JP2003202326A - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】専用の磁気ヘッドを使用することなく（従来の
磁気ヘッドのままで）、励磁磁界の変化を補償し磁性体
の磁束密度の変化を高いＳ／Ｎで検出することができる
磁気検出装置を提供する。 【解決手段】磁性体を磁化するために周期的に変化する
磁界を生成する磁界生成手段と、磁化と磁界を成分とす
る磁束密度の周期的な変化を検出し磁束密度信号を出力
する磁束密度検出手段と、磁界生成手段が磁界を生成す
るための発振信号に基づく磁界信号を生成する磁界信号
生成手段と、磁束密度信号から磁界信号を差し引く差分
演算を行なって、磁化を成分とする磁束密度信号を出力
する差分出力手段とを具備するようにした磁気検出装
置。
磁気ヘッドのままで）、励磁磁界の変化を補償し磁性体
の磁束密度の変化を高いＳ／Ｎで検出することができる
磁気検出装置を提供する。 【解決手段】磁性体を磁化するために周期的に変化する
磁界を生成する磁界生成手段と、磁化と磁界を成分とす
る磁束密度の周期的な変化を検出し磁束密度信号を出力
する磁束密度検出手段と、磁界生成手段が磁界を生成す
るための発振信号に基づく磁界信号を生成する磁界信号
生成手段と、磁束密度信号から磁界信号を差し引く差分
演算を行なって、磁化を成分とする磁束密度信号を出力
する差分出力手段とを具備するようにした磁気検出装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁性体の磁気特性を
検出する技術分野に属する。特に、磁性体に励磁磁界を
加えて磁束密度の変化を検出するときに、検出信号に含
まれている励磁磁界の影響をなくし、磁性体の磁束密度
の変化を高いＳ／Ｎ（signal-to-noise ratio）で検出
するようにした磁気検出装置に関する。
検出する技術分野に属する。特に、磁性体に励磁磁界を
加えて磁束密度の変化を検出するときに、検出信号に含
まれている励磁磁界の影響をなくし、磁性体の磁束密度
の変化を高いＳ／Ｎ（signal-to-noise ratio）で検出
するようにした磁気検出装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来から、チケット、プリペードカード、
ＩＤカード、商品券、証券、等の物品における偽造防止
対策として、マイクロ文字、万線模様、等の高度な印
刷を行なう、蛍光インキ、色彩可変インキ、等の特殊
インキで印刷を行なう、ホログラムを貼り付ける、等
のことが行なわれている。そのような偽造防止対策の１
つとして、物品に強磁性体を埋め込んで、その磁気特性
を検知することにより物品の真偽を判定することが提案
されている（特開平７−３２７７８）。
ＩＤカード、商品券、証券、等の物品における偽造防止
対策として、マイクロ文字、万線模様、等の高度な印
刷を行なう、蛍光インキ、色彩可変インキ、等の特殊
インキで印刷を行なう、ホログラムを貼り付ける、等
のことが行なわれている。そのような偽造防止対策の１
つとして、物品に強磁性体を埋め込んで、その磁気特性
を検知することにより物品の真偽を判定することが提案
されている（特開平７−３２７７８）。
【０００３】強磁性体を埋め込んだ物品の真偽を判定す
る方法としては、励磁コイルによって変化する励磁磁界
を生成し、検出コイルによって磁束密度の変化を検知す
る方法が知られている。ところが、この方法では検出コ
イルは磁束密度の変化だけではなく、励磁磁界の変化も
検出することとなる。そのため、磁性体の磁束密度変化
が小さい場合にはＳ／Ｎが悪くなるという欠点がある。
そこで、補償コイルによって励磁磁界の変化を検出し、
検出コイルと直列に逆極性で接続して励磁磁界の変化を
補償することが提案されている（特開平９−２７０５
７）。
る方法としては、励磁コイルによって変化する励磁磁界
を生成し、検出コイルによって磁束密度の変化を検知す
る方法が知られている。ところが、この方法では検出コ
イルは磁束密度の変化だけではなく、励磁磁界の変化も
検出することとなる。そのため、磁性体の磁束密度変化
が小さい場合にはＳ／Ｎが悪くなるという欠点がある。
そこで、補償コイルによって励磁磁界の変化を検出し、
検出コイルと直列に逆極性で接続して励磁磁界の変化を
補償することが提案されている（特開平９−２７０５
７）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では補償コイルを有する専用の磁気ヘッド（励磁コイ
ルと検出コイルと補償コイルを一体化したもの等）を必
要とする。そのため、従来の磁気ヘッド（検出コイルだ
けのもの等）を使用する装置、たとえば、プリペイドカ
ード処理機、チケット処理機、等の既存装置に組み込む
ことは極めて困難である。
法では補償コイルを有する専用の磁気ヘッド（励磁コイ
ルと検出コイルと補償コイルを一体化したもの等）を必
要とする。そのため、従来の磁気ヘッド（検出コイルだ
けのもの等）を使用する装置、たとえば、プリペイドカ
ード処理機、チケット処理機、等の既存装置に組み込む
ことは極めて困難である。
【０００５】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものである。その目的は、専用の磁気ヘッドを使用
することなく（従来の磁気ヘッドのままで）、励磁磁界
の変化を補償し磁性体の磁束密度の変化を高いＳ／Ｎで
検出することができる磁気検出装置を提供することにあ
る。
れたものである。その目的は、専用の磁気ヘッドを使用
することなく（従来の磁気ヘッドのままで）、励磁磁界
の変化を補償し磁性体の磁束密度の変化を高いＳ／Ｎで
検出することができる磁気検出装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は下記の本発明
によって解決される。すなわち、本発明の請求項１に係
る磁気検出装置は、磁性体を磁化するために周期的に変
化する磁界を生成する磁界生成手段と、前記磁化と前記
磁界を成分とする磁束密度の周期的な変化を検出し磁束
密度信号を出力する磁束密度検出手段と、前記磁界生成
手段が前記磁界を生成するための発振信号に基づく磁界
信号を生成する磁界信号生成手段と、前記磁束密度信号
から前記磁界信号を差し引く差分演算を行なって、前記
磁化を成分とする磁束密度信号を出力する差分出力手段
とを具備するようにしたものである。
によって解決される。すなわち、本発明の請求項１に係
る磁気検出装置は、磁性体を磁化するために周期的に変
化する磁界を生成する磁界生成手段と、前記磁化と前記
磁界を成分とする磁束密度の周期的な変化を検出し磁束
密度信号を出力する磁束密度検出手段と、前記磁界生成
手段が前記磁界を生成するための発振信号に基づく磁界
信号を生成する磁界信号生成手段と、前記磁束密度信号
から前記磁界信号を差し引く差分演算を行なって、前記
磁化を成分とする磁束密度信号を出力する差分出力手段
とを具備するようにしたものである。
【０００７】本発明によれば、磁界生成手段により磁性
体を磁化するために周期的に変化する磁界が生成され、
磁束密度検出手段により磁化と磁界を成分とする磁束密
度の周期的な変化が検出され磁束密度信号が出力され、
磁界信号生成手段により磁界生成手段が出力する発振信
号に基づく磁界信号が生成され、差分出力手段により磁
束密度信号から磁界信号を差し引く差分演算が行なわれ
磁化を成分とする磁束密度信号が出力される。すなわ
ち、磁界信号生成手段が有する周期的に変化する磁界を
生成するための発振信号に基づく磁界信号の演算により
磁化を成分とする磁束密度信号が得られる。したがっ
て、専用の磁気ヘッドを使用することなく（従来の磁気
ヘッドのままで）、励磁磁界の変化を補償し磁性体の磁
束密度の変化を高いＳ／Ｎで検出することができる磁気
検出装置が提供される。
体を磁化するために周期的に変化する磁界が生成され、
磁束密度検出手段により磁化と磁界を成分とする磁束密
度の周期的な変化が検出され磁束密度信号が出力され、
磁界信号生成手段により磁界生成手段が出力する発振信
号に基づく磁界信号が生成され、差分出力手段により磁
束密度信号から磁界信号を差し引く差分演算が行なわれ
磁化を成分とする磁束密度信号が出力される。すなわ
ち、磁界信号生成手段が有する周期的に変化する磁界を
生成するための発振信号に基づく磁界信号の演算により
磁化を成分とする磁束密度信号が得られる。したがっ
て、専用の磁気ヘッドを使用することなく（従来の磁気
ヘッドのままで）、励磁磁界の変化を補償し磁性体の磁
束密度の変化を高いＳ／Ｎで検出することができる磁気
検出装置が提供される。
【０００８】また本発明の請求項２に係る磁気検出装置
は、請求項１に係る磁気検出装置において、前記磁界信
号生成手段は位相補償回路と振幅調整回路とを有し、前
記位相補償回路は前記発振信号の位相を補償し、前記振
幅調整回路は前記発振信号の振幅を調整することによっ
て前記磁界信号を生成するようにしたものである。本発
明によれば、発振信号に基づいて位相補償、振幅調整が
行なわれ磁界信号が生成される。したがって、極めて簡
易にかつ高い精度で励磁磁界の変化が補償され磁性体の
磁束密度の変化が高いＳ／Ｎで検出される。
は、請求項１に係る磁気検出装置において、前記磁界信
号生成手段は位相補償回路と振幅調整回路とを有し、前
記位相補償回路は前記発振信号の位相を補償し、前記振
幅調整回路は前記発振信号の振幅を調整することによっ
て前記磁界信号を生成するようにしたものである。本発
明によれば、発振信号に基づいて位相補償、振幅調整が
行なわれ磁界信号が生成される。したがって、極めて簡
易にかつ高い精度で励磁磁界の変化が補償され磁性体の
磁束密度の変化が高いＳ／Ｎで検出される。
【０００９】また本発明の請求項３に係る磁気検出装置
は、請求項２に係る磁気検出装置において、前記発振信
号は正弦波の電圧波形であるようにしたものである。本
発明によれば、励磁コイルに印加する励磁電圧波形が正
弦波であり、検出コイルに生じる励磁磁界による波形
は、その微分波形である。したがって、両者の波形の形
状が一致するから極めて高い精度で励磁磁界の変化が補
償され磁性体の磁束密度の変化が高いＳ／Ｎで検出され
る。
は、請求項２に係る磁気検出装置において、前記発振信
号は正弦波の電圧波形であるようにしたものである。本
発明によれば、励磁コイルに印加する励磁電圧波形が正
弦波であり、検出コイルに生じる励磁磁界による波形
は、その微分波形である。したがって、両者の波形の形
状が一致するから極めて高い精度で励磁磁界の変化が補
償され磁性体の磁束密度の変化が高いＳ／Ｎで検出され
る。
【００１０】また本発明の請求項４に係る磁気検出装置
は、請求項１〜３のいずれかに係る磁気検出装置におい
て、前記磁性体は強磁性体材料から成る磁性体であるよ
うにしたものである。本発明によれば、強磁性体材料は
検出対象としての適合性が良く、強磁性体材料の励磁磁
界に対する特徴的な磁化特性が高精度高感度で検出され
る。
は、請求項１〜３のいずれかに係る磁気検出装置におい
て、前記磁性体は強磁性体材料から成る磁性体であるよ
うにしたものである。本発明によれば、強磁性体材料は
検出対象としての適合性が良く、強磁性体材料の励磁磁
界に対する特徴的な磁化特性が高精度高感度で検出され
る。
【００１１】また本発明の請求項５に係る磁気検出装置
は、請求項１〜４のいずれかに係る磁気検出装置におい
て、前記磁界生成手段は励磁コイルを有し、また前記磁
束密度検出手段は検出コイルを有し、前記励磁コイルと
前記検出コイルは前記磁性体を挟んで対向して配置され
ているようにしたものである。本発明によれば、励磁コ
イルと検出コイルが対向して配置され、理想的な配置を
取り得るから磁性体の磁化特性が高精度高感度で検出さ
れる。
は、請求項１〜４のいずれかに係る磁気検出装置におい
て、前記磁界生成手段は励磁コイルを有し、また前記磁
束密度検出手段は検出コイルを有し、前記励磁コイルと
前記検出コイルは前記磁性体を挟んで対向して配置され
ているようにしたものである。本発明によれば、励磁コ
イルと検出コイルが対向して配置され、理想的な配置を
取り得るから磁性体の磁化特性が高精度高感度で検出さ
れる。
【００１２】また本発明の請求項６に係る磁気検出装置
は、請求項１〜４のいずれかに係る磁気検出装置におい
て、前記磁界生成手段は励磁コイルを有し、また前記磁
束密度検出手段は検出コイルを有し、前記励磁コイルと
前記検出コイルは前記磁性体の一方に並列して配置され
ているようにしたものである。本発明によれば、励磁コ
イルと検出コイルが一方に並列して配置され、装置への
組み込みを容易とする配置であるから装置設計上の制約
が少なく適用範囲が広い。また、励磁コイルと検出コイ
ルの両者を同時に磁性体の表面に近接させることができ
るから磁性体の磁化特性が高精度高感度で検出される。
は、請求項１〜４のいずれかに係る磁気検出装置におい
て、前記磁界生成手段は励磁コイルを有し、また前記磁
束密度検出手段は検出コイルを有し、前記励磁コイルと
前記検出コイルは前記磁性体の一方に並列して配置され
ているようにしたものである。本発明によれば、励磁コ
イルと検出コイルが一方に並列して配置され、装置への
組み込みを容易とする配置であるから装置設計上の制約
が少なく適用範囲が広い。また、励磁コイルと検出コイ
ルの両者を同時に磁性体の表面に近接させることができ
るから磁性体の磁化特性が高精度高感度で検出される。
【００１３】また本発明の請求項７に係る磁気検出装置
は、請求項６に係る磁気検出装置において、前記励磁コ
イルと前記検出コイルとは一体化された構造を有するよ
うにしたものである。本発明によれば、励磁コイルと検
出コイルの配置が固定されるから装置への組込みや調整
を容易とするとともに、配置を最適化できるから磁性体
の磁化特性が高精度高感度で検出される。
は、請求項６に係る磁気検出装置において、前記励磁コ
イルと前記検出コイルとは一体化された構造を有するよ
うにしたものである。本発明によれば、励磁コイルと検
出コイルの配置が固定されるから装置への組込みや調整
を容易とするとともに、配置を最適化できるから磁性体
の磁化特性が高精度高感度で検出される。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明について実施の形態
を説明する。最初に、本発明の磁気検出装置において磁
気検出を行なう原理について説明しておく。本発明の磁
気検出装置は、変化する磁界を生成するとともに、その
磁界によって励磁された磁性体の周辺における変化する
磁束密度を検出する構成を基本とする。変化する磁界は
励磁コイルによって生成され、変化する磁束密度は検出
コイルによって検出される。
を説明する。最初に、本発明の磁気検出装置において磁
気検出を行なう原理について説明しておく。本発明の磁
気検出装置は、変化する磁界を生成するとともに、その
磁界によって励磁された磁性体の周辺における変化する
磁束密度を検出する構成を基本とする。変化する磁界は
励磁コイルによって生成され、変化する磁束密度は検出
コイルによって検出される。
【００１５】生成された磁界によって磁性体は磁気的な
分極を行い磁気モーメントを生じる。その磁気モーメン
トのことをここでは磁化と呼ぶ。磁化をベクトルＭ、磁
界をベクトルＨ、磁束密度をベクトルＢ、真空の透磁率
をμ0とすると、周知のように、ＥＢ対応のＭＫＳＡ単
位系では、Ｂ=μ0（Ｈ＋Ｍ）となる。すなわち、磁束密
度Ｂは、磁界Ｈと磁化Ｍの成分を有する。
分極を行い磁気モーメントを生じる。その磁気モーメン
トのことをここでは磁化と呼ぶ。磁化をベクトルＭ、磁
界をベクトルＨ、磁束密度をベクトルＢ、真空の透磁率
をμ0とすると、周知のように、ＥＢ対応のＭＫＳＡ単
位系では、Ｂ=μ0（Ｈ＋Ｍ）となる。すなわち、磁束密
度Ｂは、磁界Ｈと磁化Ｍの成分を有する。
【００１６】磁界Ｈと磁化Ｍとの関係は、磁化率をχと
して、Ｍ＝χＨと表すことができる。磁化率χは、等方
性の磁性体ではスカラーであるが、異方性の磁性体では
２階のテンソルとなる。また強磁性体では非線型であり
定数とはならない。磁界Ｈと磁化Ｍとの関係を表す曲線
のことは、磁化曲線と呼ばれている（直接の計測量に基
づくＢ−Ｈ磁化曲線も広く用いられる）。特に、磁性体
が強磁性体であるときには、この磁化曲線はヒステリシ
スループと呼ばれる非線型の閉曲線となる（初期磁化曲
線を除く）。このヒステリシスループは、その磁性体の
磁気的な特性を表しており、磁性体の種類が変わればそ
のヒステリシスループも変わる。したがって、磁界Ｈと
磁化Ｍとの関係から磁性体の磁気的な特性を知ることが
でき、磁性体の種類を特定することができる。
して、Ｍ＝χＨと表すことができる。磁化率χは、等方
性の磁性体ではスカラーであるが、異方性の磁性体では
２階のテンソルとなる。また強磁性体では非線型であり
定数とはならない。磁界Ｈと磁化Ｍとの関係を表す曲線
のことは、磁化曲線と呼ばれている（直接の計測量に基
づくＢ−Ｈ磁化曲線も広く用いられる）。特に、磁性体
が強磁性体であるときには、この磁化曲線はヒステリシ
スループと呼ばれる非線型の閉曲線となる（初期磁化曲
線を除く）。このヒステリシスループは、その磁性体の
磁気的な特性を表しており、磁性体の種類が変わればそ
のヒステリシスループも変わる。したがって、磁界Ｈと
磁化Ｍとの関係から磁性体の磁気的な特性を知ることが
でき、磁性体の種類を特定することができる。
【００１７】このように、磁性体の磁気的な特性は磁化
Ｍに現れているのである。したがって、検出コイルによ
って直接的に検出される変化する磁束密度Ｂ（磁束密度
Ｂの微分値）から磁化Ｍを導出することにより、磁性体
の磁気的な特性をより高精度に検出することができる。
本発明の磁気検出装置は、励磁コイルによって変化する
磁界Ｈを生じ、検出コイルによって変化する磁束密度Ｂ
を検出し、さらに磁化Ｍを導出する構成を含んでいる。
すなわち、Ｍ＝（１／μ0）Ｂ−Ｈという演算を行なう
構成を含んでいる。
Ｍに現れているのである。したがって、検出コイルによ
って直接的に検出される変化する磁束密度Ｂ（磁束密度
Ｂの微分値）から磁化Ｍを導出することにより、磁性体
の磁気的な特性をより高精度に検出することができる。
本発明の磁気検出装置は、励磁コイルによって変化する
磁界Ｈを生じ、検出コイルによって変化する磁束密度Ｂ
を検出し、さらに磁化Ｍを導出する構成を含んでいる。
すなわち、Ｍ＝（１／μ0）Ｂ−Ｈという演算を行なう
構成を含んでいる。
【００１８】次に、本発明の磁気検出装置における構成
について説明する。その構成の一例を図１に示す。図１
において、１は磁気センサ、２は発振器、３は位相補償
回路、４は振幅調整回路、５は差動増幅器である。磁気
センサ１は、励磁コイルと検出コイルとを有する。励磁
コイルは、磁性体を磁化する磁界を生成するためのコイ
ルである。また、検出コイルは、磁化と磁界を成分とす
る磁束密度の変化を検出するコイルである。励磁コイル
と検出コイルは、高透磁率材料のコアに導線を巻き付け
た構成を有する。励磁コイルと検出コイルの配置につい
ては後述する（図２、図３参照）。
について説明する。その構成の一例を図１に示す。図１
において、１は磁気センサ、２は発振器、３は位相補償
回路、４は振幅調整回路、５は差動増幅器である。磁気
センサ１は、励磁コイルと検出コイルとを有する。励磁
コイルは、磁性体を磁化する磁界を生成するためのコイ
ルである。また、検出コイルは、磁化と磁界を成分とす
る磁束密度の変化を検出するコイルである。励磁コイル
と検出コイルは、高透磁率材料のコアに導線を巻き付け
た構成を有する。励磁コイルと検出コイルの配置につい
ては後述する（図２、図３参照）。
【００１９】発振器２は、前述の磁気センサ１の励磁コ
イルに対して磁性体を磁化するための電力を供給する発
振器である。発振器２の出力は、磁気センサ１の励磁コ
イルに接続される。また、発振器２の出力は、位相補償
回路３の入力に接続される。発振器２が出力する発振信
号は、電圧および電流が周期的に変化する信号であり、
通常は、正弦波信号が適用される。
イルに対して磁性体を磁化するための電力を供給する発
振器である。発振器２の出力は、磁気センサ１の励磁コ
イルに接続される。また、発振器２の出力は、位相補償
回路３の入力に接続される。発振器２が出力する発振信
号は、電圧および電流が周期的に変化する信号であり、
通常は、正弦波信号が適用される。
【００２０】位相補償回路３は、発振器２が出力する発
振信号の位相をシフトする回路である。位相補償回路３
としては、周知の位相補償方法を適用することができ
る。たとえば、ソース接地増幅回路であれば、ドレーン
とソースの間に容量、等を挿入することによって位相補
償することができる。また、発振信号が正弦波信号の場
合には、微分回路により位相を＋９０度シフトした微分
信号を生成することができる。また、発振信号と微分信
号の各々に荷重を付けた平均値信号を生成すると、その
荷重によってシフト量を変化させることができる。さら
に、反転、積分を加えてこの方法を拡大すれば、０〜３
６０度の範囲でシフト量を変化させることができる。
振信号の位相をシフトする回路である。位相補償回路３
としては、周知の位相補償方法を適用することができ
る。たとえば、ソース接地増幅回路であれば、ドレーン
とソースの間に容量、等を挿入することによって位相補
償することができる。また、発振信号が正弦波信号の場
合には、微分回路により位相を＋９０度シフトした微分
信号を生成することができる。また、発振信号と微分信
号の各々に荷重を付けた平均値信号を生成すると、その
荷重によってシフト量を変化させることができる。さら
に、反転、積分を加えてこの方法を拡大すれば、０〜３
６０度の範囲でシフト量を変化させることができる。
【００２１】振幅調整回路４は、位相補償回路３によっ
て位相補償された発振信号の振幅を調整する回路であ
る。振幅調整回路４としては、通常の増幅回路であって
ゲイン（増幅率）調整機能を有するものを適用すること
ができる。図１においては、位相補償回路３と振幅調整
回路４を別々に示してあるが、構成を判り易くするため
であり、これらの回路は、１つの増幅回路において実現
することができる。勿論、位相補償回路３と振幅調整回
路４の信号の流れにおける順番は、どちらが先であって
もよい。
て位相補償された発振信号の振幅を調整する回路であ
る。振幅調整回路４としては、通常の増幅回路であって
ゲイン（増幅率）調整機能を有するものを適用すること
ができる。図１においては、位相補償回路３と振幅調整
回路４を別々に示してあるが、構成を判り易くするため
であり、これらの回路は、１つの増幅回路において実現
することができる。勿論、位相補償回路３と振幅調整回
路４の信号の流れにおける順番は、どちらが先であって
もよい。
【００２２】差動増幅回路５は、２つの入力を有し、そ
の２つの入力における電圧値の差分を増幅する増幅器で
ある。図１に示すように、差動増幅回路５の一方の入力
には振幅調整回路４の出力が接続されており、差動増幅
回路５の他方の入力には磁気センサ１の出力が接続され
ている。ここでは、磁束密度信号から磁界に対応する磁
界信号を差し引く差分演算を行なって、磁化を成分とす
る磁束密度信号を出力する増幅器である。
の２つの入力における電圧値の差分を増幅する増幅器で
ある。図１に示すように、差動増幅回路５の一方の入力
には振幅調整回路４の出力が接続されており、差動増幅
回路５の他方の入力には磁気センサ１の出力が接続され
ている。ここでは、磁束密度信号から磁界に対応する磁
界信号を差し引く差分演算を行なって、磁化を成分とす
る磁束密度信号を出力する増幅器である。
【００２３】以上の構成において、次に、本発明の磁気
検出装置の動作について説明する。発振器２は発振信号
を出力する。その発振信号を入力して磁気センサ１の励
磁コイルは変化する磁界を生成する。そして、その磁界
によって磁性体（図２、図３参照）が磁化される。磁気
センサ１の検出コイルは、その磁性体の周辺において変
化する磁束密度を検出し磁束密度信号を出力する。
検出装置の動作について説明する。発振器２は発振信号
を出力する。その発振信号を入力して磁気センサ１の励
磁コイルは変化する磁界を生成する。そして、その磁界
によって磁性体（図２、図３参照）が磁化される。磁気
センサ１の検出コイルは、その磁性体の周辺において変
化する磁束密度を検出し磁束密度信号を出力する。
【００２４】一方、発振器２の発振信号を入力して位相
補償回路３は発振信号の位相をシフトする。磁気センサ
１の検出コイルは磁束密度の変化を検出するから、磁束
密度の変化の内で磁界の成分は磁界の微分信号、すなわ
ち発振信号の微分信号となっている。したがって、発振
信号が正弦波であれば、磁気センサ１の検出コイルが出
力する磁束密度信号における磁界成分の位相は、９０度
だけ進んでいることとなる。位相補償回路３は、この位
相の進みを含む位相の差異を補償して差動増幅回路５に
おける演算が正しく行なわれるようにするためのもので
ある。実際には、このシフトにおけるシフト量は、検出
対象の磁性体が存在しないときに、差動増幅回路５の出
力が最小となるように設定される。
補償回路３は発振信号の位相をシフトする。磁気センサ
１の検出コイルは磁束密度の変化を検出するから、磁束
密度の変化の内で磁界の成分は磁界の微分信号、すなわ
ち発振信号の微分信号となっている。したがって、発振
信号が正弦波であれば、磁気センサ１の検出コイルが出
力する磁束密度信号における磁界成分の位相は、９０度
だけ進んでいることとなる。位相補償回路３は、この位
相の進みを含む位相の差異を補償して差動増幅回路５に
おける演算が正しく行なわれるようにするためのもので
ある。実際には、このシフトにおけるシフト量は、検出
対象の磁性体が存在しないときに、差動増幅回路５の出
力が最小となるように設定される。
【００２５】位相補償回路３によって位相補償された発
振信号を入力して、振幅調整回路４は振幅調整を行な
う。振幅調整における調整量は、実際には、検出対象の
磁性体が存在しないときに、差動増幅回路５の出力が最
小となるように設定される。振幅調整回路４の出力は、
磁界を生成する発振器２の発振信号（磁界信号）に対し
て位相補償と振幅調整を行なった信号である。したがっ
て、位相補償と振幅調整を行なうことにより、磁化と磁
界を成分とする磁束密度の変化の成分の内の磁界の成分
と信号波形を一致させることができる。すなわち、振幅
調整回路４の出力は、磁界を成分とする磁束密度の変化
を示す信号である。
振信号を入力して、振幅調整回路４は振幅調整を行な
う。振幅調整における調整量は、実際には、検出対象の
磁性体が存在しないときに、差動増幅回路５の出力が最
小となるように設定される。振幅調整回路４の出力は、
磁界を生成する発振器２の発振信号（磁界信号）に対し
て位相補償と振幅調整を行なった信号である。したがっ
て、位相補償と振幅調整を行なうことにより、磁化と磁
界を成分とする磁束密度の変化の成分の内の磁界の成分
と信号波形を一致させることができる。すなわち、振幅
調整回路４の出力は、磁界を成分とする磁束密度の変化
を示す信号である。
【００２６】差動増幅回路５は、一方の入力から位相補
償と振幅調整を行なった発振信号を入力する。また、差
動増幅回路５は、他方の入力から磁気センサ１の検出コ
イルが出力する磁束密度信号を入力する。そして、それ
らの電圧の差分を増幅する。すなわち、磁化と磁界を成
分とする磁束密度の変化を示す信号と、磁界を成分とす
る磁束密度の変化を示す信号との差分信号が得られる。
したがって、差動増幅回路５の出力には、磁化を成分と
する磁束密度の変化を示す信号が出力される。
償と振幅調整を行なった発振信号を入力する。また、差
動増幅回路５は、他方の入力から磁気センサ１の検出コ
イルが出力する磁束密度信号を入力する。そして、それ
らの電圧の差分を増幅する。すなわち、磁化と磁界を成
分とする磁束密度の変化を示す信号と、磁界を成分とす
る磁束密度の変化を示す信号との差分信号が得られる。
したがって、差動増幅回路５の出力には、磁化を成分と
する磁束密度の変化を示す信号が出力される。
【００２７】以上、動作について説明を行なった。次
に、本発明の磁気検査装置における磁気センサ１の構成
について図２と図３を参照して説明する。本発明の磁気
検出装置における磁気センサ１は、励磁コイルと検出コ
イルを有する。図２に示す一例は、その励磁コイルと検
出コイルを磁性体を挟んで対向して配置したものであ
る。このように、励磁コイルと検出コイルを対向して配
置すると、理想的な配置を取り得る。したがって磁性体
の磁化特性を高精度高感度で検出することができる。
に、本発明の磁気検査装置における磁気センサ１の構成
について図２と図３を参照して説明する。本発明の磁気
検出装置における磁気センサ１は、励磁コイルと検出コ
イルを有する。図２に示す一例は、その励磁コイルと検
出コイルを磁性体を挟んで対向して配置したものであ
る。このように、励磁コイルと検出コイルを対向して配
置すると、理想的な配置を取り得る。したがって磁性体
の磁化特性を高精度高感度で検出することができる。
【００２８】図３に示す一例は、その励磁コイルと検出
コイルを磁性体の一方に並列して配置したものである。
このように励磁コイルと検出コイルを一方に並列して配
置すると、装置への組み込みが容易となる。したがっ
て、装置設計上の制約が少なく適用範囲が広い。また、
励磁コイルと検出コイルの両者を同時に磁性体の表面に
近接させることができるから磁性体の磁化特性を高精度
高感度で検出することができる。
コイルを磁性体の一方に並列して配置したものである。
このように励磁コイルと検出コイルを一方に並列して配
置すると、装置への組み込みが容易となる。したがっ
て、装置設計上の制約が少なく適用範囲が広い。また、
励磁コイルと検出コイルの両者を同時に磁性体の表面に
近接させることができるから磁性体の磁化特性を高精度
高感度で検出することができる。
【００２９】また図３に示す一例においては、その励磁
コイルと検出コイルとは一体化された構造を有する。し
たがって、励磁コイルと検出コイルの配置が固定される
から装置への組込みや調整を容易となる。また配置を最
適化できるから磁性体の磁化特性を高精度高感度で検出
することができる。
コイルと検出コイルとは一体化された構造を有する。し
たがって、励磁コイルと検出コイルの配置が固定される
から装置への組込みや調整を容易となる。また配置を最
適化できるから磁性体の磁化特性を高精度高感度で検出
することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上のとおりであるから、本発明の請求
項１に係る磁気検出装置によれば、専用の磁気ヘッドを
使用することなく（従来の磁気ヘッドのままで）、励磁
磁界の変化を補償し磁性体の磁束密度の変化を高いＳ／
Ｎで検出することができる磁気検出装置が提供される。
また本発明の請求項２に係る磁気検出装置によれば、励
磁磁界の発振信号に基づいて補償するから、極めて簡易
にかつ高い精度で励磁磁界の変化を補償し磁性体の磁束
密度の変化を高いＳ／Ｎで検出することができる。また
本発明の請求項３に係る磁気検出装置によれば、励磁波
形と検出波形の波形の形状が一致するから極めて高い精
度で励磁磁界の変化を補償し磁性体の磁束密度の変化を
高いＳ／Ｎで検出することができる。また本発明の請求
項４に係る磁気検出装置によれば、強磁性体材料は検出
対象としての適合性が良く、強磁性体材料の励磁磁界に
対する特徴的な磁化特性を高精度高感度で検出すること
ができるまた本発明の請求項５に係る磁気検出装置によ
れば、励磁コイルと検出コイルが対向して配置され、理
想的な配置を取り得るから磁性体の磁化特性を高精度高
感度で検出することができる。また本発明の請求項６に
係る磁気検出装置によれば、励磁コイルと検出コイルが
一方に並列する配置であるから装置設計上の制約が少な
く適用範囲が広い。また、励磁コイルと検出コイルの両
者を同時に磁性体の表面に近接させることができるから
磁性体の磁化特性を高精度高感度で検出することができ
る。また本発明の請求項７に係る磁気検出装置によれ
ば、励磁コイルと検出コイルの配置が固定されるから装
置への組込みや調整を容易とするとともに、配置を最適
化できるから磁性体の磁化特性を高精度高感度で検出す
ることができる。
項１に係る磁気検出装置によれば、専用の磁気ヘッドを
使用することなく（従来の磁気ヘッドのままで）、励磁
磁界の変化を補償し磁性体の磁束密度の変化を高いＳ／
Ｎで検出することができる磁気検出装置が提供される。
また本発明の請求項２に係る磁気検出装置によれば、励
磁磁界の発振信号に基づいて補償するから、極めて簡易
にかつ高い精度で励磁磁界の変化を補償し磁性体の磁束
密度の変化を高いＳ／Ｎで検出することができる。また
本発明の請求項３に係る磁気検出装置によれば、励磁波
形と検出波形の波形の形状が一致するから極めて高い精
度で励磁磁界の変化を補償し磁性体の磁束密度の変化を
高いＳ／Ｎで検出することができる。また本発明の請求
項４に係る磁気検出装置によれば、強磁性体材料は検出
対象としての適合性が良く、強磁性体材料の励磁磁界に
対する特徴的な磁化特性を高精度高感度で検出すること
ができるまた本発明の請求項５に係る磁気検出装置によ
れば、励磁コイルと検出コイルが対向して配置され、理
想的な配置を取り得るから磁性体の磁化特性を高精度高
感度で検出することができる。また本発明の請求項６に
係る磁気検出装置によれば、励磁コイルと検出コイルが
一方に並列する配置であるから装置設計上の制約が少な
く適用範囲が広い。また、励磁コイルと検出コイルの両
者を同時に磁性体の表面に近接させることができるから
磁性体の磁化特性を高精度高感度で検出することができ
る。また本発明の請求項７に係る磁気検出装置によれ
ば、励磁コイルと検出コイルの配置が固定されるから装
置への組込みや調整を容易とするとともに、配置を最適
化できるから磁性体の磁化特性を高精度高感度で検出す
ることができる。
【図１】本発明の磁気検出装置における構成の一例を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の磁気検査装置における磁気センサの構
成の一例（その１）を示す図である。
成の一例（その１）を示す図である。
【図３】本発明の磁気検査装置における磁気センサの構
成の一例（その２）を示す図である。
成の一例（その２）を示す図である。
１ 磁気センサ
２ 発振器
３ 位相補償回路
４ 振幅調整回路
５ 差動増幅器
Claims (7)
- 【請求項１】磁性体を磁化するために周期的に変化する
磁界を生成する磁界生成手段と、 前記磁化と前記磁界を成分とする磁束密度の周期的な変
化を検出し磁束密度信号を出力する磁束密度検出手段
と、 前記磁界生成手段が前記磁界を生成するための発振信号
に基づく磁界信号を生成する磁界信号生成手段と 前記磁束密度信号から前記磁界信号を差し引く差分演算
を行なって、前記磁化を成分とする磁束密度信号を出力
する差分出力手段と、 を具備することを特徴とする磁気検出装置。 - 【請求項２】請求項１記載の磁気検出装置において、前
記磁界信号生成手段は位相補償回路と振幅調整回路とを
有し、前記位相補償回路は前記発振信号の位相を補償
し、前記振幅調整回路は前記発振信号の振幅を調整する
ことによって前記磁界信号を生成することを特徴とする
磁気検出装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載の磁気検出装置にお
いて、前記発振信号は正弦波の電圧波形であることを特
徴とする磁気検出装置。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の磁気検出
装置において、前記磁性体は強磁性体材料から成る磁性
体であることを特徴とする磁気検出装置。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の磁気検出
装置において、前記磁界生成手段は励磁コイルを有し、
また前記磁束密度検出手段は検出コイルを有し、前記励
磁コイルと前記検出コイルは前記磁性体を挟んで対向し
て配置されていることを特徴とすることを特徴とする磁
気検出装置。 - 【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載の磁気検出
装置において、前記磁界生成手段は励磁コイルを有し、
また前記磁束密度検出手段は検出コイルを有し、前記励
磁コイルと前記検出コイルは前記磁性体の一方に並列し
て配置されていることを特徴とすることを特徴とする磁
気検出装置。 - 【請求項７】請求項６記載の磁気検出装置において、前
記励磁コイルと前記検出コイルとは一体化された構造を
有することを特徴とする磁気検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002001300A JP2003202326A (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | 磁気検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002001300A JP2003202326A (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | 磁気検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003202326A true JP2003202326A (ja) | 2003-07-18 |
Family
ID=27641462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002001300A Pending JP2003202326A (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | 磁気検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003202326A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109031165A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-18 | 微传智能科技（常州）有限公司 | 磁信号触发开关及其指令识别系统、磁触发开关设备、智能停车检测设备 |
| CN114325517A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 江西大有科技有限公司 | 一种b-h磁化曲线测试方法及装置 |
-
2002
- 2002-01-08 JP JP2002001300A patent/JP2003202326A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109031165A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-18 | 微传智能科技（常州）有限公司 | 磁信号触发开关及其指令识别系统、磁触发开关设备、智能停车检测设备 |
| CN114325517A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 江西大有科技有限公司 | 一种b-h磁化曲线测试方法及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060602 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060607 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20061010 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |