JP2015507364A

JP2015507364A - 可動コイルスキャナシステム及び方法

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Publication number: JP2015507364A
Application number: JP2014553553A
Authority: JP
Inventors: サットン，ロバート
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: US20130249541A1; KR20140146052A; EP2807494A1; WO2013142832A1; JP5897735B2; US9304177B2

Abstract

【解決手段】磁気耐性検査システム等のシステムは、第１磁界を生成するように構成された第１コイル（１１０ａ）を備える。第１コイルは、走査空間の第１側に配置され、電流を第１コイルに供給するための第１給電部を有する。第２コイル（１１０ｂ）は、走査空間の反対側に同様に構成され、第２コイルからの第２磁界は、第１磁界と合成されて、合成磁界を形成する。これらのコイルには、コイルを少なくとも１次元に平行移動させる運搬装置（１２０ａ、１２０ｂ）が設けられている。本システムは、更に、運搬装置及び給電部を制御して、走査空間上に、合成磁界を制御され較正された磁界として、合成磁界を提供するように構成されたコントローラを備える。【選択図】図３

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１２年３月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／６１４，３３０号に関し、また、その優先権を主張するものであり、その全内容を、本明細書に参照により援用する。

［技術分野］
可動コイルスキャナシステム及び方法は、様々な検査環境及びプロセスにとって有益であり得る。例えば、磁気耐性検査を実施するように構成された可動コイルスキャナシステムは、自動車等の車両の検査に寄与し得る。

従来の磁界生成及び多コイルの用途は、主に２つの分野にある。第１の分野は、較正である。この分野では、特定の配置、例えば、ヘルムホルツ（Helmholtz）配置のコイル構成を用いることにより、磁界プローブを較正するために使用可能な、正常な挙動を示す予測可能な磁界を生成することができる。

第２の分野は、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）である。この分野では、コイル構成を利用して、医療用造影のための組織検査片において良好に較正された局所化磁界勾配を生成する。

これらの分野では、ほぼ固定されたコイル構成及び小さい走査空間（scanning volumes）が用いられることが多い。更に、ＭＲＩの場合、通常、検査対象に対してコイルが動かされるよりもむしろ検査対象装置がコイル中を動かされる。較正コイルの場合、較正される装置もコイルも動かされない。

同様に、ＭＲＩシステムのような用途は、直接磁界フィードバック機構を設けていない。その代わり、そのようなシステムは、水素陽子の緩和からの弱い放射線高周波信号に依存するが、この信号は、サンプルがさらされている磁界に比例する。従って、ＭＲＩシステムは、磁界監視のために検査空間（test volume）内に置かれた自由空間センサ又はアレイ状の自由空間センサを含まない。

或る実施形態によるシステムは、第１磁界を生成するように構成された第１コイルを含む。第１コイルは、走査空間の第１側に配置され、第１コイルは、第１コイルに電流を供給するための第１給電部を含む。本システムは、更に、第２磁界を生成するように構成された第２コイルを含む。第２コイルは、第１側とは反対側の走査空間の第２側に、第１コイルに対向して配置される。第２コイルは、第２コイルに電流を供給するための第２給電部を含み、第１磁界と第２磁界は合成されて合成磁界を形成する。本システムは、更に、第１コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成された第１運搬装置を含む。本システムは、更に、第２コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成された第２運搬装置を含む。本システムは、更に、第１運搬装置、第２運搬装置、第１給電部及び第２給電部を制御して、走査空間上に、制御され較正された磁界として、合成磁界を提供するように構成されたコントローラを含む。

或る実施形態における方法は、スキャナ内の静止プラットホーム上に車両を配置することを含む。スキャナは、第１磁界を生成するように構成された第１コイルを含み、第１コイルは、走査空間の第１側に配置され、第１コイルは、第１コイルに電流を供給するための第１給電部を含む。スキャナは、更に、第２磁界を生成するように構成された第２コイルを含む。第２コイルは、第１側とは反対側の走査空間の第２側に第１コイルに対向して配置される。第２コイルは、第２コイルに電流を供給するための第２給電部を含む。第１磁界及び第２磁界は合成されて合成磁界を形成する。スキャナは、更に、第１コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成された第１運搬装置を含む。スキャナは、更に、第２コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成された第２運搬装置を含む。本方法は、更に、車両を含む走査空間を走査することを含む。走査は、第１運搬装置、第２運搬装置、第１給電部及び第２給電部を制御して、走査空間上に、制御され較正された磁界として、合成磁界を提供することを含む。

或る実施形態におけるシステムは、第１磁界を生成するための第１磁界生成手段を含み、第１磁界生成手段は、走査空間の第１側に配置され、第１磁界生成手段は、第１磁界生成手段に電流を供給するための第１給電手段を含む。本システムは、更に、第２磁界を生成するための第２磁界生成手段を含み、第２磁界生成手段は、第１側とは反対側の走査空間の第２側に第１磁界生成手段に対向して配置され、第２磁界生成手段は、第２磁界生成手段に電流を供給するための第２給電手段を含み、第１磁界及び第２磁界は、合成されて合成磁界を形成する。本システムは、更に、第１磁界生成手段を少なくとも１次元に平行移動させるための第１輸送手段を含む。本システムは、更に、第２磁界生成手段を少なくとも１次元に平行移動させるための第２輸送手段を含む。本システムは、更に、第１輸送手段、第２輸送手段、第１給電手段、及び第２給電手段を制御して、走査空間上に、制御され較正された磁界として、合成磁界を提供するための制御手段を含む。

本発明の適切な理解のために、以下の添付図面を参照されたい。

図１は、或る実施形態による、軌道に搭載されたコイルを示す図である。図２は、或る実施形態による分割コイルを示す図である。図３は、或る実施形態による検査シナリオを示す正面図である。図４は、或る実施形態による検査シナリオを示す上面図である。図５は、或る実施形態による、検査対象装置がＹ軸に沿って位置合わせされた状態の検査空間における双対コイルのセットアップを示す上面図である。図６は、或る実施形態による、検査空間における単一コイルのセットアップを示す正面図である。図７は、或る実施形態による、軸上にある追加の整形用コイルを含むコイルアレイを示す図である。図８は、或る実施形態による、追加コイルの実装に基づく磁界均一性改善の例を二次元的に示した図である。図９は、或る実施形態による、軸上及び非軸上にある追加の整形用コイルを含むコイルアレイを示す図である。図１０は、或る実施形態によるシステムを示す図である。図１１は、或る実施形態による方法を示す図である。図１２は、或る実施形態によるｙ軸についてｙ方向の磁束密度を示す図である。図１３は、或る実施形態による、ｙ軸についてｘ又はｚ方向の磁束密度を示す図である。

或る実施形態は、大きな所定の検査空間上に制御され較正された磁界を生成するために用い得るコイル走査システムに関する。従って、或る実施形態は、アレイ状の磁界生成コイルの高精度の位置特定及び制御を用いる。

或る実施形態は、ＭＲＩ又は較正設備によって扱われる容積より大幅に大きい容積に適用し得る。例えば、或る実施形態は、オートバイ、車、又はトラックの容積を走査し得る。例えば、或る実施形態は、５０立方フィート乃至５０００立方フィートの走査空間、特に１００立方フィートから１０００立方フィートの走査空間を有し得る。しかしながら、検査車両に適するいずれの容積も或る実施形態によって対応可能である。

ヘルムホルツ（Helmholtz）配置等の固定コイル構成は、或る実施形態では不要である。その代わり、１つの次元又は全次元における可動コイル配置を用いることができる。これによって、異なる磁界空間（field volumes）を扱うことができる。更に、或る実施形態では、コイルは、互いに独立に動かすことができ、これによって或る位置で磁界を形成し得る。

或る実施形態では、検査対象装置がコイルを通って動く必要がない。むしろ、或る実施形態では、車両等の検査対象装置を静止状態のシャーシ動力計又は昇降機等のプラットホーム上に置いて、１つ又は複数のコイルを動かすことができる。

更に、或る実施形態は、自由空間磁界検知を提供する。従って、或る実施形態は、自由空間又は負荷空間における磁界の独立したフィードバックを提供する。負荷空間は、検査対象装置が存在する空間を意味し得る。特に、或る実施形態は、アレイ状の自由空間磁界センサを実装するが、これは、検査プロセス中、磁界を正確にマッピングし得る。

様々な磁界が、車両に影響を及ぼし得る。例えば、電力線、車自体の電力システム、近くの車の電力システム、及び誘導ループ又は他の充電システムが、車両に著しい磁界を与え得る。これらの磁界は、車両の照明スイッチ、電磁リレー、配電器等、車両の様々な電子部品に影響を及ぼし得る。磁気耐性に対する１つの標準規格は、ＳＡＥＪ５５１−１７であり、その全体を本明細書に参照により援用する。従って、大きな空間を良好に作用し較正された磁界で照射することは、有益であり得る。

良好に作用し較正された磁界で大きな空間を照射するには、検査対象を収容するためのコイルサイズを単に大きくすること以上のことが必要になる。コイルサイズを大きくすると、与えられた電流に対して磁界強度が低下し、また、コイルの上端周波数性能が低下し得る。その代わり、位置合わせシステムと共に可動コイルシステムの組合せを用い得る。

一組の磁界生成コイルとモーションシステムを組合せることによって、大きな空間を走査することができる。コイルが動くにつれて、較正された磁界が、その空間を走査することができる。ここで、用語「走査する」は、任意の方向における様々な可能な運動を含むために一般的に用いられており、従って、特定の左から右又は右から左の運動に限定されない。

そのようなシステムは、大きな検査空間（例えば、数十、数百、数千、またはそれを以上の立方フィート）に良好な周波数応答及び適切な磁界要件を提供し得る。

更に、或る実施形態は、新規の給電システム及び高精度のフィードバックセンサを提供する。従って、或る実施形態は、大きな空間上に高精度の磁界が必要とされる多数の磁気耐性機能に用いることができる。

ここでの磁気耐性機能は、特定強度の磁界に対する構成要素又はシステムの抵抗を決定するために行われる検査を意味する。例えば、自動車の製造業者は、自社の電子機器回路が、安全性又は機能を損なうことなく高い強度の磁界環境を耐え抜くことを確認したい場合がある。高い磁気耐性を有するシステムは、高い強度の磁界を良好に耐え抜くものであり、他方、低い磁気耐性を有するシステムは、高い強度の磁界中で簡単に故障するものである。

或る実施形態は、モーション・レール・システムに搭載された多数の大きなコイルを含み得る。これらのコイルは、移動磁界放射システムを形成し得る。複数のコイルの相互の配置及び各コイルに供給される電流量のおかげで、任意の数の磁界空間及び分極に対応することができる。コイルシステムは、所望の磁界の要件に依存して、任意の組合せのループサイズ及び形状に構成し得る。

図１は、或る実施形態による軌道に搭載されたコイルを示す。図１に示すように、一組のコイル、コイル１１０ａ及びコイル１１０ｂは、独立した可動軌道、軌道１２０ａ及び軌道１２０ｂに、図１に示すように搭載し得る。軌道自体は可動であってもよく、又は、軌道が固定であり、トロリー又はレールシステム等の他の手段を用いて、コイルが軌道上を移動してもよい。

磁気コイル放射システムは、固定構造の周囲の多数の巻線によって形成された１つ又は複数のコイルであってよい。従来、この構造及びコイルは、静止したままである。電流がコイルを通過すると、対応する磁界が生成される。アンペールの法則を用いて、時間と共に変動する電界が存在しないことを前提に、所与の電流に対応する磁界又は所与の磁界に対応する電流を決定することが可能である。従って、コイルは、電流が供給されると、磁界源としての役割を果たし、磁界源の軸は、コイルの軸である。

図１では、コイル対が、検査対象物体周囲の特定空間において磁界を生成させ得る可動軌道に置かれる。図１に示す事例では、最大磁界は、Ｙ方向である。

上記特徴から多数の変形例を作成できる。例えば、各コイルは、独立に制御して、磁界を生成し得る。磁界の重ね合わせにより、コイル間の対象領域に複合磁界を生成することができる。上記複数のコイルは、検査空間内に磁界を生成するよう直列に駆動できるが、他の方法で駆動することも可能である。上記複数のコイルを駆動することにより、コイル間の中心におけるＸ−Ｚ平面にある対称面を生成することができる。複数のコイルは、コイルの軸の方向すなわちＹ方向に最大の大きさで磁界を生成し得る。

上述したアレイ状の可動コイルは、主要な磁気成分が、Ｘ方向もしくはＺ方向になるように、又はＸ、Ｙ、及び／又はＺ成分を備えた何らかの任意のベクトルになるように変形することができる。

コイルの数及び相対位置は、変更することができる。例えば、複数のコイルの代わりに、或る実施形態では、単一のコイルだけが用いられる。更に、或る実施形態では、アレイ状の可動コイルは、１つの軸に１つのコイル、そして、他の直交又は非直交軸に他のコイル等、軸の任意の組合せで構成し得る。更に、多数のコイルは、多数の直交又は非直交軸で構成し得る。

更に、或る実施形態によれば、３つ以上のコイルは、マックスウェル・コイル配置に配置し得るが、この場合、３つのコイルは、適切に大きさが調整され、仮想球体上で方向付けされ、２つの外側コイルは、大きな中心コイルの半径の（４／７）の平方根倍の半径を有し、また、中心コイルの面から大きな中心コイルの半径の（３／７）の平方根倍に置かれ、小さいコイルは、中心コイルのアンペア回数の４９／６４倍である。しかしながら、このことは、特定の実施形態のほんの一例である。

コイルの形状及び組成は、変更することができる。例えば、図に示したアレイのコイルは、軸方向に円形断面を有するが、正方形の断面もしくは楕円形の断面、又は実際、任意の所望の断面の実施形態も可能である。更に、或る実施形態では、各アレイのコイルは、再構成可能な又は分離可能なコイルであってよい。

図２は、或る実施形態による分割コイルを示す。図２に示すように、コイル２１０は、２つ以上のセグメント２１０ａ及び２１０ｂに分離することができ、これによって、簡単にコイルを収納したり又は取り外したりできる。

図１に示す軌道は、Ｘ方向に可能な運動を示すが、コイルは、他の方向に、例えば、Ｘ及びＹ双方向に、Ｚ方向に、又はＸ、Ｙ及びＺ方向の任意の組合せに搬送されるように構成できる。そのような構成は、複数のコイルの離隔距離及びオフセット距離に関して、移動度を高め得る。例えば、複数のコイルが、コイルの半径分又は半径の整数倍分でも離間することは、要求されない。

各コイルは、数多くの巻線を含み得る。コイルは、銅、アルミニウム又はいずれか他の所望の材料等の材料で形成してよく、また、リッツ線又はいずれか他の所望の構成を有することができる。同様に、給電部は、銅、アルミニウム又はいずれか他の所望の材料から同じように構築してよく、また、リッツ線又はいずれか他の所望の構成で用意してよい。例えば、銀又は金等の他の非鉄導体も許容される。編組タイプの線を用いてもよく、その場合、例えば、高い周波数での容量効果を低減するのに役立つ。

様々な実施形態では、周波数に適応性があってよい。従って、或る実施形態では、ある範囲の入力周波数に渡って、較正された磁界を生成可能であってよい。

図３は、或る実施形態による検査シナリオを示す正面図である。図３に示すように、コイル１１０ａ及び１１０ｂのコイル対は、磁気対称の２つの平面、すなわち、Ｘ−Ｙ平面の対称性及びＸ−Ｚ平面の対称性を呈し得る。従って、軌道１２０ａ及び１２０ｂ間に置かれた車３１０は、その磁気耐性の検査を行うことができる。

コイルが、オフセットと対照的に、対称に位置合わせされる場合、全ての軸／面に沿って対称性が存在し得る。従って、図１の場合、Ｙ軸に沿うＹ方向磁束密度は、Ｂ_ｙ（ｙ）と呼ぶことができるが、与えられた供給電流及びコイル設計に対して、次のように特徴付け得る。原点におけるコイル間の中心は０であってもよく、極大値は各コイルの中央であってもよく、また、コイル同士は３ｍ離間している。この場合、磁束密度値は、ｚ及びｘ変数が０に保持されると、ｙ軸に沿って測定し得る。

図１２は、或る実施形態によるｙ軸についてのｙ方向の磁束密度を示す。左側の数値は、Ｂ_ｙ磁束密度についてｙ軸に沿ってガウスを単位として測定された磁気の磁束密度であり、これは磁界密度に比例する。

対照的に、図１３は、或る実施形態による、ｙ軸についてのｘ又はｚ方向の磁束密度を示す。ｘ方向の磁束密度及びｚ方向の磁束密度は、双方共、本例では同じである。また、左側の数値は、Ｂ_ｙ磁束密度についてｘ及びｚ軸に沿ってガウスを単位として測定された磁気の磁束密度であり、これは磁界密度に比例する。

実際には、接地への近接度の影響は、これらのコイルの内の１つの対称性をゆがめ得る。更に、磁気の磁束密度分布の形状は、コイルがオフセットされたときも変わり得る。従って、図１２及び１３は、特定の事例の単純な説明図を表しているに過ぎない。

特に、図３は、検査空間の正面から見た双対コイルのセットアップを示す。このコイルシステムは、検査対象装置、この場合は車３１０を、コイルシステムがその周囲を動く間静止状態にしておくことを許容する。また、このコイルシステムは、検査対象装置を稼働させることも許容する。例えば、車３１０の駆動輪を動力計上に置いて、車３１０それ自体はほぼ静止していても、車輪が回転する状態で車が高速で走行しているかのようにエンジンを動作させることができる。

図４は、或る実施形態による検査シナリオの上面図である。図４において、検査対象装置は、Ｘ軸に位置合わせされている。この図では、コイル１１０ａ及び１１０ｂが、軌道１２０ａ及び１２０ｂに沿って移動し得ることが容易に理解できる。従って、磁界の中心部は、選択的に磁気的に車３１０の特定部位の検査を行うことができる。

上述したように、座標軸に対して、コイルの他の方位が可能である。例えば、図５は、或る実施形態による、検査対象装置がＹ軸に沿って位置合わせされた状態の検査空間における双対コイルのセットアップを示す上面図である。従って、図５では、車３１０は、コイル１１０ａ及び１１０ｂによって生成された磁界と軸方向に位置合わせされる。更に、軌道１２０ａ及び１２０ｂ上のコイル１１０ａ及び１１０ｂの運動は、車３１０の一部の検査を選択的に行うために、又は車３１０と正確に位置合わせするために用いることができる。

図６は、或る実施形態による、検査空間における単一コイルのセットアップを示す正面図である。図６に示すように、検査対象装置（この場合、車３１０）は、Ｙ軸に沿って位置合わせすることができ、磁界生成は、軌道１２０ｃ上のコイル１１０ｃを用いて、Ｚ方向に発生し得る。コイルは、フレーム６１０によって支持することができ、これは、車３１０の一方側に示されているが、車３１０の両側にあってもよい。

アレイ状の可動コイルを軸及び位置合わせの任意の組合せで実装することにより、様々な利点が得られる。例えば、図７は、或る実施形態による、軸上にある追加の整形用コイルを含むコイルアレイを示す。

図７に示すように、２つの主コイル１１０ａ及び１１０ｂが存在し、更に、２つの整形用コイル７１０ａ及び７１０ｂが存在し得る。軸上及び非軸上へのコイル７１０ａ及び７１０ｂ等のコイルの追加は、２つの主コイル１１０ａ，１１０ｂ間の磁界の整形を支援するために用い得る。

このことがどのように行われ得るかを説明するのに、単純な二次元の図を示すことが役立つ。検査対象又は検査空間が大きくなるのに対応してコイル離隔距離が大きくなるほど、コイル間の磁界は、中心で落ち込む傾向を呈し得る。１つの目標は、出来るだけ多くの次元において、空間の中心を横切る磁界分布を平坦にすることである。これは、整形用コイルでその領域の磁界を適切に変えることによって近似し得る。コイル間の磁界の落ち込みは、コイルサイズを大きくすることによっても緩和し得る。しかしながら、コイルサイズを大きくすると、上限周波数が低くなり、より多くの材料が必要になり、また、同じ磁界レベルを生成するために、より高い電流が必要になる。

図８は、或る実施形態による追加のコイル実装に基づく磁界均一性改善の例を二次元的に示している。図８に示すように、（８１０における）コイル１及びコイル２への（８２０における）コイル３及び４の追加は、Ｚ−Ｙ平面全体にわたって磁界を「平坦化」するために用い得る。同様に、他の位置において複数のコイルを主コイルに対して離間配置して磁界をそれ相応に整形することができる。共に用いられるコイル群は、多コイルスキャナの一部として用い得る。すなわち、共に用いられるコイル群は、単一のシステムであってよい。

図９は、或る実施形態による、軸上及び非軸上にある追加の複数の整形用コイルを含むコイルアレイを示す。図９に示すように、２つの主コイル１１０ａ及び１１０ｂに加えて、軸上整形用コイル７１０ａ及び７１０ｂ並びに非軸上整形用コイル９１０ａ、９１０ｂ、９１０ｃ、及び９１０ｄが存在し得る。

図１０は、或る実施形態によるシステムを示す。図１０に示すように、或る実施形態において、システムは、第１磁界を生成するように構成された第１コイルを含む複数のコイル１０１０を含み得る。第１コイルは、走査空間の第１側に配置し得る。複数の給電部１０２０も設けることができる。例えば、第１コイルは、第１コイルに電流を供給するための第１給電部を含み得る。同様に、第２コイルは、第２磁界を生成するように構成し得る。第２コイルは、第１側とは反対側の走査空間の第２側に第１コイルに対向して配置し得る。第２コイルは、第２コイルに電流を供給するための第２給電部を含み得る。第１磁界及び第２磁界は、合成されて合成磁界を形成し得る。

コイル１０１０は、所望通りに大きさを決定できる。しかしながら、コイル１０１０は、直径が、１メートル（以下）と１０メートル（以上）との間であってよい。例えば、１メートルと１０メートルとの間の直径は、円形又は他の所望の形状のコイルに用い得る。また、一辺当たり１メートル（以下）と１０メートル（以上）との間の辺の長さは、正方形又は他の所望の形状のコイルに用い得る。

また、複数の運搬装置１０３０をシステムに設けることができる。例えば、第１運搬装置は、第１コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成し得る。複数の運搬装置１０３０は、レール車、トロリー、又は複数のコイル１０１０を運搬するための実にあらゆる所望の構造体として様々に構成できる。複数の運搬装置１０３０は、互いに独立に動作し得る。従って、第２コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成された第２運搬装置は、同調した動作もできるが、第１運搬装置とは独立して動作できる。

本システムは、更に、コントローラ１０４０を含み得る。コントローラは、運搬装置１０３０及び給電部１０２０を制御して、走査空間上に、制御され較正された磁界として、合成磁界を提供するように構成し得る。コントローラ１０４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の任意のコンピュータ処理装置であってよい。複数のコア又は複数のプロセッサは、単一のコントローラを形成することができ、また、複数のコントローラを連係して単一のコントローラとして用いることができる。

給電部１０２０は、第１側に１つの第１の二次コイルを又は第１側に第１の複数の二次コイルを含むことができ、また、第２側に１つの第２の二次コイルを又は第２側に第２の複数の二次コイルを含むことができる。

本システムは、更に、合成磁界を整形するように構成された複数の整形用コイル１０１５を含み得る。複数の整形用コイル１０１５の内の少なくとも１つは、合成磁界に関して軸上に設けることができ、また、複数の整形用コイルの内の少なくとも１つは、合成磁界に関して非軸上に設けることができる。

本システムは、更に、第１運搬装置を支持するように構成された第１レール及び第２運搬装置を支持するように構成された第２レールを含む、複数のレール１０３５を含み得る。複数のレール１０３５は、非鉄物質、又は一般的に非金属物質から形成し得る。例えば、複数のレール１０３５は、磁界を乱さない又は少なくともその外乱を制限する物質から形成し得る。

本システムの複数のコイル１０１０及び複数の整形用コイル１０１５は、非ヘルモルツ（non-Helmoltz）・コイル構成で構成することができるが、ヘルモルツ（Helmoltz）・コイル構成も可能である。

走査空間は、５０乃至５０００立方フィート又は特に１００乃至１０００立方フィートであってよい。具体的な容積は、検査対象に依存し得る。或る実施形態では、走査領域は、実効的には、水平の箱であってよく、その高さは複数のコイルの高さによって規定され、その幅は複数のコイルの間隔によって規定され、また、その長さは複数のレールの長さによって規定される。そのような実施形態において、箱の断面は、検査対象の断面を収容するように大きさを決定できるが、検査対象は、オートバイ、全地形走行車両（ＡＴＶ）、車、トラック、飛行機、又はいずれか他の乗り物であってよい。乗り物以外の他の検査対象も可能である。

磁界の軸上の各コイル１０１０の断面は、円形、正方形、又は楕円形であってよい。他の形状も可能である。更に、複数のコイル１０１０は、各々、再構成可能なように又は分離可能なように構成できる。

複数の運搬装置１０３０は、各々、第１コイルを三次元に平行移動させるように、また、第１コイルを３軸で回転させるように構成できる。

本システムは、更に、プラットホーム１０５０を含み得るが、これは、走査空間内に検査対象を受け入れるように構成される。プラットホーム１０５０は、走査空間外（例えば、下方）又は走査空間内であってもよい。プラットホーム１０５０は、複数のレール１０３５に接続して示したが、これは必要条件ではない。

プラットホーム１０５０は、シャーシ動力計又は昇降機を含み得る。動力計は、車両が、走査空間内に留まりつつ走行できるように構成できる。

本システムは、更に、アレイ状の自由空間磁界センサ１０６０を含み得る。コントローラ１０４０は、センサ１０６０からのフィードバックに基づいて、磁界を制御するように構成できる。

更に、コントローラ１０４０は、磁界の極を制御するように構成し得る。更に、コントローラ１０４０は、第１コイル、第２コイル又はシステムによって用いられるいずれか他のコイルに供給される電流の検知に基づいて、磁界を制御するようにも構成できる。コントローラ１０４０は、複数のコイル１０１０又はシステムによって用いられるいずれか他の複数のコイルに、勾配信号とは対照的に連続波（ＣＷ）信号を提供するように構成できる。例えば、コントローラ１０４０は、複数のコイル１０１０又はシステムによって用いられるいずれか他の複数のコイルに、三角波信号よりもむしろ正弦波信号又はいずれか他の所望の信号パターンを提供できる。

或る実施形態は、ＣＷ（連続波）信号及び／又は変調された信号、例えば、振幅変調（ＡＭ）信号、パルス信号、又はいずれか他の変調された信号を供給することが可能である。しかしながら、或る実施形態では、例えば、時間領域で三角波に類似した勾配磁界を提供する必要がない場合がある。むしろ、或る実施形態では、空間に渡って、安定した均一な磁界を提供する場合がある。

複数のコイル１０１０は、第１コイルと第２コイルが直列に接続されるように構成し得る。他の接続構成も可能である。例えば、複数の平行な又は独立した供給構成を用い得る。これらは、所望の仕様によって磁界を整形するために制御し得る。更に、複数のコイル１０１０には、磁界を整形するために位相をずらして供給できる。そのような位相がずれた供給による整形は、空間中の接地近接度等の影響を打ち消す又は抑制することが可能である。

本システムは、更に、第１コイル又は第２コイルへの入力に設けられた増幅器１０７０を含み得る。増幅器１０７０は、外部電源によって電力供給でき、また、コントローラ１０４０によって制御できる。

コントローラ１０４０は、合成磁界の所定程度の平坦さを維持するように構成し得る。

図１１は、或る実施形態による方法を示す。図１１に示す方法は、１１１０において、車両又は他の検査対象を静止プラットホームに配置することを含み得る。静止プラットホームは一実施形態であるが、或る実施形態では、ターンテーブル等の可動プラットホームも用いてよい。

本方法は、更に、１１２０において、スキャナを用いて、車両を含む空間を走査することを含み得る。検査対象装置に磁界を提供するスキャナは、例えば、そのバリエーションのいずれかの内、図１０のシステムであってよい。この走査は、スキャナの第１運搬装置、第２運搬装置、第１給電部及び第２給電部を制御して、走査空間上に、制御され較正された磁界として、合成磁界を提供することを含む。

本方法は、更に、１１３０において、走査中、車両及びプラットホームを静止状態に維持することを含み得る。

本方法は、更に、１１４０において、アレイ状の自由空間磁界センサからのフィードバックを受けることを含むことができるが、この場合、磁界を制御することは、このフィードバックに基づく。

本方法は、更に、１１５０において、第１コイル、第２コイル又はシステムによって用いられるいずれか他のコイルへの電流を監視することを含み得る。磁界を制御することは、監視された電流に基づいてよい。

本方法は、更に、１１６０において、走査が完了した後、又は走査の進行中、又はその両方において、検査対象の磁気耐性を評価することを含み得る。例えば、この評価は、車両の機能又は車両の１つ又は複数の構成要素もしくはシステムを監視することを含み得る。例えば、破壊検査の実施形態において、磁界の強度は、検査対象の構成要素又はシステムの故障が検出されるまで、徐々に大きくなる場合がある。

本方法は、ハードウェア又はハードウェア上で走るように構成されたソフトウェアで実現し得る。例えば、非一時的コンピュータ読み取り可能媒体には、ハードウェア内で実行されると上述した方法の特徴を実施する命令で符号化入力し得る。

当業者は、上述した本発明は、異なる順番の段階で及び／又は開示されたものとは異なる構成のハードウェア要素で、実施し得ることを容易に理解されるであろう。従って、これらの好適な実施形態に基づき本発明について説明したが、本発明の精神及び範囲内にありながら、或る修正、変形例、及び他の選択肢としての構造が自明であることが、当業者には明らかである。例えば、複数のコイルは、トンネル構成（ここでは、検査対象の車両が、複数のコイルの各コイルによって形成された開口部を通過してコイルの軸方向に延在する）で提供でき、車両以外の他の品目の検査を行うことができ、また、他の修正を行うことができる。従って、本発明の確立された限界を決定するために、添付した請求項を参照されたい。

本システムの複数のコイル１０１０及び複数の整形用コイル１０１５は、非ヘルムホルツ（non-Helmholtz）・コイル構成で構成することができるが、ヘルムホルツ（Helmholtz）・コイル構成も可能である。

Claims

第１磁界を生成するように構成された第１コイルであって、走査空間（scanning volume）の第１側に配置され、前記第１コイルに電流を供給するための第１給電部を含む、第１コイルと、
第２磁界を生成するように構成された第２コイルであって、前記第１側とは反対側の前記走査空間の第２側に、前記第１コイルに対向して配置され、前記第２コイルに電流を供給するための第２給電部を含み、前記第１磁界と第２磁界が合成されて合成磁界を形成するように構成された、第２コイルと、
前記第１コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成された第１運搬装置と、
前記第２コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成された第２運搬装置と、
前記第１運搬装置、前記第２運搬装置、前記第１給電部及び前記第２給電部を制御して、前記走査空間上に、制御され較正された磁界として、前記合成磁界を提供するように構成されたコントローラと、
を備えたシステム。
更に、前記第１側に第１の二次コイルを備えた、請求項１に記載のシステム。
更に、前記第１側に第１の複数の二次コイルを備えた、請求項２に記載のシステム。
更に、前記第２側に第２の二次コイルを備えた、請求項１に記載のシステム。
更に、前記第２側に第２の複数の二次コイルを備えた、請求項４に記載のシステム。
更に、前記合成磁界を整形するように構成された複数の整形用コイルを備えた、請求項１に記載のシステム。
前記整形用コイルの内の少なくとも１つは、前記合成磁界に関して軸上に設けられ、前記整形用コイルの内の少なくとも１つは、前記合成磁界に関して非軸上に設けられた、請求項６に記載のシステム。
更に、前記第１運搬装置を支持するように構成された第１レールを備えた、請求項１に記載のシステム。
更に、前記第２運搬装置を支持するように構成された第２レールを備えた、請求項１に記載のシステム。
前記システムの前記複数のコイルは、非ヘルモルツ（non-Helmoltz）・コイル構成に構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記走査空間は、１００乃至１０００立方フィートである、請求項１に記載のシステム。
前記第１運搬装置は、前記第１コイルを三次元に平行移動させるように、また、前記第１コイルを３軸で回転するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記第２運搬装置は、前記第２コイルを三次元に平行移動させるように、また、前記第２コイルを３軸で回転するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
更に、前記走査空間内に検査対象を受け入れるように構成されたプラットホームを備え、前記プラットホームは、前記走査空間の下にある、請求項１に記載のシステム。
前記プラットホームは、シャーシ動力計又は昇降機を含む、請求項１に記載のシステム。
前記動力計は、前記車両が、センサ内に留まりつつ走行できるように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
更に、アレイ状の自由空間磁界センサを備え、前記コントローラは、前記センサからのフィードバックに基づいて前記磁界を制御するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記コントローラは、更に、前記磁界の極を制御するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記コントローラは、更に、前記第１コイル及び前記第２コイルに供給された電流の検知に基づいて前記磁界を制御するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記第１コイルと前記第２コイルは、直列に接続されている、請求項１に記載のシステム。
更に、前記第１コイル又は前記第２コイルへの入力に設けられた増幅器を備えた、請求項１に記載のシステム。
磁界の軸上の前記第１コイル又は前記第２コイルの断面が正方形である、請求項１に記載のシステム。
磁界の軸上の前記第１コイル又は前記第２コイルの断面が楕円形である、請求項１に記載のシステム。
前記第１コイル又は前記第２コイルは、再構成可能なように又は分離可能なように構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記コントローラは、前記合成磁界の所定程度の平坦さを維持するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
第１磁界を生成するように構成された第１コイルであって、走査空間の第１側に配置され、前記第１コイルに電流を供給するための第１給電部を含む、第１コイルと、
第２磁界を生成するように構成された第２コイルであって、前記第１側とは反対側の前記走査空間の第２側に、前記第１コイルに対向して配置され、前記第２コイルに電流を供給するための第２給電部を含み、前記第１磁界と第２磁界が合成されて合成磁界を形成するように構成された、第２コイルと、
前記第１コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成された第１運搬装置と、
前記第２コイルを少なくとも１次元に平行移動させるように構成された第２運搬装置と、
を備えたスキャナ内の静止プラットホーム上に車両を配置することと、
前記車両を含む走査空間を走査することとを含む方法であって、前記走査することは、前記第１運搬装置、前記第２運搬装置、前記第１給電部及び前記第２給電部を制御して、前記走査空間上に、制御され較正された磁界として、前記合成磁界を提供することを含む、方法。
更に、前記走査時に前記車両及びプラットホームを静止状態に維持することを含む、請求項２６に記載の方法。
更に、アレイ状の自由空間磁界センサからのフィードバックを受けることを含み、前記磁界を制御することは、前記フィードバックに基づく、請求項２６に記載の方法。
更に、前記第１コイル及び前記第２コイルへの電流を監視することを含み、前記磁界を制御することは、前記監視された電流に基づく、請求項２６に記載の方法。
更に、走査が完了した後、又は走査の進行中、又はその両方において、前記車両の磁気耐性を評価することを含む、請求項２６に記載の方法。