JPH0580138A

JPH0580138A - 磁性物質検出装置

Info

Publication number: JPH0580138A
Application number: JP3114892A
Authority: JP
Inventors: Thomas Seitz; ザイツトーマス
Original assignee: Landis and Gyr Betriebs AG
Current assignee: Electrowatt Technology Innovation AG
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1993-04-02
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JP3161617B2; DE59109050D1; EP0505619A1; US5276396A; EP0505619B1; ES2120951T3

Abstract

(57)【要約】【目的】磁性物質を磁化する永久磁石と外部磁場に対
する高価で複雑な磁気シールドを必要としない磁性物質
検出装置を提供する。【構成】検出装置には、磁気回路２、３と少なくとも
２つのコイル４、５を有しコア飽和原理に従って動作す
るセンサ１が設けられる。磁性物質は例えば紙幣１１の
磁性インクである。磁気回路は、少なくとも１つのエア
ギャップ２と強磁性コア３から形成される。磁性物質は
エアギャップ２内に位置する。センサ１は磁気回路の実
効相対透磁率μｒ’を測定するセンサである。発電機６
により２つのコイル４、５に時間的に可変の周期的な励
磁電流ｉ［ｔ］が供給される。センサの出力電圧ｕ
［ｔ］は、高調波を検出するバンドパス増幅器９と電圧
計１０のカスケード回路からなる装置８に入力される。
この検出装置は永久磁石も磁気シールドも必要とせず、
静的な測定を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性物質検出装置、更
に詳細には、微量の磁性物質の存在及び／あるいはその
形状を検出する磁性物質検出装置であって、コア飽和原
理に従って動作するセンサを備え、そのセンサが少なく
とも１つのエアギャップを有する磁気回路と少なくとも
２つのコイルとを有する磁性物質検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】微量で存在する磁性物質は好ましくは磁
性インクか、あるいは例えば酸素など常磁性ガスであ
る。第１の場合には、装置を例えば自動紙幣識別装置内
に挿入して、例えば米国、日本あるいはドイツの紙幣に
磁性インクによって記載された文字画像を検出して読み
取ることができる。第２の場合には装置は例えば常磁性
ガスの存在を検出するガス分析器内で使用することがで
きる。この装置はまた、磁性材料から形成され、あるい
はまたその歯と歯間が少なくとも磁性材料で覆われてい
る歯車の回転数を検出するのにも使用することができ
る。

【０００３】ＵＳ―ＰＳ４８６４２３８には、例えば紙
幣上の磁化された磁性インクから発生されるような磁束
の少ない磁場を測定する磁性物質検出装置が記載されて
いる。同公報にはそのために、コア飽和原理に従って作
動する極めて敏感なセンサが設けられており、このセン
サは紙幣の磁化された磁性インクによってもたらされた
１０の―３乗ガウスの大きさの値を有する極めて弱い磁
場を測定する。０．５ガウスの地磁気の強さでも約３乗
大きいので、上述のセンサは課題を達成するためには複
雑で高価な磁気シールドを必要とする。さらに、紙幣を
読取前に強い永久磁石によって磁化しなければならな
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
の装置を改良して、磁性物質を磁化する永久磁石と外部
磁場に対する高価で複雑な磁気シールドを必要とせず、
少なくとも磁性物質の存在を検出する場合には、磁性物
質とセンサ間の相対移動なしに磁性物質の全画像の大部
分、従って例えば紙幣上の文字画像の大部分を検出する
ことができる静的測定を可能にすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
よれば、微量の磁性物質の存在及び／あるいはその形状
を検出する磁性物質検出装置であって、コア飽和原理に
従って動作するセンサを備え、そのセンサが少なくとも
１つのエアギャップを有する磁気回路と少なくとも２つ
のコイルとを有する磁性物質検出装置において、センサ
が、エアギャップ内に磁性物質が配置される磁気回路の
実効相対透磁率を測定するセンサである構成によって解
決される。

【０００６】

【作用】このような構成によれば、磁性物質を磁化する
永久磁石と外部磁場に対する高価で複雑な磁気シールド
を必要とせず、少なくとも磁性物質の存在を検出する場
合には、磁性物質とセンサ間の相対移動なしに磁性物質
の全画像の大部分、従って例えば紙幣上の文字画像の大
部分を検出することができる静的測定が可能になる。そ
れにより不正使用に対する安全性を向上させることがで
きる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に
説明する。

【０００８】なお、図面のすべての図において同一の参
照符号は同一の部分を示すものである。

【０００９】図１に示す装置には少なくとも１つのエア
ギャップ２と強磁性コア３とを有する磁気回路２、３並
びに少なくとも２つのコイル４と５を備えたセンサ１が
設けられる。２つのコイル４と５は互いに誘導的に結合
されており、図面でコア３の下側の同一の側に配置され
ている。発電機６によって２つのコイル４と５のうち第
１のコイル４に周期Ｔを有する少なくとも１つの時間的
に可変の周期的な励磁電流ｉ［ｔ］が直列抵抗７を介し
て供給される。時間的に可変の励磁電流ｉ［ｔ］は好ま
しくは時間ｔの関数で鋸歯状の励磁電流であるが、例え
ばサイン形状の励磁電流であってもよい。飽和度が同一
である場合には、鋸歯状の励磁電流ｉ［ｔ］、従ってコ
ア３の鋸歯状の励磁により損失はサイン形状の励磁電流
ｉ［ｔ］よりも少なくなる。

【００１０】２つのコイル４と５のうち第２のコイル５
は測定コイルであって、その両端はセンサ１の２極の出
力を形成し、駆動中センサには出力電圧ｕ［ｔ］が発生
する。さらに図示の装置には、センサ１の出力電圧ｕ
［ｔ］の高調波の値を検出する装置８が設けられてい
る。センサ１の出力は、例えば図示の順序でバンドパス
増幅器９と電圧計１０のカスケード回路からなる装置８
の入力に導かれている。バンドパス増幅器９は出力電圧
ｕ［ｔ］の周波数スペクトルから関連する高調波を取り
出して増幅する。電圧計１０は交流電圧計であって、例
えばバンドパス増幅器９の出力電圧、すなわちフィルタ
リングされ増幅された高調波の実効値を測定する。

【００１１】図１においては、磁性物質は紙幣１１に印
刷された磁性インクであるものとする。紙幣、従って磁
性インクは検出時少なくともある時間エアギャップ２内
部でコア３の近傍、特にコア３の両コイル４と５とは反
対の側に位置する。図１に示すように、コア３がフラッ
トなコアである場合には、紙幣１１は検出時コア３に対
して約１ｍｍの距離隔てて平行に配置される。

【００１２】センサ１はコア飽和原理に従って動作す
る。この原理は公知であって、特に上述の従来技術に記
載されているので、本発明を理解しやすくするために以
下で簡単に説明する。

【００１３】図２の左上には磁気回路２、３の実効磁束
密度Ｂの理想的な特性曲線Ｂ［Ｈ］が励磁電流ｉ［ｔ］
によって発生される励磁磁場Ｈ［ｔ］の関数で図示され
ている。その場合、強磁性コア３のヒステリシスは無視
でき、飽和外領域の特性曲線は線形であるものと仮定す
る。図２においてＢｓは飽和磁場Ｈｓに対応する飽和磁
束密度を示す。図２の左下には磁気回路２、３を励磁す
る励磁磁場Ｈ［ｔ］が時間ｔの関数で示されている。こ
の磁場Ｈ［ｔ］はコイル４を用いて励磁電流ｉ［ｔ］に
比例して発生される。

【００１４】図２においては、励磁電流ｉ［ｔ］、従っ
て励磁磁場Ｈ［ｔ］は時間ｔの関数で鋸歯状であるもの
と仮定する。鋸歯状の励磁磁場Ｈ［ｔ］の振幅Ｈmaxの
大きさは、強磁性コア３が周期的に飽和するように設定
される。それによって磁気回路２、３内に存在する磁束
密度Ｂ［ｔ］は時間ｔの関数で周期的に台形状のカーブ
を形成し、それが図２の右上に示されている。台形状カ
ーブの傾斜面によりコイル５内を通過する磁束密度が発
生し、周期Ｔの周期的な電圧ｕ［ｔ］が発生する。この
電圧の時間的な波形は順次交替する正と負の矩形の電圧
パルスから形成される。

【００１５】磁束密度Ｂ0に相当する外部磁場Ｈ0の作用
によって、図２に一点鎖線で示す特性曲線が発生する。
出力電圧ｕ［ｔ］の矩形の電圧パルスは時間軸方向に非
対称になり、その値を外部磁場Ｈ0の値の測定に利用す
ることができる。いずれの場合にも周期的な出力電圧ｕ
［ｔ］はフーリエ解析によれば、連続番号１を有する基
本波と２から始まる多数の連番の高調波から形成され
る。基本波と高調波の連続番号は以下においてはｎで示
す。ＵＳーＰＳ４８６４２３８に記載された装置におい
ては、外部磁場Ｈ0は磁化された磁性インクの磁場であ
って、その値を求めるために同公報においては出力電圧
ｕ［ｔ］の第２高調波の値を検出している。

【００１６】フーリエ解析によれば第ｎ高調波の振幅は
次式に等しい。

【００１７】

【数１】

【００１８】但し、μ0は真空の透磁率、μr’は磁気回
路２、３の実効相対透磁率（「見かけ透磁率」）、すな
わち飽和領域外のセンサ特性曲線Ｂ［Ｈ］の傾斜ｔｇα
（図２参照）、ｎ2は測定コイル５の巻数、ｆ1は励磁電
流ｉ［ｔ］の基本波、すなわち出力電圧ｕ［ｔ］の基本
波の周波数、Ｆはコア３の断面積、Ｈmaxは励磁磁場Ｈ
［ｔ］の振幅である。コア３が比較的幅広の２本の主脚
と細長い横脚からなるＨ状の強磁性コア３である場合
（図４参照）には、Ｆは長手軸に対して垂直に延びる横
脚の断面積である。磁気回路２、３の実効相対透磁率μ
r’はよく知らているように１／［Ｎ＋（１／μr）］に
等しい。但し、Ｎはいわゆる減磁率、μrはコア３の強
磁性材料の相対透磁率である。

【００１９】センサ１が磁気回路２、３の飽和磁場Ｈｓ
より大きい振幅Ｈmaxを有する時間的に可変の周期的励
磁磁場Ｈ［ｔ］に配置され、振幅Ｈmaxが磁気回路２、
３の飽和磁場のｎ倍の値に等しい偶数倍の２ｋ・Ｈmax
の振幅を有する場合には、コア３が周期的に飽和される
とともに、式（１）内の第１のサイン係数、従って高調
波の振幅Ｕnは外部磁場Ｈ0が存在するにもかかわらずゼ
ロに等しくなる。但し、係数ｋは任意の整数値である。

【００２０】センサ１の近傍において、すなわちエアギ
ャップ２内に磁性物質、例えば磁性インクが現れると、
センサ１が離調する。というのは磁性物質が近付くと減
磁率Ｎ、従って特性曲線Ｂ［Ｈ］の傾斜も変化する。そ
れによって飽和磁場Ｈｓの値が変わるので、励磁磁場Ｈ
［ｔ］の振幅が所与の値Ｈmaxである場合該当する高調
波の振幅がゼロ値になる条件２ｋ・Ｈmax＝ｎ・Ｈｓが
満たされなくなる。従って再び高調波の全スペクトルが
出現する。その場合、磁性インクの存在によって発生す
るように離調が小さい場合には、高調波の振幅の値Ｕn
はほぼ線形に上昇する。

【００２１】本発明装置の第１の実施例では、装置８に
よって検出される高調波はセンサ１の出力電圧ｕ［ｔ］
の偶数の高調波である。この場合装置の感度を最大にす
るために、励磁磁場Ｈ［ｔ］の他に一定の磁場Ｈ0すな
わち永久磁石の磁場を設けて、該当する偶数の高調波の
振幅Ｕnの値が最大にされる。永久磁石の代わりに、偶
数の高調波を検出する動作時好ましくは時間的に可変の
励磁電流ｉ［ｔ］の他に一定の磁場Ｈ0を発生する直流
電流Ｉ0が第１のコイル４に流される。式（１）内の第
２のサイン係数がほぼ１の値をとる場合に、偶数の高調
波の振幅Ｕnが最大となる。従って偶数の高調波の振幅
の値Ｕnを最大にするためには、一定の磁場Ｈ0のｎ倍の
値は好ましくは励磁磁場Ｈ［ｔ］の振幅Ｈmaxの奇数倍
（整数）、すなわち（２ｋ＋１）・Ｈmaxに等しくなけ
ればならない。

【００２２】サイン関数は最大値近傍では比較的平坦な
カーブとなることが知られているので、センサ１は外部
磁場の変化並びに例えば地磁気など外乱磁場の存在に対
してあまり反応せず、それによってセンサ１を磁気シー
ルドなしで形成することができる。このことは、特にセ
ンサ１が磁場を検出するのではなく、高調波の振幅Ｕｎ
を介して磁気回路２、３の実効相対透磁率μr’を検出
するとによって可能になる。

【００２３】例えば著しい減衰、大きな渦電流損失など
高周波数の問題及び／あるいは高周波損失を避けるため
に、検出される高調波は好ましくは比較的低周波の高調
波であって、偶数の高調波の場合には好ましくはセンサ
１の出力電圧ｕ［ｔ］の第４高調波である。

【００２４】第４高調波の振幅は、次式に等しい。

【００２５】

【数２】

【００２６】第４高調波を検出するために、励磁磁場Ｈ
［ｔ］の振幅Ｈmaxは好ましくは磁気回路２、３の飽和
磁場Ｈsの２倍の大きさにされる。すなわちＨmax＝２・
Ｈsに設定された場合には（２）式の第１のサイン係数
はゼロに等しい。この場合、一定の磁場Ｈ0は好ましく
はＨmax／４の値を有する。すなわち時間的に可変の周
期的な励磁磁場Ｈ［ｔ］の振幅Ｈmaxの４分の１に等し
い。

【００２７】本発明装置の第２の実施例では、装置８に
よって検出される高調波はセンサ１の出力電圧ｕ［ｔ］
の奇数の高調波である。偶数の高調波を検出する場合と
同一の理由から、この場合にも検出に用いられる高調波
は好ましくは比較的低周波の高調波であって、奇数の高
調波の場合には好ましくはセンサ１の出力電圧ｕ［ｔ］
の第３高調波である。

【００２８】第３高調波の振幅は、次式に等しい。

【００２９】

【数３】

【００３０】第３の高調波を検出するために、励磁磁場
Ｈ［ｔ］の振幅Ｈmaxは好ましくは磁気回路２、３の飽
和磁場Ｈsの１倍半の大きさにされる。すなわちＨmax＝
１．５．Ｈsに設定された場合には、（３）式内の第１
のサイン係数はゼロに等しい。従って第３高調波を使用
する場合には第４高調波を使用する場合に比べて、磁性
物質が存在しない場合に高調波振幅をゼロにするために
必要な時間的に可変の周期的な励磁磁場Ｈ［ｔ］の振幅
Ｈmaxをより小さくできるという利点が得られる。

【００３１】奇数高調波の場合に装置の最大感度を得る
ためには、該当する奇数の高調波の振幅Ｕnの値を最大
にするために励磁磁場Ｈ［ｔ］の他に一定の磁場Ｈ0を
形成する必要はない。というのは奇数高調波の場合には
（１）式内の第２のサイン係数は常にコサイン係数であ
るからである（例えば（３）式を参照）。この係数は、
Ｈ0＝０である場合には、常に１に等しい。従ってこの
第２の実施例によれば、一定の磁場Ｈ0が存在しない場
合には、奇数高調波の振幅Ｕnの値が常に最大になると
いう利点が得られる。コサイン関数の最大値近傍におい
てはサイン関数と同様に外部磁場に対して反応しない。

【００３２】両実施例において、センサ１はそれぞれ磁
場を測定するセンサではなく、エアギャップ２内に磁性
物質が配置される磁気回路２、３の実効相対透磁率μ
r’を測定するセンサである。

【００３３】第４高調波のピーク値Ｕ4は、ドル紙幣が
センサ１から１ｍｍの距離を有する場合には、１０μｖ
の大きさの値を有する。時間的に可変の周期的な励磁電
流ｉ［ｔ］の周波数は、好ましくは２０〜２００ｋＨｚ
であって、測定コイル５は例えば１００回巻かれてい
る。

【００３４】図３においては、磁性インクは紙幣１１の
裏側に設けられた小さい矩形の形状で概略図示されてい
る。

【００３５】センサ１は好ましくは平坦なプレーナセン
サであって、その好ましい実施例においては図３と４に
示す構造を有する。

【００３６】その場合には２つのコイル４と５は好まし
くはそれぞれ単層コイルであって、第１の絶縁層１３に
よって互いに電気的に絶縁されて担体、例えば基板１２
上の分離された平行な２つの層内に配置されている。基
板は例えばセラミックスあるいは他の任意の絶縁材料か
ら形成される。

【００３７】その場合、２つの単層コイル４と５は好ま
しくは矩形螺旋形状であって、それぞれの層は、２つの
コイル４と５のまっすぐで平行な導体からなる４分の１
の部分が少なくとも一部重なるように配置される。

【００３８】強磁性コア３は薄くて、ほぼ一定の厚みを
有する。強磁性コアは第２の絶縁層１４によって電気的
に絶縁されて、２つの層のうち単層コイル５を有する層
上の平行な第３の層に配置されている。その場合にコア
３は２つのコイル４と５の重なり合う部分の上方に少な
くとも一部が重なるように配置されている。図３と４に
おいてコイル４は、基板１２上の第１の絶縁層１３内に
形成され、測定コイル５は第１の絶縁層上の第２の絶縁
層１４内に形成される。コア３は第２の絶縁層１４上の
第３の層内に形成される。磁気回路２、３のエアギャッ
プ２は、強磁性のコア３の外側でコア３の上方と下方の
平行な面間に設けられた空間によって形成される。

【００３９】図４に示す実施例においては、強磁性コア
３はＨ状の形状を有する。

【００４０】図５に示す実施例では、強磁性のコア３は
矩形の８の形状を有し、その上方と下方の横脚には更に
それぞれエアギャップ１５ないし１６が形成されてい
る。紙幣がエアギャップ１５と１６の近傍を通過する
と、両エアギャップはそれぞれ、紙幣上に設けられた磁
性物質情報のコイルによる読み取り用のエアギャップを
形成する。それに対してエアギャップ２は紙幣上の磁性
物質の存在を検出するために用いられる。

【００４１】コア３のＨ状あるいは８の字状の形状は磁
束を集中させるために用いられる。コア３を中央ででき
るだけ強く絞り、すなわちＨ字あるいは８の字状のコア
３の中央の横脚をできるだけ細くすることにより減磁率
Ｎをできるだけ小さくするようにしている。中央の横脚
の幅は例えば０．５ｍｍであって、その長さは例えば４
ｍｍである。同一の理由から、コア厚ｔをできるだけ小
さくすることも必要である。これは、センサをプレーナ
マイクロ技術で形成する場合に、特に良好に達成され
る。コア３は好ましくはハイブリッド技術ではほぼ０．
０２５ｍｍ、プレーナ技術では０．５μｍの最小コア厚
ｔを有する。強磁性コア３の材料は好ましくは英語圏で
は磁気ガラスと呼ばれる磁性アモルファス材料から形成
される。Ｈ字状のコア３の主脚の幅を例えばそれぞれ５
ｍｍ、その長さを例えばそれぞれ４０〜６０ｍｍとする
と、紙幣の幅の大部分を覆うことができる。従って測定
ヘッドを１つしか使用しない場合でも、それによって紙
幣のほぼ全幅あるいは少なくとも１／４〜１／３の幅を
検出することができる。

【００４２】プレーナセンサの減磁率Ｎは、Ｈ字状ある
いは８の字状のコア３の中央の横脚のコア長さＬに対す
るコア厚ｔの比ｔ／Ｌによってほぼ決められる。従って
減磁率Ｎは紙幣によりコア長さＬかあるいはコア厚ｔの
変化によって変化させることができる。コア３を極端に
薄くすることによって、減磁率Ｎ、従ってセンサ１はコ
ア長さＬの変化よりもコア厚ｔの変化に対してより敏感
に反応させることができる。これはコア３上に紙幣１１
を載置することによって得られる。しかしそのためには
コア３にコイル４を巻き付けてはならない。そうする
と、機能的にコアの長さを変化させたことに相当するか
らである。図３と４に示す単層コイル４はこの条件を満
たす。従って好ましい実施例においては、強磁性コア３
のコア厚ｔを磁性物質によって変化させることができ
る。

【００４３】センサ１は平坦なセンサとして形成されて
いるので、必要とするスペースは非常に小さい。このセ
ンサは実質上「オフセット」なく動作する。すなわちそ
のゼロ電圧が実際にゼロに等しい。ノイズも実際には存
在しない。というのはよく知られているようにほぼ極め
て弱いコア３のバルクハウゼンノイズしか存在しないか
らである。センサ１の出力電圧ｕ［ｔ］は磁性物質とセ
ンサ間の相対速度とは無関係である。従って静的測定が
可能である。

【００４４】８の字状のコア３を使用する場合には、磁
性物質の存在を検出するだけでなくその形状を読み取る
ことも可能である。というのは８の字状のコア３の外側
の２つの横脚によって紙幣の２列を読み取ることができ
るので、紙幣の値を大きな確実性で検出することができ
るからである。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば公知の装置を改良して、磁性物質を磁化する永
久磁石と外部磁場に対する高価で複雑な磁気シールドを
必要とせず、少なくとも磁性物質の存在を検出する場合
に、磁性物質とセンサ間の相対移動なしに磁性物質の全
画像の大部分、従って例えば紙幣上の文字画像の大部分
を検出することができる静的測定を可能にすることがで
きる。それにより不正使用に対する安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の概略的な構成を示す電気回路図で
ある。

【図２】コア飽和原理を特性曲線で示す説明図である。

【図３】センサと紙幣の図４のIII-III線に沿った断面
図である。

【図４】センサを紙幣なしで示す図３のIV-IV線に沿っ
た上面図である。

【図５】他のコアの実施例を示す上面図である。

【符号の説明】

１センサ２エアギャップ３コア４、５コイル６発電機７直列抵抗９バンドパス増幅器１０電圧計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微量の磁性物質の存在及び／あるいはそ
の形状を検出する磁性物質検出装置であって、コア飽和
原理に従って動作するセンサ（１）を備え、そのセンサ
が少なくとも１つのエアギャップ（２）を有する磁気回
路（２、３）と少なくとも２つのコイル（４、５）とを
有する磁性物質検出装置において、センサ（１）が、エアギャップ（２）内に磁性物質が配
置される磁気回路（２、３）の実効相対透磁率（μ
ｒ’）を測定するセンサであることを特徴とする磁性物
質検出装置。
【請求項２】センサ（１）の出力電圧（ｕ［ｔ］）の
高調波の値を検出する装置（８）が設けられ、センサ
（１）が励磁磁場（Ｈ［ｔ］）に配置され、その励磁磁
場の振幅（Ｈmax）が、磁気回路（２、３）の飽和磁場
（Ｈｓ）より大きくかつｎを高調波の連続番号として磁
気回路（２、３）の飽和磁場（Ｈｓ）のｎ倍の値に等し
い偶数倍（２ｋ・Ｈmax）の振幅を有することを特徴と
する請求項１に記載の装置。
【請求項３】高調波が偶数の高調波であることを特徴
とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】偶数の高調波の振幅の値を最大にするた
めに、一定の磁場（Ｈ0）が形成され、この一定の磁場
（Ｈ0）のｎ倍の値が励磁磁場（Ｈ［ｔ］）の振幅（Ｈm
ax）の奇数倍に等しいことを特徴とする請求項３に記載
の装置。
【請求項５】駆動中２つのコイル（４、５）の一方の
コイル（４）に直流電流（Ｉ0）が流され、一定の磁場
（Ｈ0）が形成されることを特徴とする請求項４に記載
の装置。
【請求項６】検出される偶数の高調波がセンサ（１）
の出力電圧（ｕ［ｔ］）の第４高調波であることを特徴
とする請求項４あるいは５に記載の装置。
【請求項７】励磁磁場（Ｈ［ｔ］）の振幅（Ｈmax）
が磁気回路（２、３）の飽和磁場（Ｈｓ）の２倍の大き
さであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】一定の磁場（Ｈ0）が励磁磁場（Ｈ
［ｔ］）の振幅（Ｈmax）の４分の１に等しいことを特
徴とする請求項６あるいは７に記載の装置。
【請求項９】高調波が奇数の高調波であることを特徴
とする請求項２に記載の装置。
【請求項１０】一定の磁場（Ｈ0）が形成されないこ
とを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】検出される奇数の高調波がセンサ
（１）の出力電圧（ｕ［ｔ］）の第３高調波であること
を特徴とする請求項９あるいは１０に記載の装置。
【請求項１２】励磁磁場（Ｈ［ｔ］）の振幅（Ｈma
x）が磁気回路（２、３）の飽和磁場（Ｈｓ）の１倍半
の大きさであることを特徴とする請求項１１に記載の装
置。
【請求項１３】センサが平坦なプレーナセンサである
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記
載の装置。
【請求項１４】磁気回路（２、３）が強磁性コア
（３）を有し、そのコア厚（ｔ）が磁性物質によって変
化させることができることを特徴とする請求項１３に記
載の装置。
【請求項１５】２つのコイル（４、５）がそれぞれ単
層コイルであり、これらの単層コイルが互いに電気的に
絶縁されて担体上に２つの平行な分離層として配置され
ることを特徴とする請求項１３あるいは１４に記載の装
置。
【請求項１６】２つの単層コイルが矩形螺旋状であっ
て、２つの単層コイルのそれぞれの層が、２つの単層コ
イルのまっすぐで平行な導体からなる４分の１部分が少
なくとも一部重なり合うように配置されることを特徴と
する請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】強磁性コア（３）が薄く、ほぼ一定の
厚みを有し、かつ電気的に絶縁されて２つの層のうち単
層コイル（５）を有する層上の平行な第３の層に配置さ
れ、その場合強磁性コア（３）の少なくとも一部が２つ
のコイル（４、５）の重なり合う部分の上方に重なるよ
うに配置され、また磁気回路（２、３）のエアギャップ
（２）が、強磁性コア（３）の外側でコアの上方と下方
の平行な面間に設けられる空間によって形成されること
を特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】強磁性コア（３）がＨ字状の形状を有
することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】強磁性コア（３）が矩形の８の字の形
状を有し、更にその上方と下方の横脚がそれぞれエアギ
ャップ（１５、１６）を有することを特徴とする請求項
１７に記載の装置。