JP6180617B2 - 対象体探索装置および金属の対象体および/または磁化可能な対象体の位置特定方法 - Google Patents
対象体探索装置および金属の対象体および/または磁化可能な対象体の位置特定方法 Download PDFInfo
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Description
金属の対象体または磁化可能な対象体の位置特定するための対象体探索装置は、送信コイルを用いて電磁場を形成し、受信コイルを用いて当該電磁場が上記対象体によって変化させられていたか否かを検査する。
金属および/または磁性の対象体の位置を特定するためのセンサには、互い誘導結合されている少なくとも2つの送信コイルと、1つの受信コイルとが含まれている。このセンサへの温度の影響を求める本発明の方法において、あらかじめ設定した交流電圧の第1の対を送信コイルに供給し、これらの送信コイルを流れる電流と、受信コイルの第1電圧とをサンプリングし、特にこれらを同時に、すなわち、特にあらかじめ設定した交流電圧の第1の対を加えた際にサンプリングする。引き続いてあらかじめ設定した交流電圧の第2の対を送信コイルに供給し、これらの送信コイルを流れる電流と、受信コイルの第2電圧とをサンプリングし、特にこれらの電流ないし電圧を同時に、すなわち、特にあらかじめ設定した交流電圧の第2の対を加えた際にサンプリングする。つぎに求めた電流および電圧に基づいて、送信コイルと受信コイルとの間の結合係数を求め、この結合係数に基づいて対象体を特定する。対象体を特定するとは、特にこの対象体の姿勢ないし位置を識別することであり、また場合によってはこの対象体の種類を識別することである。
Usec(1)=K1・I1(1)+K2・I2(1) (式1)
Usec(2)=K1・I1(2)+K2・I2(2) (式2)
ただし、
Usec(1)は、第1交流電圧の間の受信コイル(120)の電圧(受信信号)であり、
Usec(2)は、第2交流電圧の間の受信コイル(120)の電圧(受信信号)であり、
I1(1)は、第1交流電圧の間の第1送信コイル110を流れる電流であり、
I2(1)は、第1交流電圧の間の第2送信コイル110を流れる電流であり、
I1(2)は、第2交流電圧の間の第1送信コイル110を流れる電流であり、
I2(2)は、第2交流電圧の間の第2送信コイル110を流れる電流であり、
K1は、第1送信コイル(110)と受信コイル(120)との間の結合係数であり、
K2は、第2送信コイル(110)と受信コイル(120)との間の結合係数である。
K1’=K1(1)−K1(2) (式3)
K2’=K2(1)−K2(2) (式4)
であり、ただし、
K1(1)は、第1の実行の後の、第1送信コイル110と受信コイル120との間の第1結合係数K1であり、
K1(2)は、第2の実行の後の、第1送信コイル110と受信コイル120との間の第1結合係数K1であり、
K2(1)は、第1の実行の後の、第2送信コイル115と受信コイル120との間の第2結合係数K2であり、
K2(2)は、第2の実行の後の、第2送信コイル115と受信コイル120との間の第2結合係数K2である。
Claims (17)
- 金属および/または磁性の対象体(105)の位置を特定する方法(300)であって、
センサ(100)には、互いに誘導結合されている、2つの送信コイル(110,115)と1つの受信コイル(120)とが含まれている、方法(300)において、
前記方法(300)は、少なくとも以下のステップ、すなわち、
・ あらかじめ設定した交流電圧の第1対を前記送信コイル(110,115)に供給し(305,310)、前記送信コイル(110,115)を通る電流(I1(1),I2(1))および前記受信コイル(120)の第1電圧(Usec(1))をサンプリングする(315,320,325)ステップと、
・ あらかじめ設定した交流電圧の第2対を前記送信コイル(110,115)に供給し(330,335)、前記送信コイル(110,115)を通る電流(I1(2),I2(2))および前記受信コイル(120)の第2電圧(Usec(2))をサンプリングする(340,345,350)ステップと、
・ 前記求めた電流(I1(1),I2(1),I1(2),I2(2))および電圧(Usec(1),Usec(2))に基づき、前記送信コイル(110,115)と前記受信コイル(120)との間の結合係数(K1,K2)を求めるステップ(355)と、
・ 前記結合係数(K1,K2)に基づいて前記対象体(105)を特定するステップとを有し、
前記結合係数(K1,K2)が、以前に行った測定の結合係数と異なる場合に前記対象体(105)が特定される、
ことを特徴とする方法(300)。 - 前記送信コイル(110,115)と前記受信コイル(120)との間の前記誘導結合が金属の対象体および/または磁性の対象体(105)によって影響を受けない配置構成と、以前に求めた前記電圧(Usec(1),Usec(2))および前記結合係数(K1,K2)とを関連付ける、
請求項1に記載の方法(300)。 - 前記交流電圧の第1対の電圧は互いにそれぞれ±5°未満位相シフトしており、
前記交流電圧の第2対の電圧は互いにそれぞれ±5°未満位相シフトしている、
請求項1又は2に記載の方法(300)。 - 定数A,B,C1およびC2を選択し、
・ 前記交流電圧の第1対における前記第1送信コイルの電圧が、Aであり、
・ 前記交流電圧の第1対における前記第2送信コイルの電圧が、B+C1であり、
・ 前記交流電圧の第2対における前記第1送信コイルの電圧が、A+C2であり、
・ 前記交流電圧の第2対における前記第2送信コイルの電圧が、Bであり、
・ さらに、
A/B=前記第2送信コイルの結合係数/前記第1送信コイルの結合係数
が成り立ち、C1はAの3〜7%であり、C2はBの3〜7%である、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法(300)。 - 1回目に前記結合係数(K1,K2)を求め、2回目に前記受信コイル(120)の極性を反転した後に前記結合係数(K1,K2)を求め、対毎に互いに減算する(355)、
請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法(300)。 - 前記減算の前に前記1回目および2回目に求めた前記結合係数(K1,K2)にスケーリングを行う、
請求項5に記載の方法(300)。 - 前記送信コイル(110,115)を通る電流(I1(1),I1(2))および前記受信コイル(120)の前記第1電圧(Usec(1))を同時にサンプリングし、前記送信コイル(110,115)を通る電流(I1(1),I1(2))および前記受信コイル(120)の前記第2電圧(Usec(2))を同時にサンプリングする、
請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法(300)。 - コンピュータプログラムが、処理装置(160)上で動作する場合に、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法(300)を実行するためのプログラムコード手段を有する、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項8に記載のコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み出し可能データ担体。
- 金属および/または磁性の対象体(105)の位置を特定するためのセンサ(100)において、
該センサ(100)には、少なくとも以下の要素、すなわち、
・ 互いに誘導結合されている2つの送信コイル(110,115)および受信コイル(120)と、
・ 前記送信コイル(110,115)に交流電圧を供給するための駆動制御装置(125,130,145,150)と、
・ 前記送信コイル(110,115)を流れる電流(I1(1),I2(1),I1(2),I2(2))および前記受信コイル(120)の電圧(Usec(1),Usec(2))を求めるためのサンプリング装置(140)とが含まれており、
処理装置(160)が設けられており、かつ、当該処理装置(160)は、求めた前記電流(I1(1),I2(1),I1(2),I2(2))および前記電圧(Usec(1),Usec(2))に基づいて、前記送信コイル(110,115)と前記受信コイル(120)との間の結合係数(K1,K2)を求めるように構成されており、
前記処理装置(160)はさらに、前記結合係数(K1,K2)に基づいて前記対象体(105)を特定するように構成されており、
前記処理装置(160)は、前記結合係数(K1,K2)が、以前に行った測定の結合係数と異なる場合に前記対象体(105)を特定するように構成されている、
ことを特徴とするセンサ(100)。 - 前記サンプリング装置(140)を用いて、前記電圧(Usec(1),Usec(2))または前記電流(I1(1),I2(1),I1(2),I2(2))のうちの1つを択一的にサンプリングするために、前記サンプリング装置(140)の出力側にアナログ・デジタル変換器(155)が接続されており、前記サンプリング装置(140)の入力側に選択手段(175)が設けられている、
請求項10に記載のセンサ(100)。 - さらに、前記受信コイル(120)の極性を反転させるための選択手段(175)が含まれている、
請求項10または11に記載のセンサ(100)。 - 前記駆動制御装置にはデジタル・アナログ変換器(145,150)が含まれている、
請求項10から12までのいずれか1項に記載のセンサ(100)。 - さらに、あらかじめ定めた電圧を前記受信コイル(120)に供給するための第1基準電圧源(180)が含まれている、
請求項10から13までのいずれか1項に記載のセンサ(100)。 - さらに、あらかじめ定めた電圧を前記送信コイル(110,115)のそれぞれに供給するための第2基準電圧源(185)が含まれている、
請求項10から14までのいずれか1項に記載のセンサ(100)。 - 請求項10から15までのいずれか1項に記載されたセンサを少なくとも1つ有する測定装置。
- 前記測定装置は、媒体に取り囲まれた対象体を検出するための位置特定装置である、
請求項16に記載の測定装置。
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