JP3183187U

JP3183187U - 磁気探査器性能検査装置

Info

Publication number: JP3183187U
Application number: JP2013000817U
Authority: JP
Inventors: 俊博山下; 武仁三上
Original assignee: 有限会社沖縄基礎開発
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2013-05-09
Anticipated expiration: 2023-02-18

Abstract

【課題】磁気探査の現場での電源確保が容易で、かつフラックスゲート磁力計の磁気センサおよび両コイル型磁気傾度計の磁気センサの両方の性能検査が可能な磁気探査器性能検査装置を提供する。
【解決手段】磁気探査器１３の移動体１２の磁気センサ１１を内蔵した端部を、移動体１２の軸線ａと軸線ｂを一致させてセンサ挿入筒に挿入し、直流電源２２から直流型較正用コイルに対して、電流制御器２０によって規定の磁性物体の磁界と同一の磁界を発生させる直流電流に、直流電流計２５を見ながら変換して流す。直流電源２２を使用するため、磁気探査の現場での電源確保が容易である。また、磁気探査器１３が両コイル型磁気傾度計の場合には、直流型較正用コイルに流す直流電流を電流変動回路２１により変動させる。これにより、各磁気センサ１１の性能検査が可能である。
【選択図】図１

Description

この考案は磁気探査器性能検査装置、詳しくは地中に埋まった磁性物体を探査する磁気探査器が正常に作動しているか否かを検査する磁気探査器性能検査装置に関する。

戦時中の不発弾や地中構造物などの磁気を帯びた探査対象物（磁性物体）を地中探査する磁気探査器として、例えば特許文献１に記載された「金属探知器」などが開発されている。この「金属探知器」は、両コイル型磁気傾度計またはフラックスゲート型磁力計で、磁性体の磁気を検出する一対の磁気センサを、円筒状の移動体の内部空間に一定の間隔で保持して接続し、各磁気センサにより得られた磁場の強さの差から探査対象物を探知するものである。
ところで、磁気探査器は、その性能の確保に関し、機器の精度管理の観点から、例えば較正装置（磁気探査器性能検査装置）を使用し、定期的に感度の較正が行われている。従来の較正装置は、一方の磁気センサが収納された移動体の一端部を、較正用コイルの内部空間に挿入し、この状態で発振装置から、例えば、０．８ｍＡ、０．３Ｈｚの交流電流を較正用コイルに通電し、その際、較正用コイルから生じる磁界により磁気センサの出力が、記録計の記録紙上で０．０７Ｖ（±２％）であれば、感度係数ｋ＝１．０の基準を満たすため、磁気センサは適正に作動していると評価するものである。このとき、較正用コイルに流す電流と周波数は、１７．５μＷｂ（＝２５ｇａｕｓｓ／ｃｍ^２）の磁気量のものが、１ｍ離れたときの磁気波形の周期と対応している。

特開平８−３３４５７０号公報

しかしながら、従来の較正装置は、指示計を搭載した発振装置が大型で高価であった。しかも、屋外での電源の確保が難しい交流電源を採用していたため、例えば、不発弾や地中構造物などの磁気探査の現場で、適時、磁気探査器の較正を行うことは困難であった。
また、近年の磁気探査器としては、フラックスゲート磁力計および両コイル型磁気傾度計が主流である。このうち、フラックスゲート磁力計は、較正用コイルに電流を流すだけで磁気センサの感度を検査できるものの、両コイル型磁気傾度計は、周辺磁場の大きさが変化したときの電磁誘導でコイル（磁気センサ）に起電力が生じる特性を利用しているため、センサ感度検査時には、較正用コイルに流れる電流の大きさを変動させる必要があった。そのため、両方式の磁気探査器を所有しているときには、方式が異なる２台の較正装置を所持する必要があった。
さらに、磁気探査器の移動体の直径には、磁気探査器の機能の違いなどにより５ｃｍ〜１５ｃｍの幅がある。そのため、較正装置の較正用コイルも、移動体の直径に応じて内径が異なるものを多数揃える必要があった。

この考案は、磁気探査の現場での電源確保が容易で、かつフラックスゲート磁力計の磁気センサおよび両コイル型磁気傾度計の磁気センサの両方の性能検査を行うことができる磁気探査器性能検査装置を提供することを目的としている。
また、この考案は、外径が異なる移動体の軸線を、直流較正用コイルの軸線に容易に一致させて磁気センサの性能検査を行うことができる磁気探査器性能検査装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の考案は、端部に磁気センサが内蔵された円筒状の移動体を移動させて磁性物体を探査する磁気探査器の性能検査を行うための磁気探査器性能検査装置であって、前記磁気探査器は、フラックスゲート磁力計または両コイル型磁気傾度計で、前記移動体の磁気センサが内蔵された端部が、前記移動体の軸線と軸線を一致させて筒内に抜き差しされる円筒状で非磁性体からなるセンサ挿入筒と、該センサ挿入筒の外周に、該センサ挿入筒の軸線に軸線を一致させた状態で配置された直流型較正用コイルとを有するセンサ検査器と、前記直流型較正用コイルの両端が電気的に接続され、かつ該直流型較正用コイルに流す直流電流を制御する電流制御器と、該電流制御器に設けられ、かつ前記磁気探査器が両コイル型磁気傾度計の際に、前記直流型較正用コイルに流す直流電流を変動させる電流変動回路と、前記電流制御器に接続される直流電源と、前記電流制御器から前記直流型較正用コイルに流される直流電流の大きさを計る直流電流計とを備えた磁気探査器性能検査装置である。

請求項２に記載の考案は、外径が前記直流型較正用コイルの内径と同一で、かつ内径が前記移動体の外径と同一の非磁性材料からなる円筒状の移動体外挿用アダプタを有した請求項１に記載の磁気探査器性能検査装置である。

ここでいう磁気探査器とは、高透磁率材料の磁化飽和性を利用し、磁場の一方成分をフラックスゲート型の磁気センサにより測定するフラックスゲート磁力計、または、周辺磁場の大きさが変化すると電磁誘導作用でコイル型の磁気センサに起電力が生じる特性を利用した両コイル型磁気傾度計をいう。磁気探査器は、探査ライン上で離間した２個の磁気センサを差動接続し、磁気センサ間の磁界の強さの差から例えば地中の磁性物体を探査するものである。磁気センサは、一軸式のものでも三軸式のものでもよい。一軸磁気センサとは、特定の一軸方向のみの感度が高い１つの磁気センサを、その高感度な方向を移動方向と直交する方向に向けたセンサである。また、三軸磁気センサとは、特定の一軸方向のみの感度が高い３つの磁気センサを、各軸が互いに直交するようにＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に個々に配置したセンサである。磁気センサは、差動式の場合、移動体の両端部に設けているものの、移動体の一端部のみに設けてもよい。
磁気探査される磁性物体としては、例えば、地中に埋まった戦時中の不発弾や地中構造物などが挙げられる。磁性物体の素材は限定されない。例えば、鉄、ニッケルなどの磁性を有する金属であればよい。磁性物体の形状、大きさも任意である。

磁気探査器性能検査装置とは、磁気探査器の磁気センサの性能を検査する装置である。
ここでいう磁気センサの性能とは、例えば磁気センサの感度などが挙げられる。
移動体とは、非磁性体からなる円筒状の移動体の両端部に磁気センサが配設されたものである。
移動体の素材は、非磁性体であれば限定されない（センサ挿入筒も同じ）。例えば、アルミニウム合金、チタンなどでもよい。
また、円筒状である移動体の直径（外径）は限定されない。例えば５ｃｍ〜１５ｃｍである。移動体の長さも限定されない。例えば０．５ｍ〜２ｍである。
直流型較正用コイルとしては、例えば、直流型のソレノイドコイルを採用することができる。

センサ検査器とは、磁気センサの磁気性能を直接検査する検査部である。センサ検査器は、少なくとも直流型較正用コイルが外周に巻かれたセンサ挿入筒を有したもので、センサ挿入筒の開口を一側面に配置し、例えばこれらがケーシングに収納されている。
ここでいう電流制御器とは、直流電源からの直流電流を制御して直流型較正用コイルに流す電気機器である。
直流電流計とは、電流制御器から直流型較正用コイルに流れる直流電流を計る電流計である。
電流変動回路とは、直流電源からの直流電流を、直流型較正用コイルから発生する磁界が適切に（例えば０．３Ｈｚで）変化するように変動させる電気回路である。

請求項１に記載の考案によれば、移動体のうち、検査される磁気センサが内蔵された端部を、移動体の軸線と軸線とを一致させてセンサ挿入筒に挿入する。この状態で、あらかじめ規定した磁界を有する磁性物体を磁気センサが検出した時の電流と同一値の直流電流を、直流電源から電流制御器を経て直流型較正用コイルに流す。これにより、直流型較正用コイルからその規定した磁界が発生し、それを磁気センサが検出した際、直流型較正用コイルに流された直流電流の値と磁気探査器の管制器により得られた電流値との差が規定の範囲内であれば、その磁気センサの性能（感度）は適正で、範囲外であれば磁気センサの性能は不適正であると評価される。ただし、磁気センサが両コイル型磁気傾度計の場合には、フラックスゲート磁力計の場合のように、電流制御器は、単に直流電源からその規定値の直流電流を直流型較正用コイルに流すのではなく、電流変動回路により直流電流を変動させて流すことになる。
このように、直流電源を使用することにより、磁気探査の現場での電源確保が容易となる。しかも、電流制御器に電流変動回路を設けたため、１台の磁気探査器性能検査装置のみを利用し、フラックスゲート磁力計の磁気センサだけでなく、両コイル型磁気傾度計の磁気センサの両方の性能検査を行うことができる。

特に、請求項２に記載の考案によれば、非磁性材料からなる円筒状の移動体外挿用アダプタを、移動体のうち、検査される磁気センサが内蔵された端部に外挿（装着）し、その後、この移動体外挿用アダプタが装着された移動体の端部を、センサ挿入筒に挿入する。このとき、移動体外挿用アダプタは、その外径が直流型較正用コイルの内径と同一で、かつその内径が移動体の外径と同一である。そのため、移動体の軸線とセンサ挿入筒の軸線との繊細な位置合わせを行わなくても、移動体外挿用アダプタを介して、移動体の端部をセンサ挿入筒に挿入するだけで、互いの軸線が一致する。その結果、外径が異なる移動体であっても、容易に直流較正用コイルの軸線にその軸線を一致させて磁気センサの性能検査を行うことができる。

この考案の実施例１に係る磁気探査器性能検査装置の使用状態を示す全体斜視図である。この考案の実施例１に係る磁気探査器性能検査装置の一部を構成するセンサ検査器の使用状態の拡大縦断面図である。この考案の実施例２に係る磁気探査器性能検査装置の一部を構成するセンサ検査器の使用状態の拡大縦断面図である。

以下、この考案の実施例を具体的に説明する。なお、ここでは地中に埋まった不発弾（磁性物体）を磁気探査する磁気探査器の両端部に内蔵された一対の磁気センサの感度（性能）を検査する磁気探査器性能検査装置を例とする。

図１において、１０はこの考案の実施例１に係る磁気探査器性能検査装置（以下、検査装置）で、この検査装置１０は、一対の磁気センサ１１が両端部に内蔵された円筒状の移動体１２を移動させることで、磁気を帯びた不発弾（磁性物体）を地中探査する磁気探査器１３の性能、すなわち各磁気センサ１１の感度をそれぞれ検査するものである。
以下、これらの構成体を具体的に説明する。
まず、図１を参照して磁気探査器１３を説明する。
磁気探査器１３は、高透磁率磁性コアのＢ−Ｈ特性が入力磁界によりシフトすることを利用したフラックスゲート型磁気センサである一対の磁気センサ１１を内蔵したものである。具体的には、島津製作所製、一軸フラックスゲート型磁気探知機（ＭＢ−１００形）が採用されている。また、これに代えて両コイル型磁気傾度計でもよい。
移動体１２は、チタンからなる外径１０ｃｍの円筒体で、その長さ方向の両端部には、一対の磁気センサ１１が、１ｍの離間距離で内蔵されている。また、移動体１２の元部側の端面には、ＭＢ−１００形の管制器１４から延びた電気接続用のケーブル１５が連結されている。管制器１４には、磁気センサ１１からの検出結果を記録する、株式会社パントス製のＵ−１２３２−６Ｐのペンレコーダ１６が接続されている。

次に、図１および図２を参照して、検査装置１０を具体的に説明する。
この検査装置１０は、移動体１２の磁気センサ１１が内蔵された端部（両端部）が、移動体１２の軸線ａと軸線ｂとを一致させて筒内に抜き差しされる円筒状のセンサ挿入筒１７と、センサ挿入筒１７の外周に、センサ挿入筒１７の軸線に軸線を一致させて配置された直流型較正用コイル１８とを有したセンサ検査器１９と、直流型較正用コイル１８の両端が電気的に接続され、かつ直流型較正用コイル１８に流す直流電流を制御する電流制御器２０と、電流制御器２０のＣＰＵに設けられ、かつ磁気探査器１３が両コイル型磁気傾度計の場合に直流型較正用コイル１８に流す直流電流を変動させる電流変動回路２１と、電流制御器２０に接続される直流電源２２と、電流制御器２０から直流型較正用コイル１８に流される直流電流の大きさを計る直流電流計２５と、互いの軸線ａ，ｂを一致させて移動体１２の端部がセンサ挿入筒１７に挿入された状態を支持する移動体支持台２３とを備えている。

センサ検査器１９は、アルミニウム合金製の矩形ケーシング２４を有し、その長さ方向の一端面に開口１７ａを配置してセンサ挿入筒１７が収納されている。
センサ挿入筒１７は、非磁性体のアルミニウム合金からなる内径約５０ｍｍ、長さ約３００ｍｍの円筒体で、奥側の開口が蓋板１７ｂにより塞がれている。
センサ挿入筒１７の外周には、直流型較正用コイル１８としての直流型ソレノイドコイルが外挿されている。直流型較正用コイル１８は、巻き数１５４回、長さ２００ｍｍ、半径６７．５ｍｍのものである。
直流電源２２としては、電流発生装置またはテスタを採用することができる。
電流制御器２０としては、直流電源２２からの電流の０〜１００％を変更できるものが採用されている。
電流変動回路２１としては、直流型較正用コイル１８に送られる直流電流を直流型較正用コイルから発生する磁界が適切に（例えば０．３Ｈｚで）変化するように変動させるものが使用されている。
直流電流計２５としては、フルスケール３００μＡ、３ｍＡのものが採用されている。
移動体支持台２３はプラスチック製で、その断面半円形の上面が、移動体１２の胴部を水平状態で支持する支持面となる。移動体支持台２３の高さは、その支持時、移動体１２の軸線の高さが、センサ挿入筒１７の軸線の高さと同一となる高さである。移動体支持台２３は、検査対象の移動体１２の外径に応じて、上面の曲率および上面の高さが異なるものに適宜変更される。

次に、この考案の実施例１に係る検査装置１０を用いた磁気探査器１３の各磁気センサ１１の感度検査方法を説明する。
図１および図２に示すように、一軸フラックスゲート型磁気探知機である磁気探査器１３の磁気センサ１１の感度を検査する場合には、まず移動体１２のうち、被検体である一方の磁気センサ１１が内蔵された一端部を、移動体１２の軸線ａとセンサ挿入筒１７の軸線ｂとを一致させ（これにより、直流型較正用コイル１８の軸線ｆも一致）、かつ感度が最大となるように直流型較正用コイル１８の長さ方向の中間点に磁気センサ１１の長さ方向の中間点ｃ、ｄを一致させて、センサ挿入筒１７に挿入する。このとき、移動体１２の胴部を移動体支持台２３により支持する。これにより、移動体１２の軸線ａとセンサ挿入筒１７の軸線ｂとが常時維持される。その後、この状態を保持したまま、乾電池の直流電源２２を電源とし、あらかじめ想定した仮想不発弾の磁界（０．５ｍＧ）を磁気センサ１１が検出したときと同一磁界を直流型較正用コイル１８から発生させるために必要な直流電流６２μＡを、電流制御器２０から直流型較正用コイル１８に流す。これにより、直流型較正用コイル１８から、あらかじめ規定した磁界である０．５ｍＧが発生する。

その直後、この磁界を磁気センサ１１が検出し、それをペンレコーダ１６が磁界グラフとして記録する。このとき、直流型較正用コイル１８に流された直流電流の値（６２μＡ）と、磁気探査器１３の管制器１４により得られた電流値との差が、定格値の±２％であれば、その磁気センサ１１の感度（性能）は適正であると評価される。一方、その電流値との差が定格値の±２％を超えた場合には、磁気センサ１１の感度は不適正であると評価される。このような検査を、仮想不発弾から発生する磁界を０．５ｍＧ、２．０ｍＧ（直流電流値２４８μＡ）、５ｍＧ（直流電流値６２０μＡ），２０ｍＧ（直流電流値２．４８ｍＡ）とレンジを変更しながら、順次、それらの磁界に相当する電流を電流制御器２０から直流型較正用コイル１８に流す。
こうして、一方の磁気センサ１１に対する感度検査が終了した後は、移動体１２の長さ方向の他端部の別の磁気センサ１１に対しても同様の感度検査を行う。

また、磁気センサ１１が両コイル型磁気傾度計の場合には、フラックスゲート磁力計の場合のように、単に電流制御器２０からその規定値の直流電流を直流型較正用コイル１８に流すのではなく、電流変動回路２１により、その直流電流を直流型較正用コイルから発生する磁界が適切に変化のように変動させて流す。
このように、乾電池からなる直流電源２２を使用することで、磁気探査の現場での電源確保が容易となる。しかも、電流制御器２０に電流変動回路２１を設けたため、１台の検査装置１０のみを利用し、フラックスゲート磁力計の磁気センサ１１だけでなく、両コイル型磁気傾度計の磁気センサ１１の両方の性能検査を行うことができる。

次に、図３を参照して、この考案の実施例２に係る磁気探査器性能検査装置を説明する。
図３に示す検査装置１０Ａの特徴は、外径が直流型較正用コイル１８の内径と同一で、かつ内径が移動体１２の外径と同一の厚肉なアルミニウム合金製の円筒状の移動体外挿用アダプタ３０を有した点である。
実施例２の検査装置１０Ａの使用に際しては、移動体外挿用アダプタ３０を、移動体１２の一端部に外挿し、その後、移動体外挿用アダプタ３０が装着された移動体１２の端部を、センサ挿入筒１７に挿入する。このとき、移動体外挿用アダプタ３０は、その外径が直流型較正用コイル１８の内径と同一で、かつその内径が移動体１２の外径と同一である。

これにより、移動体１２の軸線ａとセンサ挿入筒１７の軸線ｂとの細かい位置合わせを行わなくても、移動体外挿用アダプタ３０を介して、移動体１２の端部をセンサ挿入筒１７に挿入するだけで、互いの軸線ａ，ｂが一致する。その結果、実施例１の移動体１２と外径が異なる別の移動体であっても、直流型較正用コイル１８の軸線ｆに移動体１２の軸線ａを容易に一致させて磁気センサ１１の感度検査を行うことができる。
その他の構成、作用および効果は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。

この考案は、両コイル型磁気傾度計またはフラックスゲート型磁力計の磁気探査器の性能を検査する技術として有用である。

１０，１０Ａ磁気探査器性能検査装置、
１１磁気センサ、
１２移動体、
１３磁気探査器、
１７センサ挿入筒、
１８直流型較正用コイル、
１９センサ検査器、
２０電流制御器、
２１電流変動回路、
２２直流電源、
２５直流電流計、
３０移動体外挿用アダプタ、
ａ移動体の軸線、
ｂセンサ挿入筒の軸線。

Claims

端部に磁気センサが内蔵された円筒状の移動体を移動させて磁性物体を探査する磁気探査器の性能検査を行うための磁気探査器性能検査装置であって、
前記磁気探査器は、フラックスゲート磁力計または両コイル型磁気傾度計で、
前記移動体の磁気センサが内蔵された端部が、前記移動体の軸線と軸線を一致させて筒内に抜き差しされる円筒状で非磁性体からなるセンサ挿入筒と、該センサ挿入筒の外周に、該センサ挿入筒の軸線に軸線を一致させた状態で配置された直流型較正用コイルとを有するセンサ検査器と、
前記直流型較正用コイルの両端が電気的に接続され、かつ該直流型較正用コイルに流す直流電流を制御する電流制御器と、
該電流制御器に設けられ、かつ前記磁気探査器が両コイル型磁気傾度計の際に、前記直流型較正用コイルに流す直流電流を変動させる電流変動回路と、
前記電流制御器に接続される直流電源と、
前記電流制御器から前記直流型較正用コイルに流される直流電流の大きさを計る直流電流計とを備えた磁気探査器性能検査装置。
外径が前記直流型較正用コイルの内径と同一で、かつ内径が前記移動体の外径と同一の非磁性材料からなる円筒状の移動体外挿用アダプタを有した請求項１に記載の磁気探査器性能検査装置。