JPH02302011A - 遠方磁界のコイルの最適アンペアターン決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、艦船に布設される複数のコイルに通電して
艦船から発生する磁界（基準磁界）を打消す場合の各コ
イルの最適アンペアターン決定方法、特に艦船から比較
的遠く離れた（船長以上、あるいは約１００ｍ以上）点
における残留磁界を最小にするためのコイルの最適アン
ペアターン決定方法に関する。

（ロ）従来の技術 一般に、艦船には複数個のコイルが配備されいて、これ
らのコイルに電流を通電して磁界を発生させ、磁性体と
しての奄船の磁界を打消し、艦船から外部に発生する磁
界を掻力少な（し、航行中に機雷等に検知されないよう
にしている。各コイルに流す電流は、艦船の持つ磁気に
よって相違するものであるから、各艦船毎に予め各コイ
ルの最適アンペアターンが決定されている。従来コイル
の最適アンペアターンを決定するのに、艦船を例えば港
湾内に係留し、その艦船の真下に船首尾方向に複数個の
磁気検知器を布設し、コイルに通電しない状態で艦船が
発する磁界、つまり基準磁界を測定し、次に各コイルに
個別に単位電流を流して、得られる磁界（コイル効果）
を測定し、後は計算機で基準磁界とコイル効果×初期値
の差、基準磁界とコイル効果×（初期値上ステップ値）
の差を求めて初期値を更新して、上記差値を求める処理
を繰り返し、差値のトータルが最小となるアンペアター
ンのパターンを抽出し、このパターンを最適アンペアタ
ーンと決定している。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記した従来のコイルの最適アンペア−ターンの決定方
法は、艦船の直下の近距離に磁気検知器を配置して、基
準磁界とコイル効果を測定し、得られた基準磁界とコイ
ル効果に基づいて、最適アンペアターンを決定するもの
であり、実際に航行中に決定されたアンペアターンでコ
イルに通電すると、艦船から遠く離れた地点では、必ず
しも十分に消磁がなされず、例えば航行機からの磁気検
知器で航行中の艦船がキャッチされるおそれがあった。

つまり近距＃測定により決定された最適アンペアターン
が遠距離では必ずしも最適ではないという問題があった
。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、艦船から遠距離地点で検知される磁気を小さくし得
る遠方磁界のコイルの最適アンペアターンの決定方法を
提供することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明の遠
方磁界のコイルの最適アンペアターン決定方法は、 （ａ）係留した艦船から遠く離れた距離に、艦船の船首
尾方向に布設された複数個の磁気検知器により、基準磁
界及びコイル効果を測定し、（ｂ）初期値、ステップ値
及び背量磁界を計算機に入力して、各磁気検知器位置の
基準磁界とコイル効果×初期値、及び各コイル毎に基準
磁界とコイル効果×（初期値上ステップ値）の差を算出
し、 （ｃ）前記コイル効果×初期値、コイル効果×（初期値
上ステップ値）の各アンペアターンのパターンの中で前
記差値を最小とするパターンを抽出し、このパターンが
初期値パターンに一致するまで、最小となったパターン
を更新初期値として前記（ｂ）の処理を繰り返し、前記
差値を最小にするパターンが更新初期値に一致すると、
このパターンを仮のコイルの最適アンペアターンと決定
し、 （ｄｌ決定された仮の最適アンペアターンと、この仮の
最適アンペアターンに近いアンペアターンを、それぞれ
時分割でコイルに通電し、各々の残留磁界を求め、 （ｅ）位置測定器により、艦船の位置を測定し、艦船の
位置ずれに対し、数回残留磁界を求め、さらにその測定
値より補間法により、残留磁界の波形を求め、 （ｆ）　仮の最適アンペアターンにおける残留磁界の波
形が仮の最適アンペアターンに近いアンペアターンにお
ける残留磁界波形より小さいとき、仮の最適アンペアタ
ーンを最適アンペアターンと決定し、 （（２）そうでない場合は、仮の最適に近いアンペアタ
ーンのパターンを更新初期して、前記（ｂ）　（ｃ）　
（ｄ）（ｅ）　（ｆ）の処理を繰り返すようにしている
。

このコイルの最適アンペアターン決定方法では、測距儀
等の位置測定器により艦船の位置ずれをデータ取込みに
利用し、また補間法を用いているので、少ない磁気検知
器で、つまり低価格で遠方磁界に関する最適アンペアタ
ーンを決定し得る。

この遠方磁界に関する最適アンペアターンのパターンと
従来の近距離の最適アンペアターンのパターンの両方を
待ち航行し、沿岸や湾内航行をなす時は近距離の最適ア
ンペアターンを、外洋航行には遠距離の最適アンペアタ
ーンを、それぞれ切替えて使用すれば、常に触雷を避け
て、又他からキャッチされずに安全に航行できる。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第２図、第３図に艦船１と磁気検知器の配置関係を示し
ている。艦船１の係留される直下の海底２に５個の磁気
検知器ＤＩｌ、ＤＩ２、・・・、ＤＩ５が艦船１の艦首
尾方向に配列させている。また、艦船１から遠＜ｆｚ（
ｍ：］（約１００ｍ以上）の距離の海底２に磁気検知器
Ｄ＋　、Ｄｚ　、・・・、Ｄ、かやはり船首尾方向に配
列されている。磁気検知器Ｄ１、Ｄｚ、・・・、Ｄ、は
、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸の磁気検知が可能である。

艦船１には、笛４図に示すように３個のコイルＭ、　、
Ｍ２、Ｍ３が巻回されている。もちろんコイルの個数は
説明の便宜上、３個とするものであって、実際には必要
とする適宜の数を配置すればよい。

第５図は、この発明が実施される測定システムの概略ブ
ロック図である。磁気検知器Ｄ１、Ｄｚ、・・・、Ｄ、
よりの検知信号は入力ポート１１を経て、ＣＰＵ１２に
取り込まれ、メモリ１３に検知データとして記憶される
ようになっている。また、磁気検知器Ｄ１１％　［）＋
ｇ、・・・、Ｄｐｓよりの検知信号も入力ポート１４を
経てＣＰＵＩ　２に取り込まれる。

１５は種々の設定値を入力するためのテンキーや基ｉｌ
＃磁界測定あるいはコイル効果測定等の指定を入力する
キー等を持つキー人力部である。

ＣＰＵ１２は近距離用のあるいは遠距離用の基準磁界や
コイル効果測定のための制御、さらに各コイルのアンペ
アターン決定のための基準をなす機能を有し、これらの
機能は予め記憶されるプログラムにしたがい実行される
。機能の詳細については後述する。測距儀１６で測定さ
れる艦船１の位置データも入力ポート１７を経てＣＰＵ
１２に取り込まれる。

なお、磁気検知器ＤＩ％・・・、Ｄ、　、Ｄ、、、・・
・、Ｉ）＋ｓは、上記したように海底に設けられるが、
入力ポート１１．１４．１７、ＣＰＵ１２、メモリ１３
、キー人力部１４は、本体装置１０を構成し、この本体
装置１０と、測距儀１６は、陸上に設置される。

次に、第１図に示すフロー図を参照して、艦船ｌのコイ
ルＭ、、Ｍ、　、Ｍ、の最適アンペアターン決定方法を
説明する。

先ず、艦船１直下の磁界に対する各コイル調定値、つま
り最適アンペアターンを決定する〔ステップＳＴ（以下
ＳＴと略す）１〕。もっとも、この最適アンペアターン
の決定方法は従来方法を使用すればよく、詳細な説明は
省略する。

次に、コイルＭ、　、Ｍ、　、Ｍ、に通電しない状態で
磁気検知器Ｄ１、Ｄｚ、・・・、Ｄ５により遠方におけ
る基準磁界を測定する（Ｓｒ２）。次に、各コイルに順
次単位アンペアターンを通電し、コイル効果を測定する
（Ｓｒ１）。なお、艦船直下の場合、Ｚ軸成分を少なく
すればＸ軸、Ｙ軸成分も小さくなるので、Ｚ軸成分の検
知のみでよいが、遠方の場合、信号が小さく、Ｚ軸成分
を少なくした場合でもＸ軸、Ｙ軸成分も大きくなる場合
があるので、各磁気検知器につき、各々３成分を測定す
る。ここで、測定し々基準磁界をＨ，よ、ＨＶＩ、Ｈ２
１％　”’、ＨＸＳ％　ＨｙＳ％　）ｔｚｓとし、コイ
ル効果をＨｃｘｒ、Ｈｃｖ＋、ＨｃｚＩ、°”、ＨｃＸ
ｓ、Ｈｃｖｓ。

）１　ｃｚｓ　とする。

次に、キー人力部１５より、各コイルのアンペアターン
初期値（Ａｒ１）、ステップ値及び背景磁界を入力する
（Ｓｒ４）。そして、各磁気検知器Ｄ１、Ｄ２、・・・
、Ｄ５の位置における基準磁界とコイル効果×初朋値の
差 Δ　Ｈに＋　　＝　　）ｉ　ＸＩ　　　　ＨＣＸＩ　　
　Ｘ　　Ａ　Ｔ　＋ΔＨｖ＋＝Ｈｙ＋　　Ｈｃｙ＋　ｘ
ＡＴ。

八　Ｈ２，−Ｈ□　＋　　　　　）！ｃｚ＋　　　ＸＡ
Ｔｔを求め（Ｓｒ１）、背景磁界との差ΔビＴ１を求め
る。

Δｕｔ、＝Ｅ’；”、璽Ｕ；”Ｗπ”’；”ＦＵ；（十
ΔＨｘ＋）　　＋（）Ｉｙ÷Δ１１．ｌ　　＋　■２＋
Δ１１□、　′但し、ＨＸ　、ＨＶ　、ト１ｚは背景磁
界同様に、ΔＨＴ　、　、、・・・、ΔＨＴ、、を求め
る（Ｓｒ６）。

次に、コイルＭ、につき、アンペアターンを初期値上ス
テップ値とし、基準磁界とコイル効果×（初期値上ステ
ップ値）の差を求め、同様にトータル磁界ΔＨＴ　ｌ　
２、・・・、ΔＨＴｓｚ及びΔＨＴ、！、・・・、Δ＋
−１Ｔ　、、を求める（Ｓｒ１）。このＳｒ１と同様に
、他のコイルＭ２、Ｍ３についても、それぞれ個別にア
ンペアターンを初期値上ステップ値としてトータル磁界
ΔＨＴ、４、・・・、ΔＨＴ、、、とΔＨＴＩＳ、・・
・、ΔＨＴ　ｓ　ｓ及びΔＨＴ　＋　ｂ、・・・、ΔＨ
Ｔ、６とΔＨＴ、、、・・・、ΔＨＴ　ｓ　７を求める
（Ｓｒ１）。

続いて、ΔＨＴ、、、・・・、ΔＨＴ３．の中から最大
値ΔＨＴ、°を抽出し、同様にして、ΔＨＴ　Ｉ　２、
・・・、ΔＨＴ　Ｓ　２、ΔＨＴ、３、・・・、ΔＨＴ
ｓ、ｌ、ΔＨＴ、４、・・・、ΔＨＴ、、、ΔＨＴ　＋
　ｓ、・・・、ΔＨＴｓｓ、ΔＨＴ１６、・・・、ΔＨ
Ｔ１．、ΔＨＴ、７、・・・、Δ１１Ｔ、７からそれぞ
れ最大値ΔＨＴ２’、ΔＨＴ、’、ΔＨＴ、’、ΔＨＴ
、’　、ΔＨＴ、’　、Δ）ＴＴ、’を抽出する。

これにより、アンペアターンの各パターンの中で最も大
きい磁気検知器出力を抽出している（Ｓｒ１）。

次に、求めた最大値ΔＨＴ　、°、・・・、ΔＨＴ、’
の中で最小値を求める（ＳＴＩＯ）。この最小値の得ら
れたアンペアターンが７組のパターンの中で、トータル
磁界は最も小さいパターンである。したかって、最小値
がΔＨＴ、’であるか否か判別し、つまり最小となるの
が、初期値であるか否か判別□しく５ＴＩＩ）、判定Ｎ
ｏであれば、最小値が得られたパターンのアンペアター
ンを新たな初期値（更新初期値）として（ＳＴ１２）、
Ｓｒ１に戻り、再度ＳＴ５〜５ＴＩＩの処理を実行し、
最小値がΔＨＴ、’　となるまで、つまりトータル磁界
を最小とするアンペアターンが（更新）初期値のパター
ンに一致するまで、ＳＴ５〜５Ｔｌｌの処理を繰り返す
。

初期値における、上記最大値ΔＨＴ、’が、７個の中で
最小値となると、その初期値のアンペアターンを仮の最
適アンペアターンと決定する。そして、他のΔＨＴ２°
、・・・、Δ）！Ｔ、’　の中からΔＨＴ、’に近い値
、つまり次に小さい値ΔＨＴ、゛を求める（ＳＴ１３）
。

続いて・、今度は各コイルＭ＋　、Ｍｚ　、Ｍ３にΔＨ
Ｔ＋’　を得た、アンペアターンのパターンと、ΔＨＴ
、’　を得たアンペアターンのパターンで時分割的に通
電し、それぞれの残留磁界を測定する（ＳＴ１４）。そ
して、測距儀１６により、艦船１の位置を測定し、船の
船首尾方向へのずれに対し、数回に亘り、同様に残留磁
界を測定する（ＳＴ１４〜５Ｔ１６）。これにより、磁
気検知器Ｄ］、・・・、Ｄ５が５個であり、その間の磁
界が測定できないのをカバーし、測定点を等価的に多く
なるようにしている。

さらに、このようにして得られた測定点間の残留磁界を
ラクランジェ補間法により補間し、両アンペアターンの
パターン通電に対する残留磁界波形を求める（ＳＴ１７
）。そして、両者の波形を比較しく５Ｔ１Ｂ）、ΔＨＴ
、’　にかかる残留磁界波形の方が小さい場合には、そ
のアンペアターンのパターンを最適アンペアターンと決
定する（ＳＴ２０）。しかし、ΔＨＴ、“にかかる残留
磁界波形の方がΔＨＴ、’　にかかる波形よりも小さい
場合は、このΔＨＴ、゛の得られたアンペアターンのパ
ターンを更新初期値としくＳｒ１．９）、Ｓｒ１に戻り
もう１度ＳＴ５〜５Ｔ１８の処理を繰り返す。

以上のようにして決定した艦船直下の磁界に対する最適
アンペアターンと遠距離磁界に対する最適アンペアター
ンはいずれも艦船１内のＣＰＵのメモリに記憶しておき
、沿岸、港湾を航行する時は、ｌｌ！！Ｆ］Ｑ直下、磁
界用の最適アンペアターンにしたがい、コイルに通電し
、外洋航海時は、遠距離磁界用の最適アンペアターンに
切替えて、コイルに通電する。

（へ）発明の効果 この発明によれば、遠距離磁界用として最適アンペアタ
ーンを決定するものであるから、艦船から離れた位置で
の磁界も最小にすることができ、より安全な航行を確保
できる。又位置測定器により船の位置ずれを測定し、等
価的に測定点を増やし、さらに補間法を採用しているの
で、少ない磁気検知器数でも精度良く最適アンペアター
ンを決寅することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示し、コイルの最適ア
ンペアターンを決定する方法を示すフロー図、第２図は
、艦船と磁気検知器の配置を説明する側面図、第３図は
、同平面図、第４図は、艦船に巻回されるコイルを示す
図、第５図は、この発明が実施される測定システムの概
略ブロック図である。 １：殉監ＢＬ　　　　Ｍｌ　　・Ｍ２　・Ｍ３　ニコイ
ル、１２：ＣＰＵ、　　　ｔ３：メモリ、 Ｄｌ　・・・・・Ｄ５磁気検知器。 特許出願人　　　　　株式会社島津製作所代理人　　弁
理士　　中　村　茂　信 第１図 第２図 ゛・２ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）艦船に設けられる複数のコイルに通電し、艦船か
   らの遠方における磁界を打消すための、前記コイルの最
   適アンペアターン決定方法であって、（ａ）係留した艦
   船から遠く離れた距離に、艦船の船首尾方向に布設され
   た複数個の磁気検知器により、基準磁界及びコイル効果
   を測定し、 （ｂ）初期値、ステップ値及び背景磁界を計算機に入力
   して、各磁気検知器位置の基準磁界とコイル効果×初期
   値、及び各コイル毎に基準磁界とコイル効果×（初期値
   ±ステップ値）の差を算出し、 （ｃ）前記コイル効果×初期値、コイル効果×（初期値
   ±ステップ値）の各アンペアターンのパターンの中で前
   記差値を最小とするパターンを抽出し、このパターンが
   初期値パターンに一致するまで、最小となったパターン
   を更新初期値として前記（ｂ）の処理を繰り返し、前記
   差値を最小にするパターンが更新初期値に一致すると、
   このパターンを仮のコイルの最適アンペアターンと決定
   し、 （ｄ）決定された仮の最適アンペアターンと、この仮の
   最適アンペアターンに近いアンペアターンを、それぞれ
   時分割でコイルに通電し、各々の残留磁界を求め、 （ｅ）位置測定器により、艦船の位置を測定し、艦船の
   位置ずれに対し、数回残留磁界を求め、さらにその測定
   値より補間法により、残留磁界の波形を求め、 （ｆ）仮の最適アンペアターンにおける残留磁界の波形
   が仮の最適アンペアターンに近いアンペアターンにおけ
   る残留磁界波形より小さいとき、仮の最適アンペアター
   ンを最適アンペアターンと決定し、 （ｇ）そうでない場合は、仮の最適に近いアンペアター
   ンのパターンを更新初期して、前記（ｂ）（ｃ）（ｄ）
   （ｅ）（ｆ）の処理を繰り返す。 ことを特徴とする遠方磁界のコイルの最適アンペアター
   ン決定方法。