論文の概要: Quantum Magnetometers for Infrastructure Inspection and Monitoring
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.03288v1
- Date: Wed, 25 Mar 2026 22:50:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-12 18:41:08.590278
- Title: Quantum Magnetometers for Infrastructure Inspection and Monitoring
- Title（参考訳）: インフラ検査・モニタリングのための量子磁気センサ
- Authors: Muhammad Mahmudul Hasan, Ingrid Torres, Alex Krasnok,
- Abstract要約: インフラの損傷は、コストがかかるか危険になるまで隠蔽されることが多いが、一般的な例は、絶縁下の腐食、鋼の早期疲労損傷、埋設補強材の腐食、電池や電力機器の異常電流の流れなどである。
磁気的手法は、被膜や断熱材、コンクリートカバーを通じてクーポンを使わずに感知できるので魅力的である。
本稿では,光ポンピング原子磁気センサ(OPM)と窒素空孔ダイヤモンド磁気センサの2つの室温量子受信プラットフォームについて検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Damage in infrastructure is often hidden until it becomes costly or dangerous. Common examples include corrosion under insulation, early fatigue damage in steel, corrosion of embedded reinforcement, and abnormal current flow in batteries and power equipment. Magnetic methods are attractive because they can sense through coatings, insulation, and concrete cover without couplants, but field performance is often limited by lift-off, low-frequency drift, background magnetic noise, and the weak low-frequency response of pickup coils. This review examines two room-temperature quantum receiver platforms: optically pumped atomic magnetometers (OPMs) and nitrogen-vacancy (NV) diamond magnetometers. Rather than treating them as stand-alone sensors, we compare them as parts of a full measurement chain that includes source physics, geometry, readout, calibration, and interpretation. The literature is organized into four magnetic signal classes: driven induction responses, leakage fields in magnetic flux leakage inspection, passive self-fields linked to stress or corrosion, and fields produced by operational currents. OPMs are strongest for low-frequency, phase-referenced induction measurements, while NV sensors are strongest for near-surface field mapping, vector or gradient measurements, and differential current sensing in compact solid-state heads. Across all applications, deployment depends less on best-case sensitivity than on usable bandwidth, dynamic range, background rejection, geometry control, calibration, and validation. The clearest path to field use is therefore robust instrument engineering tied to qualification methods that reflect real inspection conditions.
- Abstract（参考訳）: インフラの損傷は、コストがかかるか危険になるまで隠されることが多い。
一般的な例としては、絶縁下の腐食、鋼の早期疲労損傷、埋設補強材の腐食、電池や電力機器の異常電流の流れがある。
磁気的手法は, クーポンを使わずにコーティング, 断熱, コンクリート被覆を通すことができ, 磁場特性はリフトオフ, 低周波ドリフト, バックグラウンド磁気ノイズ, ピックアップコイルの弱い低周波応答によって制限されることが多い。
本稿では、光ポンピング原子磁気センサ(OPM)と窒素空洞(NV)ダイヤモンド磁気センサ(NV)の2つの室温量子受信プラットフォームについて検討する。
スタンドアロンのセンサーとして扱うのではなく、ソース物理、幾何学、読み出し、校正、解釈を含む完全な測定チェーンの一部として扱う。
文献は、駆動誘導応答、磁束漏れ検査における漏れ磁場、応力または腐食に関連付けられた受動的自己磁場、および運転電流によって生成された磁場の4つの磁気信号クラスに分けられる。
OPMは低周波、位相参照誘導測定で最強であり、NVセンサは、近接場マッピング、ベクトルまたは勾配測定、小型固体ヘッドでの差電流センシングに最強である。
すべてのアプリケーションにおいて、デプロイは使用可能な帯域幅、ダイナミックレンジ、バックグラウンドリジェクション、幾何制御、キャリブレーション、バリデーションよりもベストケースの感度に頼っている。
したがって、現場使用への最も明確な道は、実際の検査条件を反映した資格取得手法に結びついた堅牢な計器工学である。
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