magnet­ feld kurzzeitige Aufenthalte in einem Bereich hoher Feldstärke nahe am Magneten ähnlich stark ins Ge­ wicht wie lange andauernde Aufenthalte in entfern­ teren Bereichen, in denen die durch die Magnetspule verursachte Feldstärke deutlich niedriger ist und beispielsweise in der Größenordnung des Erdmagnet­ feldes liegt. Insgesamt resultiert also ein Feld­ stärkebereich von einem Faktor 104, der von einer zuverlässigen Magnetfeldüberwachung abgedeckt wer­ den muß.
Vom Stand der Technik her sind Magnetfeldmeßgeräte bekannt, die für einen mobilen Einsatz geeignet sind und den Momentanwert eines Magnetfeldes zu ei­ nem bestimmten Zeitpunkt zuverlässig bestimmen. Diese Geräte sind aber nicht dazu in der Lage, durch eine zeitliche Integration der Meßwerte einen integralen Wert oder auch einen auf einen Meßzeit­ raum bezogenen Mittelwert des Magnetfeldes zu er­ fassen, der für die Beurteilung der Belastung eines Menschen durch ein Magnetfeld wesentlich ist. Die Patentschrift US 5 532 681 beschreibt ein tragbares Gerät zur Überwachung der magnetischen Wechselfel­ der im Frequenzbereich von 4 Hz bis 50 kHz, denen sein Träger ausgesetzt ist, und das bei Überschrei­ tung eines einstellbaren Schwellwertes der magneti­ schen Feldstärke ein Alarmsignal abgibt. Als Magnetfeldsensor dienen drei orthogonal zueinander angeordnete Spulen, die magnetische Wechselfelder induktiv nachweisen. Dieses Gerät eignet sich aber weder zum Nachweis von statischen magnetischen Fel­ dern, noch ist es in der Lage, die gemessenen Magnetfelder über einen endlichen Meßzeitraum auf zu­ integrieren und so die kumulative Magnetfeldbela­ stung seines Trägers zu erfassen.
Dagegen sind Dosimeter zur Erfassung der Strahlen­ dosis bekannt, die von Personen, die mit ionisie­ render Strahlung umgehen oder ihr besonders ausge­ setzt sind, beispielsweise dem Personal kerntechni­ scher Anlagen, getragen werden und ihre Strahlenex­ position erfassen. Für diese Dosimeter sind unter­ schiedliche Arbeitsprinzipien bekannt, wie bei­ spielsweise die Entladung einer Kondensatorkammer oder die Schwärzung eines Films durch die ionisie­ rende Strahlung, mit denen sich die Strahlenbela­ stung über einen begrenzten Zeitraum, beispiels­ weise einen Arbeitstag oder einen Monat, auf inte­ grieren läßt.
Vor diesem Hintergrund hat sich die vorliegende Er­ findung zur Aufgabe gesetzt, ein Dosimeter für sta­ tische Magnetfelder zu schaffen, das mobil und tragbar ist und es ermöglicht, sowohl die momentane Magnetfeldstärke, wie auch den über einen Meßzeit­ raum von beispielsweise einem Arbeitstag integrier­ ten Feldstärkewert zu erfassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Magnetfeldsensor das statische Magnetfeld erfaßt und aus drei Hall-Sonden aufgebaut ist, die unter derartigen Winkeln zueinander angeordnet sind, daß jede von ihnen das Magnetfeld in einer anderen von drei linear unabhängigen Raumrichtungen erfaßt, eine Auswertevorrichtung die Meßsignale der drei Hall-Sonden in eine den momentanen Meßwert für den Betrag des statischen Magnetfeldes repräsentie­ rende Größe umwandelt und ein Integrator diese Größe über den Meßzeitraum zu einem zeitlich inte­ grierten Meßwert auf integriert.
Ein Kernproblem bei der Schaffung eines tragbaren und mobilen Magnetfeldüberwachungsgerätes liegt in der sorgfältigen Auswahl eines geeigneten Magnet­ feldmeßverfahrens, das eine akkurate Messung über einen Feldstärkebereich von vier Zehnerpotenzen zu­ läßt und sich gleichzeitig so platz- und gewichts­ sparend ausführen läßt, daß es seinen Träger nicht wesentlich behindert. Zur Erfüllung dieser Anforde­ rungen sieht die Erfindung die Verwendung eines aus Hall-Sonden aufgebauten Magnetfeldsensors vor, die wenig Platz in Anspruch nehmen und mit denen sich der erforderliche Meßbereich realisieren läßt. Da das erfindungsgemäß Überwachungsgerät den Betrag des Magnetfeldes unabhängig von seiner Richtung und der räumlichen Ausrichtung des mit dem mobilen Ge­ rät beweglichen Magnetfeldsensors zum Magnetfeld messen muß, sieht die Erfindung den Aufbau des Magnetfeldsensors aus drei Hall-Sonden vor, die zu­ sammen alle drei räumlichen Komponenten des Magnet­ feldes erfassen sollen, woraus sich sein Betrag leicht berechnen läßt. Dazu müssen die drei Hall- Sonden in derartigen Winkeln zueinander angeordnet werden, daß sie in drei unterschiedlichen Raumrich­ tungen liegende Komponenten des Magnetfeldes erfas­ sen, wobei die drei Raumrichtungen nicht zu einer gemeinsamen Ebene parallel sein dürfen, sondern vielmehr voneinander linear unabhängig sein müssen. Bei Kenntnis der geometrischen Anordnung und der Eigenschaften der verwendeten Hall-Sonden läßt sich daraus dann der Betrag des Magnetfeldes am Ort des Magnetfeldsensors mit einer geeigneten Auswertevor­ richtung, beispielsweise einem analogen oder digi­ talen Rechner, leicht bestimmen. Eine besonders einfache und daher von der Erfindung bevorzugte Konfiguration liegt dann vor, wenn jede der drei Hall-Sonden senkrecht zu den beiden anderen ange­ ordnet ist, so daß sie die Komponenten des stati­ schen Magnetfeldes bezüglich dreier zueinander or­ thogonaler Raumrichtungen erfassen. Im Falle dreier gleichartiger Hall-Sonden ergibt sich dann der Be­ trag der Feldstärke des statischen Magnetfeldes B gemäß der Formel
B = const.(U1 2 + U2 2 + U3 2)½,
wobei U1, U2 und U3 die elektrischen Spannungssi­ gnale der drei Hall-Sonden bezeichnen und const eine von der Meßanordnung abhängige Konstante dar­ stellt.
Zur Erfassung der Magnetfeldbelastung eines Men­ schen über längere Zeiträume wird der momentane Meßwert für den Betrag des statischen Magnetfeldes noch in einem Integrator über den Meßzeitraum auf­ integriert und so ein zeitlich integrierter Meßwert bestimmt, der beispielsweise durch die Formel
oder auch als auf den Meßzeitraum bezogener gemit­ telter Mittelwert
gegeben sein kann, wobei t0 den jeweiligen Meßzeit­ raum also beispielsweise die seit dem Einschalten des Gerätes verstrichene Zeit oder auch eine vorge­ gebene Meßzeit wie beispielsweise einen Arbeitstag bezeichnen kann.
Selbstverständlich läßt sich das erfindungsgemäße Gerät nicht nur zur Überwachung der Magnetfeldbela­ stung einer Person, die dieses Gerät mit sich her­ umträgt, einsetzen, sondern eignet sich ebensogut dazu, die Magnetfeldbelastung eines festen Ortes bei Bedarf zu kontrollieren.
Die Stärke der das Meßsignal einer Hall-Sonde dar­ stellenden Hall-Spannung wird u. a. auch von der Dichte der beweglichen Ladungsträger im eigentli­ chen Sensor beeinflußt, die je nach verwendeten Ma­ terial von der Temperatur abhängen kann, wobei ins­ besondere bei Halbleitern sogar eine exponentielle Temperaturabhängigkeit möglich ist. Um auch solche Materialien im erfindungsgemäßen Magnetfeldüberwa­ chungsgerät einsetzen zu können und eine temperatu­ runabhängige akkurate Auswertung der Meßsignale zu ermöglichen, wird in einer Fortbildung der Erfin­ dung vorgeschlagen, das Gerät mit einem zusätzli­ chen Temperatursensor auszustatten, der die Tempe­ ratur des Magnetfeldsensors erfaßt, so daß diese bei der Auswertung berücksichtigt werden kann. Eine deutliche Steigerung der Meßgenauigkeit des erfin­ dungsgemäßen Gerätes ist die vorteilhafte Folge.
Falls neben der Ganzkörper- auch noch die Teilkör­ perexposition einer Person überwacht werden soll, ist zusätzlich zu einer Magnetfeldmessung am Körper noch eine weitere an einer der Extremitäten der be­ treffenden Person erforderlich. Hierzu wird das Magnetfeldüberwachungsgerät in einer Fortbildung der Erfindung mit zumindest einem zusätzlichen, aus drei zueinander senkrecht stehenden Hall-Sonden ge­ bildeten Magnetfeldsensor ausgestattet. Dieser wird zweckmäßigerweise über flexible, elektrisch lei­ tende Kabel ausreichender Länge mit dem restlichen Gerät verbunden und mit geeigneten Befestigungsmit­ teln wie beispielsweise Riemen oder Klammern verse­ hen, mit denen ein erwachsener Mensch, der das er­ findungsgemäße Magnetfeldüberwachungsgerät am Kör­ per trägt, den zusätzlichen Magnetfeldsensor an ei­ nem seiner Arme oder Beine, etwa im Bereich des Hand- oder Fußgelenkes, festlegen kann.
Die von der Auswertevorrichtung des erfindungsgemä­ ßen Magnetfeldüberwachungsgerätes aus den Meßsigna­ len der drei Hall-Sonden bestimmte Größe, die den momentanen Betrag des statischen Magnetfeldes re­ präsentiert, kann insbesondere ein elektrisches Si­ gnal, also insbesondere eine elektrische Spannung oder auch ein elektrischer Strom sein, wobei letz­ teres ermöglicht, den Integrator mit einem Konden­ sator zu bilden, der mit diesem Strom aufgeladen wird. In diesem Fall ist der zeitlich integrierte Meßwert durch die auf dem Kondensator angesammelte Ladungsmenge und dadurch durch die am Kondensator abfallende Spannung gegeben.
Der Aufbau von Auswertevorrichtung und Integrator des erfindungsgemäßen Magnetfeldüberwachungsgerätes aus Analogbauteilen hat aber den grundsätzlichen Nachteil, daß das Meßergebnis durch äußere Ein­ flüsse wie elektromagnetische Felder oder ionisie­ rende Strahlung verfälscht werden kann. Daher wird das erfindungsgemäße Gerät in bevorzugter Ausbil­ dung der Erfindung mit zumindest einem Analog-Digi­ tal-Wandler ausgestattet, der die Meßwerte digita­ lisiert, und Auswertevorrichtung und Integrator aus Digitalbauteilen gebildet, die die nunmehr digital dargestellten Meßwerte weiter verarbeiten. Die zeitliche Integration der Meßwerte geschieht dann einfach in einem elektronischen Speicher, in dem die einzelnen Meßwerte zum zeitlich integrierten Meßwert aufsummiert werden. Unabhängigkeit von äu­ ßeren Störeinflüssen und eine mit der Digitaltech­ nik verbundene Flexibilität und Vielseitigkeit bei der Verarbeitung der Meßsignale sind die vorteil­ haften Folgen.
Weiterhin empfiehlt die Erfindung das Magnetfeld­ überwachungsgerät mit einem Anzeigegerät, bei­ spielsweise einem oder mehreren LCD-Displays, aus­ zustatten, auf der für die Magnetfeldbelastung sei­ nes Trägers relevante Werte darstellbar sind. Hier­ für kommen insbesondere der Spitzenwert der Magnet­ feldstärke, also der höchste im bisherigen Meßzeit­ raum aufgetretene Meßwert in Frage und der über den Meßzeitraum integrierte Meßwert der Magnetfeld­ stärke, der dem Träger des Gerätes Auskunft über die im Laufe der Meßzeit akkumulierte Magnetfeldbe­ lastung gibt. Darüberhinaus sind auch der zeitliche Mittelwert und der aktuelle Meßwert von Interesse, wobei eine Kenntnis des letzteren dem Benutzer da­ bei hilft, räumliche Bereiche hoher Feldstärke nach Möglichkeit zu vermeiden. Insgesamt erlaubt es eine solche Anzeigevorrichtung dem Benutzer eines Ma­ gnetfeldüberwachungsgerätes, seine aktuelle Magnet­ feldbelastungen zu bestimmen, mit bekannten Grenz­ werten zu vergleichen und durch Kenntnis seiner ak­ tuellen Belastungen sein Verhalten im Hinblick auf eine möglichst niedrige Gesamtbelastung und einer Vermeidung hoher Spitzenwerte zu optimieren und da­ durch evtl. von Magnetfeldern verursachten gesund­ heitlichen Risiken wirkungsvoll vorzubeugen.
Weiterhin empfiehlt die Erfindung, das erfindungs­ gemäße Magnetfeldüberwachungsgerät so zu gestalten, daß die von ihm bestimmten Meßwerte, insbesondere der innerhalb des Meßzeitraumes bestimmte Spitzen­ wert sowie der über den Meßzeitraum zeitlich inte­ grierte bzw. über den Meßzeitraum gemittelte Meß­ wert des statischen Magnetfeldes an einer separaten Auslesestation aus dem Gerät auslesbar sind, so daß sie registriert werden können. Hierfür kann das er­ findungsgemäße Magnetfeldüberwachungsgerät bei­ spielsweise mit elektrischen Anschlüssen versehen werden, die die Herstellung einer elektrisch lei­ tenden Verbindung mit der Auslesestation zur Daten­ übertragung erlauben. Alternativ dazu können Ma­ gnetfeldüberwachungsgerät und Auslesestation aber auch über eine Vorrichtung zum kontaktlosen Daten­ austausch ausgestattet werden. Eine beispielsweise täglich zum Abschluß eines Arbeitstages erfolgende Registrierung der Meßwerte ermöglicht es, die Ma­ gnetfeldbelastung eines Menschen in zuverlässiger Weise über längere Zeiträume wie Monate und Jahre zu erfassen und zu dokumentieren und auf diese Weise beispielsweise die Einhaltung von Jahres­ grenzwerten der Magnetfeldbelastung zu überprüfen.
Um ein versehentliches Überschreiten vorgegebener Grenzwerte der Magnetfeldbelastung des Trägers des Magnetfeldwarngerätes zuverlässig auszuschließen, empfiehlt die Erfindung, das Gerät mit einer Warn­ einrichtung auszustatten, die bei Überschreitung eines vorzugsweise einstellbaren Schwellwertes für den Spitzenwert und/oder den über den Meßzeitraum zeitlich integrierten Meßwert und/oder den über den Meßzeitraum gemittelten Mittelwert des statischen Magnetfeldes seinen Träger durch Auslösung eines visuellen und/oder akustischen Alarmes informiert und ihm dadurch die Möglichkeit gibt, durch ein Verlassen des Bereichs hoher Feldstärke seine Ma­ gnetfeldbelastung innerhalb es durch die Grenzwerte vorgegebenen Bereiches zu halten. Auf diese Weise läßt sich eine zuverlässigere Einhaltung der Grenz­ werte erzielen und dadurch die mit dem Aufenthalt in den Magnetfeldern verbundenen gesundheitlichen Risiken weiter reduzieren.
Als mögliche Schwellwerte für den Betrag des stati­ schen Magnetfeldes empfiehlt die Erfindung insbe­ sondere den gegenwärtigen Grenzwert für Herz­ schrittmacher, der bei 0,5 mT liegt, sowie die zu erwartenden Grenzwerte für Ganz- und Teilkörperex­ position von 2 bzw. 5 T.
Zusätzlich zu den statischen Magnetfeldern können auch magnetische Wechselfelder zur Magnetfeldbela­ stung eines Menschen beitragen. Daher wird im Hin­ blick auf evtl. künftige Richt- und Grenzwerte für die Leistung magnetischer Wechselfelder, denen ein Mensch ausgesetzt ist, angeregt, daß erfindungsge­ mäße Magnetfeldüberwachungsgerät in einer Weiter­ bildung der Erfindung so auszubilden, daß zusätz­ lich auch die Leistung magnetischer Wechselfelder erfaßt und über einen Meßzeitraum zeitlich inte­ griert wird. In diesem Fall können dann analog zu der Anzeige der Meßwerte des statischen Magnet­ feldes auch die Meßwerte der momentanen Leistung des magnetischen Wechselfeldes und/oder des im Meß­ zeitraum bestimmten Spitzenwertes und/oder des über den Meßzeitraum zeitlich integrierten Wertes und/oder des über den Meßzeitraum gemittelten Mit­ telwertes auf einer Anzeigevorrichtung dargestellt werden, um den Träger des erfindungsgemäßen Magnet­ feldüberwachungsgerätes gleichzeitig oder nachein­ ander über beide Arten von Magnetfeldern zu infor­ mieren, denen er ausgesetzt ist.
Es ist denkbar, daß sinnvolle Belastbarkeitsgrenzen des menschlichen Organismus für Magnetfelder zweck­ mäßigerweise über die Leistung des gesamten aus statischen Magnetfeldern und magnetischen Wechsel­ feldern zusammengesetzten Magnetfeldes definiert werden, wobei auch hier wiederum der im Meßzeitraum aufgetretene Spitzenwert und der über den Meßzeit­ raum integrierte Meßwert der Leistung des gesamten Magnetfeldes für Grenz- und Richtwerte von Relevanz sein dürften. In diesem Fall empfiehlt die Erfin­ dung, das Magnetfeldüberwachungsgerät so auszubil­ den, daß es die Gesamtleistung des Magnetfeldes er­ faßt und über den Meßzeitraum zeitlich auf inte­ griert. Vorteilhafte Anzeigewerte sind in diesem Falle der im Meßzeitraum aufgetretene Spitzenwert und der über den Meßzeitraum integrierte Wert der Leistung des gesamten Magnetfeldes. Zusätzlich kön­ nen aber auch der momentane Meßwert und ein über ein Meßzeitraum gemittelter Mittelwert der Leistung des gesamten Magnetfeldes auf der Anzeigevorrich­ tung dargestellt werden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu­ tert ist. Sie ergibt eine schematische Übersicht über ein erfindungsgemäßes Magnetfeldüberwachungs­ gerät.
Das erfindungsgemäße Magnetfeldüberwachungsgerät wird von einer Person, deren Magnetfeldbelastung überwacht werden soll, am Körper, beispielsweise am Gürtel, in einer Tasche oder an der Kleidung befe­ stigt, getragen. Es besteht zunächst einmal aus ei­ nem Magnetfeldsensor (M), der im wesentlichen aus drei wechselweise senkrecht zueinander stehenden Hall-Sonden aufgebaut ist, die mit einem konstanten Strom beaufschlagt werden und von denen jede ein Spannungssignal U1, U2, U3 liefert, das jeweils ei­ ner der drei räumlichen Komponenten des statischen Magnetfeldes am Ort des Magnetfeldsensors (M) pro­ portional ist. Ein zusätzlicher Temperatursensor (T) erfaß die Temperatur des Magnetfeldsensors (M). Die vier Spannungssignale für die drei Magnetfeld­ komponenten und die. Temperatur werden in der Aus­ wertevorrichtung (A) zunächst in einem Analog-Digi­ tal-Wandler (ADC) digitalisiert und dann in einem elektronischen Rechner weiter verarbeitet. Dieser bestimmt zunächst aus den drei Hall-Spannungen un­ ter Berücksichtigung der Temperatur den aktuellen Betrag des statischen Magnetfeldes B(t)0 sowie den im Meßzeitraum auftretenden Spitzenwert Bmax. Zu­ sätzlich arbeitet der elektronische Rechner als In­ tegrator (1), der den über den Meßzeitraum gemit­ telten Mittelwert des statischen Magnetfeldes B durch Aufsummation der einzelnen Meßwerte bestimmt. Der jeweils aktuelle Meßwert B(t), der im Meßzeit­ raum bestimmte Spitzenwert Bmax sowie der über den Meßzeitraum gemittelte Mittelwert B des statischen Magnetfeldes werden in einer Anzeige (D) darge­ stellt. Darüber hinaus läßt sich das erfindungsge­ mäße Magnetfeldüberwachungsgerät an eine externe Auslesestation (S) anschließen, die die über den Meßzeitraum angefallenen Meßwerte ausliest und so die langfristige Überwachung der Magnetfeldexposi­ tion eines Menschen gestattet. Schließlich verfügt das erfindungsgemäße Magnetfeldüberwachungsgerät auch über eine Warnvorrichtung (W), die seinen Trä­ ger durch einen optischen und/oder akkustischen Alarm darauf aufmerksam macht, wenn beispielsweise der Spitzenwert oder der über den Meßzeitraum ge­ mittelte Mittelwert des statischen Magnetfeldes einen eingestellten Schwellwert überschreitet. Ein Träger eines Herzschrittmachers kann den Schwell­ wert für den Spitzenwert des statischen Magnet­ feldes beispielsweise auf den für ihn geltenden Grenzwert von 0,5 mT einstellen, so daß er bei Überschreitung dieses Grenzwertes gewarnt wird und dadurch ein gesundheitliches Risiko für sich ver­ meiden kann.

Claims (14)

1. Tragbares Gerät zur Messung der magnetischen Felder, denen sein Träger während eines Meßzeitrau­ mes ausgesetzt ist, mit einem Magnetfeldsensor, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Magnetfeldsensor (M) das statische Magnetfeld erfaßt und
  • - aus drei Hall-Sonden ausgebaut ist,
  • - die unter derartigen Winkeln zueinander angeord­ net sind, daß jede von ihnen das Magnetfeld in ei­ ner anderen von drei linear unabhängigen Raumrich­ tungen erfaßt,
  • - eine Auswertevorrichtung (A) die Meßsignale der drei Hall-Sonden in eine den momentanen Meßwert für den Betrag des statischen Magnetfeldes repräsentie­ rende Größe umwandelt und
  • - ein Integrator I diese Größe über den Meßzeitraum zu einem zeitlich integrierten Meßwert auf inte­ griert.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der drei Hall-Sonden senkrecht zu den bei­ den anderen angeordnet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Temperatursensor (T), der die Tempera­ tur des Magnetfeldsensors erfaßt.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Auswertevorrichtung bestimmte Größe ein elektrischer Strom ist und der Integrator einen Kondensator enthält, der mit die­ sem Strom aufladbar ist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (A) zu­ mindest einen Analog-Digital-Wandler (ADC) enthält, die von der Auswertevorrichtung bestimmten Größen digital dargestellte Meßwerte sind und der Integra­ tor (I) einen elektronischen Speicher enthält, in dem diese Meßwerte zum integralen Meßwert aufsum­ miert werden.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn­ zeichnet durch zumindest einen zusätzlichen Magnet­ feldsensor aus drei zueinander senkrecht stehenden Hall-Sonden.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Magnetfeldsensor über elek­ trisch leitende Kabel mit dem Gerät verbunden und/oder mit Befestigungsmitteln versehen ist, mit dem er an einem menschlichen Arm/Bein festlegbar ist.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn­ zeichnet durch eine Anzeige (D), die den momentanen Meßwert und/oder den über den im Meßzeitraum be­ stimmten Spitzenwert und/oder den über Meßzeitraum zeitlich integrierten Meßwert und/oder den über den Meßzeitraum gemittelten Mittelwert des statischen Magnetfeldes anzeigt.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte aus dem Gerät von einer Auslesestation (S) auslesbar sind.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn­ zeichnet durch eine Warneinrichtung (W), die bei Überschreitung eines Schwellwertes durch den im Meßzeitraum bestimmten Spitzenwert und/oder den über den Meßzeitraum zeitlich integrierten Meßwert und/oder den über den Meßzeitraum gemittelten Mit­ telwert einen visuellen und/oder akustischen Alarm auslöst.
11. Gerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Schwellwert für den im Meßzeitraum bestimmten Spitzenwert von 0,5 mT und/oder 2 T und/oder 5 T.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ge­ kennzeichnet durch eine zusätzliche Erfassung und Integration der Leistung magnetischer Wechselfel­ der.
13. Gerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Anzeige des momentanen Meßwertes und/oder des im Meßzeitraum bestimmten Spitzenwertes und/oder des über den Meßzeitraum zeitlich integrierten Wer­ tes und/oder des über den Meßzeitraum gemittelten Mittelwertes der Leistung der magnetischen Wechsel­ felder.
14. Gerät nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Anzeige des momentanen Meßwertes und/oder des im Meßzeitraum bestimmten Spitzenwer­ tes und/oder des über den Meßzeitraum zeitlich in­ tegrierten Wertes und/oder des über den Meßzeitraum gemittelten Mittelwertes der gesamten Leistung von statischem Magnetfeld und magnetischen Wechselfel­ dern.
DE1998109076 1998-03-04 1998-03-04 Gerät zur Messung magnetischer Felder Withdrawn DE19809076A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998109076 DE19809076A1 (de) 1998-03-04 1998-03-04 Gerät zur Messung magnetischer Felder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998109076 DE19809076A1 (de) 1998-03-04 1998-03-04 Gerät zur Messung magnetischer Felder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19809076A1 true DE19809076A1 (de) 1999-09-09

Family

ID=7859583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998109076 Withdrawn DE19809076A1 (de) 1998-03-04 1998-03-04 Gerät zur Messung magnetischer Felder

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19809076A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002065147A1 (de) * 2001-02-15 2002-08-22 MIPM Mammendorfer Institut für Physik und Medizin GmbH Vorrichtung zur langzeitüberwachung magnetischer felder
DE102004017185A1 (de) * 2004-04-07 2005-10-27 Siemens Ag Gesamtsystem, insbesondere medizinische Anlage
DE102004033511A1 (de) * 2004-07-12 2006-02-09 Mrc Systems Gmbh Warngerät für Patienten mit herztätigkeitsunterstützenden Geräten
EP1810045A1 (de) * 2004-09-28 2007-07-25 The University Of Queensland Magnetfeld-dosimeter
EP1918724A1 (de) * 2006-11-06 2008-05-07 Deutsche Bahn AG Verfahren zur grossflächigen Erfassung stark schwankender niederfrequenter magnetischer Felder, insbesondere im Rahmen der Ermittlung einer elektromagnetischen Verträglichkeit im Bereich stromführender Einrichtungen
DE102007022053A1 (de) * 2007-05-08 2008-11-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur Rissedetektion
DE102010011120A1 (de) * 2010-03-11 2011-09-15 Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin Signalvorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993023761A1 (de) * 1992-05-11 1993-11-25 Maurer Magnetic Ag Magnetfeld-messgerät
WO1993025274A1 (en) * 1992-06-16 1993-12-23 Life Resonances, Inc. Portable magnetic field analyzer for sensing ion specific resonant magnetic fields

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993023761A1 (de) * 1992-05-11 1993-11-25 Maurer Magnetic Ag Magnetfeld-messgerät
WO1993025274A1 (en) * 1992-06-16 1993-12-23 Life Resonances, Inc. Portable magnetic field analyzer for sensing ion specific resonant magnetic fields

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
07191119 A *
ANDRONOV,O.I., et.al.: A Three-Coordinate Hall Magnetometer. In: Instruments and Experimental Techniques, Vol.40, No.3, 1997, S.350-354 *
FUJITA,T.Y.: Portable magnetic field dosimeter with a acquisition capabilities. In: Rev. Sci. Instrum. 53 (3), Mar. 1982, S.326-331 *
JP Patents Abstracts of Japan: 63-158477 A.,P-784,Nov. 11,1988,Vol.12,No.427 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2387236A (en) * 2001-02-15 2003-10-08 Mipm Mammendorfer Inst Fur Phy Device for long-term monitoring of magnetic fields
GB2387236B (en) * 2001-02-15 2005-06-01 Mipm Mammendorfer Inst Fur Phy Device for long-term monitoring of magnetic fields
WO2002065147A1 (de) * 2001-02-15 2002-08-22 MIPM Mammendorfer Institut für Physik und Medizin GmbH Vorrichtung zur langzeitüberwachung magnetischer felder
US7538671B2 (en) 2004-04-07 2009-05-26 Siemens Aktiengesellschaft Medical system having a magnetic field with a high magnetic field intensity
DE102004017185A1 (de) * 2004-04-07 2005-10-27 Siemens Ag Gesamtsystem, insbesondere medizinische Anlage
DE102004017185B4 (de) * 2004-04-07 2010-06-10 Siemens Ag Medizinisches Gesamtsystem
DE102004033511A1 (de) * 2004-07-12 2006-02-09 Mrc Systems Gmbh Warngerät für Patienten mit herztätigkeitsunterstützenden Geräten
DE102004033511B4 (de) * 2004-07-12 2008-01-03 Mrc Systems Gmbh Warngerät für Patienten mit herztätigkeitsunterstützenden Geräten
JP2008514930A (ja) * 2004-09-28 2008-05-08 ザ・ユニバーシティ・オブ・クイーンズランド 磁場線量計
EP1810045A4 (de) * 2004-09-28 2009-12-09 Univ Queensland Magnetfeld-dosimeter
EP1810045A1 (de) * 2004-09-28 2007-07-25 The University Of Queensland Magnetfeld-dosimeter
US7936168B2 (en) 2004-09-28 2011-05-03 The University Of Queensland Magnetic field dosimeter
JP4871281B2 (ja) * 2004-09-28 2012-02-08 ザ・ユニバーシティ・オブ・クイーンズランド 磁場線量計
CN101057155B (zh) * 2004-09-28 2012-03-28 昆士兰大学 磁场剂量仪
EP1918724A1 (de) * 2006-11-06 2008-05-07 Deutsche Bahn AG Verfahren zur grossflächigen Erfassung stark schwankender niederfrequenter magnetischer Felder, insbesondere im Rahmen der Ermittlung einer elektromagnetischen Verträglichkeit im Bereich stromführender Einrichtungen
DE102007022053A1 (de) * 2007-05-08 2008-11-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur Rissedetektion
DE102010011120A1 (de) * 2010-03-11 2011-09-15 Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin Signalvorrichtung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1810045B1 (de) Magnetfeld-dosimeter
EP0359864A1 (de) Einrichtung und Verfahren zur Messung von schwachen, orts- und zeitabhängigen Magnetfeldern
Mooney et al. A portable diagnostic device for cardiac magnetic field mapping
DE60214645T2 (de) Vorrichtung zum Detektieren von magnetischen Flüssigkeiten
Storm et al. A modular, extendible and field-tolerant multichannel vector magnetometer based on current sensor SQUIDs
DE19809076A1 (de) Gerät zur Messung magnetischer Felder
Clarke SQUIDs, brains and gravity waves
US20040068174A1 (en) Induced body current meter
Hartwig et al. Towards a personalised and interactive assessment of occupational exposure to magnetic field during daily routine in magnetic resonance
Delmas et al. MRI ‘exposimetry’: how to analyze, compare and represent worker exposure to static magnetic field?
Misakian ELF electric and magnetic field measurement methods
Hartwig et al. The procedure for quantitative characterization and analysis of magnetic fields in magnetic resonance sites for protection of workers: a pilot study
AU2005289378B2 (en) Magnetic field dosimeter
Acri et al. Personal time-varying magnetic fields evaluation during activities in MRI sites
Misakian et al. Measurements of power frequency magnetic fields away from power lines
DE10107188A1 (de) Vorrichtung zur Langzeitüberwachung starker magnetischer Felder
Petrucha et al. Testing and application of an integrated fluxgate sensor DRV425
Kaune et al. Small integrating meter for assessing long‐term exposure to magnetic fields
JPH0326791B2 (de)
Bailey et al. Probabilistic approach to ranking sources of uncertainty in ELF magnetic field exposure limits
Yoshida et al. A 129-channel vector neuromagnetic imaging system
Platil et al. Fluxgate can replace SQUID for Lung Diagnostics
CA2379800A1 (en) Method and device for measuring biomagnetic and in particular cardiomagnetic fields
DE202022001013U1 (de) Prüf- und Messgerät für die Maßnahmen zum Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene
Galante et al. Real-time monitoring and training for professionals exposed to static magnetic fields

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee