Top > Search of Japanese Patents > MAGNETIC DETECTOR, AND SUBSTANCE DETERMINATION DEVICE

MAGNETIC DETECTOR, AND SUBSTANCE DETERMINATION DEVICE commons foreign

Patent code P110005263
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2004-209703
Publication number P2006-030004A
Patent number P3896489
Date of filing Jul 16, 2004
Date of publication of application Feb 2, 2006
Date of registration Jan 5, 2007
Inventor
  • (In Japanese)塚田 啓二
  • (In Japanese)紀和 利彦
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 岡山大学
Title MAGNETIC DETECTOR, AND SUBSTANCE DETERMINATION DEVICE commons foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic detector capable of impressing a low-frequency alternating current magnetic field to a measuring object to be measured, and capable of fractionating constituents instantaneously.
SOLUTION: This magnetic detector of the present invention is provided with an impression coil for generating the frequency-variable alternating current magnetic field and an electric power source for the impression, a measuring circuit for a magnetic sensor wherein the magnetic sensor for detecting a change of the magnetic field generated by the measuring object is arranged to get near to the measuring object while separated from an impression face, and wherein a canceling coil for eliminating a direct current magnetic field and/or the magnetic field provided in the place of the magnetic sensor by the impression coil is arranged in the magnetic sensor, so as to measure a detection signal from the magnetic sensor, a lock-in amplifier circuit for detecting an output from the measuring circuit for the magnetic sensor in two signals having the frequency same as that of the impression coil and different in phases each other by 90°, and an analytical means for analyzing a phase change of the output from the magnetic sensor, based on an output signal from the lock-in amplifier circuit.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


交流磁場を印加して、その応答特性を調べるものとして金属探知機が知られている。金属探知機は、サーチコイルから交流磁場を発生させ測定対象の金属表面に渦電流が発生し、印加した磁場に反発するように磁場が発生する。この磁場はファラディの電磁誘導法則で表せるようにサーチコイルを貫く磁束変化により起電力を変化させるので、この信号変化を計測して金属の有無を検知している。金属探知機と同じように渦電流を発生させて鋼管やワイヤロープなどの欠陥を検査する方法などの非破壊検査なども知られている。金属探知機の応用としてこのほか、テロ防止や防犯として危険物をもちこまないようにするための金属探知ゲートなどや、食肉や衣服など商品に製造時に紛れ込んだ針などの金属片を検知するものがある。



金属の種類としてはアルミ、銅などの導電性の高いものや鉄やクロムなどの強磁性体などが検知しやすく、ステンレスなどの導電率が低く強磁性でないものは検出がしにくい。また食肉などは非金属であるが導電性があるので渦電流が発生する。このため、いろいろな物質が一緒に混在しているときは、磁気センサで検出した信号の印加した磁場に対する位相変化を捕らえることによりある程度分別できる。



特許第3122572号公報(特許文献1)では、製品の食品などを搬送ベルトに載せ、金属探知機と同様に交流磁場を印加し、サーチコイルで位相の異なる複数の信号を同時に計測し、その位相の時間変化を得ることにより金属信号を検知している。また、金属のうち鉄などの強磁性体から形成される物質は、渦電流方式ではなく直接その物質からでる磁気を磁気センサで検出する方法が用いられることがある。この方式では、印加コイルが測定対象を磁化するために用いられ、磁場を印加して帯磁した金属を別の場所で磁気センサで検出している。この場合、帯磁した金属から発生する磁場は交流磁場ではなく直流であるから、コイル方式では検出できない。



特開2004-151064号公報(特許文献2)及び「高温超伝導量子干渉素子(SQUID)を用いた応用計測の可能性」田中三郎著、応用物理、2003年、第72巻、第8号、1039-1045頁(非特許文献1)には、磁気センサとして最も感度が高いSQUIDを用いて、食品に混入した微小な金属片を検出する検査機器が記載されている。上述のような磁化した強磁性体を検知する方法と異なり、強磁性体による印加磁場の変化を磁気センサで捕らえる方法が特開2004-117227号公報(特許文献3)に記載されている。特許文献3の方法は、非磁性体の場合でも対象物による磁場変化を捕らえることが可能であり、信号解析の結果を非磁性体の信号と磁性体の信号で切り替えて、又は同時に表示する。



また、特開平7-244165号公報(特許文献4)では、非磁性体の信号と磁性体の信号を分離する方法として、磁気センサの出力から印加磁場の周波数と同じ周波数の磁気信号だけを通すフィルターを用いて非磁性体の信号を捕らえ、それ以外の周波数帯域を通過させるフィルターにより磁性体から発生している磁気信号を捕らえる方法が報告されている。
【特許文献1】
特許第3122572号公報
【特許文献2】
特開2004-151064号公報
【特許文献3】
特開2004-117227号公報
【特許文献4】
特開平7-244165号公報
【非特許文献1】
「高温超伝導量子干渉素子(SQUID)を用いた応用計測の可能性」、田中三郎、応用物理、2003年、第72巻、第8号、1039-1045頁

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、測定対象に交流磁場を印加し、その応答特性を磁気センサで検出する装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
周波数が可変の交流磁場を発生させる印加コイルと印加コイル用電源とを備え、測定対象によって生じた磁場の変化を検知する磁気センサを前記印加コイル面から離して前記測定対象に近づけるように配置し、前記磁気センサには直流磁場及び/又は前記印加コイルが磁気センサの所に作る磁場を消去するキャンセルコイルを配置し、前記磁気センサの検出信号を計測する磁気センサ用計測回路を備え、この磁気センサ用計測回路の出力を前記印加コイルと同じ周波数で位相が互いに90度異なる2つの信号に検波するロックインアンプ回路を備え、このロックインアンプ回路の出力信号により前記磁気センサの出力の位相変化を解析する解析手段を備えたことを特徴とする磁気検知装置。

【請求項2】
 
前記印加コイル又は前記磁気センサと前記測定対象との距離を計測する距離計測手段を設けた請求項1に記載の磁気検知装置。

【請求項3】
 
前記キャンセルコイルの面積は、前記磁気センサによる磁気検出に影響を与えない程度に小さく設定される請求項1又は2に記載の磁気検知装置。

【請求項4】
 
前記印加コイル用電源により前記印加コイルに複数の周波数の合成磁場を発生させ、これら複数の周波数それぞれに対して前記ロックインアンプ回路を備えた請求項1、2又は3に記載の磁気検知装置。

【請求項5】
 
前記印加コイルとして1対の対向形印加コイルを設け、前記測定対象を前記対向形印加コイルの間に配置した請求項1、2、3又は4に記載の磁気検知装置。

【請求項6】
 
前記対向形印加コイルの対向軸方向に対して垂直方向の磁気成分を計測する前記磁気センサを複数個設けた請求項5に記載の磁気検知装置。

【請求項7】
 
前記磁気センサは、ホール素子、磁気抵抗素子、磁気インピーダンス効果センサ、フラックスゲート又は超伝導量子干渉素子である請求項1~6のいずれかに記載の磁気検知装置。

【請求項8】
 
請求項1~7のいずれかに記載の磁気検知装置を用いて、前記測定対象に含まれる構成物質を判定することを特徴とする物質判定装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2004209703thum.jpg
State of application right Registered
(In Japanese)特許内容に関しての問い合せ窓口は岡山大学連携機構知的財産部門です。

技術移転に関しては岡山TLOが窓口になります。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close