JP2005351746A - Signal detecting apparatus - Google Patents

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JP2005351746A JP2004172598A JP2004172598A JP2005351746A JP 2005351746 A JP2005351746 A JP 2005351746A JP 2004172598 A JP2004172598 A JP 2004172598A JP 2004172598 A JP2004172598 A JP 2004172598A JP 2005351746 A JP2005351746 A JP 2005351746A
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Tatsuoki Nagaishi
竜起 永石
Hajime Ota
肇 太田
Kazuhiro Kuwa
一弘 桑
Shuichi Suzuki
周一 鈴木
Tatsuya Tomikawa
達也 富川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect signals with high accuracy from a specimen, under a simple magnetic shield environment, by improving the signal-to-noise ratio. <P>SOLUTION: An object to be inspected (40) is provided with a plurality of sensors (30a-30c). Difference absolute value circuits (50a-50c) determine the absolute values of the differences between pairs of output signals of the sensors. A summing circuit (52) sums up the difference absolute values, to generate a final detection signal (S). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、被検査対象から発生される信号を検出するための装置に関し、特に、外部環境ノイズの影響を低減して信号検出精度を改善するための構成に関する。より特定的には、この発明は、超電導量子干渉素子(SQUID)を利用する磁気センサの磁場検出精度を改善するための構成に関する。   The present invention relates to an apparatus for detecting a signal generated from an object to be inspected, and more particularly to a configuration for reducing the influence of external environmental noise and improving signal detection accuracy. More specifically, the present invention relates to a configuration for improving the magnetic field detection accuracy of a magnetic sensor using a superconducting quantum interference device (SQUID).

測定対象からの信号を検出して被測定対象の状態を把握し、その把握した状態に従って種々の必要な処理を行なうことが、さまざまな分野において行なわれている。   In various fields, a signal from a measurement target is detected to grasp the state of the measurement target, and various necessary processes are performed according to the grasped state.

このような信号計測においては、ノイズなどの外乱の影響を抑制して、被測定対象からの信号を正確に検出することが要求される。   In such signal measurement, it is required to accurately detect a signal from an object to be measured while suppressing the influence of disturbance such as noise.

たとえば電気信号の計測において、被測定対象の状態に対応する電気信号をしきい値処理(2値化処理)を行なう場合、基準値と電気信号との比較が行なわれる。この場合、これらの電気信号と基準値を差動増幅することにより、電気信号と基準電圧とに同相のノイズを重畳させ、差動増幅器において同相ノイズを除去することが行なわれる。   For example, in the measurement of an electrical signal, when threshold processing (binarization processing) is performed on an electrical signal corresponding to the state of an object to be measured, a reference value is compared with the electrical signal. In this case, by differentially amplifying the electric signal and the reference value, in-phase noise is superimposed on the electric signal and the reference voltage, and the common-mode noise is removed in the differential amplifier.

しかしながら、この差動増幅器を用いて同相ノイズを除去する構成においては、被測定対象と異なる対象から基準電圧を生成して、被測定対象からの信号と基準電圧との差を増幅しており、被測定対象からの信号波形そのものからノイズを除去することはできない。   However, in the configuration that removes common-mode noise using this differential amplifier, a reference voltage is generated from a target different from the measurement target, and the difference between the signal from the measurement target and the reference voltage is amplified. Noise cannot be removed from the signal waveform itself from the measurement target.

また、電子回路などにおいて広く利用される差動増幅器においては、一般に、同相ノイズを除去することが大きな性能パラメータとして要求され、同相ノイズ除去比CMRR(Common Mode Noise Rejection Ratio)としてノイズ除去特性が示される。しかしながら、このような差動増幅器においては、信号が固定電圧(基準電圧)と比較されてその差分が増幅されるかまたは入力相補信号を増幅するかの処理が行われている。しかしながら、この同相ノイズ除去比は、差動増幅器の特性パラメータであり、差動増幅器の入力部における信号の同相ノイズを除去しているだけであり、信号計測において、被測定対象からの信号を検知するセンサに対して生成されるノイズ成分そのものを除去してはいないため、被測定対象の発生する信号のノイズ低減のために、電子回路において広く利用される差動増幅器の構成をそのまま利用することはできない。   Further, in a differential amplifier widely used in an electronic circuit or the like, it is generally required to remove common-mode noise as a large performance parameter, and noise removal characteristics are shown as a common-mode noise rejection ratio (CMRR). It is. However, in such a differential amplifier, the signal is compared with a fixed voltage (reference voltage) and the difference is amplified or the input complementary signal is amplified. However, this common-mode noise rejection ratio is a characteristic parameter of the differential amplifier, and only removes the common-mode noise of the signal at the input section of the differential amplifier. In the signal measurement, the signal from the measurement target is detected. The noise component itself generated for the sensor is not removed, so the configuration of the differential amplifier widely used in electronic circuits is used as it is to reduce the noise of the signal generated by the measurement target. I can't.

また、信号測定時において予め発生するノイズのパターンが予測できる場合には、予測ノイズパターンを生成し、被測定対象からの検出信号をその予測ノイズパターンで減算して検出信号を生成する構成が、適応型ノイズキャンセラなどの分野において利用される。しかしながら、このような適用型ノイズキャンセラの方式では、予めノイズのパターンが予測されている場合にしか適用することができない。   In addition, when a noise pattern generated in advance during signal measurement can be predicted, a configuration that generates a prediction noise pattern and subtracts the detection signal from the measurement target by the prediction noise pattern to generate a detection signal, Used in fields such as adaptive noise cancellers. However, such an adaptive noise canceller method can be applied only when a noise pattern is predicted in advance.

このような被測定対象の発生する信号を検出するセンサとして、被測定対象からの磁場を検出する磁気センサがある。この磁気センサとしては、グラディオメータおよびフラックスゲートなど種々のタイプのセンサがあるが、高感度の磁気センサとして、超電導量子干渉素子(SQUID)を利用する磁気センサ(SQUID磁気センサ)がある。このSQUID磁気センサは、超電導リング中に絶縁体を挿入したいわゆるトンネル効果を応用するジョセフソン結合を有する素子である。超電導状態においては、超電導リングを流れる電流が量子化され、リング中に入る磁場が量子化される。この量子化された磁場は磁束と呼ばれ、最小磁束Φ0は、2.07・10^(−15)ウェーバである。ここで、記号^はべき乗を示す。   As a sensor that detects a signal generated by such a measurement target, there is a magnetic sensor that detects a magnetic field from the measurement target. As this magnetic sensor, there are various types of sensors such as a gradiometer and a flux gate. As a highly sensitive magnetic sensor, there is a magnetic sensor (SQUID magnetic sensor) using a superconducting quantum interference element (SQUID). This SQUID magnetic sensor is an element having a Josephson coupling that applies a so-called tunnel effect in which an insulator is inserted in a superconducting ring. In the superconducting state, the current flowing through the superconducting ring is quantized, and the magnetic field entering the ring is quantized. This quantized magnetic field is called a magnetic flux, and the minimum magnetic flux Φ0 is 2.07 · 10 ^ (− 15) Weber. Here, the symbol ^ indicates a power.

このSQUID磁気センサにおいては、ジョセフソン結合部の臨界電流値を少し超えるバイアス電流を素子に印加する。外部磁場に応じてSQUIDの出力電圧が変化し、この電圧変化を検出することにより、外部磁場を検出する。   In this SQUID magnetic sensor, a bias current slightly exceeding the critical current value of the Josephson coupling portion is applied to the element. The output voltage of the SQUID changes according to the external magnetic field, and the external magnetic field is detected by detecting this voltage change.

最小量子化磁束Φ0は、極めて小さい値であり、SQUIDは、数十フェムトテスラー(10^(−14)Tesla)レベルの微小磁場を検出することができる。酸化物超電導体などの高温超電導体を利用する高温SQUID磁気センサの場合でも、数十サブピコテスラー(10^(−13)Tesla)レベルの微小磁場を検出することができる。このようなSQUID磁気センサを利用する場合、地磁気の1000万分の1以下の微小信号を捕捉することができ、生体磁場検出などにおいて利用される。   The minimum quantized magnetic flux Φ0 is an extremely small value, and the SQUID can detect a small magnetic field of several tens of femto-Tessler (10 ^ (-14) Tesla) level. Even in the case of a high-temperature SQUID magnetic sensor using a high-temperature superconductor such as an oxide superconductor, a small magnetic field of several tens of subpicotler (10 ^ (-13) Tesla) level can be detected. When such a SQUID magnetic sensor is used, a minute signal of 1 / 10,000,000 or less of the geomagnetism can be captured and used in biomagnetic field detection and the like.

しかしながら、このような高感度の磁気センサを利用した場合、検出対象磁場が極めて微小であり、地磁気および商用電源などの環境磁場の外乱の影響が大きく、この環境磁場などの外乱の影響を十分に抑制して、磁気検出を行なう必要がある。通常、脳磁計に代表されるように、このような磁気センサを磁気シールドルーム内などの磁気遮蔽を施した空間内に設置し、また被測定対象(被検査対象、以下被検体と称す)を、この磁気遮蔽された空間内に導入して磁場検出を行なう。   However, when such a high-sensitivity magnetic sensor is used, the magnetic field to be detected is extremely small, and the influence of environmental magnetic field disturbances such as geomagnetism and commercial power supply is large. It is necessary to suppress and perform magnetic detection. Usually, as represented by a magnetoencephalograph, such a magnetic sensor is installed in a magnetically shielded space such as a magnetic shield room, and the object to be measured (inspected object, hereinafter referred to as the object) The magnetic field is detected by introducing the magnetically shielded space.

このような外来の磁気ノイズ(環境磁場)を効果的に遮蔽するためには、一般に、複数の板状の高透磁率材を用いて遮蔽空間を形成することが多い。磁気シールドルームにおける低周波磁気ノイズを低減することを図る構成が、特許文献1(特開2003−243874号公報)に示されている。この特許文献1に示される構成においては、磁気シールドルームを構成する電磁シールド壁側面に、磁気変動量を測定する1または複数の磁気ノイズ検出用磁気センサが設けられる。この磁気ノイズ検出用磁気センサの出力信号に従って、磁気シールドルーム内の磁気変動を抑制するように個々独立に電流を流して補償磁場を生成する1または複数のノイズキャンセル用補償電磁コイルが設けられる。この特許文献1に示される構成においては、いわゆるアクティブ磁気シールド方式に従って、外部磁場の変動に対してアクティブに内部で磁場を生成してノイズ磁場を相殺することを図る。   In order to effectively shield such extraneous magnetic noise (environmental magnetic field), generally, a shielding space is often formed using a plurality of plate-like high permeability materials. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-243874 discloses a configuration for reducing low-frequency magnetic noise in a magnetic shield room. In the configuration disclosed in Patent Document 1, one or a plurality of magnetic sensors for detecting magnetic noise for measuring the amount of magnetic fluctuation are provided on the side surface of an electromagnetic shield wall constituting a magnetic shield room. In accordance with the output signal of the magnetic sensor for detecting magnetic noise, one or a plurality of noise canceling compensating electromagnetic coils are provided for generating a compensating magnetic field by flowing current independently so as to suppress magnetic fluctuation in the magnetic shield room. In the configuration disclosed in Patent Document 1, a magnetic field is actively generated internally to compensate for fluctuations in the external magnetic field in accordance with a so-called active magnetic shield system, thereby canceling out the noise magnetic field.

また、被検体を次々と交換して磁場検出を各被検体に対して行なう場合、閉鎖された磁気遮蔽空間を使用することができないため、少なくとも一部に開口部を有する磁気遮蔽装置が利用される。しかしながら、磁気遮蔽装置に開口部が設けられているため、磁気遮蔽性能が低下し、内部に配置された磁気センサに対する外部環境からのノイズの影響を完全に抑制することはできない。   Further, when performing magnetic field detection on each subject by exchanging subjects one after another, a magnetic shielding device having an opening in at least a part is used because a closed magnetic shielding space cannot be used. The However, since an opening is provided in the magnetic shielding device, the magnetic shielding performance is deteriorated, and the influence of noise from the external environment on the magnetic sensor disposed inside cannot be completely suppressed.

この開口部を有する超電導磁気シールド装置の構成の一例が、特許文献2(特開2003−339659号公報)に示されている。この特許文献2に示される構成においては、被検体を搬送する搬送路の入口側および出口側に超電導リングを配置する。この超電導リングの軸方向に平行な面を有する筒状の強磁性体で構成される磁気遮蔽体を配置する。この中空円筒状磁気遮蔽体内に磁気センサが配置され、磁気センサの検出コイル面方向が、超電導リングの軸に対して平行に配置される。   An example of the configuration of a superconducting magnetic shield device having this opening is shown in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-339659). In the configuration shown in Patent Document 2, superconducting rings are arranged on the entrance side and the exit side of the transport path for transporting the subject. A magnetic shield composed of a cylindrical ferromagnetic material having a surface parallel to the axial direction of the superconducting ring is disposed. A magnetic sensor is disposed in the hollow cylindrical magnetic shield, and the direction of the detection coil surface of the magnetic sensor is disposed in parallel to the axis of the superconducting ring.

この特許文献2は、搬送路の入口および出口に超電導リングを設けて外部環境磁場の侵入を防止することにより、開放性の高い小型軽量の磁気シールドを実現することを図る。
特開2003−243874号公報 特開2003−339659号公報
This Patent Document 2 aims to realize a small and lightweight magnetic shield with high openness by providing superconducting rings at the entrance and exit of the conveyance path to prevent the intrusion of an external environmental magnetic field.
JP 2003-243874 A JP 2003-339659 A

上述の特許文献1に示されるアクティブ磁気シールドの構成の場合、磁気シールドルームを構成する電磁シールド壁側壁に、磁場ノイズ検出用の磁気センサを設け、この磁場ノイズ検出用の磁気センサの出力信号に従って磁場ノイズ補償用の電磁コイルの供給電流を調整して、ノイズ磁場を相殺することを図る。ただし補償系における位相ずれにより、ノイズ磁場が発生してから、このノイズ磁場が相殺されるまでに時間差が生じ、正確に、このノイズ磁場を検出するのが困難である。また、ノイズ検出用磁気センサおよび補償用電磁コイルの配置位置によっては正確に内部で磁場ノイズを相殺する補償磁場を生成することができない場合があり、これらのノイズ検出用磁気センサおよび補償用電磁コイルの取付け位置の調整が煩瑣となると言う問題が生じる。   In the case of the configuration of the active magnetic shield shown in Patent Document 1 described above, a magnetic sensor for detecting magnetic field noise is provided on the side wall of the electromagnetic shield wall constituting the magnetic shield room, and according to the output signal of the magnetic sensor for detecting magnetic field noise. The current supplied to the magnetic coil for compensating the magnetic field noise is adjusted to cancel the noise magnetic field. However, there is a time difference between the generation of the noise magnetic field due to the phase shift in the compensation system and the cancellation of the noise magnetic field, and it is difficult to accurately detect the noise magnetic field. Further, depending on the arrangement position of the noise detection magnetic sensor and the compensation electromagnetic coil, it may not be possible to accurately generate a compensation magnetic field that cancels out the magnetic field noise internally, and these noise detection magnetic sensor and compensation electromagnetic coil may not be generated. There arises a problem that the adjustment of the mounting position is troublesome.

また、このアクティブ磁気シールド単体で、簡易な磁気シールドを構成することにより、高価なパーマロイなどの高透磁率材を利用する磁気シールドルームの必要性を排除して、安価に磁気シールドを実現する構成も提案されている。しかしながら、このようなアクティブ磁気シールド単体を利用する場合、磁気シールドに開口部を設けることができ、連続的に被検体の磁場検出を行なうことは可能であるものの、同様、位相差の問題が生じる。また、ノイズ相殺用の補償コイルを、一般に、磁気シールドルーム程度の空間の磁場補償を行なっており、磁気検出装置の規模が大きくなる。さらに、連続的に検査する場合、被検体がアクティブ磁気シールドを通過するため、このアクティブ磁気シールド自体の生成する変動磁場が、被検体に影響を及ぼし、正確に被検体の発生する磁場を検出することができなくなるという問題が生じる。   In addition, by configuring a simple magnetic shield with this active magnetic shield alone, it eliminates the need for a magnetically shielded room that uses high-permeability materials such as expensive permalloy, and realizes a magnetic shield at low cost. Has also been proposed. However, when such an active magnetic shield alone is used, an opening can be provided in the magnetic shield, and it is possible to continuously detect the magnetic field of the subject. . Further, the compensation coil for noise cancellation generally performs magnetic field compensation in a space as large as a magnetic shield room, which increases the scale of the magnetic detection device. Further, when continuously inspecting, since the subject passes through the active magnetic shield, the magnetic field generated by the active magnetic shield itself affects the subject, and the magnetic field generated by the subject is accurately detected. The problem of being unable to do so occurs.

また、特許文献2に示される構成においては、被検体搬送路の入口側および出口側に超電導リングを配置し、この超電導リングを用いて外部磁場の侵入を抑制することを図る。この場合、搬送路に開口部が設けられており、連続的に被検体を搬送して、磁場検出を行なうことは可能である。しかしながら、搬送路入口および出口それぞれに、被検体を通過させる内径を有する超電導リングを配置する必要があり、装置が高価なものとなる。また、この特許文献2に示される構成においては、外部磁場により超電導リングに電流が流れ、この超電導の完全反磁性特性を利用して、外部磁気遮蔽を実現することを図っている。したがって、この超電導リングを配置するために、被検体の磁場を測定するSQUID磁気センサに対する冷却装置と別に、冷却装置が必要となる。   In the configuration disclosed in Patent Document 2, superconducting rings are arranged on the entrance side and the exit side of the subject transport path, and the superconducting rings are used to suppress the intrusion of an external magnetic field. In this case, an opening is provided in the transport path, and it is possible to continuously detect the magnetic field by transporting the subject. However, it is necessary to dispose a superconducting ring having an inner diameter that allows the subject to pass through at each of the entrance and the exit of the transport path, and the apparatus becomes expensive. In the configuration shown in Patent Document 2, an electric current flows through the superconducting ring due to an external magnetic field, and an external magnetic shielding is realized by utilizing the complete diamagnetic characteristic of the superconductivity. Therefore, in order to arrange this superconducting ring, a cooling device is required separately from the cooling device for the SQUID magnetic sensor for measuring the magnetic field of the subject.

それゆえ、この発明の目的は、簡易な構成で外部環境ノイズの影響を抑制して、正確に被測定対象の信号を検出することのできる信号検出装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a signal detection device capable of accurately detecting a signal to be measured while suppressing the influence of external environmental noise with a simple configuration.

この発明の特定的な目的は、被検体の発生する磁場を簡易な構成で外部間強磁場の影響を抑制して、高精度で検出することができる磁気検出装置を提供することである。   A specific object of the present invention is to provide a magnetic detection device capable of detecting a magnetic field generated by a subject with high accuracy and suppressing the influence of a strong external magnetic field with a simple configuration.

この発明に係る信号検出装置は、各々が個々に被測定対象からの信号を検出する複数のセンサと、これらの複数のセンサの出力信号に従って被測定対象の信号を検出する信号処理検出手段とを備える。この信号処理検出手段は、複数のセンサの出力信号の少なくとも1対の差分を取る差分手段を含む。   The signal detection device according to the present invention includes a plurality of sensors that individually detect signals from the measurement target, and a signal processing detection unit that detects the signals of the measurement target in accordance with output signals of the plurality of sensors. Prepare. The signal processing detection means includes difference means for taking at least one pair of differences between the output signals of the plurality of sensors.

複数のセンサに対しては、共通に同相のノイズが印加され、したがって、センサの出力信号各々には、同じノイズ成分が現われる。これらのセンサの出力信号の対の差分を取ることにより、ノイズ成分を除去することができる。特に、同一被検体内の被検査対象物とセンサ各々との距離が異なる場合、各センサへの被検査対象物からの信号の強度が異なり、応じて各センサの対象検出信号強度も異なり、差分を取っても、対象検出信号の低減は抑制され、信号対ノイズ比を改善することができる。   In-phase noise is commonly applied to a plurality of sensors, and therefore, the same noise component appears in each of the sensor output signals. By taking the difference between the pair of output signals of these sensors, the noise component can be removed. In particular, when the distance between the object to be inspected in the same subject and each sensor is different, the intensity of the signal from the object to be inspected to each sensor is different, and the intensity of the target detection signal of each sensor is also different accordingly. Even if it is taken, the reduction of the target detection signal is suppressed, and the signal-to-noise ratio can be improved.

したがって、簡易な構成の磁気シールドを用いても、高精度で、環境ノイズの影響を抑制して被検査対象物の発生する信号を検出することができる。   Therefore, even if a magnetic shield with a simple configuration is used, it is possible to detect a signal generated by the object to be inspected with high accuracy while suppressing the influence of environmental noise.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1に従う磁気検出装置の構成を概略的に示す図である。図1において、磁気検出装置は、磁気シールド1内に配置される磁気検出器本体2を含む。この磁気シールド1は、被検体10を搬送するための開口部3aおよび3bを有する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 schematically shows a structure of a magnetic detection device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the magnetic detection device includes a magnetic detector body 2 disposed in a magnetic shield 1. The magnetic shield 1 has openings 3 a and 3 b for carrying the subject 10.

磁気検出器本体2は、高温超電導SQUID磁気センサと、この磁気センサを超電導状態に維持するための冷却剤を保持する真空断熱容器を含む。この磁気検出器本体2内に、複数の磁気センサが配置され、それぞれ、個々に被検体10(被検査対象物)からの磁場を検出する。複数の磁気センサを配置することにより、後に説明するように、磁気センサ出力信号に含まれる外乱信号による信号成分を除去する処理を行うことが可能となる。   The magnetic detector body 2 includes a high-temperature superconducting SQUID magnetic sensor and a vacuum heat insulating container that holds a coolant for maintaining the magnetic sensor in a superconducting state. A plurality of magnetic sensors are arranged in the magnetic detector main body 2, and each detects a magnetic field from the subject 10 (object to be inspected) individually. By disposing a plurality of magnetic sensors, as will be described later, it is possible to perform processing for removing signal components due to disturbance signals included in the magnetic sensor output signal.

この磁気シールド1の開口部3aおよび3b内を、搬送路4が通過し、被検体10を、磁気シールド1内に搬入し、また検査後この被検体10を搬出する。この開口部3aおよび3bを介して被検体10を搬送することにより、例えば製品ラインにおいて連続的に被検体の検査を行うことができる。   The conveyance path 4 passes through the openings 3a and 3b of the magnetic shield 1, the subject 10 is carried into the magnetic shield 1, and the subject 10 is carried out after the examination. By transporting the subject 10 through the openings 3a and 3b, for example, the subject can be continuously inspected in the product line.

搬送路4は、被検体10が載置されるベルト5と、ベルト5を駆動する駆動輪6aおよび6bと、ベルト5を滑らかに駆動するためのローラ7を含む。   The conveyance path 4 includes a belt 5 on which the subject 10 is placed, drive wheels 6 a and 6 b that drive the belt 5, and a roller 7 that smoothly drives the belt 5.

磁気シールド1内部には、磁気検出器本体2へ冷却剤を供給する冷却装置15が配置される。   A cooling device 15 for supplying a coolant to the magnetic detector main body 2 is disposed inside the magnetic shield 1.

この被検体10の被検査対象物は磁性異物であり、この磁性異物を磁化して、確実に磁性異物を検出するために、磁気シールド1の搬入口開口部3a近傍に、帯磁装置12が設けられる。この帯磁装置12は、被検体10を上下から挟むように配置される磁石12aおよび12bを含む。これらの磁石12aおよび12bは、希土類磁石などの強力な永久磁石または電磁石で構成され、一定強度の直流磁界を生成し、被検体10に含まれる被検査対象物(磁性異物)を確実に、顕在化させる。これらの搬送路4および磁気シールド1は、支持台22に配置される。   The object to be inspected of the subject 10 is a magnetic foreign material, and a magnetism device 12 is provided in the vicinity of the carry-in opening 3a of the magnetic shield 1 in order to magnetize the magnetic foreign material and reliably detect the magnetic foreign material. It is done. The magnetism device 12 includes magnets 12a and 12b arranged so as to sandwich the subject 10 from above and below. These magnets 12a and 12b are composed of strong permanent magnets or electromagnets such as rare earth magnets, generate a direct-current magnetic field with a constant strength, and reliably expose the object to be examined (magnetic foreign matter) contained in the subject 10. Make it. The transport path 4 and the magnetic shield 1 are disposed on the support base 22.

この搬送路4および磁気検出器本体2の磁気センサの検出動作を制御するために、制御・表示・検出装置20が設けられる。この制御・表示・検出装置20は、磁気検出器本体2内の磁気センサの出力信号の処理、処理結果の表示および磁性異物有無の検出を行なう。この磁気センサの出力信号の処理として、後に詳細に説明するように、磁気センサの出力信号の差分を取る処理を行うことにより、正確に環境磁場などの外乱信号の影響を抑制することができる。   A control / display / detection device 20 is provided to control the detection operation of the magnetic sensors of the conveyance path 4 and the magnetic detector body 2. The control / display / detection device 20 processes the output signal of the magnetic sensor in the magnetic detector main body 2, displays the processing result, and detects the presence or absence of magnetic foreign matter. As the processing of the output signal of the magnetic sensor, as will be described in detail later, the influence of the disturbance signal such as the environmental magnetic field can be accurately suppressed by performing the processing of taking the difference between the output signals of the magnetic sensor.

図2は、図1に示す磁気検出器本体2の構成を概略的に示す図である。磁気検出器本体2は、外壁と内壁の間が真空状態に維持されて真空断熱層26を形成する真空断熱容器(液体窒素デュワー)25と、この真空断熱容器25底部に被検体10と底部壁を介して対向するように配置される磁気センサ30を含む。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the magnetic detector main body 2 shown in FIG. The magnetic detector main body 2 includes a vacuum heat insulating container (liquid nitrogen dewar) 25 that forms a vacuum heat insulating layer 26 by maintaining a vacuum state between the outer wall and the inner wall, and the subject 10 and the bottom wall at the bottom of the vacuum heat insulating container 25. The magnetic sensor 30 arrange | positioned so that it may oppose via is included.

磁気センサ30は、本実施の形態1においては、高温超電導リングを利用するSQUID磁気センサである。このSQUID磁気センサ30は、中空洞体の空洞管32内の配線34により、図1に示す制御・表示・検出装置20に含まれる駆動回路と信号およびバイアス電流などの送受を行なう。   In the first embodiment, the magnetic sensor 30 is a SQUID magnetic sensor that uses a high-temperature superconducting ring. The SQUID magnetic sensor 30 transmits and receives signals, bias currents, and the like to and from the drive circuit included in the control / display / detection device 20 shown in FIG.

真空断熱容器25内においてSQUID磁気センサ30が複数個配列される。しかしながら、図2においては、1つの磁気センサ30を代表的に示す。この磁気センサ30は、被検体10に含まれる被検査対象物(磁性異物)40からの磁界Hを検出し、この検出磁界に応じた電圧信号を配線34を介して駆動回路へ伝達する。   A plurality of SQUID magnetic sensors 30 are arranged in the vacuum heat insulating container 25. However, one magnetic sensor 30 is representatively shown in FIG. The magnetic sensor 30 detects a magnetic field H from an object to be inspected (magnetic foreign matter) 40 included in the subject 10 and transmits a voltage signal corresponding to the detected magnetic field to the drive circuit via the wiring 34.

図3は、図1に示す磁気検出器本体2内の磁気センサ30の配置の一例を概略的に示す図である。図3において、SQUID磁気センサ30として、3つのSQUID磁気センサ30a、30bおよび30cが配置される。これらの磁気センサ30a−30cは、被検体10の搬送方向(X方向)と直交する方向(Y方向)に整列して所定の間隔を置いて配置される。被検査対象物(磁性異物)40が、たとえばセンサ30bの直下近傍を搬送される場合、このセンサ30bと被検査対象物(以下、単に磁性異物と称す)40との距離とセンサ30aおよび30cそれぞれと磁性異物40との距離が異なる。これらのセンサ30a−30c各々と磁性異物40との距離の差を利用して、センサ30a−30cの出力信号の差分を求めて、磁性異物40からの磁場成分に対応する信号成分自体が相殺されるのを抑制する。   FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the arrangement of the magnetic sensors 30 in the magnetic detector main body 2 shown in FIG. In FIG. 3, as the SQUID magnetic sensor 30, three SQUID magnetic sensors 30a, 30b and 30c are arranged. These magnetic sensors 30a to 30c are arranged at a predetermined interval in alignment in a direction (Y direction) orthogonal to the transport direction (X direction) of the subject 10. When the object to be inspected (magnetic foreign matter) 40 is conveyed, for example, in the vicinity immediately below the sensor 30b, the distance between the sensor 30b and the subject to be inspected (hereinafter simply referred to as magnetic foreign matter) 40, and the sensors 30a and 30c, respectively. And the magnetic foreign matter 40 are different in distance. Using the difference in distance between each of these sensors 30a-30c and the magnetic foreign object 40, the difference between the output signals of the sensors 30a-30c is obtained, and the signal component corresponding to the magnetic field component from the magnetic foreign object 40 is canceled out. Is suppressed.

図1に示すように、磁気シールド1においては、被検体10を搬送するための開口部3aおよび3bが設けられる。SQUID磁気センサは、地磁気の1000万分の1以下の微小な信号を検出することができる。したがって、この磁気シールド1の開口部3aおよび3bなどから侵入する外部からの環境磁界も同様に検出され、被検査対象物(磁性異物)が発生する微小な信号を、外部環境磁界等の外乱信号(以下、単に環境ノイズと称す)と区別することができなくなる場合が生じる。   As shown in FIG. 1, the magnetic shield 1 is provided with openings 3 a and 3 b for transporting the subject 10. The SQUID magnetic sensor can detect a minute signal of 1 / 10,000,000 or less of geomagnetism. Accordingly, an external environmental magnetic field entering from the openings 3a and 3b of the magnetic shield 1 is similarly detected, and a minute signal generated by the inspection target (magnetic foreign matter) is converted into a disturbance signal such as an external environmental magnetic field. (Hereinafter simply referred to as environmental noise) may not be distinguished.

しかしながら、この図3に示すように、複数のSQUID磁気センサ30a−30cを配置し、これらのセンサ30a−30cの出力信号の差分を求めることにより、環境ノイズの影響を相殺することができる。すなわち、地球磁場、エレベータおよび車両からのノイズおよび商用電源からのノイズ等の環境ノイズは、センサ30a−30c間の距離よりも十分に広い距離にある信号源から発生されるため、磁気センサ30a−30cそれぞれが検知する環境ノイズは、ほぼ同等の強度となる。したがって、これらのセンサ30a−30cが検出する信号において、互いに差分を取ることにより、この環境ノイズ成分を低減することができる。   However, as shown in FIG. 3, by arranging a plurality of SQUID magnetic sensors 30a-30c and obtaining the difference between the output signals of these sensors 30a-30c, the influence of environmental noise can be offset. That is, environmental noise such as noise from the earth's magnetic field, elevator and vehicle, and noise from the commercial power source is generated from a signal source at a distance sufficiently wider than the distance between the sensors 30a-30c. The environmental noise detected by each 30c has almost the same intensity. Therefore, this environmental noise component can be reduced by taking a difference between the signals detected by these sensors 30a-30c.

図4は、図1に示す制御・表示・検出装置20に含まれる駆動回路(信号処理検出部)の構成を概略的に示す図である。図4において、制御・表示・検出回路20は、信号検出処理部として、磁気センサ30a−30cの対それぞれに対応して設けられる差分絶対値回路50a−50cと、これらの差分絶対値値回路50a−50cの出力信号の総和を求めて最終検出信号Sを生成する総和回路52を含む。   FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a drive circuit (signal processing detection unit) included in the control / display / detection device 20 shown in FIG. In FIG. 4, the control / display / detection circuit 20 includes, as signal detection processing units, differential absolute value circuits 50a-50c provided corresponding to the pairs of magnetic sensors 30a-30c, and the differential absolute value circuit 50a. A summation circuit 52 that generates the final detection signal S by obtaining the sum of the output signals of −50c is included.

差分絶対値回路50aは磁気センサ30aおよび30bの出力信号S1およびS2の差分絶対値|S1−S2|を求める。差分絶対値回路50bは、磁気センサ30bおよび30cの出力信号S2およびS3の差分絶対値|S2−S1|を求める。差分絶対値回路50cは、磁気センサ30aおよび30cの出力信号S1およびS3の差分絶対値|S3−S1|を求める。   The difference absolute value circuit 50a obtains the difference absolute value | S1-S2 | of the output signals S1 and S2 of the magnetic sensors 30a and 30b. The difference absolute value circuit 50b obtains the difference absolute value | S2-S1 | of the output signals S2 and S3 of the magnetic sensors 30b and 30c. The difference absolute value circuit 50c obtains the difference absolute value | S3-S1 | of the output signals S1 and S3 of the magnetic sensors 30a and 30c.

総和回路52は、これらの差分絶対値回路50a−50cの出力信号をそれぞれ加算して最終検出信号Sを生成しており、したがって、この最終検出信号Sは次式で表わされる。   The summing circuit 52 adds the output signals of these difference absolute value circuits 50a-50c to generate the final detection signal S. Therefore, the final detection signal S is expressed by the following equation.

S=|S1−S2|+|S2−S3|+|S3−S1|
ここで、磁気センサ30a−30cの検出磁場は、微小磁場であり、センサ出力電圧もきわめて小さい。従って、これらの磁気センサ30a−30cの出力電圧を積分して増幅して出力信号S1−S3が生成される。しかしながら、これらの信号電圧の前処理を行う積分回路および増幅回路の構成については示していないが、通常のFLL回路(フラックス・ロックト・ループ回路)を用いて検出磁場に対応する電圧信号が生成される。
S = | S1-S2 | + | S2-S3 | + | S3-S1 |
Here, the magnetic field detected by the magnetic sensors 30a-30c is a very small magnetic field, and the sensor output voltage is very small. Therefore, the output voltages S1-S3 are generated by integrating and amplifying the output voltages of these magnetic sensors 30a-30c. However, although the configuration of the integrating circuit and the amplifying circuit for preprocessing these signal voltages is not shown, a voltage signal corresponding to the detected magnetic field is generated using a normal FLL circuit (flux-locked loop circuit). The

いま、図4に示すように、被検体の被検査対象物40から、磁場H1、H2およびH3が磁気センサ30a−30cへそれぞれ印加される状態を考える。磁界強度は、距離の三乗に反比例する。したがって、この被検査対象物40から磁気センサ30a−30cへの距離がそれぞれ異なり、したがって、磁気センサ30a−30cがそれぞれ検出する磁界H1、H2およびH3は、それぞれ強度が異なる。   Now, as shown in FIG. 4, a state is considered in which magnetic fields H1, H2, and H3 are respectively applied to the magnetic sensors 30a to 30c from the test object 40 of the subject. Magnetic field strength is inversely proportional to the cube of distance. Accordingly, the distances from the object 40 to be inspected to the magnetic sensors 30a-30c are different, and therefore the magnetic fields H1, H2, and H3 detected by the magnetic sensors 30a-30c have different intensities.

一方、環境ノイズによる外乱信号NZは、この磁気シールド1の外部から与えられ、信号発生源からの距離は、磁気センサ30a−30c間の間隔よりも長い。従って、外乱信号NZは、磁気シールド内でほぼ一様の強度を持って磁気センサ30a−30cへ供給される。したがって、これらの磁気センサ30a−30cの出力信号S1、S2およびS3には、同じ大きさの外乱信号NZに対応するノイズ成分が含まれる。また、これらの磁気センサ30a−30cの出力信号S1−S3は、それぞれ磁場H1、H2およびH3の強度に対応する信号成分を含んでおり、それぞれの目標検出信号成分(出力信号からノイズ成分を除いた信号成分)の大きさが異なる。   On the other hand, the disturbance signal NZ caused by the environmental noise is given from the outside of the magnetic shield 1, and the distance from the signal generation source is longer than the interval between the magnetic sensors 30a-30c. Therefore, the disturbance signal NZ is supplied to the magnetic sensors 30a to 30c with a substantially uniform intensity within the magnetic shield. Therefore, the output signals S1, S2 and S3 of these magnetic sensors 30a-30c include noise components corresponding to the disturbance signal NZ having the same magnitude. The output signals S1-S3 of these magnetic sensors 30a-30c include signal components corresponding to the strengths of the magnetic fields H1, H2, and H3, respectively, and each target detection signal component (excluding noise components from the output signal). Signal component) is different in size.

したがって、差分絶対値回路50a−50cそれぞれにおいて差分絶対値処理を行なうことにより、外乱信号NZに対応するノイズ成分が相殺され、それぞれ被検査対象物40から供給された磁場H1、H2およびH3の差に対応する信号成分が生成される。   Therefore, by performing the difference absolute value processing in each of the difference absolute value circuits 50a-50c, the noise component corresponding to the disturbance signal NZ is canceled out, and the difference between the magnetic fields H1, H2, and H3 supplied from the inspection target 40, respectively. A signal component corresponding to is generated.

これらの差分絶対値回路50a−50cにおいて、それぞれ、差分値の絶対値を求めることにより、次段での加算処理により、信号成分を増幅することができ、検出精度を改善することができる。また差分絶対値を求めることにより、被検査対象物40の位置および磁気センサ30a−30cそれぞれにおける差分方法にかかわらず、逆符号信号を加算する状態を防止することができ、確実に、信号の加算を行なって、等価的な増幅動作を実現することができる。   In these difference absolute value circuits 50a-50c, the absolute value of the difference value is obtained, whereby the signal component can be amplified by the addition process in the next stage, and the detection accuracy can be improved. Further, by obtaining the absolute difference value, it is possible to prevent the state where the reverse sign signal is added regardless of the position of the object 40 to be inspected and the difference method in each of the magnetic sensors 30a-30c. Thus, an equivalent amplification operation can be realized.

なお、差分(S1−S2)および(S1−S3)を求め、これらの差分値の和を加算回路により求めてもよい。同様、外乱信号NZ成分を相殺して被検査対象物からの信号を増幅することができる。この場合、最終検出信号Sは次式で表される。   Note that the differences (S1-S2) and (S1-S3) may be obtained, and the sum of these difference values may be obtained by an adding circuit. Similarly, the disturbance signal NZ component can be canceled and the signal from the object to be inspected can be amplified. In this case, the final detection signal S is expressed by the following equation.

S=(S1−S2)+(S1−S3)=2・S1−(S2+S3)
しかしながら、この場合も、被検査対象物の位置によっては、差分値(S1−S2)および(S1−S3)の符号が逆となり、信号成分が低減される状態が生じる可能性がある。従って、差分絶対値|S1−S2|および|S1−S3|を導出して加算することにより、被検査対象物の位置および差分生成法に係らず、目標信号成分が低減されるのを防止することができ、信号対ノイズ比を改善することができる。
S = (S1-S2) + (S1-S3) = 2 · S1- (S2 + S3)
However, also in this case, depending on the position of the object to be inspected, the sign of the difference values (S1-S2) and (S1-S3) may be reversed, and a state where the signal component is reduced may occur. Accordingly, by deriving and adding the difference absolute values | S1-S2 | and | S1-S3 |, it is possible to prevent the target signal component from being reduced regardless of the position of the inspection target and the difference generation method. And the signal-to-noise ratio can be improved.

なお、差分絶対値回路50a−50cの構成としては、アナログ的に処理を実行するため、演算増幅器を利用することができ、また、総和回路52に対しても、同様、演算増幅器を利用することができる。   Note that the differential absolute value circuits 50a-50c are configured to use an operational amplifier in order to perform processing in an analog manner, and similarly to the summing circuit 52, use an operational amplifier. Can do.

また、信号が、コンピュータ端末などで制御・表示・検出回路が構成される場合、信号がデジタル的に処理されて、これらの差分絶対値処理および加算(総和)処理が、コンピュータ端末内においてソフトウェアまたは演算プロセッサを利用してデジタル的に実行されても良い。   Further, when the control / display / detection circuit is configured by a computer terminal or the like, the signal is processed digitally, and the difference absolute value processing and the addition (summation) processing are performed by software or software in the computer terminal. It may be executed digitally using an arithmetic processor.

なお、上述の構成においては、磁気センサ30として、被検体の搬送方向と直交する方向に3個の磁気センサ30a−30cが整列して配置されている。しかしながら、この磁気センサ30の数は、4個以上であってもよく、磁気センサの対それぞれについてまたは少なくとも2対に対して、差分絶対値を求めて加算する構成が用いられればよい。この場合、すべての対について差分絶対値を求めることは特に要求されない。   In the above configuration, as the magnetic sensor 30, three magnetic sensors 30a to 30c are arranged in alignment in a direction orthogonal to the transport direction of the subject. However, the number of the magnetic sensors 30 may be four or more, and a configuration in which a difference absolute value is obtained and added for each pair of magnetic sensors or for at least two pairs may be used. In this case, it is not particularly required to obtain absolute difference values for all pairs.

図5は、この発明の実施の形態1に従う磁気検出装置の検出結果の一例を示す図である。図5においては、横軸に時間(秒)を示し、縦軸に検出磁界強度(Tesla)を示す。この図5においては、差分処理を行なう前の実データ(たとえばセンサ30bの出力信号S2)の磁界強度検出信号が一例として示される。   FIG. 5 shows an example of the detection result of the magnetic detection device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents detected magnetic field strength (Tesla). In FIG. 5, a magnetic field intensity detection signal of actual data (for example, output signal S2 of sensor 30b) before performing the difference process is shown as an example.

図5の検出結果について、その測定条件は、被検体中に存在する1.2mmφのステンレス(SUS304)片の検出結果を示す。被検査対象物として、長さ5mm、4mm、3mmおよび2mmのステンレス片の磁性異物とし、センサとして、3つのSQUID磁気センサ30a、30bおよび30c(図4参照)を用いる。これらの磁気センサ30a、30bおよび30cは、それぞれ、互いに距離200mm離れて、被検体搬送方向と直交する方向に整列して配置される。被検査対象物(磁性異物)40を、中央の磁気センサ30b直下においてセンサ30bの位置から距離240mmの位置で検出する。ステンレス片は、図1に示す帯磁装置により帯磁される。   Regarding the detection result of FIG. 5, the measurement condition indicates the detection result of a 1.2 mmφ stainless steel (SUS304) piece present in the subject. Stainless steel pieces of 5 mm, 4 mm, 3 mm, and 2 mm in length are used as objects to be inspected, and three SQUID magnetic sensors 30a, 30b, and 30c (see FIG. 4) are used as sensors. These magnetic sensors 30a, 30b, and 30c are arranged at a distance of 200 mm from each other and aligned in a direction perpendicular to the subject transport direction. An object to be inspected (magnetic foreign matter) 40 is detected at a position 240 mm away from the position of the sensor 30b immediately below the central magnetic sensor 30b. The stainless steel piece is magnetized by the magnetizing device shown in FIG.

この図5において、時間10秒の時点におけるピークが、長さ5mmのステンレス片の検出に対応する。長さ4mm以下のステンレス片の検出信号については、外乱信号の大きさと各ステンレス片の検知信号強度が同程度であり、ノイズと検出信号の区別を行なうことができず、その存在を検出することができない。   In FIG. 5, the peak at the time point of 10 seconds corresponds to the detection of a stainless steel piece having a length of 5 mm. For the detection signal of stainless steel pieces with a length of 4 mm or less, the magnitude of the disturbance signal and the detection signal intensity of each stainless steel piece are of the same level, and noise and detection signals cannot be distinguished, and their presence should be detected. I can't.

図6は、図5に示す測定結果に基づいて、差分値およびその絶対値を求める処理を行って最終検出信号を導出した結果を示す図である。この図6においても横軸に時間(秒)を示し、縦軸に磁界強度(Tesla)を示す。差分絶対値であるため、実データの正のピークおよび負のピークが、ともに正のピークとして現われ、また検出磁界強度も、総和処理により増幅されている。   FIG. 6 is a diagram illustrating a result of deriving a final detection signal by performing a process of obtaining a difference value and an absolute value thereof based on the measurement result illustrated in FIG. In FIG. 6 as well, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents magnetic field strength (Tesla). Since the difference is an absolute value, both the positive peak and the negative peak of the actual data appear as positive peaks, and the detected magnetic field intensity is also amplified by the summation process.

この図6に示されるように、環境ノイズに起因する外乱信号の成分が低下し、長さ2mmのステンレス片においても、環境ノイズによる外乱信号よりも明瞭に検出されているのが示される。この時間40秒前の小さなピークは、コンベアに含まれる、意図しない磁性異物である。このような微小磁場についても高信号対ノイズ比で検出を行うことができ、高精度の磁場検出を行うことができる。   As shown in FIG. 6, the disturbance signal component caused by the environmental noise is reduced, and the stainless steel piece having a length of 2 mm is detected more clearly than the disturbance signal caused by the environmental noise. The small peak 40 seconds before this time is an unintended magnetic foreign substance contained in the conveyor. Such a minute magnetic field can be detected with a high signal-to-noise ratio, and a highly accurate magnetic field can be detected.

したがって、この図6に示すように、差分絶対値和の磁場を求めて、最終検出信号Sとして利用することにより、環境磁場などの外来ノイズの影響を確実に抑制して、正確に、被検体への被検査対象物からの信号を検出することができる。   Therefore, as shown in FIG. 6, by obtaining the magnetic field of the sum of absolute differences and using it as the final detection signal S, it is possible to reliably suppress the influence of external noise such as an environmental magnetic field and accurately The signal from the object to be inspected can be detected.

なお、上述の説明においては、磁気センサとして、酸化物超電導体を用いる高温超電導SQUIDが用いられている。しかしながら、この磁気センサとしては、フラックスゲートおよびクラディオメータなどの他の磁気センサが用いられても、この同一検査対象物から発生される信号を複数のセンサで検出し、これらの複数のセンサの出力信号の差分絶対値を求めることにより、外乱信号の影響を抑制して、検出動作を行なうことができる。   In the above description, a high temperature superconducting SQUID using an oxide superconductor is used as the magnetic sensor. However, even if other magnetic sensors such as a fluxgate and a cladometer are used as this magnetic sensor, signals generated from the same inspection object are detected by a plurality of sensors, and By obtaining the difference absolute value of the output signal, the detection operation can be performed while suppressing the influence of the disturbance signal.

したがって、食肉などの食製品を製品ラインで検査する場合、被検体の搬送のために磁気シールドに開口部を設け、その磁気シールドが不完全な場合でも、正確な磁場検出を行なうことができ、簡易な磁気シールドを用いて高精度の磁場検出を行なうことができる。   Therefore, when inspecting meat and other food products in the product line, an opening is provided in the magnetic shield for transporting the subject, and even when the magnetic shield is incomplete, accurate magnetic field detection can be performed. High-precision magnetic field detection can be performed using a simple magnetic shield.

なお、磁気シールドにおいては、搬送路を用いて、この磁気シールド内に被検体を搬入しまた搬出するために搬送方向に沿って前後に2つ開口部が設けられている。しかしながら、この磁気シールドの開口部は、1つだけ設けられ、この1つの開口部を介して被検体の搬入および搬出が行われる構成であってもよい。   In the magnetic shield, two openings are provided at the front and rear along the transfer direction in order to load and unload the subject into the magnetic shield using the transfer path. However, only one opening portion of the magnetic shield may be provided, and the subject may be carried in and out through the one opening portion.

また、より一般的に、被検査対象物の発生する信号を検出するセンサに対しても、同様の手法を利用して、差分絶対値和を求めることにより、被検査対象物からの信号のS/N比を改善して、正確に信号検出を行なうことができる。   Further, more generally, a sensor that detects a signal generated by the inspection target object is also used to obtain the sum of absolute differences by using the same technique, thereby obtaining the S of the signal from the inspection target object. The signal ratio can be accurately detected by improving the / N ratio.

また、磁場検出対象は、磁性異物などの検出などの検査対象でなくてもよく、生体磁場であっても良い。   Further, the magnetic field detection target may not be an inspection target such as detection of a magnetic foreign substance, but may be a biomagnetic field.

また、センサとしては、一般に、測定対象の状態をセンサを利用して検知するセンサであってもよく、従って、対象としては、正常/異常が検出される被検査対象ではなく、一般的な、例えば熱などの、その状態が測定される測定対象であっても良い。   The sensor may generally be a sensor that detects the state of the measurement target using the sensor. Therefore, the target is not an inspection target in which normality / abnormality is detected, For example, it may be a measurement object whose state is measured, such as heat.

この発明は、一般に、被測定対象の発生する信号を検出する信号検出装置に適用することができる。特に、SQUID磁気センサを用いて微弱信号を検出する磁気検出装置に対して本発明を適用することができ、製品ラインなどにおいて、その場で、製品検査を行なうことができる磁気検出装置を実現することができる。   In general, the present invention can be applied to a signal detection device that detects a signal generated by an object to be measured. In particular, the present invention can be applied to a magnetic detection device that detects a weak signal using a SQUID magnetic sensor, and a magnetic detection device that can perform product inspection on the spot in a product line or the like is realized. be able to.

この発明の実施の形態1に従う磁気検出装置の全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the whole structure of the magnetic detection apparatus according to Embodiment 1 of this invention. 図1に示す磁気検出器本体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the magnetic detector main body shown in FIG. 図1に示す磁気検出器本体に含まれるセンサの配置の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of arrangement | positioning of the sensor contained in the magnetic detector main body shown in FIG. 図1に示す制御・表示・検出装置内の信号処理部の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the signal processing part in the control / display / detection apparatus shown in FIG. この発明の実施の形態1における磁気検出装置の実データ検出結果を示す図である。It is a figure which shows the actual data detection result of the magnetic detection apparatus in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における磁気検出装置の差分絶対値処理の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the difference absolute value process of the magnetic detection apparatus in Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 磁気シールド、2 磁気検出器本体、20 制御・表示・検出装置、30,30a,30b,30c 磁気センサ、40 被検査対象物、50a,50b,50c 差分絶対値回路、52 総和回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic shield, 2 Magnetic detector main body, 20 Control, display, detection apparatus, 30, 30a, 30b, 30c Magnetic sensor, 40 to-be-inspected object, 50a, 50b, 50c Difference absolute value circuit, 52 Sum total circuit.

Claims (6)

各々が、個々に被測定対象からの信号を検知する複数のセンサ、および
前記複数のセンサの出力信号に従って前記被測定対象の信号を検出する信号処理検出手段を備え、前記信号処理検出手段は、前記複数のセンサの出力信号の少なくとも1対の差分を取る差分手段を含む、信号検出装置。
Each includes a plurality of sensors that individually detect signals from the measurement target, and a signal processing detection unit that detects the signals of the measurement target in accordance with output signals of the plurality of sensors. A signal detection apparatus comprising difference means for taking at least one pair of differences of output signals of the plurality of sensors.
前記複数のセンサは、3個以上のセンサを備え、
前記差分手段は、前記複数のセンサの可能少なくとも2対の出力信号の差分を求める手段を含み、
前記信号処理検出手段は、さらに、前記差分手段の出力信号の和を求める総和手段を備える、請求項1記載の信号検出装置。
The plurality of sensors includes three or more sensors,
The difference means includes means for determining a difference between at least two possible output signals of the plurality of sensors,
The signal detection apparatus according to claim 1, wherein the signal processing detection unit further includes a summation unit for obtaining a sum of output signals of the difference unit.
前記差分手段は、前記複数のセンサの出力信号の対の差分の絶対値を導出する、請求項2記載の信号検出装置。   The signal detection device according to claim 2, wherein the difference means derives an absolute value of a difference between a pair of output signals of the plurality of sensors. 各前記センサは、前記被測定対象からの磁場を検出する、請求項1記載の信号検出装置。   The signal detection device according to claim 1, wherein each of the sensors detects a magnetic field from the measurement target. 各前記センサは、高温超電導量子干渉素子を用いた磁気センサであり、
各前記センサは、環境磁場から遮蔽するための磁気シールド内に配置され、前記被測定対象は検出時、前記磁気シールド内に配置される、請求項1記載の信号検出装置。
Each of the sensors is a magnetic sensor using a high-temperature superconducting quantum interference element,
The signal detection device according to claim 1, wherein each of the sensors is disposed in a magnetic shield for shielding from an environmental magnetic field, and the measurement target is disposed in the magnetic shield at the time of detection.
各前記センサは、高温超電導量子干渉素子を用いた磁気センサであり、かつ前記被検査対象を搬入するための開口部を有しかつ環境磁場から各前記センサおよび検査時の前記被測定対象を遮蔽するための磁気シールド内に配置される、請求項1記載の信号検出装置。   Each of the sensors is a magnetic sensor using a high-temperature superconducting quantum interference element, and has an opening for carrying the object to be inspected, and shields the sensor and the object to be measured at the time of inspection from an environmental magnetic field. The signal detection device according to claim 1, wherein the signal detection device is disposed in a magnetic shield for performing the operation.
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