JP2014048170A - 微小磁性金属異物の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 永久磁石で静磁場を形成して、被測定物である微小磁性金属異物によって乱された磁場を検出することによって被測定物を確実に磁気センサで計測することができる微小磁性金属異物の検査装置を提供する。
【解決手段】
微小磁性金属異物の検査装置において、被測定物Ａの通路２７を挟んで両側に配置され、前記被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する永久磁石２１，２２と、この永久磁石２１，２２の間に配置されて、前記通路２７を移動する被測定物Ａによる磁場の変化を検出する複数の検出コイル２３，２４，２５，２６と、この複数の検出コイル２３，２４，２５，２６に接続される入力コイル３１と、この入力コイル３１からの信号を検出するＳＱＵＩＤ磁気センサ３２とを具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、微小磁性金属異物の検査装置に係り、特にリチウム電池用セパレータや活物質が塗布された電極材や食品などの中に混入された微少磁性金属異物を磁気的に検査する装置に関する。

上記した微小磁性金属異物の検査装置では、異物の残留磁化を計測するので、ＳＱＵＩＤ磁気センサで計測前に強力な磁石で金属異物を磁化させる必要がある。この装置では検出信号を大きくするために、０．２テスラ以上の磁場を加えて磁化することが多いが、対象とする異物の大きさが１０ミクロン程度と小さくなると、さらに大きな磁場が必要となる。従来の微小磁性金属異物の検査装置では、永久磁石で磁化して、磁気シールドでシールドされた中に配置されたＳＱＵＩＤ磁気センサで計測することが多い。

特開２０１０−２３７０８１号公報

本願発明者らは、既に、母材としての粉体材料の磁化を行い、その後、その磁化を打ち消すことにより、背景ノイズを低減し、粉体材料中の磁性異物の検出を的確に行うことができるようにした粉体材料中の磁性異物の検査装置（上記特許文献１参照）を提案している。
しかしながら、上記したような従来の検査装置では、異物が小さくなると、自己磁場によって減磁する作用が働くので、せっかく永久磁石で磁化してもＳＱＵＩＤ磁気センサで計測する時には磁化が小さくなっていることが問題となる。

本発明は、上記状況に鑑みて、永久磁石で静磁場を形成して、被測定物である微小磁性金属異物によって乱された磁場を検出することによって被測定物を確実に磁気センサで計測することができる微小磁性金属異物の検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕微小磁性金属異物の検査装置において、被測定物の通路を挟んで両側に配置され、前記被測定物近傍に静磁場を形成する永久磁石と、この永久磁石の間に配置されて、前記通路を移動する被測定物による磁場の変化を検出する複数の検出コイルと、この複数の検出コイルに接続される入力コイルと、この入力コイルからの信号を検出する磁気センサとを具備することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルは右巻検出コイルと左巻検出コイルからなり、この右巻検出コイルと左巻検出コイルとを直列接続して差動型検出コイルを構成することを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルは同じ方向巻きの検出コイルからなることを特徴とする。

〔４〕上記〔２〕又は〔３〕記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルを前記被測定物の通路に沿って配置することを特徴とする。
〔５〕上記〔２〕又は〔３〕記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルを前記被測定物の通路に対向するように配置することを特徴とする。
〔６〕上記〔１〕又は〔２〕記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルは、前記被測定物の通路に沿って配置される上部の第１の検出コイルと上部の第２の検出コイルと、下部の第３の検出コイルと下部の第４の検出コイルとからなり、かつ前記上部の第１の検出コイルと前記下部の第３の検出コイル及び前記上部の第２の検出コイルと前記下部の第４の検出コイルとが前記被測定物の通路を挟んで互いに対向するように配置することを特徴とする。

〔７〕上記〔１〕から〔６〕の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記検出コイルのコアに磁性体コアを具備することを特徴とする。
〔８〕被測定物の通路を挟んで配置されて、この通路を移動する被測定物による磁場の変化を検出する複数の検出コイルと、この複数の検出コイルのコアに配置され、前記被測定物近傍に静磁場を形成する永久磁石からなる磁性体コアと、前記複数の検出コイルに接続される入力コイルと、この入力コイルからの信号を検出する磁気センサとを具備することを特徴とする。

〔９〕上記〔８〕記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルを前記被測定物の通路に対向するように配置することを特徴とする。
〔１０〕上記〔８〕記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルは、前記被測定物の通路に沿って配置される上部の第１の検出コイルと上部の第２の検出コイルと、下部の第３の検出コイルと下部の第４の検出コイルからなり、かつ前記上部の第１の検出コイルと前記下部の第３の検出コイル及び前記上部の第２の検出コイルと前記下部の第４の検出コイルとが前記被測定物の通路を挟んで互いに対向するように配置することを特徴とする。

〔１１〕上記〔１〕から〔１０〕の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記被測定物の通路が被測定物が含まれるシートが通過できるスリットであることを特徴とする。
〔１２〕上記〔１〕から〔１０〕の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記被測定物の通路が流体検査用配管からなり、この流体検査用配管内に被測定物を含む液体や気体や固形物や粉体あるいはそれらの混合体を通過させることを特徴とする。

〔１３〕上記〔１〕から〔１２〕の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記磁気センサが超高感度ＳＱＵＩＤ磁気センサであることを特徴とする。
〔１４〕上記〔１〕から〔１２〕の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記磁気センサがフラックスゲートセンサであることを特徴とする。
〔１５〕上記〔１〕から〔１２〕の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記磁気センサがＭＩ効果素子であることを特徴とする。

〔１６〕上記〔１〕から〔１５〕の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記微小磁性金属異物の検査装置を前記被測定物の通路を除いてヨークで覆うようにしたことを特徴とする。
〔１７〕上記〔１６〕記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記ヨークの内側に対に配置される前記被測定物近傍に静磁場を形成する永久磁石とコイル固定樹脂ブロックと、このコイル固定樹脂ブロックにより固定される検出コイルとを具備するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、コンパクトに配置された永久磁石、複数の検出コイル、被測定物の通路とを備えており、高感度かつ低コストで異物を検出することで、例えば、Ｌｉイオン電池や食品内の微小金属異物検査を行うことができる。

本発明の第１実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の全体模式図である。 本発明の第２実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の全体模式図である。 本発明の第３実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の検出部の模式図である。 比較例としての微小磁性金属異物の検査装置により測定した場合の信号波形を示す図である。 具体例としての微小磁性金属異物の検査装置により測定した場合の信号波形を示す図である。 本発明の第４実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の模式図である。 本発明の第５実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の模式図である。 本発明の第６実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の模式図である。 具体例としての微小磁性金属異物の検査装置により測定した場合の信号波形を示す図である。 本発明の第７実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の模式図である。 本発明の第８実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の模式図である。

本発明の微小磁性金属異物の検査装置は、被測定物の通路を挟んで両側に配置され、前記被測定物近傍に静磁場を形成する永久磁石と、この永久磁石の間に配置されて、前記通路を移動する被測定物による磁場の変化を検出する複数の検出コイルと、この複数の検出コイルに接続される入力コイルと、この入力コイルからの信号を検出する磁気センサとを具備する。

図１は本発明の第１実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の全体模式図である。
この図において、１は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する上部永久磁石、２は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する下部永久磁石、３は右巻コイル３Ａを有する第１の検出コイル、４は左巻コイル４Ａを有する第２の検出コイルであり、この第１の検出コイル３と第２の検出コイル４との直列接続により差動型検出コイルが構成されている。５は第１の検出コイル３，第２の検出コイル４と下部永久磁石２との間のシート状の被測定物Ａが通過するスリット（通路）、６は第１の検出コイル３と第２の検出コイル４とが直列に配線された接続線Ｌが接続される入力コイル、７は入力コイル６の空芯部に配置されるＳＱＵＩＤ磁気センサ、８は液体窒素容器（クライオスタット）、９は液体窒素、１０は多層磁気シールドである。なお、スリット５の幅は、シート状の被測定物Ａが通過できる程度、例えば数ｍｍ程度あればよいものとする。

本発明の微小磁性金属異物の検査装置は、上述の通り磁束トランスを用いており、この磁束トランスは巻き数が同じで巻き方向が逆になった一対のコイル３Ａ，４Ａからなる差動型検出コイル３，４と、その磁束をＳＱＵＩＤ磁気センサ７に磁気的に結合して入力する入力コイル６とから構成されている。このように構成することで、差動型検出コイル３，４に均一な静磁場が印加されているときには、磁束トランスに電流は流れず、入力コイル６に信号は発生しないが、磁化された微小磁性金属異物（被測定物Ａ）がある速度を持って通路５を通過すると、永久磁石１，２により形成された静磁場が乱され、一対の右巻コイル３Ａと左巻コイル４Ａのバランスが崩れて磁束トランスに電流が流れる。その電流の大きさは磁束の時間変化に比例した大きさとなる。

差動型検出コイル３，４の信号（電流）は、トランスで伝達され、磁気遮蔽率が十分高い多層磁気シールド１０内部の液体窒素容器８内に設置したＳＱＵＩＤ磁気センサ７に磁気的に結合した入力コイル６に伝達される。微小磁性金属異物が混入していない場合、差動型検出コイル３，４には電流が流れないのでＳＱＵＩＤ磁気センサ７は信号を検出しないが、微小磁性金属異物が被測定物Ａに含まれている場合、永久磁石１，２により形成された静磁場が微小磁性金属異物により乱され、差動型検出コイル３，４のバランスが崩れるので電流が流れ、ＳＱＵＩＤ磁気センサ７で信号が計測される。

このように、この実施例では、コンパクトな微小磁性金属異物の検査装置を構成することができる。また、第１の検出コイル３と第２の検出コイル４とは環境ノイズをキャンセルできる差動型としており、高感度に微小磁性金属異物を検出することができる。
図２は本発明の第２実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の全体模式図である。
この図において、２１は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する上部永久磁石、２２は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する下部永久磁石、２３は上部左側に配置される右巻コイル２３Ａを有する第１の検出コイル、２４は上部右側に配置される左巻コイル２４Ａを有する第２の検出コイル、２５は下部左側に配置される右巻コイル２５Ａを有する第３の検出コイル、２６は下部右側に配置される左巻コイル２６Ａを有する第４の検出コイルであり、第１の検出コイル２３と第３の検出コイル２５と第４の検出コイル２６と第２の検出コイル２４との直列接続により、差動型検出コイルが構成されている。２７は第１の検出コイル２３，第２の検出コイル２４と、第３の検出コイル２５，第４の検出コイル２６との間のシート状の被測定物Ａが通過するスリット（通路）、３１は差動型検出コイルと直列に配線された接続線Ｌが接続される入力コイル、３２は入力コイル３１の空芯部に配置されるＳＱＵＩＤ磁気センサ、３３は液体窒素容器（クライオスタット）、３４は液体窒素、３５は多層磁気シールドである。

差動型検出コイルと入力コイル３１で構成される磁束トランスを用いることは図１と変わりないが、検出コイルを第１の検出コイル２３と第２の検出コイル２４と第３の検出コイル２５と第４の検出コイル２６の４つに分割して、第１の検出コイル２３，第２の検出コイル２４と第３の検出コイル２５，第４の検出コイル２６の間のスリット（通路）２７をシート状の被測定物Ａが通過するように構成する。そして、４つの検出コイル２３，２４，２５，２６内にそれぞれ磁性体コア２８を入れて被測定物Ａの変化磁束がコイルに鎖交しやすくなるようにし、感度の増大を図るようにしている。

このように構成することにより、（１）被測定物Ａの表裏を挟む形で４つのコイルを配置することでＳ／Ｎが改善される。（２）コイル内に磁性体コアを用いることで磁束が集められてコイルに鎖交するので、信号が大きくなり、Ｓ／Ｎが改善される。上下の永久磁石２１，２２の磁束密度および磁性体コア２８材料は信号が最大となるように選択される。

図３は本発明の第３実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の検出部の模式図であり、より具体的な検出部分の構成を示している。
この図において、４１は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する上部永久磁石、４２は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する下部永久磁石、４３は上部のコイル固定樹脂ブロック、４４は下部のコイル固定樹脂ブロック、４５は上部のコイル固定樹脂ブロック４３に固定される２個の上部コイル、４６は下部のコイル固定樹脂ブロック４４に固定される２個の下部コイル、４７は２個の上部コイル４５と２個の下部コイル４６のそれぞれに配置される磁性体コア、４８は上部のヨーク、４９は下部のヨーク、５０は上部のヨーク４８と下部のヨーク４９の間及び２個の上部コイル４５と２個の下部コイル４６の間のシート状の被測定物Ａが通過するスリット（通路）である。

このように、上下の永久磁石４１，４２はヨーク４８，４９で連結されており、これによって、検出部における漏洩磁束を減らすことができる。また、被測定物Ａが通過するスリット（通路）５０のみを残して囲むことで、音響的なノイズの侵入を防止して、Ｓ／Ｎを改善することが出来る。上下の永久磁石４１，４２の磁束密度および磁性体コア４７材料は信号が最大となるように選択される。

特に、ヨーク４８，４９の配置により、環境磁場に強くなる利点がある。また、このようなヨークを用いる構成は、上記した第１、第２実施例にも、後述する実施例にも適用可能である。
なお、後述する実施例に示すように、上記したより大きく高価な静磁場を形成する永久磁石１，２，２１，２２，４１，４２に代えて検出コイル内部のコアに静磁場を形成する永久磁石を配置するようにしてもよい。
〔比較例１〕
図４は本発明との比較例としての微小磁性金属異物の検査装置により測定した場合の信号波形を示す図である。

φ０．２ｍｍの金属球を用意して、比較例として第２実施例から磁性体コアを除いた検査装置で、差動型検出コイル（３００回巻）の間のスリットを移動させて信号を測定した。スリット中央での磁束密度を１５０ｍＴ、アンプ増幅率を１０倍とし、ローパスフィルタは１２０Ｈｚとした。測定の結果、磁束変化が十分にコイルに鎖交しなかったため、信号は小さくＳ／Ｎは４０程度であった。
〔具体例１〕
図５は本発明の具体例としての微小磁性金属異物の検査装置により測定した場合の信号波形を示す図である。

一方、同じφ０．２ｍｍの金属球を用いて、第２実施例の検査装置で磁性体コア（φ９．５×Ｌ１４の鉄芯）を入れた差動型検出コイル（３００回巻）の間のスリットを移動させて信号を測定した。同様にスリット中央での磁束密度を１５０ｍＴ、アンプ増幅率を１０倍とし、ローパスフィルタは１２０Ｈｚとした。測定の結果、信号は極めて大きく、Ｓ／Ｎは１８０以上で本発明の有効性が示された。

本発明によれば、更に以下のような種々の実施態様を提案することができる。
図６は本発明の第４実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の模式図である。
この実施例は、第２実施例の微小磁性金属異物の検査装置の変形例を示したものであり、第２実施例の左巻コイルを無くしたものである。
この図において、５１は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する上部永久磁石、５２は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する下部永久磁石、５３は右巻コイル５３Ａを有する上部の検出コイル、５４は右巻コイル５４Ａを有する下部の検出コイルであり、上部の検出コイル５３には磁性体コア５３Ｂが、下部の検出コイル５４には磁性体コア５４Ｂがそれぞれ配置されている。また、上部の検出コイル５３と下部の検出コイル５４との対向面にはシート状の被測定物Ａが通過できるスリット（通路）５５が構成されている。上部の検出コイル５３と下部の検出コイル５４とは、どちらも右巻きであるため差動接続とはなっていない。また、５６は上部の検出コイル５３と下部の検出コイル５４とが直列に配線された接続線Ｌが接続される入力コイル、５７は入力コイル５６の空芯部に配置されるＳＱＵＩＤ磁気センサ、５８は液体窒素容器（クライオスタット）、５９は液体窒素、６０は多層磁気シールドである。

この実施例では、特に、検出コイルの内部に磁性体コアを設けることにより、検出コイルを差動巻きとしなくとも環境磁場にはそれほど影響されず、良好な計測感度を実現できる。また、よりコンパクトな構成とすることができる。
図７は本発明の第５実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の模式図である。
この図において、６１は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する上部永久磁石、６２は被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する下部永久磁石、６３は右巻コイル６３Ａを有する上部の検出コイル、６４は右巻コイル６４Ａを有する下部の検出コイルであり、上部の検出コイル６３には磁性体コア６３Ｂが、下部の検出コイル６４には磁性体コア６４Ｂがそれぞれ配置されている。また、上部の検出コイル６３と下部の検出コイル６４との対向面には流体検査用配管６５が配置され、流体検査用配管６５内を被測定物Ａが通過できるように構成されている。上部の検出コイル６３と下部の検出コイル６４とは、どちらも右巻きであるため差動接続とはなっていない。また、６６は上部の検出コイル６３と下部の検出コイル６４とが直列に配線された接続線Ｌが接続される入力コイル、６７は入力コイル６６の空芯部に配置されるＳＱＵＩＤ磁気センサ、６８は液体窒素容器（クライオスタット）、６９は液体窒素、７０は多層磁気シールドである。

この実施例では、流体検査用配管６５を配置し、その配管内に被測定物Ａを含む液体や気体や固形物や粉体あるいはそれらの混合体を通過させて、検査するようにしている。
また、検出コイルのコアが空芯の検出コイルでは感度が低いので、磁性体コアを挿入することにより感度を高めることができる。
更に、被測定物の通路を挟んで両側に配置された静磁場を形成する永久磁石を取り除いて、その代わりに磁性体コアを永久磁石として構成したものについて、以下詳細に説明する。

図８は本発明の第６実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置模式図である。
この図において、７１は右巻コイル７１Ａを有する上部の検出コイル、７１Ｂは上部の検出コイル７１のコアとして配置される永久磁石、７２は右巻コイル７２Ａを有する下部の検出コイル、７２Ｂは下部の検出コイル７２のコアとして配置される永久磁石、７５は上部の検出コイル７１と下部の検出コイル７２の対向面に配置される流体検査用配管、この流体検査用配管７５内には被測定物Ａを含む液体や気体や固形物や粉体あるいはそれらの混合体を移動させて検査する。上部の検出コイル７１と下部の検出コイル７２とは、どちらも右巻きであるため差動接続とはなっていない。また、上部の検出コイル７１と下部の検出コイル７２とのコアには永久磁石７１Ｂと７２Ｂが配置され、液体検査用配管７５内の被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する。

また、７６は上部の検出コイル７１と下部の検出コイル７２が直列に配線された接続線Ｌが接続される入力コイル、７７は入力コイル７６の空芯部に配置されるＳＱＵＩＤ磁気センサ、７８は液体窒素容器（クライオスタット）、７９は液体窒素、８０は多層磁気シールドである。
この実施例では、検出コイル７１，７２内の磁性体コアを永久磁石７１Ｂ，７２Ｂに置き換えたので、他の実施例で用いていた大きく高価な上部及び下部の永久磁石は不要となる。

図９は本発明の具体例としての微小磁性金属異物の検査装置により測定した場合の信号波形を示す図である。
φ０．５ｍｍの金属球を用いて、第６実施例の検査装置で、コアとしての永久磁石７１Ｂ，７２Ｂ（φ４０ｍｍ×２０ｍｍ）を入れた検出コイル（４５０回巻×２）の間の流体検査用配管７５（４１ｍｍ）の中を移動させて信号を測定した。なお、この測定例においては、第６実施例のＳＱＵＩＤ磁気センサ７７に替えてフラックスゲートセンサを使用して測定を行った。流体検査用配管７５中央での磁束密度は１８０ｍＴ、アンプ増幅率は１０倍とし、ローパスフィルタは２０Ｈｚとした。測定の結果、信号は極めて大きく、Ｓ／Ｎは１００以上であった。

図１０は本発明の第７実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置模式図である。
この図において、８１は右巻コイル８１Ａを有する上部の検出コイル、８１Ｂは上部の検出コイル８１のコアとして配置される永久磁石、８２は右巻コイル８２Ａを有する下部の検出コイル、８２Ｂは下部の検出コイル８２のコアとして配置される永久磁石、８５は上部の検出コイル８１と下部の検出コイル８２の間のシート状の被測定物Ａが通るスリット（通路）、また、上部の検出コイル８１と下部の検出コイル８２との対向面には被測定物Ａが通過できるようにスリット（通路）８５が構成されている。上部の検出コイル８１と下部の検出コイル８２とは、どちらも右巻きであるため差動接続とはなっていない。また、上部の検出コイル８１と下部の検出コイル８２とのコアには永久磁石８１Ａと８２Ｂが配置され、被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する。

また、８６は上部の検出コイル８１と下部の検出コイル８２が直列に配線された接続線Ｌが接続される入力コイル、８７は入力コイル８６の空芯部に配置されるＳＱＵＩＤ磁気センサ、８８は液体窒素容器（クライオスタット）、８９は液体窒素、９０は多層磁気シールドである。
この実施例でも、各検出コイル内の磁性体コアを永久磁石に置き換えたので、他の実施例で用いていた大きく高価な上部及び下部の永久磁石は不要となる。

図１１は本発明の第８実施例を示す微小磁性金属異物の検査装置の模式図である。
この図において、９１は上部左側に配置される右巻コイル９１Ａを有する第１の検出コイル、９１Ｂは第１の検出コイル９１のコアとして配置される永久磁石、９２は上部右側に配置される左巻コイル９２Ａを有する第２の検出コイル、９２Ｂは第２の検出コイル９２のコアとして配置される永久磁石、９３は下部左側に配置される右巻コイル９３Ａを有する第３の検出コイル、９３Ｂは第３の検出コイル９３のコアとして配置される永久磁石、９４は下部右側に配置される左巻コイル９４Ａを有する第４の検出コイル、９４Ｂは第４の検出コイル９４のコアとして配置される永久磁石であり、第１の検出コイル９１と第３の検出コイル９３と第４の検出コイル９４と第２の検出コイル９２との直列接続により差動型検出コイルが構成されている。第１の検出コイル９１，第２の検出コイル９２と、第３の検出コイル９３，第４の検出コイル９４との間にシート状の被測定物Ａが通過するスリット（通路）９５が設けられる。また、第１の検出コイル９１、第２の検出コイル９２、第３の検出コイル９３，第４の検出コイル９４それぞれのコアに配置される永久磁石９１Ｂ，９２Ｂ，９３Ｂ，９４Ｂにより被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する。また、１０１は差動型検出コイルの接続線Ｌが接続される入力コイル、１０２は入力コイル１０１のコア部に配置されるＳＱＵＩＤ磁気センサ、１０３は液体窒素容器（クライオスタット）、１０４は液体窒素、１０５は多層磁気シールドである。

この実施例は、検出コイルを環境ノイズをキャンセルできる差動型としておりここでも他の実施例を用いていた大きく高価な上部及び下部の永久磁石は不要となる。また、この場合にもヨークを備えた方がより環境磁場に強くなる。
上記実施例では、入力コイルから得られる被測定物Ａの磁束は超高感度ＳＱＵＩＤセンサにより検出するようにしたが、これに代えて、室温動作のフラックスゲートセンサ（ｆｌｕｘ ｇａｔｅ ｓｅｎｓｏｒ：ＦＧセンサ）を用いるようにしてもよい。

さらに、ＳＱＵＩＤ磁気センサに代えて、ＭＩ効果素子（磁気インピーダンス効果素子）（例えば、特開平７−１８１２３９号公報、特開平９−８０１３３号公報参照）を用いるようにしてもよい。つまり、ＭＩ効果素子は、ホール素子や磁気抵抗（ＭＲ）素子と同程度の微小寸法とすることが可能で、磁気検出効果がホール素子や磁気抵抗（ＭＲ）素子の１００倍以上であり、フラックスゲートセンサと同程度であるため、本発明の磁気センサとして利用することができる。

このように、超高感度ＳＱＵＩＤ磁気センサに代えて、フラックスゲートセンサやＭＩ効果素子を用いる場合には、ＳＱＵＩＤ磁気センサに比して取り付けが簡単であるとともに、磁気センサの大幅なコスト低減を図ることができる。
上記した通り、本発明によれば、永久磁石と検出コイルを組み合わせて、高感度かつ低コストで異物を検出することで、例えば、Ｌｉイオン電池内の微小金属異物検査を行うことができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の微小磁性金属異物の検査装置は、永久磁石で静磁場を形成して、被測定物である微小磁性金属異物によって乱された磁場を検出することによって被測定物を確実に磁気センサで計測することができる微小磁性金属異物の検査装置として利用可能である。

Ａ 被測定物
Ｌ 接続線
１，２１，４１，５１，６１ 被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する上部永久磁石
２，２２，４２，５２，６２ 被測定物Ａ近傍に静磁場を形成する下部永久磁石
３ 右巻コイルを有する第１の検出コイル
４ 左巻コイルを有する第２の検出コイル
５，２７，５０，５５，８５，９５ シート状の被測定物が通過するスリット（通路）
６，３１，５６，６６，７６，８６，１０１ 入力コイル
７，３２，５７，６７，７７，８７，１０２ ＳＱＵＩＤ磁気センサ
８，３３，５８，６８，７８，８８，１０３ 液体窒素容器（クライオスタット）
９，３４，５９，６９，７９，８９，１０４ 液体窒素
１０，３５，６０，７０，８０，９０，１０５ 多層磁気シールド
２３，９１ 上部左側に配置される右巻コイルを有する第１の検出コイル
３Ａ，２３Ａ，２５Ａ，５３Ａ，５４Ａ，６３Ａ，６４Ａ，７１Ａ，７２Ａ，８１Ａ，８２Ａ，９１Ａ，９３Ａ 右巻コイル
２４，９２ 上部右側に配置される左巻コイルを有する第２の検出コイル
４Ａ，２４Ａ，２６Ａ，９２Ａ，９４Ａ 左巻コイル
２５，９３ 下部左側に配置される右巻コイルを有する第３の検出コイル
２６，９４ 下部右側に配置される左巻コイルを有する第４の検出コイル
２８，４７，５３Ｂ，５４Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂ 磁性体コア
４３ 上部のコイル固定樹脂ブロック
４４ 下部のコイル固定樹脂ブロック
４５ 上部のコイル固定樹脂ブロックに固定される２個の上部コイル
４６ 下部のコイル固定樹脂ブロックに固定される２個の下部コイル
４８ 上部のヨーク
４９ 下部のヨーク
５３，６３，７１，８１ 右巻コイルを有する上部の検出コイル
５４，６４，７２，８２ 右巻コイルを有する下部の検出コイル
６５，７５ 液体検査用配管
７１Ｂ，７２Ｂ，８１Ｂ，８２Ｂ，９１Ｂ，９２Ｂ，９３Ｂ，９４Ｂ 検出コイルのコアとして配置される永久磁石

Claims (17)

1. 被測定物の通路を挟んで両側に配置され、前記被測定物近傍に静磁場を形成する永久磁石と、該永久磁石の間に配置されて、前記通路を移動する被測定物による磁場の変化を検出する複数の検出コイルと、該複数の検出コイルに接続される入力コイルと、該入力コイルからの信号を検出する磁気センサとを具備することを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
2. 請求項１記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルは右巻検出コイルと左巻検出コイルからなり、該右巻検出コイルと左巻検出コイルとを直列接続して差動型検出コイルを構成することを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
3. 請求項１記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルは同じ方向巻きの検出コイルからなることを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
4. 請求項２又は３記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルを前記被測定物の通路に沿って配置することを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
5. 請求項２又は３記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルを前記被測定物の通路に対向するように配置することを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
6. 請求項１又は２記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルは、前記被測定物の通路に沿って配置される上部の第１の検出コイルと上部の第２の検出コイルと、下部の第３の検出コイルと下部の第４の検出コイルとからなり、かつ前記上部の第１の検出コイルと前記下部の第３の検出コイル及び前記上部の第２の検出コイルと前記下部の第４の検出コイルとが前記被測定物の通路を挟んで互いに対向するように配置することを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
7. 請求項１から６の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記検出コイルのコアに磁性体コアを具備することを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
8. 被測定物の通路を挟んで配置されて、該通路を移動する被測定物による磁場の変化を検出する複数の検出コイルと、該複数の検出コイルのコアに配置され、前記被測定物近傍に静磁場を形成する永久磁石からなる磁性体コアと、前記複数の検出コイルに接続される入力コイルと、該入力コイルからの信号を検出する磁気センサとを具備することを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
9. 請求項８記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルを前記被測定物の通路に対向するように配置することを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
10. 請求項８記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記複数の検出コイルは、前記被測定物の通路に沿って配置される上部の第１の検出コイルと上部の第２の検出コイルと、下部の第３の検出コイルと下部の第４の検出コイルからなり、かつ前記上部の第１の検出コイルと前記下部の第３の検出コイル及び前記上部の第２の検出コイルと前記下部の第４の検出コイルとが前記被測定物の通路を挟んで互いに対向するように配置することを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
11. 請求項１から１０の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記被測定物の通路が被測定物が含まれるシートが通過できるスリットであることを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
12. 請求項１から１０の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記被測定物の通路が流体検査用配管からなり、該流体検査用配管内に被測定物を含む液体や気体や固形物や粉体あるいはそれらの混合体を通過させることを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
13. 請求項１から１２の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記磁気センサが超高感度ＳＱＵＩＤ磁気センサであることを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
14. 請求項１から１２の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記磁気センサがフラックスゲートセンサであることを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
15. 請求項１から１２の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記磁気センサがＭＩ効果素子であることを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
16. 請求項１から１５の何れか一項記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記微小磁性金属異物の検査装置を前記被測定物の通路を除いてヨークで覆うようにしたことを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。
17. 請求項１６記載の微小磁性金属異物の検査装置において、前記ヨークの内側に対に配置される前記被測定物近傍に静磁場を形成する永久磁石とコイル固定樹脂ブロックと、該コイル固定樹脂ブロックにより固定される検出コイルとを具備するようにしたことを特徴とする微小磁性金属異物の検査装置。