JP2001051035A - Magnetic-field detecting apparatus - Google Patents

Magnetic-field detecting apparatus

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JP2001051035A
JP2001051035A JP11226612A JP22661299A JP2001051035A JP 2001051035 A JP2001051035 A JP 2001051035A JP 11226612 A JP11226612 A JP 11226612A JP 22661299 A JP22661299 A JP 22661299A JP 2001051035 A JP2001051035 A JP 2001051035A
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magnetic field
detection
coils
gradiometer
coil
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JP11226612A
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Japanese (ja)
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Takeshi Yakai
武史 野界
Satoshi Fujita
智 藤田
Itsuro Tamura
逸朗 田村
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Kansai Research Institute KRI Inc
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Kansai Research Institute KRI Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic-field detecting apparatus by which a magnetic field from a magnetic-field source in a desired space region can be detected selectively and efficiently. SOLUTION: A magnetic-field detection part 30 and a computing unit 40 are provided at this magnetic-field detecting apparatus. A coil 10 for magnetic- field detection and a coil 20 for a near-magnetic-field source are contained in the magnetic-field detection part 30. For example, the coil 10 for magnetic- field detection is constituted of a magnetometer, and the coil 20 for the near- magnetic-field source is constituted of a gradiometer. In the computing unit 40, a computing and processing operation according to the detection characteristic of the coil, for detection, with reference to a detected magnetic field is executed (the difference between both coils is found). Thereby, an influence from the near-magnetic-field source is suppressed, and a magnetic field can be outputted from a remote-magnetic-field source.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、磁界検出装置に
関し、特に、特定の空間領域における磁場源の磁界を検
出することが可能な磁界検出装置に関する。
The present invention relates to a magnetic field detecting device, and more particularly to a magnetic field detecting device capable of detecting a magnetic field of a magnetic field source in a specific space region.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、磁界計測用検出コイル(以
下、検出コイルと称す)として、マグネトメータおよび
グラジオメータの2種類のものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are two types of detection coils for magnetic field measurement (hereinafter referred to as detection coils): a magnetometer and a gradiometer.

【0003】マグネトメータは、1つのコイルから構成
されている。この検出コイルの出力は、鎖交する磁界を
すべて検出する。
[0003] The magnetometer is composed of one coil. The output of this detection coil detects all interlinking magnetic fields.

【0004】グラジオメータは、複数のコイルから構成
されている。N次微分型グラジオメータは、2のN乗個
のコイルを持ち、それぞれのコイルの差分によって計測
点から遠方にある磁場源からの磁界を減衰させることが
できる。
[0004] A gradiometer is composed of a plurality of coils. The Nth-order differential gradiometer has 2N coils, and can attenuate a magnetic field from a magnetic field source far from the measurement point by the difference between the coils.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
検出コイルは上述したような特性を有するため、たとえ
ば、計測点から遠方に存在する磁場源のように所望の空
間領域に存在する磁場源からの磁界を選択的かつ効率的
に検出できないという問題があった。
However, since the conventional detection coil has the above-described characteristics, for example, a detection coil from a magnetic field source existing in a desired space region such as a magnetic field source located far from the measurement point is used. There has been a problem that the magnetic field cannot be detected selectively and efficiently.

【0006】そこで、この発明はこのような問題を解決
するためになされたものであり、その目的は、所望の空
間領域に存在する磁場源からの磁界を選択的かつ効率的
に検出することができる磁界検出装置を提供することに
ある。
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to selectively and efficiently detect a magnetic field from a magnetic field source existing in a desired space region. It is an object of the present invention to provide a magnetic field detection device capable of performing the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明の一つの局面に
よる磁界検出装置は、磁場源からの磁界を検出する検出
特性が互い異なる複数の検出コイルと、複数の検出コイ
ルの出力に対して検出特性に応じた演算処理を実行する
ことにより、所望の空間領域における磁場源からの磁界
を選択的に出力する演算処理手段とを備える。
According to one aspect of the present invention, there is provided a magnetic field detection apparatus comprising: a plurality of detection coils having different detection characteristics for detecting a magnetic field from a magnetic field source; An arithmetic processing unit that selectively outputs a magnetic field from a magnetic field source in a desired spatial region by executing an arithmetic process according to the characteristic.

【0008】好ましくは、複数の検出コイルは、磁場源
からの磁界を検出する第1検出コイルと、配置される計
測点の近傍に存在する磁場源からの磁界を効率的に検出
する特性を有する第2検出コイルとを含み、演算処理手
段は、第1検出コイルの出力と第2検出コイルの出力と
に対して演算処理を実行することにより、複数の検出コ
イルが配置される計測点の近傍に存在する磁場源からの
磁界を減衰させ、複数の検出コイルが配置される計測点
の遠方に存在する磁場源からの磁界を出力する。より好
ましくは、第1検出コイルはマグネトメータを、第2検
出コイルはグラジオメータを含むように構成する。そし
て、より好ましくは、演算処理手段において、第1検出
コイルの出力と第2検出コイルの出力との差分を算出す
る。
Preferably, the plurality of detection coils have a first detection coil for detecting a magnetic field from a magnetic field source and a characteristic for efficiently detecting a magnetic field from a magnetic field source existing near a measurement point to be arranged. A second detection coil, wherein the arithmetic processing unit performs an arithmetic process on an output of the first detection coil and an output of the second detection coil, thereby obtaining a vicinity of a measurement point at which the plurality of detection coils are arranged. Attenuates the magnetic field from the magnetic field source existing in the sensor, and outputs the magnetic field from the magnetic field source located far from the measurement point where the plurality of detection coils are arranged. More preferably, the first detection coil is configured to include a magnetometer, and the second detection coil is configured to include a gradiometer. And more preferably, the difference between the output of the first detection coil and the output of the second detection coil is calculated by the arithmetic processing means.

【0009】もしくは、複数の検出コイルは、配置され
る計測点の近傍に存在する磁場源からの磁界を効率的に
検出する特性を有する第1検出コイルと、第1検出コイ
ルで効率的に検出される磁源場とさらに遠方に存在する
磁場源とからの磁界を効率的に検出する特性を有する第
2検出コイルとを含み、演算処理手段は、第1検出コイ
ルの出力と第2検出コイルの出力とに対して演算処理を
実行することにより、第2検出コイルで効率的に検出で
きる遠方磁場源からの磁界を選択的に出力する。より好
ましくは、第1検出コイルは、ベースラインの短い、複
数の第1コイルを有する第1グラジオメータを含み、第
2検出コイルは、ベースラインの長い、複数の第2コイ
ルを有する第2グラジオメータを含むように構成する。
Alternatively, the plurality of detection coils have a first detection coil having a characteristic of efficiently detecting a magnetic field from a magnetic field source existing near a measurement point to be arranged, and a first detection coil for efficiently detecting the magnetic field. And a second detection coil having a characteristic of efficiently detecting a magnetic field from a magnetic field to be generated and a magnetic field source located farther away, and the arithmetic processing means includes an output of the first detection coil and a second detection coil. By performing arithmetic processing on the output of the second detection coil, a magnetic field from a distant magnetic field source that can be efficiently detected by the second detection coil is selectively output. More preferably, the first detection coil includes a first gradiometer having a plurality of first coils having a short baseline, and the second detection coil includes a second gradiometer having a plurality of second coils having a long baseline. Configure to include a meter.

【0010】この発明の他の局面による磁界検出装置
は、磁場源からの磁界を検出する複数の第1検出コイル
と、配置される計測点の近傍に存在する磁場源からの磁
界を効率的に検出する特性を有する第2検出コイルと、
複数の第1検出コイルの出力および複数の第2検出コイ
ルの出力を使用して、演算処理を実行することにより、
複数の第1検出コイルおよび複数の第2検出コイルが配
置される計測点から遠方に存在する磁場源からの磁界を
選択的に出力する演算処理手段とを備える。より好まし
くは、複数の第1検出コイルのそれぞれは、マグネトメ
ータを含み、複数の第2検出コイルのそれぞれは、グラ
ジオメータを含むように構成する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetic field detecting device for detecting a magnetic field from a magnetic field source, and efficiently detecting a magnetic field from a magnetic field source existing near a measurement point to be arranged. A second detection coil having a characteristic of detecting;
By executing an arithmetic process using the outputs of the plurality of first detection coils and the outputs of the plurality of second detection coils,
Arithmetic processing means for selectively outputting a magnetic field from a magnetic field source located far from the measurement point where the plurality of first detection coils and the plurality of second detection coils are arranged. More preferably, each of the plurality of first detection coils includes a magnetometer, and each of the plurality of second detection coils includes a gradiometer.

【0011】したがって、上述した磁界検出装置による
と、特性の異なる複数の検出コイルの出力に対して演算
処理を実行することにより、所望の空間領域における磁
場源からの磁界を効率的に検出することが可能となる。
Therefore, according to the above-described magnetic field detection apparatus, by executing arithmetic processing on the outputs of a plurality of detection coils having different characteristics, it is possible to efficiently detect a magnetic field from a magnetic field source in a desired space region. Becomes possible.

【0012】また、検出コイルの検出特性に応じて演算
処理を実行することにより、遠方に存在する磁場源から
の磁界を選択的に検出することができる。この際、2つ
の互いに異なる特性のコイルを用いて、当該2つのコイ
ルの出力の差分をとることにより効率的な検出が実現さ
れる。
Further, by executing the arithmetic processing in accordance with the detection characteristics of the detection coil, it is possible to selectively detect a magnetic field from a distant magnetic field source. At this time, efficient detection is realized by using two coils having different characteristics and calculating the difference between the outputs of the two coils.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。なお、図中同一または相当部分に
は、同一符号を付してその説明を繰返さない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.

【0014】本発明の実施の形態における磁界検出装置
100について、図1を用いて説明する。図1に示す磁
界検出装置100は、磁界を検出する磁界検出部30
と、所望の空間領域における磁場源の磁界を検出するた
めの演算器40とを備える。
A magnetic field detection device 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A magnetic field detection device 100 shown in FIG.
And a calculator 40 for detecting a magnetic field of the magnetic field source in a desired space region.

【0015】磁界検出部30は、互いに検出特性の異な
る複数の検出コイルを含む。図1においては、一例とし
て、磁界検出用コイル10と近接磁場源用コイル20と
が記載されている。これらのコイルは、計測点に配置す
る。
The magnetic field detector 30 includes a plurality of detection coils having different detection characteristics. FIG. 1 illustrates a magnetic field detection coil 10 and a proximity magnetic field source coil 20 as examples. These coils are arranged at measurement points.

【0016】磁界検出用コイル10は、たとえば、マグ
ネトメータで構成される。近接磁場源用コイル20は、
N次微分型グラジオメータ(図1では、一次微分型グラ
ジオメータ)で構成される。
The magnetic field detecting coil 10 is formed of, for example, a magnetometer. The proximity magnetic field source coil 20 includes:
It is composed of an N-order differential gradiometer (in FIG. 1, a first-order differential gradiometer).

【0017】演算器40は、磁界検出部30に含まれる
複数の検出コイルからの出力を受けて、当該複数の検出
コイルの検出特性に応じて演算処理を実行することによ
り、所望の空間領域に存在する磁場源からの磁界を算出
する。
The arithmetic unit 40 receives outputs from a plurality of detection coils included in the magnetic field detection unit 30 and executes an arithmetic process in accordance with the detection characteristics of the plurality of detection coils, thereby obtaining a desired spatial region. Calculate the magnetic field from the existing magnetic field source.

【0018】演算器40における演算処理において説明
する。マグネトメータで検出される磁界Mは、式(1)
で表わされる。式(1)において、Bmcは、マグネト
メータによって検出される近接磁場源からの磁界を、B
mfは、マグネトメータによって検出される遠方磁場源
からの磁界をそれぞれ表わしている。
The arithmetic processing in the arithmetic unit 40 will be described. The magnetic field M detected by the magnetometer is given by equation (1)
Is represented by In the equation (1), Bmc is the magnetic field from the close magnetic field source detected by the magnetometer,
mf represents a magnetic field from a distant magnetic field source detected by the magnetometer, respectively.

【0019】M=Bmc+Bmf …(1) グラジオメータで検出される磁界Gは、式(2)で表わ
される。式(2)において、Bgcは、グラジオメータ
によって検出される近接磁場源からの磁界を、Bgf
は、グラジオメータによって検出される遠方磁場源から
の磁界をそれぞれ表わしている。
M = Bmc + Bmf (1) The magnetic field G detected by the gradiometer is expressed by equation (2). In equation (2), Bgc is the magnetic field from the near magnetic field source detected by the gradiometer, Bgf
Represents the magnetic field from the distant magnetic field source detected by the gradiometer, respectively.

【0020】G=Bgc+Bgf …(2) 演算器40では、式(3)に示すように、磁界M、Gに
対して演算処理関数Fを実行する。
G = Bgc + Bgf (2) The arithmetic unit 40 executes an arithmetic processing function F on the magnetic fields M and G as shown in the equation (3).

【0021】B=F(M,G) …(3) たとえば、演算処理関数Fとしてマグネトメータ(磁界
検出用コイル10)によって検出される磁界Mとグラジ
オメータ(近接磁場源用コイル20)によって検出され
る磁界Gとの差分をとると、次式(4)の関係が成立す
る。
B = F (M, G) (3) For example, the magnetic field M detected by the magnetometer (magnetic field detecting coil 10) and the gradiometer (proximity magnetic field source coil 20) are detected as the arithmetic processing function F. When the difference from the magnetic field G to be obtained is taken, the relationship of the following equation (4) is established.

【0022】 B=F(M,G) =M−G =(Bmc+Bmf)−(Bgc+Bgf) =(Bmc−Bgc)+(Bmf−Bgf) …(4) 式(4)の第1項により近接磁場源からの磁界が減衰さ
れるので、近接磁場源からの影響が少なくなる。また、
グラジオメータは、対になるコイル間の距離(ベースラ
イン)が短くなるほど、遠方磁場源よりも近接磁場源か
らの磁界を検出するようになる。したがって、次式
(5)が成立する。関係式(5)から式(6)が得られ
る。ここで、記号Bc’は、減衰した近接磁場源からの
磁界である。
B = F (M, G) = MG = (Bmc + Bmf) − (Bgc + Bgf) = (Bmc−Bgc) + (Bmf−Bgf) (4) Since the magnetic field from the source is attenuated, the effect from the near field source is reduced. Also,
As the distance (baseline) between the paired coils decreases, the gradiometer detects a magnetic field from a near magnetic field source rather than a far magnetic field source. Therefore, the following equation (5) holds. Equation (6) is obtained from relational equation (5). Here, the symbol Bc 'is a magnetic field from the attenuated near magnetic field source.

【0023】Bmf≫Bgf …(5) B=Bc’+Bmf …(6) すなわち、演算器40において演算処理関数Fである差
分を実行することにより、検出された磁界のうち近接磁
場源からの磁界が減衰され、所望の遠方磁場源からの磁
界を選択的に出力することが可能となる。
Bmf≫Bgf (5) B = Bc ′ + Bmf (6) That is, by executing the difference that is the arithmetic processing function F in the arithmetic unit 40, the magnetic field from the near magnetic field source among the detected magnetic fields is obtained. Is attenuated, and a magnetic field from a desired far magnetic field source can be selectively output.

【0024】なお、グラジオメータにより検出される磁
界について、図11を用いて説明する。図11(A)
は、一次微分型グラジオメータに、図11(B)は、二
次微分型グラジオメータにそれぞれ対応している。上述
したように、グラジオメータは、複数のコイルから構成
されている。N次微分型グラジオメータは、2のN乗個
のコイルを含み、2つのコイル毎に対を形成する。たと
えば、一次微分型グラジオメータは、図11(A)に示
されるように2つのコイルC1、C2から形成される。
簡単のため、コイルC1、C2のそれぞれの出力を、C
1、C2と記す。この際、次式(7)により得られる値
が、一次微分型グラジオメータの出力(検出される磁
界)G1になる。
The magnetic field detected by the gradiometer will be described with reference to FIG. FIG. 11 (A)
Corresponds to a first-order differential gradiometer, and FIG. 11B corresponds to a second-order differential gradiometer. As described above, the gradiometer includes a plurality of coils. The Nth-order differential gradiometer includes 2N coils and forms a pair every two coils. For example, the first-order differential gradiometer is formed of two coils C1 and C2 as shown in FIG.
For simplicity, the outputs of coils C1 and C2 are
1, C2. At this time, the value obtained by the following equation (7) becomes the output (detected magnetic field) G1 of the first-order differential gradiometer.

【0025】G1=C1−C2 …(7) 一方、二次微分型グラジオメータは、図11(B)に示
されるように、4つのコイルC1、C2、C3、C4か
ら形成され、コイルC1とC2とが対になり、コイルC
3とC4とが対になる。簡単のため、コイルC1、C
2、C3、C4のそれぞれの出力を、C1、C2、C
3、C4と記す。この際、次式(8)により得られる値
が、二次微分型グラジオメータの出力(検出される磁
界)G2になる。
G1 = C1-C2 (7) On the other hand, the second-order differential gradiometer is formed of four coils C1, C2, C3 and C4 as shown in FIG. C2 and coil C
3 and C4 form a pair. For simplicity, the coils C1, C
2, C3, and C4 are output as C1, C2, and C4, respectively.
3, C4. At this time, the value obtained by the following equation (8) is the output (magnetic field to be detected) G2 of the second derivative gradiometer.

【0026】 G1=(C1−C2)−(C3−C4) …(8) 関係式(7)、(8)のそれぞれが、上述した演算処理
の説明における磁界Gに対応している。
G1 = (C1−C2) − (C3−C4) (8) Each of the relational expressions (7) and (8) corresponds to the magnetic field G in the above description of the arithmetic processing.

【0027】ところで、磁界検出部30に含まれる検出
コイルは、図1に示すものに限定されない。図12に示
される磁界検出装置200は、磁界検出用コイル10を
ベースラインL1(構成要素であるコイル間の距離)が
比較的長いN次微分型グラジオメータで、近接磁場源用
コイル20をベースラインL2(構成要素であるコイル
間の距離)が比較的短いN次微分型グラジオメータでそ
れぞれ構成する(L2<L1)。なお、図12において
は、一次微分型グラジオメータを一例として記載してい
る。
The detection coils included in the magnetic field detection section 30 are not limited to those shown in FIG. The magnetic field detection device 200 shown in FIG. 12 uses a magnetic field detection coil 10 as an Nth-order differential gradiometer having a relatively long baseline L1 (distance between coils as constituent elements), and a proximity magnetic field source coil 20 as a base. Lines L2 (distance between coils as constituent elements) are each constituted by an Nth-order differential gradiometer which is relatively short (L2 <L1). Note that FIG. 12 illustrates a first-order differential gradiometer as an example.

【0028】図13に示されるように、グラジオメータ
は、ベースラインが短い(L1)と計測点の近傍に存在
する磁場源A1からの磁界を効率的に検出し、ベースラ
インが長くなる(L2)と、磁場源A1および磁場源A
1より遠方に存在する磁場源A2からの磁界を効率よく
検出できる。
As shown in FIG. 13, when the gradiometer has a short baseline (L1), the gradiometer efficiently detects the magnetic field from the magnetic field source A1 existing near the measurement point, and the gradiometer has a long baseline (L2). ), The magnetic field source A1 and the magnetic field source A
The magnetic field from the magnetic field source A2 located farther than 1 can be detected efficiently.

【0029】したがって、このような検出特性の互いに
異なるグラジオメータを用いて磁界G01、G02を検
出する。そして、演算器40において検出した磁界G0
1、G02に対し当該検出特性を利用して演算処理を実
行することにより、磁場源A2からの磁界を選択的に出
力することができる。
Therefore, the magnetic fields G01 and G02 are detected by using gradiometers having different detection characteristics. Then, the magnetic field G0 detected by the arithmetic unit 40
1 and G02 using the detection characteristics to execute arithmetic processing, it is possible to selectively output the magnetic field from the magnetic field source A2.

【0030】さらに、磁界検出部30の構成は、図1に
示すものに限定されない。図14に示される磁界検出装
置300における磁界検出部30は、複数の磁界検出用
コイル10♯0、…、10♯n−1、10♯nと複数の
近接磁場源用コイル20♯0、…、20♯n−1、20
♯nとを含む。一例として、磁界検出用コイル10♯
0、…、10♯n−1、10♯nのそれぞれを、マグネ
トメータで、近接磁場源用コイル20♯0、…、20♯
n−1、20♯nのそれぞれを、グラジオメータ(図1
4においては、一次微分型グラジオメータ)で構成す
る。
Further, the configuration of the magnetic field detector 30 is not limited to the configuration shown in FIG. The magnetic field detection unit 30 in the magnetic field detection device 300 shown in FIG. 14 includes a plurality of magnetic field detection coils 10 # 0,..., 10 # n-1, 10 # n and a plurality of proximity magnetic field source coils 20 # 0,. , 20 @ n-1, 20
♯n. As an example, a magnetic field detecting coil 10 #
Each of 0,..., 10 @ n-1 and 10 @ n is measured with a magnetometer using a proximity magnetic field source coil 20 # 0,.
Each of n−1 and 20♯n is a gradiometer (FIG. 1)
4 is a first-order differential gradiometer).

【0031】なお、磁界検出用コイル10♯0、…、1
0♯n−1、10♯nの各々は、同じ特性を有するもの
に限定されず、近接磁場源用コイル20♯0、…、20
♯n−1、20♯nの各々は、同じ特性を有するものに
限定されない。
The magnetic field detecting coils 10 # 0,..., 1
Each of 0−1n−1 and 10♯n is not limited to those having the same characteristics, and coils 20 # 0,.
Each of {n-1, 20} n is not limited to those having the same characteristics.

【0032】演算器40は、磁界検出用コイル10♯
0、…、10♯n−1、10♯nの出力および近接磁場
源用コイル20♯0、…、20♯n−1、20♯nの出
力を受ける。
The arithmetic unit 40 includes a magnetic field detecting coil 10 #
, 10 @ n-1, 10 @ n and the outputs of the proximity magnetic field source coils 20 # 0,..., 20 @ n-1, 20 @ n.

【0033】演算器40は、これら複数の検出コイルの
により検出された磁界に対して、これらの検出コイルの
検出特性に応じた演算処理を実行する。これにより、所
望の空間領域に存在する磁場源からの磁界を選択的に出
力することが可能となる。
The arithmetic unit 40 performs an arithmetic operation on the magnetic field detected by the plurality of detection coils in accordance with the detection characteristics of these detection coils. This makes it possible to selectively output a magnetic field from a magnetic field source existing in a desired space region.

【0034】より具体的には、たとえば、磁界検出装置
100と同様に、磁界検出用コイル10♯0、…、10
♯n−1、10♯nの出力と近接磁場源用コイル20♯
0、…、20♯n−1、20♯nの出力との差分をとる
と、計測点から遠方の空間領域に存在する磁場源からの
磁界を選択的に出力することが可能となる。
More specifically, for example, similarly to the magnetic field detection device 100, the magnetic field detection coils 10 # 0,.
{N-1, 10} n output and proximity magnetic field source coil 20}
By taking the difference from the outputs of 0,..., 20 @ n-1, 20 @ n, it is possible to selectively output a magnetic field from a magnetic field source existing in a spatial region far from the measurement point.

【0035】このように、本発明の実施の形態における
磁界検出装置を用いることにより、たとえば、物体の非
破壊検査において物体の内部の所望の位置における欠陥
等を検出することが可能となる。また、脳の所望の位置
での神経の活動を効果的に検出することも可能となる。
As described above, by using the magnetic field detecting device according to the embodiment of the present invention, it is possible to detect a defect or the like at a desired position inside the object in the nondestructive inspection of the object, for example. It is also possible to effectively detect nerve activity at a desired position in the brain.

【0036】[0036]

【実施例】ここで、上述した磁界検出装置100の効果
を確認するためシミュレーション実験1、2を行なっ
た。以下、実験1、2のそれぞれについて説明する。
EXAMPLE Here, simulation experiments 1 and 2 were performed to confirm the effect of the magnetic field detection device 100 described above. Hereinafter, each of Experiments 1 and 2 will be described.

【0037】[実験1]実験1における実験環境を図2を
用いて説明する。図2に示されるように実験1では、磁
界検出用コイル10としてマグネトメータを、近接磁場
源用コイル20として軸型グラジオメータを使用した。
ここで、マグネトメータの中心を、(x、y、z)=
(0、0、0)とする。
[Experiment 1] The experimental environment in Experiment 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, in Experiment 1, a magnetometer was used as the magnetic field detecting coil 10, and an axial gradiometer was used as the near magnetic field source coil 20.
Here, the center of the magnetometer is defined as (x, y, z) =
(0, 0, 0).

【0038】マグネトメータを構成するコイル径および
軸型グラジオメータを構成するコイル径をそれぞれ、
2.0cmとした。また、軸型グラジオメータのベース
ラインは5.0cmとした。軸型グラジオメータは、マ
グネトメータの直上(Z軸方向)に配置し、マグネトメ
ータと軸型グラジオメータとの間隔を0.5cmとし
た。
The coil diameter of the magnetometer and the coil diameter of the axial gradiometer are respectively
2.0 cm. The baseline of the axial gradiometer was 5.0 cm. The axial gradiometer was disposed immediately above the magnetometer (in the Z-axis direction), and the distance between the magnetometer and the axial gradiometer was 0.5 cm.

【0039】軸型グラジオメータは、一次微分型グラジ
オメータと二次微分型グラジオメータとを使用した(な
お、図2においては、軸型の二次微分型グラジオメータ
が記載されている)。
As the axial type gradiometer, a first-order differential type gradiometer and a second-order differential type gradiometer were used (note that FIG. 2 shows an axial type second-order differential gradiometer).

【0040】磁場源として2つの電流双極子1、2を用
いた。図2においては、電流双極子1、2を矢印でそれ
ぞれ表わしている。電流双極子1、2はともに、y=
3.0cmの位置に設置した。一方の電流双極子1をz
=4.0cmの位置で固定し、他方の電流双極子2をz
軸方向に移動させた。電流双極子1により近接磁場源
を、電流双極子2を移動させることにより遠方磁場源を
模擬する。電流双極子1、2のそれぞれの電流双極子強
度は、10nAmとした。
Two current dipoles 1 and 2 were used as magnetic field sources. In FIG. 2, the current dipoles 1 and 2 are represented by arrows, respectively. Current dipoles 1 and 2 are both y =
It was installed at a position of 3.0 cm. One current dipole 1 is z
= 4.0 cm and the other current dipole 2 is z
It was moved in the axial direction. The near field source is moved by the current dipole 1 and the far field source is simulated by moving the current dipole 2. The current dipole strength of each of the current dipoles 1 and 2 was 10 nAm.

【0041】このような実験環境下において電流双極子
2を移動させながら、演算器40の演算処理として2つ
のコイルの出力の差分をとった。この結果を図3を用い
て説明する。
In such an experimental environment, while moving the current dipole 2, the difference between the outputs of the two coils was obtained as the arithmetic processing of the arithmetic unit 40. This result will be described with reference to FIG.

【0042】図3は、図2に示す実験環境下における磁
界検出結果を説明するための図である。図3に示す記号
(M−G1)、(M−G2)は、電流双極子1、2の存
在下での磁界検出の結果を示している。より具体的に
は、記号(M−G1)は、マグネトメータにより検出さ
れる磁界から軸型の一次微分型グラジオメータにより検
出される磁界を引いた結果を、記号(M−G2)は、マ
グネトメータにより検出される磁界から軸型の二次微分
型グラジオメータにより検出される磁界を引いた結果を
それぞれ示している。横軸の深さは、検出コイルと電流
双極子2とのz軸方向における距離を示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining a magnetic field detection result under the experimental environment shown in FIG. Symbols (M-G1) and (M-G2) shown in FIG. 3 indicate the results of the magnetic field detection in the presence of the current dipoles 1 and 2. More specifically, the symbol (M-G1) represents the result of subtracting the magnetic field detected by the axial first-order differential gradiometer from the magnetic field detected by the magnetometer, and the symbol (M-G2) represents the magnetometer. The results obtained by subtracting the magnetic field detected by the axial second-order differential gradiometer from the magnetic field detected by the meter are shown. The depth on the horizontal axis indicates the distance between the detection coil and the current dipole 2 in the z-axis direction.

【0043】なお、遠方磁場源からの磁界を検出する能
力を比較するため、検出コイルとして単独のマグネトメ
ータを使用して、電流双極子2の磁界を検出した結果M
を示した。
In order to compare the ability to detect a magnetic field from a distant magnetic field source, the result of detecting the magnetic field of the current dipole 2 by using a single magnetometer as a detection coil is shown in FIG.
showed that.

【0044】電流双極子2が検出コイルに近い場合、マ
グネトメータを単独で使用した方が、検出される磁界が
大きい。電流双極子2が検出コイルから遠ざかると、マ
グネトメータと軸型グラジオメータとを組合わせて演算
処理を施した結果が、マグネトメータを単独で使用した
結果に近づく。そして、さらに電流双極子2が検出コイ
ルから遠ざかると、マグネトメータを単独で使用した場
合に比べて、マグネトメータと軸型グラジオメータとを
組合わせて演算処理を施した方が検出される磁界が大き
くなる。
When the current dipole 2 is close to the detection coil, the magnetic field detected is larger when the magnetometer is used alone. When the current dipole 2 moves away from the detection coil, the result of performing the arithmetic processing by combining the magnetometer and the axial gradiometer approaches the result of using the magnetometer alone. Then, when the current dipole 2 further moves away from the detection coil, the magnetic field detected by performing the arithmetic processing with the combination of the magnetometer and the axial gradiometer is smaller than when the magnetometer is used alone. growing.

【0045】すなわち、検出コイルとしてマグネトメー
タと軸型グラジオメータとを使用し、かつ演算器40に
おいて演算処理を実行することにより、近接磁場源が存
在するにもかかわらず、遠方磁場源からの磁界を効果的
に検出していることがわかる。
That is, by using a magnetometer and an axial gradiometer as the detection coil and executing the arithmetic processing in the arithmetic unit 40, the magnetic field from the distant magnetic field source despite the presence of the near magnetic field source is obtained. It can be seen that is effectively detected.

【0046】図4は、図2に示す実験環境下においてS
/N比を算出した結果を示す図である。図4において
は、電流双極子1による磁界を磁気雑音、電流双極子2
による磁界を検出対象である信号とし、式(8)に示す
S/N比を、電流双極子2の位置に対してプロットし
た。なお、図4における各記号は、図3における各記号
と対応関係にある。 S/N=(電流双極子2による磁界)/(電流双極子1による磁界)…(8) 電流双極子2の位置が検出コイルに近いと、マグネトメ
ータのみを用いて検出した方が、マグネトメータと軸型
グラジオメータとを組合わせて演算処理を施した場合に
比べてS/N比が高い。しかし、電流双極子2の位置が
検出コイルから遠ざかると、マグネトメータと軸型グラ
ジオメータとを組合わせて演算処理を実行することによ
り、マグネトメータのみを用いた場合に比べてS/N比
が改善される。より具体的には、深さを12cmとした
場合、0.05改善した。
FIG. 4 is a graph showing S in the experimental environment shown in FIG.
It is a figure showing the result of having computed the / N ratio. In FIG. 4, the magnetic field generated by the current dipole 1 is represented by magnetic noise,
And the S / N ratio shown in Expression (8) was plotted with respect to the position of the current dipole 2. Each symbol in FIG. 4 has a corresponding relationship with each symbol in FIG. S / N = (magnetic field by current dipole 2) / (magnetic field by current dipole 1) (8) If the position of current dipole 2 is close to the detection coil, it is better to detect using only a magnetometer. The S / N ratio is higher than when the arithmetic processing is performed by combining the meter and the axial gradiometer. However, when the position of the current dipole 2 moves away from the detection coil, the S / N ratio is reduced as compared with the case where only the magnetometer is used, by executing the arithmetic processing by combining the magnetometer and the axial gradiometer. Be improved. More specifically, when the depth was 12 cm, the improvement was 0.05.

【0047】すなわち、検出コイルとしてマグネトメー
タと軸型グラジオメータとを使用し、かつ演算器40に
おいて演算処理を実行することにより、近接磁場源から
のノイズの影響を除去し、遠方磁場源からの磁界を出力
することができる。
That is, by using a magnetometer and an axial gradiometer as the detection coil and executing arithmetic processing in the arithmetic unit 40, the influence of noise from the near magnetic field source is removed, and the influence from the far magnetic field source is eliminated. A magnetic field can be output.

【0048】電流双極子1、2を変化させて磁界検出特
性を調べた。この結果について、図5および図6を用い
て説明する。図5、図6では、電流双極子1をz=4.
0cmの位置に配置し、電流双極子強度を2nAmとし
て、100Hzで変化させた。また、電流双極子2をz
=7.0cmの位置に配置し、電流双極子強度を50n
Amとして、10Hzで変化させた。なお、電流双極子
1、2のそれぞれの変化を示すため、電流双極子1から
の磁界をマグネトメータで検出した際の磁界波形Nと、
電流双極子2からの磁界をマグネトメータで検出した際
の磁界波形Sとを図5、図6に併せて記載した。
The magnetic field detection characteristics were examined by changing the current dipoles 1 and 2. This result will be described with reference to FIGS. 5 and 6, the current dipole 1 is set at z = 4.
It was arranged at a position of 0 cm, and the current dipole intensity was 2 nAm, and was changed at 100 Hz. Also, the current dipole 2 is z
= 7.0 cm and the current dipole intensity is 50 n
Am was changed at 10 Hz. In addition, in order to show each change of the current dipoles 1 and 2, a magnetic field waveform N when a magnetic field from the current dipole 1 is detected by a magnetometer,
The magnetic field waveform S when the magnetic field from the current dipole 2 is detected by the magnetometer is also shown in FIGS.

【0049】図5は、マグネトメータと軸型の一次微分
型グラジオメータとを組合わせた場合の磁界検出特性に
ついて説明するための図である。図5において、記号M
は、マグネトメータにより検出される磁界波形を、記号
G1は、一次微分型グラジオメータにより検出される磁
界波形を、記号(M−G1)は、マグネトメータにより
検出される磁界から一次微分型グラジオメータにより検
出される磁界を引くことにより得られる磁界波形をそれ
ぞれ示している。
FIG. 5 is a diagram for explaining the magnetic field detection characteristics when a magnetometer and an axial primary differential gradiometer are combined. In FIG. 5, the symbol M
Is a magnetic field waveform detected by the magnetometer, symbol G1 is a magnetic field waveform detected by the first-order differential gradiometer, and symbol (M-G1) is a first-order differential gradiometer from the magnetic field detected by the magnetometer. Respectively show the magnetic field waveforms obtained by subtracting the magnetic field detected by.

【0050】図5を参照して、マグネトメータのみを使
用して電流双極子1、2からの磁界を検出すると、磁界
波形Mは、電流双極子1、2の両方からの磁界の影響を
受けて変化する。一次微分型グラジオメータのみを使用
した場合、磁界波形G1は、マグネトメータのみを使用
した場合に比べて、電流双極子1からの磁界の影響をよ
り受けて変化する。これらに対して、マグネトメータと
一次微分型グラジオメータとを組合せて演算処理(差
分)を実行することにより、電流双極子1からの磁界の
影響が減少し、磁界波形(M−G1)が電流双極子2の
変化に近づくことがわかる。
Referring to FIG. 5, when the magnetic field from current dipoles 1 and 2 is detected using only the magnetometer, magnetic field waveform M is affected by the magnetic fields from both current dipoles 1 and 2. Change. When only the first-order differential gradiometer is used, the magnetic field waveform G1 changes under the influence of the magnetic field from the current dipole 1 more than in the case where only the magnetometer is used. On the other hand, by performing arithmetic processing (difference) by combining the magnetometer and the first-order differential gradiometer, the influence of the magnetic field from the current dipole 1 is reduced, and the magnetic field waveform (M-G1) is reduced. It can be seen that the change of the dipole 2 approaches.

【0051】図6は、マグネトメータと軸型の二次微分
型グラジオメータとを組合わせた場合の磁界検出特性に
ついて説明するための図である。図6において、記号M
は、マグネトメータにより検出される磁界を、記号G2
は、二次微分型グラジオメータにより検出される磁界波
形を、記号(M−G2)は、マグネトメータにより検出
される磁界から二次微分型グラジオメータにより検出さ
れる磁界を引くことにより得られる磁界波形を示してい
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining the magnetic field detection characteristics when a magnetometer and an axial second-order differential gradiometer are combined. In FIG.
Represents the magnetic field detected by the magnetometer as G2
Is the magnetic field waveform detected by the second derivative gradiometer, and the symbol (M-G2) is the magnetic field obtained by subtracting the magnetic field detected by the second derivative gradiometer from the magnetic field detected by the magnetometer. The waveform is shown.

【0052】図6を参照して、マグネトメータのみを使
用して電流双極子1、2からの磁界を検出すると、磁界
波形Mは、電流双極子1、2の両方からの磁界の影響を
受けて変化する。二次微分型グラジオメータのみを使用
した場合、検出される磁界波形G2は、マグネトメータ
のみを使用した場合に比べて、電流双極子1からの磁界
の影響をより受けて変化する。これらに対して、マグネ
トメータと二次微分型グラジオメータとを組合せて演算
処理(差分)を実行することにより、電流双極子1から
の磁界の影響が減少し、磁界波形(M−G2)が電流双
極子2の変化に近づくことがわかる。
Referring to FIG. 6, when the magnetic field from current dipoles 1 and 2 is detected using only the magnetometer, magnetic field waveform M is affected by the magnetic fields from both current dipoles 1 and 2. Change. When only the second-order differential gradiometer is used, the detected magnetic field waveform G2 changes under the influence of the magnetic field from the current dipole 1 more than in the case where only the magnetometer is used. On the other hand, by performing arithmetic processing (difference) by combining the magnetometer and the second-order differential gradiometer, the influence of the magnetic field from the current dipole 1 is reduced, and the magnetic field waveform (M-G2) is reduced. It can be seen that the change of the current dipole 2 approaches.

【0053】したがって、検出コイルとしてマグネトメ
ータと軸型グラジオメータとを使用し、かつ演算器40
において演算処理を実行することにより、遠方磁場源の
磁界を選択的にかつ効率的に検出できることが確認され
た。また、近接磁場源からの磁界雑音を容易に除去する
ことができることが確認された。
Therefore, a magnetometer and an axial gradiometer are used as the detection coils, and
It has been confirmed that by executing the arithmetic processing in, the magnetic field of the distant magnetic field source can be selectively and efficiently detected. In addition, it was confirmed that magnetic field noise from the near magnetic field source could be easily removed.

【0054】[実験2]実験2における実験環境を図7を
用いて説明する。図7に示されるように実験2では、磁
界検出用コイル10として、マグネトメータを、近接磁
場源用コイル20として、平面型グラジオメータを使用
した。マグネトメータの中心を、(x、y、z)=
(0、0、0)とする。
[Experiment 2] The experimental environment in Experiment 2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, in Experiment 2, a magnetometer was used as the magnetic field detecting coil 10 and a flat gradiometer was used as the near magnetic field source coil 20. Let the center of the magnetometer be (x, y, z) =
(0, 0, 0).

【0055】マグネトメータを構成するコイル径を、
2.0cm、平面型グラジオメータを構成するコイル径
を、1.0cmとした。また、平面型グラジオメータの
ベースラインを1.0cmとした。
The diameter of the coil constituting the magnetometer is
The diameter of the coil constituting the planar gradiometer was 2.0 cm, and the diameter of the coil was 1.0 cm. The baseline of the flat-type gradiometer was set to 1.0 cm.

【0056】平面型グラジオメータは、マグネトメータ
内に配置した。平面型グラジオメータは、一次微分型グ
ラジオメータを使用した。磁場源に関する条件は、実験
1の図2で説明したものと同である。
The flat-type gradiometer was placed in a magnetometer. The first-order gradiometer was used as the planar gradiometer. The conditions for the magnetic field source are the same as those described in FIG.

【0057】このような実験環境下において電流双極子
2を移動させながら、演算器40の演算処理として、2
つのコイルの出力の差分をとった。この結果を図8を用
いて説明する。
In such an experimental environment, while moving the current dipole 2,
The difference between the outputs of the two coils was taken. This result will be described with reference to FIG.

【0058】図8は、図7に示す実験環境下における磁
界検出結果を説明するための図である。図8に示す記号
(M−G1)、(M−G2)は、電流双極子1、2の存
在下での磁界検出の結果を示している。より具体的に
は、記号(M−G1)は、マグネトメータにより検出さ
れる磁界から平面型グラジオメータにより検出される磁
界を引いた結果を表わしている。横軸の深さは、検出コ
イルと電流双極子2とのz軸方向における距離を示して
いる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the results of magnetic field detection under the experimental environment shown in FIG. Symbols (M-G1) and (M-G2) shown in FIG. 8 indicate the results of the magnetic field detection in the presence of the current dipoles 1 and 2. More specifically, the symbol (M-G1) represents the result of subtracting the magnetic field detected by the planar gradiometer from the magnetic field detected by the magnetometer. The depth on the horizontal axis indicates the distance between the detection coil and the current dipole 2 in the z-axis direction.

【0059】なお、遠方磁場源からの磁界を検出する能
力を比較するため、検出コイルとして単独のマグネトメ
ータを使用して、電流双極子2の磁界を検出した結果M
を示した。
In order to compare the ability to detect a magnetic field from a distant magnetic field source, the result of detecting the magnetic field of the current dipole 2 by using a single magnetometer as a detection coil is shown in FIG.
showed that.

【0060】電流双極子2が検出コイルに近い場合、マ
グネトメータを単独で使用した方が、検出される磁界が
大きい。電流双極子2が検出コイルから遠ざかると、マ
グネトメータと平面型グラジオメータとを組合わせて演
算処理を施した結果が、マグネトメータを単独で使用し
た結果に近づく。そして、さらに電流双極子2が検出コ
イルから遠ざかると、マグネトメータを単独で使用した
場合に比べて、マグネトメータと平面型グラジオメータ
とを組合わせて演算処理を施した方が検出される磁界が
大きくなる。
When the current dipole 2 is close to the detection coil, the detected magnetic field is larger when the magnetometer is used alone. When the current dipole 2 moves away from the detection coil, the result of performing the arithmetic processing by combining the magnetometer and the flat type gradiometer approaches the result of using the magnetometer alone. Then, when the current dipole 2 further moves away from the detection coil, the magnetic field detected by performing the arithmetic processing by combining the magnetometer and the flat-type gradiometer is larger than when the magnetometer is used alone. growing.

【0061】すなわち、検出コイルとしてマグネトメー
タと平面型グラジオメータとを使用し、かつ演算器40
において所定の演算処理を実行することにより、近接磁
場源が存在するにもかかわらず、遠方磁場源からの磁界
を効果的に検出していることがわかる。
That is, a magnetometer and a flat-type gradiometer are used as detection coils, and
By executing the predetermined arithmetic processing in, it can be seen that the magnetic field from the distant magnetic field source is effectively detected despite the presence of the near magnetic field source.

【0062】図9は、図8に示す実験環境下においてS
/N比を算出した結果を示す図である。図9において
は、電流双極子1による磁界を磁気雑音、電流双極子2
による磁界を検出対象である信号とし、式(8)に示す
S/N比を、電流双極子2の位置に対してプロットし
た。なお、図9における各記号は、図8における各記号
と対応関係にある。
FIG. 9 shows a graph of S under the experimental environment shown in FIG.
It is a figure showing the result of having computed the / N ratio. In FIG. 9, the magnetic field generated by the current dipole 1 is represented by magnetic noise,
And the S / N ratio shown in Expression (8) was plotted with respect to the position of the current dipole 2. Each symbol in FIG. 9 has a corresponding relationship with each symbol in FIG.

【0063】電流双極子2の位置が検出コイルに近い
と、マグネトメータのみを用いて検出した方が、マグネ
トメータと平面型グラジオメータとを組合わせて演算処
理を施した場合に比べてS/N比が高い。しかし、電流
双極子2の位置が検出コイルから遠ざかると、マグネト
メータと平面型グラジオメータとを組合わせて演算処理
を実行することにより、マグネトメータのみを用いた場
合に比べてS/N比が改善される。より具体的には、深
さを12cmとした場合、0.08改善した。
When the position of the current dipole 2 is close to the detection coil, the detection using only the magnetometer is S / S compared with the case where the arithmetic processing is performed by combining the magnetometer and the planar gradiometer. High N ratio. However, when the position of the current dipole 2 moves away from the detection coil, the S / N ratio is reduced as compared with the case where only the magnetometer is used, by executing the arithmetic processing by combining the magnetometer and the planar gradiometer. Be improved. More specifically, when the depth was 12 cm, the improvement was 0.08.

【0064】すなわち、検出コイルとしてマグネトメー
タと平面型グラジオメータとを使用し、演算器40にお
いて演算処理を実行することにより、近接磁場源からの
ノイズの影響を除去し、遠方磁場源からの磁界を出力す
ることができる。
That is, by using a magnetometer and a flat-type gradiometer as the detection coil and executing an arithmetic process in the arithmetic unit 40, the influence of noise from the near magnetic field source is removed, and the magnetic field from the far magnetic field source is removed. Can be output.

【0065】電流双極子1、2を変化させて磁界検出特
性を調べた。この結果について、図10を用いて説明す
る。図10では、電流双極子1をz=2.0cmの位置
に配置し、電流双極子強度を1nAmとして、100H
zで変化させた。また、電流双極子2をz=4.0cm
の位置に配置し、電流双極子強度を50nAmとして、
10Hzで変化させた。なお、図10においては、電流
双極子1、2のそれぞれの変化を示すため、電流双極子
1からの磁界をマグネトメータで検出した際の磁界波形
Nと、電流双極子2からの磁界をマグネトメータで検出
した際の磁界波形Sとを図10に併せて記載した。
The magnetic field detection characteristics were examined by changing the current dipoles 1 and 2. This result will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the current dipole 1 is arranged at a position of z = 2.0 cm, the current dipole intensity is 1 nAm, and 100H
varied with z. In addition, the current dipole 2 is set at z = 4.0 cm.
At a current dipole intensity of 50 nAm,
It was changed at 10 Hz. In FIG. 10, in order to show the respective changes of the current dipoles 1 and 2, the magnetic field waveform N when the magnetic field from the current dipole 1 is detected by the magnetometer and the magnetic field from the current dipole 2 are The magnetic field waveform S detected by the meter is also shown in FIG.

【0066】図10は、マグネトメータと平面型の一次
微分型グラジオメータとを組合わせた場合の磁界検出特
性について説明するための図である。図10において、
記号Mは、マグネトメータにより検出される磁界波形
を、記号G1は、平面型の一次微分型グラジオメータに
より検出される磁界波形を、記号(M−G1)は、マグ
ネトメータにより検出される磁界から平面型の一次微分
型グラジオメータにより検出される磁界を引くことによ
り得られる磁界波形をそれぞれ示している。
FIG. 10 is a diagram for explaining the magnetic field detection characteristics when a magnetometer and a planar primary differential gradiometer are combined. In FIG.
The symbol M is the magnetic field waveform detected by the magnetometer, the symbol G1 is the magnetic field waveform detected by the planar primary differential gradiometer, and the symbol (M-G1) is the magnetic field waveform detected by the magnetometer. The magnetic field waveforms obtained by subtracting the magnetic field detected by the planar primary differential gradiometer are shown.

【0067】図10を参照して、マグネトメータのみを
使用して電流双極子1、2からの磁界を検出すると、磁
界波形Mは、電流双極子1、2の両方からの磁界の影響
を受けて変化する。平面型グラジオメータのみを使用し
た場合、磁界波形G1は、マグネトメータのみを使用し
た場合に比べて、電流双極子1からの磁界の影響をより
受けて変化する。これらに対して、マグネトメータと平
面型グラジオメータとを組合せて演算処理(差分)を実
行することにより、電流双極子1からの磁界の影響が減
少し、磁界波形(M−G1)が電流双極子2の変化に近
づくことがわかる。
Referring to FIG. 10, when the magnetic field from current dipoles 1 and 2 is detected using only the magnetometer, magnetic field waveform M is affected by the magnetic fields from both current dipoles 1 and 2. Change. When only the flat type gradiometer is used, the magnetic field waveform G1 changes under the influence of the magnetic field from the current dipole 1 more than in the case where only the magnetometer is used. On the other hand, by performing an arithmetic operation (difference) by combining a magnetometer and a planar gradiometer, the influence of the magnetic field from the current dipole 1 is reduced, and the magnetic field waveform (M-G1) is changed to the current dipole. It can be seen that the child 2 approaches the change.

【0068】したがって、検出コイルとしてマグネトメ
ータと平面型グラジオメータとを使用し、演算器40に
おいて演算処理を実行することにより、遠方磁場源の磁
界を選択的にかつ効率的に検出できることが確認され
た。また、近接磁場源からの磁界雑音を容易に除去する
ことができることが確認された。
Therefore, it is confirmed that the magnetic field of the distant magnetic field source can be selectively and efficiently detected by using the magnetometer and the planar gradiometer as the detection coils and executing the arithmetic processing in the arithmetic unit 40. Was. In addition, it was confirmed that magnetic field noise from the near magnetic field source could be easily removed.

【0069】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る磁界検出装
置によれば、検出特性の異なる複数の検出コイルの出力
に基づき、演算処理を実行することにより、所望の空間
領域における磁場源からの磁界を効率的に検出すること
が可能となる。また、対象外となる空間領域からの磁界
雑音を低減することができる。
As described above, according to the magnetic field detecting device of the present invention, the arithmetic processing is executed based on the outputs of the plurality of detecting coils having different detection characteristics, so that the magnetic field source in the desired spatial region can be obtained. Can be efficiently detected. In addition, it is possible to reduce magnetic field noise from a spatial region that is not a target.

【0071】また、本発明に係る磁界検出装置によれ
ば、構成される検出コイルの検出特性に応じて演算処理
を実行することにより、遠方に存在する磁場源からの磁
界を選択的に検出することができる。この際、2つの互
いに異なる特性の検出コイルを用いて、当該2つの検出
コイルの出力の差分をとることにより効率的な検出が実
現される。
Further, according to the magnetic field detecting apparatus of the present invention, the magnetic field from the magnetic field source located far away is selectively detected by executing the arithmetic processing in accordance with the detection characteristics of the detection coil formed. be able to. At this time, efficient detection is realized by using two detection coils having different characteristics and calculating the difference between the outputs of the two detection coils.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態による磁界検出装置10
0の構成の一例を示す図である。
FIG. 1 is a magnetic field detection device 10 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a zero.

【図2】 検出コイルとしてマグネトメータおよび軸型
グラジオメータを使用した場合の実験環境について説明
するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an experimental environment when a magnetometer and an axial gradiometer are used as detection coils.

【図3】 図2に示す実験環境下における磁界検出結果
を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a magnetic field detection result under the experimental environment shown in FIG. 2;

【図4】 図2に示す実験環境下においてS/N比を算
出した結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a result of calculating an S / N ratio under the experimental environment shown in FIG. 2;

【図5】 マグネトメータと軸型の一次微分型グラジオ
メータとを組合わせた場合の磁界検出特性について説明
するための図である。
FIG. 5 is a diagram for describing a magnetic field detection characteristic when a magnetometer and an axial primary differential gradiometer are combined.

【図6】 マグネトメータと軸型の二次微分型グラジオ
メータとを組合わせた場合の磁界検出特性について説明
するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a magnetic field detection characteristic when a magnetometer and an axial second-order differential gradiometer are combined.

【図7】 検出コイルとしてマグネトメータおよび平面
型グラジオメータを使用した場合の実験環境について説
明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for describing an experimental environment when a magnetometer and a planar gradiometer are used as detection coils.

【図8】 図7に示す実験環境下における磁界検出結果
を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a magnetic field detection result under the experimental environment shown in FIG. 7;

【図9】 図8に示す実験環境下においてS/N比を算
出した結果を示す図である。
9 is a diagram showing a result of calculating an S / N ratio under the experimental environment shown in FIG.

【図10】 マグネトメータと平面型の一次微分型グラ
ジオメータとを組合わせた場合の磁界検出特性について
説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for describing a magnetic field detection characteristic when a magnetometer and a planar primary differential gradiometer are combined.

【図11】 (A)は、一次微分型グラジオメータにつ
いて説明するための図であり、(B)は、二次微分型グ
ラジオメータについて説明するための図である。
11A is a diagram for explaining a first-order differential gradiometer, and FIG. 11B is a diagram for explaining a second-order differential gradiometer.

【図12】 本発明の実施の形態による磁界検出装置の
他の構成例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing another configuration example of the magnetic field detection device according to the embodiment of the present invention.

【図13】 グラジオメータの検出特性について説明す
るための概念図である。
FIG. 13 is a conceptual diagram for describing a detection characteristic of a gradiometer.

【図14】 本発明の実施の形態による磁界検出装置の
他の構成例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing another configuration example of the magnetic field detection device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 電流双極子、10,10♯0〜10♯n 磁界
検出用コイル、20,20♯0〜20♯n 近接磁場源
用コイル、30 磁界検出部、40 演算器、100,
200,300 磁界検出装置。
1, 2 current dipole, 10, 10♯0 to 10♯n magnetic field detection coil, 20, 20♯0 to 20♯n proximity magnetic field source coil, 30 magnetic field detection unit, 40 arithmetic unit, 100,
200, 300 Magnetic field detection device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 逸朗 大阪市中央区平野町4丁目1−2 株式会 社関西新技術研究所内 Fターム(参考) 2G017 AA01 AD04 BA11  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Itsuro Tamura 4-1-2, Hiranocho, Chuo-ku, Osaka-shi F-term in Kansai New Technology Research Institute Co., Ltd. (reference) 2G017 AA01 AD04 BA11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁場源からの磁界を検出する検出特性が
互い異なる複数の検出コイルと、 前記複数の検出コイルの出力に対して前記検出特性に応
じた演算処理を実行することにより、所望の空間領域に
おける磁場源からの磁界を選択的に出力する演算処理手
段とを備える、磁界検出装置。
A plurality of detection coils having mutually different detection characteristics for detecting a magnetic field from a magnetic field source; and performing arithmetic processing on outputs of the plurality of detection coils in accordance with the detection characteristics to obtain a desired one. A magnetic field detection device comprising: a processing unit for selectively outputting a magnetic field from a magnetic field source in a spatial region.
【請求項2】 前記複数の検出コイルは、 前記磁場源からの磁界を検出する第1検出コイルと、 配置される計測点の近傍に存在する磁場源からの磁界を
効率的に検出する特性を有する第2検出コイルとを含
み、 前記演算処理手段は、 前記第1検出コイルの出力と前記第2検出コイルの出力
とに対して前記演算処理を実行することにより、前記複
数の検出コイルが配置される計測点の近傍に存在する磁
場源からの磁界を減衰させて、前記複数の検出コイルが
配置される計測点の遠方に存在する磁場源からの磁界を
選択的に出力する、請求項1に記載の磁界検出装置。
2. The plurality of detection coils have a first detection coil for detecting a magnetic field from the magnetic field source, and a characteristic for efficiently detecting a magnetic field from a magnetic field source located near a measurement point to be arranged. A second detection coil having the plurality of detection coils, wherein the arithmetic processing means performs the arithmetic processing on the output of the first detection coil and the output of the second detection coil, thereby arranging the plurality of detection coils. 2. A magnetic field from a magnetic field source existing near a measurement point to be measured is attenuated, and a magnetic field from a magnetic field source located far from the measurement point where the plurality of detection coils are arranged is selectively output. 3. The magnetic field detection device according to claim 1.
【請求項3】 前記第1検出コイルは、 マグネトメータを含み、 前記第2検出コイルは、 グラジオメータを含む、請求項2に記載の磁界検出装
置。
3. The magnetic field detection device according to claim 2, wherein the first detection coil includes a magnetometer, and the second detection coil includes a gradiometer.
【請求項4】 前記演算処理手段は、 前記第1検出コイルの出力と前記第2検出コイルの出力
との差分を算出する、請求項1、2または3に記載の磁
界検出装置。
4. The magnetic field detection device according to claim 1, wherein the arithmetic processing unit calculates a difference between an output of the first detection coil and an output of the second detection coil.
【請求項5】 前記複数の検出コイルは、 配置される計測点の近傍に存在する磁場源からの磁界を
効率的に検出する特性を有する第1検出コイルと、 前記第1検出コイルで効率的に検出される前記磁源場と
さらに遠方に存在する磁場源とからの磁界を効率的に検
出する特性を有する第2検出コイルとを含み、 前記演算処理手段は、 前記第1検出コイルの出力と前記第2検出コイルの出力
とに対して前記演算処理を実行することにより、前記第
2検出コイルで効率的に検出できる遠方磁場源からの磁
界を選択的に出力する、請求項1に記載の磁界検出装
置。
5. A plurality of detection coils, a first detection coil having a characteristic of efficiently detecting a magnetic field from a magnetic field source existing near a measurement point to be arranged; And a second detection coil having a characteristic of efficiently detecting a magnetic field from the magnetic field and a magnetic field source located farther away. The arithmetic processing means includes an output of the first detection coil. The magnetic field from a distant magnetic field source which can be efficiently detected by the second detection coil by performing the arithmetic processing on the output of the second detection coil and the output of the second detection coil. Magnetic field detection device.
【請求項6】 前記第1検出コイルは、 ベースラインの短い、複数の第1コイルを有する第1グ
ラジオメータを含み、 前記第2検出コイルは、 ベースラインの長い、複数の第2コイルを有する第2グ
ラジオメータを含む、請求項5に記載の磁界検出装置。
6. The first detection coil includes a first gradiometer having a plurality of first coils having a short baseline, and the second detection coil has a plurality of second coils having a long baseline. The magnetic field detection device according to claim 5, further comprising a second gradiometer.
【請求項7】 磁場源からの磁界を検出する複数の第1
検出コイルと、 配置される計測点の近傍に存在する磁場源からの磁界を
効率的に検出する特性を有する複数の第2検出コイル
と、 前記複数の第1検出コイルの出力および前記複数の第2
検出コイルの出力を使用して、演算処理を実行すること
により、前記複数の第1検出コイルおよび前記複数の第
2検出コイルが配置される計測点から遠方に存在する磁
場源からの磁界を選択的に出力する演算処理手段とを備
える、磁界検出装置。
7. A plurality of first sensors for detecting a magnetic field from a magnetic field source.
A detection coil, a plurality of second detection coils having a characteristic of efficiently detecting a magnetic field from a magnetic field source present in the vicinity of the measurement point to be arranged, an output of the plurality of first detection coils, and a plurality of second detection coils. 2
A magnetic field from a magnetic field source located far from a measurement point at which the plurality of first detection coils and the plurality of second detection coils are arranged is selected by performing an arithmetic process using the output of the detection coil. A magnetic field detection device comprising:
【請求項8】 前記複数の第1検出コイルのそれぞれ
は、 マグネトメータを含み、 前記複数の第2検出コイルのそれぞれは、 グラジオメータを含む、請求項8に記載の磁界検出装
置。
8. The magnetic field detection device according to claim 8, wherein each of the plurality of first detection coils includes a magnetometer, and each of the plurality of second detection coils includes a gradiometer.
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