近年来，曼彻斯特大学在半导体器件方面取得了长足的进步Advanced Hall Sensors Ltd. 简称AHS基于公司，已经可以生产了 AlGaAs-InGaAs 高灵敏度量子陷阱霍尔效应的异质结构 (QWHE) 传感器。与常见的基于硅的霍尔传感器类似，这些基于砷化镓的传感器可以可靠地测量磁场强度（磁通量密度）和方向；但量子陷阱霍尔传感器的检测范围更广：100 nT(地球磁场 0.5%）到 ~ 10 T。
霍尔传感器无损检测(NDE)应用程序并不新鲜。然而，量子陷阱霍尔传感器具有更高的灵敏度、高线性和更小的尺寸(3 mm x 3 mm x 1 mm）、动态范围和耐高温性较大，更适合各种无损检测应用。需要说明的是，如果有需要，传感器尺寸还可以进一步缩小，有源元件（传感器本身）的尺寸为 210 μm x 210 μm 或更小。
以下是曼彻斯特大学团队使用量子陷阱霍尔传感器进行无损检测的相关研究。本研究的最终目的是开发适合工业应用的设备和技术，以优化现有的表面损坏或非常接近表面 (< 1 毫米) 缺陷技术：磁粉检测 (MPI)、涡流检测 (ECT) 测量交流场 (ACFM)。
到目前为止，曼彻斯特大学已经利用单个量子陷阱霍尔传感器开发磁力计来实现磁场的点读数。下一步将研究如何在更高的磁场频率下提高磁力计 400 kHz 到 1 MHz）下读数的能力，以用于 ACFM 式测量。团队研究中有256个 QWHE 传感器成功集成 16 x 16 可在阵列中绘制 8 cm x 8cm 磁场检测区域，从而产生实时磁视(磁相机)系统。
该研究的目标是使用量子陷阱霍尔传感器作为磁粉检测 (MPI)和涡流检测 (ECT)替代品(或增值)。无损检测的操作员可以快速扫描样品，而无需使用潜在危险的化学品、喷雾剂或高强度磁场，而不使用量子陷阱霍尔传感器阵列代替磁性粒子或涡流探头。霍尔传感器的优点是检测面积大，概念上比涡流检测好 (ECT)泄漏的实际磁通密度更简单，可以测量 BMFL(只检测磁通 ΦMFL 检测器线圈中的存在或阻抗变化相反）。
目前，基于量子陷阱霍尔传感器的磁性相机的研究和应用已经引起 BAE Systems公司的兴趣，公司现在使用的磁粉检测 (MPI)喷雾中的油悬浮液对其制造过程有负面影响。 因此，在未来几年，将开发一个基础 BAE Systems 定制磁性相机的要求。
此外，曼彻斯特大学的团队还开发了一种二维扫描仪，使用不同方向的量子陷阱霍尔传感器交替线性阵列。这种独特的布局使设备能够在空间的同一点检测磁场的不同重量（Bx 和 Bz）。因此，用户可以实时绘制二维磁场，从而进行更先进的缺陷分析。
他们还探索磁场分析(即涡流测量和 B-H 曲线测量)在检查过程中研究材料表征，严格测试基于量子陷阱霍尔传感器的方法，以及类似的电磁方法(包括 MPI、ECT 和 ACFM）进行比较。要测试的因素包括可检测性（遗漏缺陷的概率）、最小可检测缺陷、局部分辨率、从检查中获得的信息、检查所需的时间、检查的难度等因素。该测试于 2017 年 10 月开始，由 BAE Systems 为保持其完整性以保持其完整性、高标准和无偏见。
下一部分重点介绍了基于量子陷阱霍尔传感器的低频磁力计 ACFM 采用具有表面裂纹的真实样本进行现场测量试验。
本次检测中使用的样本原因 BAE Systems公司无损检测部门提供。它是一块长尺寸的低碳钢板 16 厘米、宽 14 厘米、厚 2.5 厘米。它的表面有尺寸。 14 mm 长、1.75 mm 深和 40 μm 缝隙的线性裂纹。必须指出的是，这种缺陷肉眼看不见。
缺陷长度由 BAE Systems 公司使用 MPI 测量，公差为 2 mm；超声相控阵的深度 TFM 图像测量，如下图所示 1 所示：
图 1 – 本次检测样品的超声相控阵 TFM 图像
样品表面的磁场用量子陷阱霍尔传感器的磁力计测量，特别是垂直于样品的磁场重量 Bz。 然后结合这些测量结果，创建样品表面的磁场图。
磁力计的检测极限是 500 nT，能够检测从 DC 到 1.5 kHz 的磁场频率。 选取多个磁场频率(50、100、200、500 和 1000 Hz），并创建了每个频率的磁场图。 样品的磁场应用 C 形电磁体执行， 电磁铁的尺寸很宽 9.5 厘米、深 3 厘米和高 8 厘米； 磁体两端的距离为 3.8 厘米，圆数为 N。
图 2 – 实验装置图
测量结果如下图所示 3 所示。
图 3 – 曲线图显示在 50 Hz 样品磁场分布在检测频率下测量
图 3（a） MFL 信号显示异常，检测到缺陷；图 3 (b) 磁场的平滑变化可以从无缺陷区域的典型响应中看出。
实验结论：
通过比较图像，可以证明该方法能够成功地检测到缺陷。虽然肉眼看不到钢样上的缺陷，但基于量子陷阱霍尔传感器的磁力计可以检测到。
此外，本实验还显示了量子陷阱霍尔传感器的高灵敏度。结合其高线性、紧凑的标准尺寸、大动态范围和耐高温性，我们相信量子陷阱霍尔传感器可以应用于各种无损检测应用。