JP2024093638A - フラックスゲートセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で微小な磁界を高精度に検知できるフラックスゲートセンサを提供する。
【解決手段】本発明のフラックスゲートセンサ１０は、磁性体からなるコア１２と、前記コア１２の軸心に沿って巻回した１個の励磁コイルｅ１と、前記励磁コイルｅ１のいずれか一方に１個又は両側に１対以上の検出コイルｐ１と、
前記検出コイルｐ１による検出信号に基づく信号を帰還信号として帰還させてノイズ磁界成分を打ち消す駆動電流を発生する帰還部１８と、
前記帰還部１８の駆動電流に基づいてキャンセル磁界を発生させるキャンセルコイルｃ１，ｃ２を備え、
前記キャンセルコイルｃ１，ｃ２は、前記励磁コイルｅ１及び前記検出コイルｐ１を間に挟むように１対以上取り付けてコイル同士を並列又は直列に接続させたことを特徴としている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、衣類、食品などに混入する金属片などの磁性異物を検出できるフラックスゲートセンサに関する。

フラックスゲートセンサは、高透磁率材料の磁化飽和性を利用して磁場の１方向成分を検出する。その基本構成は軟磁性体のコア（磁心ともいう）にコイル巻きしたものであり、コイルに電流を流して磁気飽和させると、吸収していた外部磁界を放出する。そして別のコイルを検出コイルとして巻いておき、励磁電流を加えると、軟磁性体は外部磁界の吸収・放出を繰り返すためトランスと同じ原理で誘起電圧が発生する。
このようなフラックスゲートセンサは微小な磁界でも検出できるが、外乱磁界ノイズにも敏感に反応するため、これを回避する種々のセンサが開示されている。

特許文献１に開示のセンサは、対を成すそれぞれのコアに励磁コイルと検出コイルを設けて検出コイルを並列又は直列接続し、誘導起電力の検波を検波開始遅れ時間調整手段と検波終了時間調整手段を備えた磁気検出回路によって行っている。しかしながら、外乱ノイズ磁界が励磁コイルから発する励磁磁界に重畳されることにより、コアの励磁状態が変化して磁気検出回路を備えていてもバルクハウゼンノイズの影響を回避することができないおそれがあり、また励磁コイルからの励磁磁界と外乱ノイズ磁界の極性が逆になる場合、磁性体よりなるコアの励磁が不十分となりＳＮ比を向上させた平行スラックスゲートセンサの実現が困難となるおそれがある。

特許文献２に開示のセンサは、出力信号に相関した電流により外部磁場を相殺するフィードバックループを備え、このフィードバックループ内にノイズを抑制するためのノイズ抑制フィルタを有している。小さな磁気を検出する場合、ループフィルタの増幅率を大きくする構成が考えられる。このような構成により、増幅可能な入力電圧の範囲が実質的に狭まり信号に対して相対的に大きなノイズが重畳すると、この入力電圧の範囲を超えて出力が飽和して信号成分が消失してしまう動作不具合を回避できる。このため当初よりコア内の磁束を飽和させるのに十分な励磁磁界を加える必要がある。コアを十分飽和させる方式のセンサは、飽和磁束密度Ｂｓと残留磁束密度Ｂｒの間の領域を使用する方式のセンサと比べて低感度であり、外乱磁場が重畳することによる励磁磁界の変動がセンサの磁界検出感度に与える影響は相対的に小さくなり、これを打ち消すことは想定されていない。また外部磁場を操作するために帰還する信号は検出コイルによって帰還磁場として作用しており、コアに設置された励磁コイルの外側にキャンセルコイルを兼ねた検出コイルを巻き付けている。しかしコアとキャンセルコイルとの距離は励磁コイルの厚み寸法だけ離れることは回避できず効率良く帰還磁場を印加することができない。また検出コイルとキャンセルコイルを兼用していることからキャンセルコイルから効率良く帰還磁場を印加するためにだけ有効なキャンセルコイルの設置場所を選定できない。従って、最良の状態で帰還磁場を印加することができず、より高感度で精密な微小磁気検知が実現できない。

特許文献３に開示のセンサは、対象物の近傍に配置した複数のキャンセルコイルと、キャンセルコイルの各々の内側に配置した磁気センサと、複数の磁気センサの出力の総和をとる加算回路と磁気センサの出力の総和が零磁場の下における磁気センサの出力の総和と一致するような共通のフィードバック駆動電流をキャンセルコイルへ供給するフィードバック制御回路を備えた磁気ノイズ消去装置を備えている。しかし磁気センサに加えて加算回路、制御部が必要であり、さらに個々のセンサ近傍に設置した複数のキャンセル回路にフィードバック電流を通電するための配線も必要となり、装置の全体構成が複雑でコスト高となる。

特許文献４に開示のセンサは、ボビンの巻芯部に巻回されたキャンセルコイルと、ボビンの互いに異なる位置に固定された磁気センサと、磁気センサの出力信号に応じてキャンセルコイルにキャンセル電流を流すフィードバック回路を備えている。しかし共通のキャンセルコイルを用いることにより装置構成を簡素化できても、磁気センサそれぞれに応じたキャンセル磁界を印加することは不可能であり、高感度で精度良く微小磁界を検出することはできない。

特開２０２２－９４０９３号公報 特開２０１９－７８７１４号公報 特開２０１７－１３３９９３号公報 特開２０２１－１８８９７６号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、簡易な構成で微小な磁界を高精度に検知できるフラックスゲートセンサを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、磁性体からなるコアと、前記コアの軸心に沿って巻回した１個の励磁コイルと、前記励磁コイルのいずれか一方に１個又は両側に１対以上の検出コイルと、
前記検出コイルによる検出信号に基づく信号を帰還信号として帰還させてノイズ磁界成分を打ち消す駆動電流を発生する帰還部と、
前記帰還部の駆動電流に基づいてキャンセル磁界を発生させるキャンセルコイルを備え、
前記キャンセルコイルは、前記励磁コイル及び前記検出コイルを間に挟むように１対以上取り付けてコイル同士を並列又は直列に接続させたことを特徴とするフラックスゲートセンサを提供することにある。
上記第１の手段によれば、キャンセルコイルを励磁コイル及び検出コイルを間に挟むように１対以上取り付けてコイル同士を並列又は直列に接続することにより、磁性体からなるコア全体にわたりほぼ一様に、キャンセルコイルが検出コイルからの磁界検出信号のノイズ磁界成分を打ち消す磁界を発生させるにたる磁界を印加可能で、微小磁界信号を検出する際に目的の微小磁界信号が外乱ノイズ磁界によるノイズ磁界信号が重畳されてしまい、高感度で精度良く微小磁界信号を検出できない事態を避けることができる。

本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、磁性体からなるコアと、前記コアの軸心に沿って巻回した１個の励磁コイルと、前記励磁コイルのいずれか一方に１個又は両側に１対以上の検出コイルと、
前記検出コイルによる検出信号に基づく信号を帰還信号として帰還させてノイズ磁界成分を打ち消す駆動電流を発生する帰還部と、
前記帰還部の駆動電流に基づいてキャンセル磁界を発生させるキャンセルコイルを備え、
前記キャンセルコイルは、前記コアのいずれか一方の前記励磁コイル又は前記検出コイルの側方に１個取り付けたことを特徴とするフラックスゲートセンサを提供することにある。
上記第２の手段によれば、キャンセルコイルを前記コアのいずれか一方の前記励磁コイル又は前記検出コイルの側方に１個取り付けることにより、上記第１の手段に比較して少ない部品点数であっても、キャンセルコイルが検出コイルからの磁界検出信号のノイズ磁界成分を打ち消す磁界を発生させるにたる磁界を印加可能で、微小磁界信号を検出する際に目的の微小磁界信号が外乱ノイズ磁界によるノイズ磁界信号が重畳されてしまい、高感度で精度良く微小磁界信号を検出できない事態を避けることができる

本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１又は第２の手段において、前記励磁コイル及び検出コイルを設けた前記コアは平行に設置されて対を成し、前記励磁コイルは各々逆極性で駆動し、前記検出コイルは並列又は直列接続したことを特徴とするフラックスゲートセンサを提供することにある。
上記第３の手段によれば、励磁電流で誘起する検出コイルでの大きな起電力を相殺させ、検出したい磁界の変動分のみ抽出することが可能である。また、広範囲において各フラックスゲートセンサの感磁領域を可変としつつ感磁領域を分布させることも可能で、二本のコアの間隔を任意としているため、検査機械でこのセンサを利用する場合に感度ムラを抑え検査幅を確保することができる。

本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、第３の手段において、それぞれの前記キャンセルコイルは並列又は直列又は並列と直列の混在で接続されたことを特徴とするフラックスゲートセンサを提供することにある。
上記第４の手段によれば、最も効率良くキャンセル磁界を印加できるキャンセルコイルの接続を選択できる。これにより、コア全体にわたり、キャンセル磁界を均一に効率良く印加できる。

本発明は、上記課題を解決するための第５の手段として、第１又は第２の手段において、前記キャンセルコイルは、前記励磁コイル及び検出コイルよりも前記コアの端部に近く、かつ、前記キャンセルコイルの全体が前記コアの端部外にはみ出さない位置に設置したことを特徴とするフラックスゲートセンサを提供することにある。
上記第５の手段によれば、コアがキャンセルコイルの磁芯として機能し、キャンセルコイルが発するキャンセル磁界を効率よく印加できる。

本発明は、上記課題を解決するための第６の手段として、第１の手段において、複数の前記キャンセルコイルは、すべて同一形状であることを特徴とするフラックスゲートセンサを提供することにある。
上記第６の手段によれば、部品の種類を減らすことができ、高感度高精度を保持しつつ低コスト化が図れる。

本発明は、上記課題を解決するための第７の手段として、第１又は第２の手段において、前記帰還部は、所定の周波数成分のみ通過又は遮断するフィルタを有することを特徴とするフラックスゲートセンサを提供することにある。
上記第７の手段によれば、例えば、当該センサを衣類、食品などに混入する金属片などの磁性異物検出装置に用いた場合、磁性異物が発する磁界に応じた周波数成分を遮断し、磁性異物検出装置の搬送機構等が発するノイズ磁界の周波数成分を通過させることにより、キャンセルコイルが検出コイルからの磁界検出信号のノイズ磁界成分を打ち消す磁界を発生することが可能となり、高感度で精度良く磁性異物が発する微小磁界信号を検出できる。

本発明は、上記課題を解決するための第８の手段として、第１又は第２の手段において、前記帰還部は、負帰還信号に直流信号を用いたことを特徴とするフラックスゲートセンサを提供することにある。
上記第８の手段によれば、負帰還信号に直流信号を用いることにより、キャンセルコイルが検出コイルからの磁界検出信号に重畳された、地磁気やセンサ設置場所周辺の構造物等から印加される直流磁界成分を打ち消す磁界を発生させることが可能となり、高感度で精度良く磁性異物が発する微小磁界信号を検出できる。

本発明は、上記課題を解決するための第９の手段として、第１又は第２の手段において、前記帰還部は、外部の信号源から入力される帰還信号を用いることを特徴とするフラックスゲートセンサを提供することにある。
上記第９の手段によれば、ノイズ磁界信号の周波数や大きさ等が判明している場合には、検出コイルによるノイズ磁界検出信号に拠らずとも、効率良くキャンセル磁界を印加でき、ノイズ磁界信号が重畳された信号から、目的の微小磁界信号を明瞭に分離して、検出できる。

本発明によれば、高感度のフラックスゲートセンサにおいて、微小磁界信号を検出するときに目的の微小磁界信号が外乱ノイズ磁界によるノイズ磁界信号が重畳されてしまい、高感度で精度良く微小磁界信号を検出できない事態を回避できる。

実施例１のフラックスゲートセンサの説明図である。 実施例２のフラックスゲートセンサの説明図である。 実施例３のフラックスゲートセンサの説明図である。 実施例４のフラックスゲートセンサの説明図である。 実施例５のフラックスゲートセンサの説明図である。 実施例６のフラックスゲートセンサの説明図である。 実施例８のフラックスゲートセンサの説明図である。

本発明のフラックスゲートセンサの実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、実施例１のフラックスゲートセンサの説明図である。図示のように実施例１のフラックスゲートセンサ１０は、磁性体からなるコア１２と、前記コア１２の軸心に沿って巻回した１個の励磁コイルｅ１と、前記励磁コイルｅ１のいずれか一方に１個又は両側に１対以上の検出コイルｐ１と、前記検出コイルｐ１による検出信号に基づく信号を帰還信号として帰還させてノイズ磁界成分を打ち消す駆動電流を発生する帰還部１８と、前記帰還部１８の駆動電流に基づいてキャンセル磁界を発生させるキャンセルコイルｃ１を備え、前記キャンセルコイルｃ１は、コア１２のいずれか一方の励磁コイルｅ１又は検出コイルｐ１の側方に１個取り付けている。図１（１）はコア１２のいずれか一方の検出コイルｐ１の側方にキャンセルコイルｃ１を設置した構成を示し、（２）はコア１２のいずれか一方の励磁コイルｅ１の側方にキャンセルコイルｃ１を設置した構成を示し、（３）は励磁コイルｅ１の両側に検出コイルを一対（ｐ１１，ｐ１２）配置して、前記コア１２のいずれか一方の検出コイルｐ１１の側方にキャンセルコイルｃ１を設置した構成を示している。

コア１２は磁性体であり、一例として、アモルファスフィルムと、それを両側から挟む非磁性物質である厚板樹脂板により挟着したものである。アモルファスフィルムは、例えば０．０２ｍｍ×１．２ｍｍ×３０ｍｍ（厚さ×幅寸法×長さ寸法）のものを使用し、他方、厚板樹脂板はガラスエポキシが素材として用いられ、そのサイズは０．３ｍｍ×１．２ｍｍ×３０ｍｍ（以下、同じ）のものを使用し、アモルファスフィルムを厚板樹脂板でサンドイッチ状に挟み込んでいる。

コア１２には軸心に沿って巻回した１個の励磁コイルｅ１と、励磁コイルｅ１のいずれか一方に１個又は両側に１対以上の検出コイルｐ１を設置し、励磁コイルｅ１には励磁電流を流して磁気飽和させる励磁回路１４が接続し、検出コイルｐ１には外部印加磁界によって起きるコア１２の磁気変化によって生じる誘電起電力を検出する検出回路１６が接続している。
帰還部１８は、検出コイルｐ１の検出信号の一部を帰還させてノイズ磁界成分を打ち消す駆動電流を発生する帰還回路である。帰還部１８は、具体的にノイズのない基準値と検出信号を比較して、それに応じた駆動電流をキャンセルコイルｃ１に供給する。
キャンセルコイルｃ１は帰還部１８の駆動電流に基づいてキャンセル磁界を発生させている。キャンセルコイルｃ１は、コア１２のいずれか一方の励磁コイルｅ１又は検出コイルｐ１の側方に１個設置している。
なお、キャンセルコイルｃ１を励磁コイルｅ１と検出コイルｐ１の間に設置する配置も考えられるが、その場合は励磁コイルによって発生された励磁磁界が検出コイルまでコアを伝達する距離が大きくなり、伝達ロスが原因の感度低下が生じる上に、励磁コイルまたは検出コイルがコアの端部に近づくため、コア端部に生じる反磁界の影響による感度低下も発生する。

このような実施例１の構成により、キャンセルコイルｃ１が検出コイルｐ１からの磁界検出信号のノイズ磁界成分を打ち消す磁界を発生させるにたる磁界を印加することによって、微小磁界信号を検出する際に目的の微小磁界信号が外乱ノイズ磁界によるノイズ磁界信号が重畳されてしまい、高感度で精度良く微小磁界信号を検出できない事態を避けることができる。
また、励磁コイルｅ１による励磁磁界に外乱ノイズ磁界が重畳されてコア１２に印加されることで、コア１２の励磁状態が外乱ノイズ磁界によって変化しセンサの特性が変化することも防ぐことができる。
また図１（１）と（２）の構成では大差なく、（３）の構成は、検出コイルが２個に分離されているので、励磁コイルの両サイドから発生する励磁磁界による誘導起電力を効率良く検出することができ、原理上２倍の効率となる。

（実施例２）
図２は、実施例２のフラックスゲートセンサの説明図である。図示のように実施例２のフラックスゲートセンサ１０Ａは、磁性体からなるコア１２と、前記コア１２の軸心に沿って巻回した１個の励磁コイルｅ１と、前記励磁コイルｅ１のいずれか一方に１個又は両側に１対以上の検出コイルｐ１と、前記検出コイルｐ１による検出信号に基づく信号を帰還信号として帰還させてノイズ磁界成分を打ち消す駆動電流を発生する帰還部１８と、前記帰還部１８の駆動電流に基づいてキャンセル磁界を発生させるキャンセルコイルｃ１，ｃ２を備え、前記キャンセルコイルｃ１，ｃ２は、前記励磁コイルｅ１及び前記検出コイルｐ１を間に挟むように１対以上取り付けてコイル同士を並列又は直列に接続させている。図２（１）は励磁コイルｅ１及び検出コイルｐ１を間に挟んで２対（４個）のキャンセルコイルｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４を設置した構成であり、図２（２）は励磁コイルｅ１及び検出コイルｐ１を間に挟んで１対（２個）のキャンセルコイルｃ１，ｃ２を設置した構成であり、図２（３）は励磁コイルｅ１の両側に検出コイルを一対（ｐ１１，ｐ１２）配置して、励磁コイルｅ１及び検出コイルｐ１１，ｐ１２を間に挟むように１対（２個）のキャンセルコイルｃ１，ｃ２を設置した構成を示している。
なお、複数のキャンセルコイルｃ１は、コイルの巻き数、大きさがすべて同一形状である。これにより部品の種類を減らすことができ、高感度高精度を保持しつつ低コスト化が図れる。
実施例２のフラックスゲートセンサ１０Ａは、コア１個に対しキャンセルコイルｃ１，ｃ２を複数個取り付けてあり、コイル同士は並列又は直列に接続される。キャンセルコイルから発生させるキャンセル磁界が同一強度とした条件においてそれぞれの接続方法を比較すると、コイル同士を並列に接続した場合は、帰還部が通電させる帰還電流値は大きくなるが、そのために帰還部に必要な帰還電圧は低く済み、帰還部を含めたセンサ全体の低電圧駆動が可能となる。一方、コイル同士を直列に接続した場合は、帰還部が通電させる帰還電流は小さくて済み、そのために帰還部に必要な帰還電圧は大きくなるが、より大きな帰還電流を必要とする場合に対応可能となる。
また図２（１）と（２）の構成では、（１）はキャンセルコイルが４個あるので、コアのより多くの部分にノイズ磁界成分を打ち消す磁界を効率よく印加できる。また、帰還部の駆動電流がより少なくできる。（３）の構成は、検出コイルが２個に分離されているので、（１）に比較して励磁コイルの両サイドから発生する励磁磁界による誘導起電力を効率良く検出することができ、原理上２倍の効率となる。

（実施例３）
図３は実施例３のフラックスゲートセンサの説明図である。図３（１）に示す実施例３のフラックスゲートセンサ１０Ｂは、実施例１のコアを２個（一対）平行に配置して（１２ａ，１２ｂ）、キャンセルコイルｃ１１，ｃ２１を励磁コイルｅ１１，ｅ２１又は検出コイルｐ１１，ｐ２１よりコア１２ａ，１２ｂの端部に近い箇所に、コア１個に対して１個設置している（（１）は検出コイルｐ１１，ｐ２１よりコア１２ａ，１２ｂの端部に近い箇所に設置）。
また図３（２）に示す実施例３のフラックスゲートセンサ１０Ｂは、実施例２のコアを２個（一対）平行に配置して（１２ａ，１２ｂ）、キャンセルコイルｃ１１，ｃ１２，ｃ２１，ｃ２２を励磁コイルｅ１１，ｅ２１及び検出コイルｐ１１，ｐ２１よりコア１２ａ．１２ｂの端部に近い箇所に、コア１個に対して２個設置している。
図３（３）に示す実施例３のフラックスゲートセンサ１０Ｂは、実施例２のコアを２個（一対）平行（１２ａ，１２ｂ）、かつそれぞれのコア１２ａ，１２ｂの励磁コイルｅ１１，ｅ２１の両側に検出コイルを一対（ｐ１１，ｐ１２，ｐ２１，ｐ２２）配置して、キャンセルコイルｃ１１，ｃ１２，ｃ２１，ｃ２２を励磁コイルｅ１１，ｅ２１及び検出コイルｐ１１，ｐ１２，ｐ２１，ｐ２２を間に挟むように、コア１個に対して１対（２個）設置している。
このような実施例３のフラックスゲートセンサ１０Ｂによれば、広範囲において各フラックスゲートセンサの感磁領域を可変としつつ感磁領域を分布させることも可能で、二本のコアの間隔を任意としているため、検査機械でこのセンサを利用する場合に感度ムラを抑え検査幅を確保することができる。
また図３（１）と（２）の構成では、（２）はキャンセルコイルが２個あるので、コアのより多くの部分にノイズ磁界成分を打ち消す磁界を効率よく印加できる。また、帰還部の駆動電流がより少なくできる。（３）の構成は、検出コイルが２個に分離されているので、（２）に比較して励磁コイルの両サイドから発生する励磁磁界による誘導起電力を効率良く検出することができ、原理上２倍の効率となる。

（実施例４）
図４は実施例４のフラックスゲートセンサの説明図である。（１）に示す実施例４のフラックスゲートセンサ１０Ｃは、図３（１）に示す実施例３のフラックスゲートセンサ、すなわちコア１個に対しキャンセルコイルを１個設置したコアが並行に設置され対を成す構造である。キャンセルコイルｃ１１，ｃ２１の接続は並列又は直列接続を選択できる。
また（２）に示す実施例４のフラックスゲートセンサ１０Ｃは、図３（２）に示す実施例３のフラックスゲートセンサ、すなわちコア１個に対しキャンセルコイルを２個設置したコアが並行に設置され対を成す構造である。キャンセルコイルｃ１１，ｃ１２，ｃ２１，ｃ２２の接続は並列と直列を混在させた接続を選択できる。
実施例４のフラックスゲートセンサ１０Ｃの構成によれば、それぞれのキャンセルコイルの接続を並列又は直列または並列直列混在で接続でき、さまざまな形状、材質による個々の種のフラックスゲートセンサにおいて、最も効率良くキャンセル磁界を印加できるキャンセルコイルの接続を選択できる。発明者の鋭意研究の結果、キャンセルコイルを４個用い、すべてのキャンセルコイルを並列に接続した場合が、他の接続方法に比較して消費電力が若干増えるものの、コア全体にわたり、キャンセル磁界を均一に効率良く印加できた結果、外乱ノイズ磁界を打ち消し、高感度で精度良く微小磁界信号を検出できることを確認した。

（実施例５）
図５は実施例５のフラックスゲートセンサ１０Ｄの説明図である。実施例５のフラックスゲートセンサ１０Ｄは、キャンセルコイルｃ１の配置箇所を特定したものである。キャンセルコイルｃ１は、励磁コイルｅ１又は検出コイルｐ１とコア１２の端部の間のコア１２を覆う箇所に配置する。（１）は検出コイルｐ１とコア１２端部の間であって検出コイルｐ１と接する箇所に設置している。（２）は検出コイルｐ１とコア１２の間であって検出コイルｐ１から最も離れた箇所でキャンセルコイルｃ１の端部がコア１２端部と一部重なる箇所に設置している。このときキャンセルコイルｃ１はコア１２の端部からはみ出さないようにしている。（３）は検出コイルｐ１とコア端部の間よりも長い長尺のキャンセルコイルを用い、検出コイルと接し、かつ検出コイルからコア端部側をすべて覆うように設置している。
このような実施例５のフラックスゲートセンサ１０Ｄによれば、前記コアがキャンセルコイルの磁芯として機能し、キャンセルコイルが発するキャンセル磁界を効率よく印加できる。

（実施例６）
図６は実施例６のフラックスゲートセンサ１０Ｅの説明図である。実施例６のフラックスゲートセンサ１０Ｅは、帰還部１８にフィルタ２０を設けている。フィルタ２０は帰還部１８に所定の周波数成分のみ通過又は遮断する機能を有する。このような構成の実施例６のフラックスゲートセンサ１０Ｅによれば、検出信号に関する信号を帰還させて、外部印加磁界をキャンセルする負帰還機能において、帰還部１８に設置したフィルタ２０により、所定の周波数成分のみ通過又は遮断した後の信号を負帰還信号としてキャンセル磁界を印加できる。
衣類、食品などに混入する金属片などの磁性異物検出装置に用いた場合、磁性異物が発する磁界に応じた周波数成分を遮断し、磁性異物検出装置の搬送機構等が発するノイズ磁界の周波数成分を通過させることにより、キャンセルコイルが検出コイルからの磁界検出信号のノイズ磁界成分を打ち消す磁界を発することが可能となり、高感度で精度良く磁性異物が発する微小磁界信号を検出できる。

（実施例７）
実施例７のフラックスゲートセンサは、帰還部１８から帰還される信号は直流信号である。
負帰還信号は直流とすることで、地磁気や定常的な外乱磁界もキャンセルできる。負帰還信号に直流信号を用いることにより、キャンセルコイルが検出コイルからの磁界検出信号に重畳された、地磁気やセンサ設置場所周辺の構造物等から印加される直流磁界成分を打ち消す磁界を発生させることが可能となり、高感度で精度良く磁性異物が発する微小磁界信号を検出できる。

（実施例８）
図７は実施例８のフラックスゲートセンサ１０Ｆの説明図である。実施例８のフラックスゲートセンサ１０Ｆは、検出コイルｐ１１，ｐ２１の出力信号に関する信号のみならず、外部の信号源から入力される帰還信号も選択できる。
このような実施例８のフラックスゲートセンサ１０Ｆによれば、個々のフラックスゲートセンサの負帰還機能には外部からの信号入力も可能で、ノイズ磁界信号の周波数や大きさ等が判明している場合には、検出コイルによるノイズ磁界検出信号に拠らずとも、効率良くキャンセル磁界を印加でき、ノイズ磁界信号が重畳された信号から、目的の微小磁界信号を明瞭に分離して、検出できる。

実施例１～８において、検出コイルｐ１を励磁コイルｅ１の両側に１対以上、換言すると２個以上設置することにより、励磁コイルｅ１の両サイドから発生する励磁磁界による誘導起電力を効率良く検出することができる。理論上、検出コイルが１個の場合の２倍以上の検出効率にできる。
本発明によれば、キャンセルコイルの設置箇所、接続方法、構造形状を工夫することにより、効率良くキャンセル磁界を印加でき、高感度で精度良い微小磁界信号を検出できる。
個々のフラックスゲートセンサにキャンセルコイル等からなる負帰還機能を組み込むことによって、複数のフラックスゲートセンサを用いた異物金属検出装置等の磁界検出機器においては、新たにキャンセルコイルや負帰還機能、それらの制御部やそれぞれの配線を新規設置する必要がなく、低コストで高感度、精度良い微小磁界信号を明瞭に分離して検出できる。
また従来の励磁コイルと検出コイルに重ねてキャンセルコイルを設置する構成と比較して外乱ノイズ磁界をキャンセルするに足るキャンセル磁界をより低電力で効率良く印加できる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

１０ フラックスゲートセンサ
１２ コア
ｅ１ 励磁コイル
１４ 励磁回路
ｐ１ 検出コイル
１６ 検出回路
ｃ１，ｃ２，ｃ１１，ｃ１２，ｃ２１，ｃ２２ キャンセルコイル
１８ 帰還部
２０ フィルタ

Claims (9)

1. 磁性体からなるコアと、前記コアの軸心に沿って巻回した１個の励磁コイルと、前記励磁コイルのいずれか一方に１個又は両側に１対以上の検出コイルと、
   前記検出コイルによる検出信号に基づく信号を帰還信号として帰還させてノイズ磁界成分を打ち消す駆動電流を発生する帰還部と、
   前記帰還部の駆動電流に基づいてキャンセル磁界を発生させるキャンセルコイルを備え、
   前記キャンセルコイルは、前記励磁コイル及び前記検出コイルを間に挟むように１対以上取り付けてコイル同士を並列又は直列に接続させたことを特徴とするフラックスゲートセンサ。
2. 磁性体からなるコアと、前記コアの軸心に沿って巻回した１個の励磁コイルと、前記励磁コイルのいずれか一方に１個又は両側に１対以上の検出コイルと、
   前記検出コイルによる検出信号に基づく信号を帰還信号として帰還させてノイズ磁界成分を打ち消す駆動電流を発生する帰還部と、
   前記帰還部の駆動電流に基づいてキャンセル磁界を発生させるキャンセルコイルを備え、
   前記キャンセルコイルは、前記コアのいずれか一方の前記励磁コイル又は前記検出コイルの側方に１個取り付けたことを特徴とするフラックスゲートセンサ。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたフラックスゲートセンサであって、
   前記励磁コイル及び検出コイルを設けた前記コアは平行に設置されて対を成し、前記励磁コイルは各々逆極性で駆動し、前記検出コイルは並列又は直列接続したことを特徴とするフラックスゲートセンサ。
4. 請求項３に記載されたフラックスゲートセンサであって、
   それぞれの前記キャンセルコイルは並列又は直列又は並列と直列の混在で接続されたことを特徴とするフラックスゲートセンサ。
5. 請求項１又は請求項２に記載されたフラックスゲートセンサであって、
   前記キャンセルコイルは、前記励磁コイル及び検出コイルよりも前記コアの端部に近く、かつ、前記キャンセルコイルの全体が前記コアの端部外にはみ出さない位置に設置したことを特徴とするフラックスゲートセンサ。
6. 請求項１に記載されたフラックスゲートセンサであって、
   複数の前記キャンセルコイルは、すべて同一形状であることを特徴とするフラックスゲートセンサ。
7. 請求項１又は請求項２に記載されたフラックスゲートセンサであって、
   前記帰還部は、所定の周波数成分のみ通過又は遮断するフィルタを有することを特徴とするフラックスゲートセンサ。
8. 請求項１又は請求項２に記載されたフラックスゲートセンサであって、
   前記帰還部は、負帰還信号に直流信号を用いたことを特徴とするフラックスゲートセンサ。
9. 請求項１又は請求項２に記載されたフラックスゲートセンサであって、
   前記帰還部は、外部の信号源から入力される帰還信号を用いることを特徴とするフラックスゲートセンサ。

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