Progetto di un sistema di schermatura attiva per campi magnetici = Design of an active shielding system for magnetic fields

Il lavoro di tesi verte sullo sviluppo del progetto preliminare di un sistema di controllo per la schermatura attiva di campi magnetici. In particolare, l’obbiettivo è quello di fornire un report introduttivo di fattibilità tecnica riguardo il funzionamento di uno schermo attivo, ad uso di protezione di un microscopio elettronico. La finalità di un sistema di schermatura attiva è quella di rilevare, tramite dei sensori di campo, un certo campo magnetico, detto sorgente, al fine di neutralizzarlo. L’obbiettivo di annullamento del campo sorgente viene perseguito tramite un sistema di controllo, associato ad un circuito attivo, in grado di generare in tempo reale una corrente capace di produrre un campo magnetico uguale in modulo ma opposto in verso, rispetto a quello sorgente, che lo neutralizzi. Gli elementi caratterizzanti di un sistema di schermatura attiva sono quindi i sistemi di rilevazione del campo sorgente, la logica di controllo della corrente schermante, con cui alimentare il circuito attivo, e il circuito attivo stesso, composto da un sistema di bobine di Helmholtz. Il progetto di tesi è incentrato sullo sviluppo del detto sistema di controllo della corrente schermante ed è strutturato in tre parti. La prima, introduttiva, in cui si presentano l’obbiettivo del lavoro e l’installazione, con relative specifiche, di tutti gli hardware presenti nel sistema, ovvero: sensore di campo, circuito attivo, bobine per la generazione del campo di disturbo, amplificatore audio per l’alimentazione del circuito attivo e il sistema per l’acquisizione dati. La parte centrale del lavoro si sviluppa attorno alla ricerca e all’implementazione del sistema di controllo per la corrente, basato su un controllore PI risonante, asservito da un circuito PLL per il suo funzionamento. La parte conclusiva del lavoro presenta i risultati ottenuti e la discussione degli step futuri, necessari alla realizzazione finale del sistema di schermatura. Il risultato ottenuto nel presente lavoro di tesi è la realizzazione di un efficiente circuito di controllo della corrente schermante, implementato su FPGA, per un sistema di schermatura attiva di campi magnetici. In particolare, la logica di controllo realizzata consente il completo abbattimento di campi magnetici ELF ad esclusione di campi a frequenza nulla.