JPH10284323A - 磁気計測値を用いた磁場低減方法 - Google Patents
磁気計測値を用いた磁場低減方法Info
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- JPH10284323A JPH10284323A JP8484397A JP8484397A JPH10284323A JP H10284323 A JPH10284323 A JP H10284323A JP 8484397 A JP8484397 A JP 8484397A JP 8484397 A JP8484397 A JP 8484397A JP H10284323 A JPH10284323 A JP H10284323A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁性体全体から発生する磁場を抑え、磁気双
極子の配置状態等の試行錯誤や検索等を行う必要のない
磁気計測値を用いた磁場低減方法を提供する。 【解決手段】 予め、複数の制御コイル２に電流を流し
た状態で所定の測定位置３で磁場を測定して磁気計測値
とし、磁場発生源１および制御コイル２と測定位置３と
の相互の幾何学的配置に基づき、測定位置３の磁場の計
算値と前記磁気測定値との差が最小となるよう磁場発生
源１の電流または磁気モーメントの値を決定しておき、
目的とする位置４の磁場を低減させる際は、磁場発生源
１および制御コイル２と目的とする位置４との幾何学的
配置に基づき、目的とする位置４の磁場の計算値が最小
となるよう制御コイル２の電流を決定することを特徴と
する磁気計測値を用いた磁場低減方法。
極子の配置状態等の試行錯誤や検索等を行う必要のない
磁気計測値を用いた磁場低減方法を提供する。 【解決手段】 予め、複数の制御コイル２に電流を流し
た状態で所定の測定位置３で磁場を測定して磁気計測値
とし、磁場発生源１および制御コイル２と測定位置３と
の相互の幾何学的配置に基づき、測定位置３の磁場の計
算値と前記磁気測定値との差が最小となるよう磁場発生
源１の電流または磁気モーメントの値を決定しておき、
目的とする位置４の磁場を低減させる際は、磁場発生源
１および制御コイル２と目的とする位置４との幾何学的
配置に基づき、目的とする位置４の磁場の計算値が最小
となるよう制御コイル２の電流を決定することを特徴と
する磁気計測値を用いた磁場低減方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、所定の測定位置
で測定した磁気計測値を用いて、目的とする位置の磁場
を低減させるための磁気計測値を用いた磁場低減方法に
関する。
で測定した磁気計測値を用いて、目的とする位置の磁場
を低減させるための磁気計測値を用いた磁場低減方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６１−４１８９９号公報には、磁
性材料製のエンジンの消磁装置が提案されている。これ
は、鋼材等の磁性材料でできたエンジンの上下に、電磁
石を垂直に配し、エンジンに生じる磁界の垂直成分を打
ち消している。
性材料製のエンジンの消磁装置が提案されている。これ
は、鋼材等の磁性材料でできたエンジンの上下に、電磁
石を垂直に配し、エンジンに生じる磁界の垂直成分を打
ち消している。
【０００３】特開平２−１０９７９５号公報には、艦船
に設けられたコイルに通電することにより、艦船の航行
中の方位、緯度、および艦船の動揺に応じた最適消磁を
行うことを目的としている。具体的には、艦船による磁
界を、複数の点磁気双極子として求め、これらの点磁気
双極子を艦船の方位、緯度、および動揺に応じて修正す
る。この修正は、点磁気双極子の配置状態を、海底に設
置した磁気検出器の測定値との標準偏差が最小となるよ
う、試行錯誤により変更しつつ行う。
に設けられたコイルに通電することにより、艦船の航行
中の方位、緯度、および艦船の動揺に応じた最適消磁を
行うことを目的としている。具体的には、艦船による磁
界を、複数の点磁気双極子として求め、これらの点磁気
双極子を艦船の方位、緯度、および動揺に応じて修正す
る。この修正は、点磁気双極子の配置状態を、海底に設
置した磁気検出器の測定値との標準偏差が最小となるよ
う、試行錯誤により変更しつつ行う。
【０００４】これらの修正した点磁気双極子による磁界
に対して、コイルの最適なアンペアターンを求め記憶手
段に記憶しておく。同様にして種々の方位、緯度、およ
び動揺に対する最適アンペアターンを求め記憶手段に記
憶しておくことにより、航行中は方位、緯度、および動
揺角を測定して、コイルの最適アンペアターンを記憶手
段から読み出して、コイルに通電制御する。
に対して、コイルの最適なアンペアターンを求め記憶手
段に記憶しておく。同様にして種々の方位、緯度、およ
び動揺に対する最適アンペアターンを求め記憶手段に記
憶しておくことにより、航行中は方位、緯度、および動
揺角を測定して、コイルの最適アンペアターンを記憶手
段から読み出して、コイルに通電制御する。
【０００５】特開平３−２８４４９９号公報には、艦船
の遠方に設置した複数の磁気検出器について、上記と同
様にコイルの最適アンペアターンを求める方法が提案さ
れている。
の遠方に設置した複数の磁気検出器について、上記と同
様にコイルの最適アンペアターンを求める方法が提案さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−４１８９
９号公報記載の技術は、局部的に磁場を抑えはするもの
の、船全体から生じる磁場を抑えることはできない。
９号公報記載の技術は、局部的に磁場を抑えはするもの
の、船全体から生じる磁場を抑えることはできない。
【０００７】特開平２−１０９７９５号公報記載の技術
は、艦船の方位、緯度、および動揺の種々の場合につい
て、点磁気双極子の配置状態を、試行錯誤により決定す
る必要がある。さらに、これら種々の場合について、各
々のコイルの最適アンペアターンを記憶手段に記憶して
おく必要がある。航行の際は、これらの多数のデータを
検索して、記憶手段から読み出す必要があり、検索時間
等がかかるという問題がある。
は、艦船の方位、緯度、および動揺の種々の場合につい
て、点磁気双極子の配置状態を、試行錯誤により決定す
る必要がある。さらに、これら種々の場合について、各
々のコイルの最適アンペアターンを記憶手段に記憶して
おく必要がある。航行の際は、これらの多数のデータを
検索して、記憶手段から読み出す必要があり、検索時間
等がかかるという問題がある。
【０００８】特開平３−２８４４９９号公報記載の技術
は、艦船の遠方に設置した複数の磁気検出器に対して、
艦船の方位、緯度、および動揺の種々の組み合わせにつ
いて、上記の特開平２−１０９７９５号公報記載の技術
と同様、点磁気双極子の配置状態を試行錯誤により決定
しており、同様の問題点がある。
は、艦船の遠方に設置した複数の磁気検出器に対して、
艦船の方位、緯度、および動揺の種々の組み合わせにつ
いて、上記の特開平２−１０９７９５号公報記載の技術
と同様、点磁気双極子の配置状態を試行錯誤により決定
しており、同様の問題点がある。
【０００９】この発明は、上記の問題を解決し、船等の
磁性体全体から発生する磁場を抑え、磁気双極子の配置
状態等の試行錯誤による決定や検索等を行う必要のない
磁気計測値を用いた磁場低減方法を提供する。
磁性体全体から発生する磁場を抑え、磁気双極子の配置
状態等の試行錯誤による決定や検索等を行う必要のない
磁気計測値を用いた磁場低減方法を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、複数の磁場
発生源により目的とする位置に発生する磁場を、複数の
制御コイルの電流を制御して低減させる磁場低減方法に
おいて、予め、複数の制御コイルに電流を流した状態で
所定の測定位置で磁場を測定して磁気計測値とし、磁場
発生源および前記制御コイルと前記測定位置との相互の
幾何学的配置に基づき、前記測定位置の磁場の計算値と
前記磁気測定値との差が最小となるよう前記磁場発生源
の電流または磁気モーメントの値を決定しておき、目的
とする位置の磁場を低減させる際は、前記磁場発生源お
よび前記制御コイルと前記目的とする位置との幾何学的
配置に基づき、前記目的とする位置の磁場の計算値が最
小となるよう前記制御コイルの電流を決定することを特
徴とする磁気計測値を用いた磁場低減方法である。
発生源により目的とする位置に発生する磁場を、複数の
制御コイルの電流を制御して低減させる磁場低減方法に
おいて、予め、複数の制御コイルに電流を流した状態で
所定の測定位置で磁場を測定して磁気計測値とし、磁場
発生源および前記制御コイルと前記測定位置との相互の
幾何学的配置に基づき、前記測定位置の磁場の計算値と
前記磁気測定値との差が最小となるよう前記磁場発生源
の電流または磁気モーメントの値を決定しておき、目的
とする位置の磁場を低減させる際は、前記磁場発生源お
よび前記制御コイルと前記目的とする位置との幾何学的
配置に基づき、前記目的とする位置の磁場の計算値が最
小となるよう前記制御コイルの電流を決定することを特
徴とする磁気計測値を用いた磁場低減方法である。
【００１１】まず、磁場発生源により発生する磁場につ
いて説明する。ケーブル等の電流が流れている線素ΔＬ
（ベクトル）により、位置ベクトルｒの位置に発生する
磁場ΔＨは、ビオ・サバールの法則により次のように表
される。
いて説明する。ケーブル等の電流が流れている線素ΔＬ
（ベクトル）により、位置ベクトルｒの位置に発生する
磁場ΔＨは、ビオ・サバールの法則により次のように表
される。
【００１２】 ΔＨ＝α〔ΔＬ×ｒ〕／｜ｒ｜3 （１） ここで、αは電磁気的強さ（この場合電流）、〔ΔＬ×
ｒ〕はΔＬとｒの外積、｜ｒ｜は位置ベクトルｒの大き
さを表す。
ｒ〕はΔＬとｒの外積、｜ｒ｜は位置ベクトルｒの大き
さを表す。
【００１３】これより、個々の線素ΔＬi による磁場Δ
Ｈi は、次のように表される。 ΔＨi＝αi〔ΔＬi×ｒi〕／｜ｒi｜3 （１’） ところで、実際に磁場として測定される量は磁束密度で
あり、これは空気中では磁場と同一方向でかつ大きさが
比例する量である（Ｂ＝μ0 Ｈ）。そこで、磁場ΔＨi
を磁束密度Ｂi で表すと Ｂi＝αiμ0〔ΔＬi×ｒi〕／｜ｒi｜3 （１''） となる。ここでμ0 は真空中（空気中も実質的に同じ）
の透磁率である。さらに、右辺のαi 以外の部分をｂi
と表すと、Ｂi＝αiｂi となり、 ｂi＝μ0〔ΔＬi×ｒi〕／｜ｒi｜3 （２） と表される。このｂiは線素ΔＬi と位置ベクトルｒi
のみに依存する係数であり、幾何学的配置を表す係数で
ある。なお、ｂi はベクトルであり、その成分は（ｂix
,ｂiy ,ｂiz）で表される。
Ｈi は、次のように表される。 ΔＨi＝αi〔ΔＬi×ｒi〕／｜ｒi｜3 （１’） ところで、実際に磁場として測定される量は磁束密度で
あり、これは空気中では磁場と同一方向でかつ大きさが
比例する量である（Ｂ＝μ0 Ｈ）。そこで、磁場ΔＨi
を磁束密度Ｂi で表すと Ｂi＝αiμ0〔ΔＬi×ｒi〕／｜ｒi｜3 （１''） となる。ここでμ0 は真空中（空気中も実質的に同じ）
の透磁率である。さらに、右辺のαi 以外の部分をｂi
と表すと、Ｂi＝αiｂi となり、 ｂi＝μ0〔ΔＬi×ｒi〕／｜ｒi｜3 （２） と表される。このｂiは線素ΔＬi と位置ベクトルｒi
のみに依存する係数であり、幾何学的配置を表す係数で
ある。なお、ｂi はベクトルであり、その成分は（ｂix
,ｂiy ,ｂiz）で表される。
【００１４】次に、磁気モーメントＭ（ベクトル）によ
り位置ベクトルｒの位置に発生する磁場Ｈ（ベクトル）
は、磁気モーメントＭと磁位の関係、磁位Ｕと磁場Ｈの
関係から次のように求まる。まず、磁気モーメントＭに
より位置ベクトルｒの位置に形成される磁位Ｕは、 Ｕ＝Ｍ・ｒ／（４πμ0｜ｒ｜3） （３） と表される。ここでＭ・ｒはベクトルＭとｒの内積であ
る。磁場は磁位の傾き（Ｈ＝−grad Ｕ）であるから、 Ｈ＝−grad [ Ｍ・ｒ／（４πμ0｜ｒ｜3） ] （４） となる。
り位置ベクトルｒの位置に発生する磁場Ｈ（ベクトル）
は、磁気モーメントＭと磁位の関係、磁位Ｕと磁場Ｈの
関係から次のように求まる。まず、磁気モーメントＭに
より位置ベクトルｒの位置に形成される磁位Ｕは、 Ｕ＝Ｍ・ｒ／（４πμ0｜ｒ｜3） （３） と表される。ここでＭ・ｒはベクトルＭとｒの内積であ
る。磁場は磁位の傾き（Ｈ＝−grad Ｕ）であるから、 Ｈ＝−grad [ Ｍ・ｒ／（４πμ0｜ｒ｜3） ] （４） となる。
【００１５】一般に磁気モーメントは方向が自明ではな
いので、３方向に分けて３つの磁気モーメントとして扱
う。ここで、個々の磁気モーメントをＭi とし、さらに
Ｍiをその磁気的強さαi（スカラー）と方向Ｎi（ベク
トル）の積で表す。
いので、３方向に分けて３つの磁気モーメントとして扱
う。ここで、個々の磁気モーメントをＭi とし、さらに
Ｍiをその磁気的強さαi（スカラー）と方向Ｎi（ベク
トル）の積で表す。
【００１６】Ｍi＝αiＮi すると、式（４）は、 Ｈi＝−αi grad[ Ｎi・ｒi／（４πμ0｜ｒi｜3）] （４’） となる。
【００１７】磁場Ｈi を磁束密度Ｂi で表すと（式
（４’）のμ0 倍）、 Ｂi＝−αi grad [ Ｎi・ｒi／（４π｜ｒi｜3） ] （４''） さらに、右辺のαi 以外の部分をｂi と表すと、Ｂi ＝
αiｂi となり、 ｂi ＝−grad[Ｎi・ｒi／（４π｜ｒi｜3）] （５） と表される。このｂi（ベクトル）は、磁気モーメント
の方向ベクトルＮiと位置ベクトルｒiのみに依存してお
り、幾何学的配置を表す係数である。
（４’）のμ0 倍）、 Ｂi＝−αi grad [ Ｎi・ｒi／（４π｜ｒi｜3） ] （４''） さらに、右辺のαi 以外の部分をｂi と表すと、Ｂi ＝
αiｂi となり、 ｂi ＝−grad[Ｎi・ｒi／（４π｜ｒi｜3）] （５） と表される。このｂi（ベクトル）は、磁気モーメント
の方向ベクトルＮiと位置ベクトルｒiのみに依存してお
り、幾何学的配置を表す係数である。
【００１８】これらの式を用いて、磁場発生源であるケ
ーブル（線素）と磁気モーメントの電磁気的強さα
i（電流または磁気モーメント）を求める。
ーブル（線素）と磁気モーメントの電磁気的強さα
i（電流または磁気モーメント）を求める。
【００１９】まず、式（２）（５）を用いて、上記の磁
場発生源と測定位置Ｐ1 、Ｐ2 との幾何学的配置を表す
係数ｂ1i、ｂ2iを算出する。ここで、測定位置の数に制
限はないが、例えば２点として説明する。測定位置
Ｐ1 、Ｐ2 に発生する磁場（磁束密度で表す、以下同
じ）は、それぞれαiｂ1i、αiｂ2iとなる。これらの値
αiｂ1i、αiｂ2iの総和Σαiｂ1i、Σαiｂ2iが、測定
位置Ｐ1 、Ｐ2 における磁場（磁束密度）となる。
場発生源と測定位置Ｐ1 、Ｐ2 との幾何学的配置を表す
係数ｂ1i、ｂ2iを算出する。ここで、測定位置の数に制
限はないが、例えば２点として説明する。測定位置
Ｐ1 、Ｐ2 に発生する磁場（磁束密度で表す、以下同
じ）は、それぞれαiｂ1i、αiｂ2iとなる。これらの値
αiｂ1i、αiｂ2iの総和Σαiｂ1i、Σαiｂ2iが、測定
位置Ｐ1 、Ｐ2 における磁場（磁束密度）となる。
【００２０】次に、複数の制御コイルに種々の組合せの
電流αi (k) ( 添字(k)は組合せを表す）を流した状態
で、測定位置Ｐ1 、Ｐ2 に発生する磁場（磁束密度）を
測定する。この場合の位置Ｐ1 における磁場の計算値
は、磁場発生源による磁場と制御コイルによる磁場との
和であり、 Σαiｂ1i＋Σαj (k)ｂ1j となる。なお、ｂ1jは制御コイルと測定位置Ｐ1 との幾
何学的配置を表す係数であり、式（２）により計算でき
る。具体的には、制御コイルの線素をΔＬj 、制御コイ
ルの線素（中心）から測定位置Ｐ1 への位置ベクトルを
ｒ1jとすると、次のように表される。
電流αi (k) ( 添字(k)は組合せを表す）を流した状態
で、測定位置Ｐ1 、Ｐ2 に発生する磁場（磁束密度）を
測定する。この場合の位置Ｐ1 における磁場の計算値
は、磁場発生源による磁場と制御コイルによる磁場との
和であり、 Σαiｂ1i＋Σαj (k)ｂ1j となる。なお、ｂ1jは制御コイルと測定位置Ｐ1 との幾
何学的配置を表す係数であり、式（２）により計算でき
る。具体的には、制御コイルの線素をΔＬj 、制御コイ
ルの線素（中心）から測定位置Ｐ1 への位置ベクトルを
ｒ1jとすると、次のように表される。
【００２１】 ｂ1j＝μ0〔ΔＬj×ｒ1j〕／｜ｒ1j｜3 （２’） 位置Ｐ2 における磁場の計算値についても同様である。
【００２２】これらの位置Ｐ1 、Ｐ2 における磁場の計
算値が、測定値に最もよく合うように電磁気的強さαi
を決定する。具体的には、計算値と測定値の差を最小と
する条件から（例えば最小２乗法等）、個々の電磁気的
強さαi を決定することができる。
算値が、測定値に最もよく合うように電磁気的強さαi
を決定する。具体的には、計算値と測定値の差を最小と
する条件から（例えば最小２乗法等）、個々の電磁気的
強さαi を決定することができる。
【００２３】次に、目的とする位置（目的位置）の磁場
を最小にするための、制御用コイルの電流を決定する方
法について説明する。まず、式（２）（５）を用いて、
上記の磁場発生源および制御用コイルと、目的位置Ｐ3
との幾何学的配置を表す係数ｂ3iを算出する。磁場発生
源および制御用コイルにより目的位置Ｐ3 に発生する磁
場は、αiｂ3iとなる。
を最小にするための、制御用コイルの電流を決定する方
法について説明する。まず、式（２）（５）を用いて、
上記の磁場発生源および制御用コイルと、目的位置Ｐ3
との幾何学的配置を表す係数ｂ3iを算出する。磁場発生
源および制御用コイルにより目的位置Ｐ3 に発生する磁
場は、αiｂ3iとなる。
【００２４】次に、これらの各磁場発生源により目的位
置Ｐ3 に発生する磁場の和を、最小とするように制御用
コイルに流す電流αi の値を決定する。具体的には、目
的位置Ｐ3 に発生する磁場の和を最小とする条件から、
個々の制御用コイルに流す電流αi を決定することがで
きる。
置Ｐ3 に発生する磁場の和を、最小とするように制御用
コイルに流す電流αi の値を決定する。具体的には、目
的位置Ｐ3 に発生する磁場の和を最小とする条件から、
個々の制御用コイルに流す電流αi を決定することがで
きる。
【００２５】以上のようにこの発明では、磁場発生源と
測定位置との幾何学的配置から幾何学的配置を表す係数
を算出している。この幾何学的配置を表す係数を用いる
ことにより、磁場発生源の電磁気的強さを代数演算によ
り求めることができる。従って、試行錯誤等の繰り返し
演算をする必要がない。また、磁場発生源の電磁気的強
さを求めてあるので、任意の位置の磁場を最小とするた
めに制御コイルに流すべき電流も、やはり代数演算によ
り求めることができる。
測定位置との幾何学的配置から幾何学的配置を表す係数
を算出している。この幾何学的配置を表す係数を用いる
ことにより、磁場発生源の電磁気的強さを代数演算によ
り求めることができる。従って、試行錯誤等の繰り返し
演算をする必要がない。また、磁場発生源の電磁気的強
さを求めてあるので、任意の位置の磁場を最小とするた
めに制御コイルに流すべき電流も、やはり代数演算によ
り求めることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】まず、ケーブル等の線素ΔＬと位
置ベクトルｒの位置に発生する磁場について、前述の式
（２）で表される幾何学的配置を表す係数ｂi の具体的
な形を示す。個々のベクトルΔＬi とｒi の成分を、 ΔＬi ＝（Ｘi, Ｙi, Ｚi ） ｒi ＝（ｘi，ｙi，ｚi ） とする。式（２）より、ｂi は次のように表される。 ｂi ＝μ0〔ΔＬi ×ｒi 〕／｜ｒi｜3 ＝μ0（Ｙｚ−Ｚｙ，Ｚｘ−Ｘｚ，Ｘｙ−Ｙｘ）／｜ｒi｜3 （２'') ここでは表記の簡潔化のため、ΔＬi とｒi の各成分の
添字i を省略して表した。
置ベクトルｒの位置に発生する磁場について、前述の式
（２）で表される幾何学的配置を表す係数ｂi の具体的
な形を示す。個々のベクトルΔＬi とｒi の成分を、 ΔＬi ＝（Ｘi, Ｙi, Ｚi ） ｒi ＝（ｘi，ｙi，ｚi ） とする。式（２）より、ｂi は次のように表される。 ｂi ＝μ0〔ΔＬi ×ｒi 〕／｜ｒi｜3 ＝μ0（Ｙｚ−Ｚｙ，Ｚｘ−Ｘｚ，Ｘｙ−Ｙｘ）／｜ｒi｜3 （２'') ここでは表記の簡潔化のため、ΔＬi とｒi の各成分の
添字i を省略して表した。
【００２７】磁気モーメント（その方向ベクトルＮi ）
により位置ベクトルｒi の位置に発生する磁場につい
て、前述の式（５）で表される幾何学的配置を表す係数
ｂi の具体的な形を示す。個々の磁気モーメントの方向
ベクトルＮi の成分を、 Ｎi ＝（Ｎix, Ｎiy，Ｎiz） ｒi ＝（ｘi，ｙi，ｚi ） とすると、式（５）よりｂi は次のように表される。 ｂi ＝−grad [（Ｎixｘ＋Ｎiyｙ＋Ｎizｚ）／（４π｜ｒi｜3）] ＝−(1/4π）grad（Ｎixｘi＋Ｎiyｙi＋Ｎizｚi）／｜ｒi｜3 （５’）
により位置ベクトルｒi の位置に発生する磁場につい
て、前述の式（５）で表される幾何学的配置を表す係数
ｂi の具体的な形を示す。個々の磁気モーメントの方向
ベクトルＮi の成分を、 Ｎi ＝（Ｎix, Ｎiy，Ｎiz） ｒi ＝（ｘi，ｙi，ｚi ） とすると、式（５）よりｂi は次のように表される。 ｂi ＝−grad [（Ｎixｘ＋Ｎiyｙ＋Ｎizｚ）／（４π｜ｒi｜3）] ＝−(1/4π）grad（Ｎixｘi＋Ｎiyｙi＋Ｎizｚi）／｜ｒi｜3 （５’）
【００２８】磁気モーメントの方向ベクトルＮi とし
て、ｘ，ｙ，ｚ方向に平行な単位ベクトルをとれば、例
えばｘ方向の場合はＮi ＝（１，０，０）であり、ｂi
は次のようになる。 ｂi ＝−(1/4π）grad（ｘi／｜ｒi｜3） ＝−(1/4π)(∂／∂ｘ，∂／∂ｘ，∂／∂ｘ）（ｘi／｜ｒi｜3） （６） これより、幾何学的配置を表す係数ｂi の具体的な形
は、 ｂi ＝1/(4π｜ｒi｜5 ）（３ｘ2−｜ｒi｜2，３ｘｙ，３ｚｘ） （６’） と表される。ここでは表記の簡潔化のため、ｒi の各成
分の添字ｉを省略して表した（以下、同様）。
て、ｘ，ｙ，ｚ方向に平行な単位ベクトルをとれば、例
えばｘ方向の場合はＮi ＝（１，０，０）であり、ｂi
は次のようになる。 ｂi ＝−(1/4π）grad（ｘi／｜ｒi｜3） ＝−(1/4π)(∂／∂ｘ，∂／∂ｘ，∂／∂ｘ）（ｘi／｜ｒi｜3） （６） これより、幾何学的配置を表す係数ｂi の具体的な形
は、 ｂi ＝1/(4π｜ｒi｜5 ）（３ｘ2−｜ｒi｜2，３ｘｙ，３ｚｘ） （６’） と表される。ここでは表記の簡潔化のため、ｒi の各成
分の添字ｉを省略して表した（以下、同様）。
【００２９】同様に、磁気モーメントの方向ベクトルＮ
i がｙ方向に平行な場合は、Ｎi ＝（０，１，０）であ
り、ｂi は次のように表される。 ｂi ＝1/(4π｜ｒ｜5）（３ｘｙ，３ｙ2−｜ｒi｜2，３ｙｚ） （６''） 同様に、ｚ方向に平行な場合はＮi ＝（０，０，１）で
あり、ｂi は次のようになる。 ｂi ＝1/(4π｜ｒi｜5）（３ｚｘ，３ｙｚ，３ｚ2−｜ｒi｜2） （６''' ）
i がｙ方向に平行な場合は、Ｎi ＝（０，１，０）であ
り、ｂi は次のように表される。 ｂi ＝1/(4π｜ｒ｜5）（３ｘｙ，３ｙ2−｜ｒi｜2，３ｙｚ） （６''） 同様に、ｚ方向に平行な場合はＮi ＝（０，０，１）で
あり、ｂi は次のようになる。 ｂi ＝1/(4π｜ｒi｜5）（３ｚｘ，３ｙｚ，３ｚ2−｜ｒi｜2） （６''' ）
【００３０】その他、磁気モーメントの方向ベクトルＮ
i の方向を、極座標系に平行にとってもよいことは言う
までもない。
i の方向を、極座標系に平行にとってもよいことは言う
までもない。
【００３１】得られた幾何学的配置を表す係数ｂi を用
いて、電磁気的強さを求める。その具体的な決定方法に
ついて説明する。ケーブルは線素ΔＬi として M本、磁
気モーメントはＮ個とするが、前述のように３方向に分
けるので 3N 個となる。電磁気的強さαi と幾何学的配
置を表す係数ｂi の添字ｉは、ｉ＝ 1〜M がケーブル
（線素）を、同ｉ＝ M+1〜M+3Nが磁気モーメント（方向
別に 3N 個）を表す。制御コイルに流す電流をα
i (k) (k=1〜n)、測定位置Ｐ1,Ｐ2 における磁束密度の
測定値を、Ｂ1 (k),Ｂ2 (k)（ベクトル）とする。
いて、電磁気的強さを求める。その具体的な決定方法に
ついて説明する。ケーブルは線素ΔＬi として M本、磁
気モーメントはＮ個とするが、前述のように３方向に分
けるので 3N 個となる。電磁気的強さαi と幾何学的配
置を表す係数ｂi の添字ｉは、ｉ＝ 1〜M がケーブル
（線素）を、同ｉ＝ M+1〜M+3Nが磁気モーメント（方向
別に 3N 個）を表す。制御コイルに流す電流をα
i (k) (k=1〜n)、測定位置Ｐ1,Ｐ2 における磁束密度の
測定値を、Ｂ1 (k),Ｂ2 (k)（ベクトル）とする。
【００３２】測定値と計算値の差を最小とするには、最
小２乗法を用いるのが便利であり、上記の測定位置Ｐ1,
Ｐ2 における磁束密度の計算値と測定値の差の２乗和を
Πとすると、次のようになる。 Π＝Σk=1 n 〔 (Σi=1 M+3Nαiｂ1i＋Σi=M+3N+1 M+3N+Lαi (k)ｂ1i−Ｂ1 (k) )2 ＋ (Σi=1 M+3Nαiｂ2i＋Σi=M+3N+1 M+3N+Lαi (k)ｂ2i−Ｂ2 (k) )2〕 （７） ここで、Σk=1 n はｋについての１からｎまでの総和を
示す記号である（以下、同様）。
小２乗法を用いるのが便利であり、上記の測定位置Ｐ1,
Ｐ2 における磁束密度の計算値と測定値の差の２乗和を
Πとすると、次のようになる。 Π＝Σk=1 n 〔 (Σi=1 M+3Nαiｂ1i＋Σi=M+3N+1 M+3N+Lαi (k)ｂ1i−Ｂ1 (k) )2 ＋ (Σi=1 M+3Nαiｂ2i＋Σi=M+3N+1 M+3N+Lαi (k)ｂ2i−Ｂ2 (k) )2〕 （７） ここで、Σk=1 n はｋについての１からｎまでの総和を
示す記号である（以下、同様）。
【００３３】この式（７）が最小となる条件は、最小２
乗法により、 ∂Π／∂αi ＝０， ｉ＝1,2,...,M+3N であり、これを展開すると次のようになる。 ０＝∂Π／∂αi ＝２Σk=1 n 〔 (Σj=1 M+3Nαjｂ1j＋Σj=M+3N+1 M+3N+Lαj (k)ｂ1j−Ｂ1 (k) ) ｂ1i ＋ (Σj=1 M+3Nαjｂ2j＋Σj=M+3N+1 M+3N+Lαj (k)ｂ2j−Ｂ2 (k) ) ｂ2i〕 （８） この式（８）をαj について整理すると、 Σj=1 M+3Nαj（ｂ1jｂ1i＋ｂ2jｂ2i） ＝(1/n)Σk=1 n [ Ｂ1 (k)ｂ1i＋Ｂ2 (k)ｂ2i −Σj=M+3N+1 M+3N+Lαj (k)(ｂ1jｂ1i＋ｂ2jｂ2i)] ,i=1,...,M+3N （９） これらの式（ M+3N 本）を連立方程式として解くと、α
i が得られる。なおここで、ｂ1jｂ1i等はベクトルｂ1j
とｂ1iの内積を表し、ベクトルの成分で表すと次のよう
になる。 ｂ1jｂ1i＝ｂx1jｂx1i ＋ｂy1jｂy1i ＋ｂz1jｂz1i ，ｅｔｃ
乗法により、 ∂Π／∂αi ＝０， ｉ＝1,2,...,M+3N であり、これを展開すると次のようになる。 ０＝∂Π／∂αi ＝２Σk=1 n 〔 (Σj=1 M+3Nαjｂ1j＋Σj=M+3N+1 M+3N+Lαj (k)ｂ1j−Ｂ1 (k) ) ｂ1i ＋ (Σj=1 M+3Nαjｂ2j＋Σj=M+3N+1 M+3N+Lαj (k)ｂ2j−Ｂ2 (k) ) ｂ2i〕 （８） この式（８）をαj について整理すると、 Σj=1 M+3Nαj（ｂ1jｂ1i＋ｂ2jｂ2i） ＝(1/n)Σk=1 n [ Ｂ1 (k)ｂ1i＋Ｂ2 (k)ｂ2i −Σj=M+3N+1 M+3N+Lαj (k)(ｂ1jｂ1i＋ｂ2jｂ2i)] ,i=1,...,M+3N （９） これらの式（ M+3N 本）を連立方程式として解くと、α
i が得られる。なおここで、ｂ1jｂ1i等はベクトルｂ1j
とｂ1iの内積を表し、ベクトルの成分で表すと次のよう
になる。 ｂ1jｂ1i＝ｂx1jｂx1i ＋ｂy1jｂy1i ＋ｂz1jｂz1i ，ｅｔｃ
【００３４】目的とする位置の磁場の低減方法について
は、次のようになる。目的とする位置Ｐ3 の磁場は、α
iｂ3i、αiｂ3iの和であり、この２乗をΠで表す。 Π＝ (Σi=1 M+3Nαiｂ3i＋Σi=M+3N+1 M+3N+Lαiｂ3i)2 （１０） この式（１０）が最小となる条件は、最小２乗法によ
り、 ∂Π／∂αi＝０， ｉ＝M+3N+1,...,M+3N+L であり、左辺を展開すると ∂Π／∂αi＝( Σj=1 M+3Nαjｂ3j＋Σj=M+3N+1 M+3N+Lαjｂ3j )ｂ3i （１１） この式の右辺をαj について整理し、０とおくと、 Σj=M+3N+1 M+3N+Lαjｂ3jｂ3i＝−Σj=1 M+3Nαjｂ3jｂ3i, i=1,...,L （１２） これらの式（ L本）を連立方程式として解くと制御用コ
イルに流すべき電流αiが得られる。なお、ここでｂ3j
ｂ3iはベクトルｂ3jとｂ3iの内積を表し、ベクトルの成
分で表すと次のようになる。 ｂ3jｂ3i＝ｂx3jｂx3i＋ｂy3jｂy3i＋ｂz3jｂz3i
は、次のようになる。目的とする位置Ｐ3 の磁場は、α
iｂ3i、αiｂ3iの和であり、この２乗をΠで表す。 Π＝ (Σi=1 M+3Nαiｂ3i＋Σi=M+3N+1 M+3N+Lαiｂ3i)2 （１０） この式（１０）が最小となる条件は、最小２乗法によ
り、 ∂Π／∂αi＝０， ｉ＝M+3N+1,...,M+3N+L であり、左辺を展開すると ∂Π／∂αi＝( Σj=1 M+3Nαjｂ3j＋Σj=M+3N+1 M+3N+Lαjｂ3j )ｂ3i （１１） この式の右辺をαj について整理し、０とおくと、 Σj=M+3N+1 M+3N+Lαjｂ3jｂ3i＝−Σj=1 M+3Nαjｂ3jｂ3i, i=1,...,L （１２） これらの式（ L本）を連立方程式として解くと制御用コ
イルに流すべき電流αiが得られる。なお、ここでｂ3j
ｂ3iはベクトルｂ3jとｂ3iの内積を表し、ベクトルの成
分で表すと次のようになる。 ｂ3jｂ3i＝ｂx3jｂx3i＋ｂy3jｂy3i＋ｂz3jｂz3i
【００３５】この発明を実際に適用した例について説明
する。図１は、この発明を掃海艇について適用した実施
例を示す模式図である。図中、１は磁場発生源、２は制
御コイル、３は測定位置、４は目的とする位置、５は計
算機をそれぞれ示す。ここでは、磁場発生源１は船体の
各部分であり、目的とする位置４は機雷の存在する位置
である。磁場センサを所定の測定位置３に設けて磁場を
測定し、船体の各部分１の電磁気的強さ（電流、磁気モ
ーメント）を計算機５で演算して求める。その結果を用
いて計算機５で演算することにより、機雷の位置４の磁
場を低減させるために制御コイル２に流す必要がある電
流を決定する。
する。図１は、この発明を掃海艇について適用した実施
例を示す模式図である。図中、１は磁場発生源、２は制
御コイル、３は測定位置、４は目的とする位置、５は計
算機をそれぞれ示す。ここでは、磁場発生源１は船体の
各部分であり、目的とする位置４は機雷の存在する位置
である。磁場センサを所定の測定位置３に設けて磁場を
測定し、船体の各部分１の電磁気的強さ（電流、磁気モ
ーメント）を計算機５で演算して求める。その結果を用
いて計算機５で演算することにより、機雷の位置４の磁
場を低減させるために制御コイル２に流す必要がある電
流を決定する。
【００３６】図２は、この発明を洋上管制システムに対
して適用した実施例を示す模式図である。図中、１ａは
溶接線であり、その他の符号は図１に同じである。ここ
では、磁場発生源１は浮遊構造物の各部分であり、目的
とする位置４はヘリコプター等の飛行している位置であ
る。磁場センサを所定の測定位置３に設けて磁場を測定
し、浮遊構造物１の溶接線１ａ等の磁場発生源の電磁気
的強さを計算機５で演算して求める。その結果を用いて
計算機５で演算することにより、ヘリコプター等の位置
４の磁場を低減させるために制御コイル２に流す必要が
ある電流を決定する。
して適用した実施例を示す模式図である。図中、１ａは
溶接線であり、その他の符号は図１に同じである。ここ
では、磁場発生源１は浮遊構造物の各部分であり、目的
とする位置４はヘリコプター等の飛行している位置であ
る。磁場センサを所定の測定位置３に設けて磁場を測定
し、浮遊構造物１の溶接線１ａ等の磁場発生源の電磁気
的強さを計算機５で演算して求める。その結果を用いて
計算機５で演算することにより、ヘリコプター等の位置
４の磁場を低減させるために制御コイル２に流す必要が
ある電流を決定する。
【００３７】この場合、磁場低減の目的とする位置４
（ヘリコプター等の位置）は刻々と変化するが、この発
明では制御コイル２に流す電流が代数演算で得られるの
で、高速飛行物体に対しても十分に対応可能である。こ
れにより、将来有望視されている洋上管制システムにつ
いて、磁場低減の課題が解決できる。
（ヘリコプター等の位置）は刻々と変化するが、この発
明では制御コイル２に流す電流が代数演算で得られるの
で、高速飛行物体に対しても十分に対応可能である。こ
れにより、将来有望視されている洋上管制システムにつ
いて、磁場低減の課題が解決できる。
【００３８】図３は、この発明を電気製品に対して適用
した実施例を示す模式図である。図中の符号は図１に同
じである。ここでは、磁場発生源１は電気製品内部にあ
り、目的とする位置４は電気製品の外部の任意の位置で
あり、外部への磁場漏洩を防ぐことを目的としている。
磁場センサを所定の測定位置３に設けて磁場を測定し、
磁場発生源１の電磁気的強さを計算機５で演算して求め
る。その結果を用いて計算機５で演算することにより、
電気製品外部４の磁場を低減させるために制御コイル２
（図中の破線）に流す必要がある電流を決定する。
した実施例を示す模式図である。図中の符号は図１に同
じである。ここでは、磁場発生源１は電気製品内部にあ
り、目的とする位置４は電気製品の外部の任意の位置で
あり、外部への磁場漏洩を防ぐことを目的としている。
磁場センサを所定の測定位置３に設けて磁場を測定し、
磁場発生源１の電磁気的強さを計算機５で演算して求め
る。その結果を用いて計算機５で演算することにより、
電気製品外部４の磁場を低減させるために制御コイル２
（図中の破線）に流す必要がある電流を決定する。
【００３９】この実施例における計算機５は、主として
代数演算を行うだけであり、マイクロコンピュータ等で
十分である。従って、設置場所や製造コスト等の捻出
は、比較的容易であり特に問題となることはない。
代数演算を行うだけであり、マイクロコンピュータ等で
十分である。従って、設置場所や製造コスト等の捻出
は、比較的容易であり特に問題となることはない。
【００４０】
【発明の効果】この発明では、磁場発生源および制御コ
イルと測定位置との相互の幾何学的配置に基づき磁場を
計算しているので、磁気双極子の配置状態等の試行錯誤
による決定を行う必要がなく、磁場発生源の大きさを決
定できる。また、磁場低減を目的とする位置と磁場発生
源および制御コイルとの幾何学的配置に基づき、磁場を
計算して制御コイルの電流を決定しているので、多数の
データの検索等を行う必要がなく、船等の磁性体全体か
ら発生する磁場を効率的に抑制することができる。
イルと測定位置との相互の幾何学的配置に基づき磁場を
計算しているので、磁気双極子の配置状態等の試行錯誤
による決定を行う必要がなく、磁場発生源の大きさを決
定できる。また、磁場低減を目的とする位置と磁場発生
源および制御コイルとの幾何学的配置に基づき、磁場を
計算して制御コイルの電流を決定しているので、多数の
データの検索等を行う必要がなく、船等の磁性体全体か
ら発生する磁場を効率的に抑制することができる。
【図１】掃海艇について適用した実施例を示す模式図で
ある。
ある。
【図２】洋上管制システムに対して適用した実施例を示
す模式図である。
す模式図である。
【図３】電気製品に対して適用した実施例を示す模式図
である。
である。
１ 磁場発生源 １ａ 溶接線 ２ 制御コイル ３ 測定位置 ４ 目的とする位置 ５ 計算機
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の磁場発生源により目的とする位置
に発生する磁場を、複数の制御コイルの電流を制御して
低減させる磁場低減方法において、予め、複数の制御コ
イルに電流を流した状態で所定の測定位置で磁場を測定
して磁気計測値とし、磁場発生源および前記制御コイル
と前記測定位置との相互の幾何学的配置に基づき、前記
測定位置の磁場の計算値と前記磁気測定値との差が最小
となるよう前記磁場発生源の電流または磁気モーメント
の値を決定しておき、目的とする位置の磁場を低減させ
る際は、前記磁場発生源および前記制御コイルと前記目
的とする位置との幾何学的配置に基づき、前記目的とす
る位置の磁場の計算値が最小となるよう前記制御コイル
の電流を決定することを特徴とする磁気計測値を用いた
磁場低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8484397A JPH10284323A (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 磁気計測値を用いた磁場低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8484397A JPH10284323A (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 磁気計測値を用いた磁場低減方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284323A true JPH10284323A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13842087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8484397A Withdrawn JPH10284323A (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 磁気計測値を用いた磁場低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10284323A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190056241A1 (en) * | 2017-08-16 | 2019-02-21 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic Field Sensors and Method for Determining Position and Orientation of a Magnet |
-
1997
- 1997-04-03 JP JP8484397A patent/JPH10284323A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190056241A1 (en) * | 2017-08-16 | 2019-02-21 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic Field Sensors and Method for Determining Position and Orientation of a Magnet |
| US10782152B2 (en) * | 2017-08-16 | 2020-09-22 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensors and method for determining position and orientation of a magnet |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |