JP2011093383A - 船体の磁気低減方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】船体外部磁場展開係数に基づいて任意の深度における船体外部磁場を推定し、一方、予め算出した各消磁コイル効果の船体外部磁場展開係数に基づいて前記任意の深度における各消磁コイル効果の船体外部磁場を推定し、前記任意の深度における前記船体外部磁場を最小にする消磁電流値を最適パラメータ探索法を用いて特定し、特定した前記消磁電流値に基づいて各消磁コイルに通電する。
【選択図】図1
Description
船体内に設けられた複数個の消磁コイルに通電して船体の磁気を低減する方法であり、
前記船体内に設置された複数個の磁気検知器で船体内部磁場を測定するステップと、
測定した前記船体内部磁場に基づいて船体外部磁場展開係数を算出するステップと、
算出した前記船体外部磁場展開係数に基づいて任意の深度における船体外部磁場を推定するステップと、
予め算出した各消磁コイル効果の船体外部磁場展開係数に基づいて、前記任意の深度における各消磁コイル効果の船体外部磁場を推定するステップと、
前記任意の深度における前記船体外部磁場を最小にする消磁電流値を最適パラメータ探索法を用いて特定するステップと、
特定した前記消磁電流値に基づいて各消磁コイルに通電するステップとを有する。
船体内部磁位及び船体外部磁位をそれぞれ長球調和関数で展開した場合の船体内部磁場展開係数及び船体外部磁場展開係数の相関関係を予め求めておき、
前記算出するステップは、測定した前記船体内部磁場に基づいて前記船体内部磁場展開係数を算出し、前記船体内部磁場展開係数と前記相関関係とに基づいて前記船体外部磁場展開係数を算出するとよい。
船体内に設けられた複数個の消磁コイルと、前記船体内に設置された複数個の磁気検知器と、各磁気検知器で測定した船体内部磁場に基づいて消磁電流値を演算する演算部と、前記演算部で演算した消磁電流値に基づいて各消磁コイルに通電する消磁コイル電源部とを備え、
前記演算部は、前記船体内部磁場に基づいて船体外部磁場展開係数を算出して任意の深度における船体外部磁場を推定し、一方、予め測定した各消磁コイル効果の船体外部磁場展開係数に基づいて前記任意の深度における各消磁コイル効果の船体外部磁場を推定し、前記任意の深度における前記船体外部磁場を最小にする消磁電流値を最適パラメータ探索法を用いて特定することを特徴とする。
本実施の形態では、船体の内部に複数個の内部磁気検出器を設置し、複数個の外部磁気検出器を測定海面の海底に敷設した設備を有する磁気測定所にて定期的に実施される磁気測定時の船体内部磁場及び船体外部磁場の測定値から、長球調和関数の展開式によりX,Y,Z方向の船体内部磁場展開係数と船体外部磁場展開係数とを求めて、それぞれの相関係数を算出する。そして以後、船体の磁気状態が変化しても、磁気状態変化後の船体内部磁場の値から、上記で得た相関係数を用いて任意の深度における磁気状態変化後の船体外部磁場を推定する。一方、磁気測定所にて予め測定して長球調和関数の展開式により算出した各消磁コイル効果の船体外部磁場展開係数から、任意の深度における各消磁コイル効果の船体外部磁場を推定する。そして、最適パラメータ探索法を用いて、前記船体外部磁場を最小にする消磁電流値(つまり船体磁気による船体外部磁場を各消磁コイルの磁気による船体外部磁場で打ち消す消磁電流値)を決定し、各消磁コイルに通電することにより常時最適な消磁状態を維持する。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
図2は、本実施の形態で使用する数学モデルの概要図である。ここでは、船体を回転楕円体と見なし、座標軸は船体中心を原点とし、首尾線前方向をX軸、右舷方向をY軸、垂直下方向をZ軸と定義する。次に、原点を基準としてX軸上の両側の位置に点C1,C2を置き、これらを焦点とし、船体と見なしている回転楕円体の内接、外接する共焦点楕円体面をξi,ξeとして、回転楕円体座標(ξ,η,φ)を設ける。船舶の鋼材で構成された船体は、計算上はこうして中空回転楕円体モデルに置き換えることができる。このような中空回転楕円体モデル(船体)の内外部磁場は、伝導電流を含まない空間領域に船体が存在しているものとすると、うずなしである。このため、船体内外部磁場のスカラー・ポテンシャルすなわち磁位は、ラプラスの方程式を満足する。
磁気測定所にて船体内部磁場と船体外部磁場の計測後、船舶の航行中の波浪、水圧等の外圧その他の要因によって船体磁気は変化する(ST4)。船体磁気の経年変化が発生した後、経年変化後の船体外部磁場の各展開係数は、経年変化後の船体内部磁場を計測し(ST5)、経年変化後の船体内部磁場展開係数を式7〜9により算出し(ST6)、予め算出した船体内外部磁場の相関係数を用いて求めることができ、
使用する消磁コイルをC1〜Cnとすると、消磁コイルが発生する単位電流あたりの磁場である消磁コイル効果は、船体磁気と違い経年変化が起こらないため、あらかじめ磁気測定所等において各消磁コイル効果の外部磁場を計測し(ST8)、その値から式4〜6により各消磁コイル効果の外部磁場展開係数を算出する(ST9)。次に、調定対象となる深度を設定し(ST10)、設定深度の消磁コイル効果の外部磁場HC1〜HCnを式4〜6により平面的に推定する(ST11)。一方、ST7で算出した経年変化後の外部磁場展開係数を用いて、ST10での設定深度における船体外部磁場を式4〜6により平面的に推定する(ST12)。推定した船体外部磁場を各消磁コイルの磁気による船体外部磁場と重畳させて打ち消すように、消磁電流値iC1〜iCnを最適パラメータ探索法により計算する(後述のST13〜ST15)。従って、ST10での設定深度における消磁状態の外部磁場HF/Dは、
2 磁気管制部
3 演算部
4 消磁コイル電源部
5 消磁コイル群
Claims (6)
- 船体内に設けられた複数個の消磁コイルに通電して船体の磁気を低減する方法であり、
前記船体内に設置された複数個の磁気検知器で船体内部磁場を測定するステップと、
測定した前記船体内部磁場に基づいて船体外部磁場展開係数を算出するステップと、
算出した前記船体外部磁場展開係数に基づいて任意の深度における船体外部磁場を推定するステップと、
予め算出した各消磁コイル効果の船体外部磁場展開係数に基づいて、前記任意の深度における各消磁コイル効果の船体外部磁場を推定するステップと、
前記任意の深度における前記船体外部磁場を最小にする消磁電流値を最適パラメータ探索法を用いて特定するステップと、
特定した前記消磁電流値に基づいて各消磁コイルに通電するステップとを有する、船体の磁気低減方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記最適パラメータ探索法が遺伝的アルゴリズムである、船体の磁気低減方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記最適パラメータ探索法が最急降下法である、船体の磁気低減方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記最適パラメータ探索法が焼き鈍し法である、船体の磁気低減方法。
- 請求項1から4に記載の方法において、
船体内部磁位及び船体外部磁位をそれぞれ長球調和関数で展開した場合の船体内部磁場展開係数及び船体外部磁場展開係数の相関関係を予め求めておき、
前記算出するステップは、測定した前記船体内部磁場に基づいて前記船体内部磁場展開係数を算出し、前記船体内部磁場展開係数と前記相関関係とに基づいて前記船体外部磁場展開係数を算出する、船体の磁気低減方法。 - 船体内に設けられた複数個の消磁コイルと、前記船体内に設置された複数個の磁気検知器と、各磁気検知器で測定した船体内部磁場に基づいて消磁電流値を演算する演算部と、前記演算部で演算した消磁電流値に基づいて各消磁コイルに通電する消磁コイル電源部とを備え、
前記演算部は、前記船体内部磁場に基づいて船体外部磁場展開係数を算出して任意の深度における船体外部磁場を推定し、一方、予め測定した各消磁コイル効果の船体外部磁場展開係数に基づいて前記任意の深度における各消磁コイル効果の船体外部磁場を推定し、前記任意の深度における前記船体外部磁場を最小にする消磁電流値を最適パラメータ探索法を用いて特定することを特徴とする、船体の磁気低減装置。
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JP2016210364A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 船舶の磁場低減方法 |
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