JPS58216975A - 金属物体探知装置 - Google Patents

金属物体探知装置

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JPS58216975A
JPS58216975A JP57193538A JP19353882A JPS58216975A JP S58216975 A JPS58216975 A JP S58216975A JP 57193538 A JP57193538 A JP 57193538A JP 19353882 A JP19353882 A JP 19353882A JP S58216975 A JPS58216975 A JP S58216975A
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    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/104—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils

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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】 本発明は少なくとも２個の交差状の発信コイルと、これ
に対応して置かれた同数の受信コイルとを有する金属物
体探知装置に関する。発信コイルはコイル系内に分散１
次磁界を発生し、この磁界は場所によって方向と大きさ
が変化し、１次磁界内を移動する物体内に渦電流を作る
。移動物体により作られた２次磁界は少なくとも１個の
受信コイルに信号を誘導する。本発明はこの信号を増幅
且つ処理する手段も含む。
渦電流に基く金属探知器は２つの主要部分で構成される
。発信コイルは一定領域内に交番磁界を発生する。この
磁界内に導電物体が存在すると物体内に渦電流が誘導さ
れる。この渦電流により生じる磁界は受信コイルにより
検出される。この場合、探知器ゲートを通る物体径路上
の少なくとも１点において被検出物体内に渦電流を発生
する方向を持つ励磁界が存在することが探知のために必
要である。更に受信系が空間内の上記１点においてこの
渦電流を測定できることが必要である。
先ず初めに球形の物体を考える。球体の対称性により内
部に生じる渦電流の大きさは球体に対する励磁界の方向
に依存しない。球体内に循環する渦電流は、励磁界と同
方向且つ対等の大きさで球体の中心に置かれた磁気双極
子として類似の磁界を外部に作り、その規模は球体の性
質に依存する。
この双極子と受信コイルの結合は受信器のいわゆる検出
磁界（すなわち所定の電流を受信器の弦に流すことによ
り擬似磁界が作られる）として考えることができる。受
信コイル内での双極子の応答は上記検出磁界の与えられ
た点における双極子と平行な成分と同等である。従って
点〒における応答Ａｐ　　（〒）は、 Ａｐ　（ｒ）　−Ｂｙ　に）　・Ｂｐ　（ｒ）　　　　
　　　　・・・（１）と同等である。但しＢＴは発信磁
界の磁束、ＢＲは受信器検出磁界の磁束である。
つぎに磁性導電板（例えば長さ・厚さ比が１０以上）を
考える。経験によればこの種の板は長手方向のみに磁化
する。たの場合応答Ａｓ（〒）は、Ａｓ　（ｒ）　＝　
（ＢＴ　（Ｆ）　・ＲＯ）　　（Ｂｉｔ　　（ｒ）　・
Ｒｏ）””２’と同等である。但しＲｏは板と同方向の
単位ベクトルである。
非磁性材の板の場合は様子が異なり、一般に渦電流が長
い側面を循環する時に最大応答が得られる。この場合も
（２）式と同様の関係が当てはまるが、ベクトルｎｏは
板に対して垂直方向となる。
上記の式（１１と（２）から発信系と受信系が信号を作
るために対等に重要であることが判る。
米国特許第３，６９７．９９６号には順次作動する多数
の発信コイルを用いて物体内に分散方向の渦電流を作る
方法が開示されている。この特許は受信系については言
及していない。上記の説明から明らかなように、従来の
探知器に関する米国特許第３゜６９７　、９９６号は装
置の指向特性を本質的に改善するものではない。
フィンランド国特許第４０６４６号には上記の原理を実
現するコイルの構成が開示されている。
それの実用化には移動方向に長いゲートが本質的に必要
である。実用上は小さなコイル系が最も好ましい。更に
上記特許第４０６４６号に記載された方法は主として連
続動作の装置のために考案されたものであり、このよう
な装置では測定期間中、励磁界がオンとなる。その結果
、発信コイルと受信コイルの間の相互インダクタンスが
無くなるように各コイルの形状を設計する必要がある。
米国特許第３，７５８，８４９号に記載された方法は交
差状の２個の発信コイルと受信コイルを用いる。
各発信コイルは同時に高調波電流を流し、交差状に配置
された発信コイルにもかかわらず、唯１個の発信磁界が
作られる。米国特許第３．７５８，８４９号の方法では
、有効な渦電流の方向が移動方向と一致するようにゲー
ト中央部のある幾何学的位置においてゲートを通過する
物体は探知されずに通過することが明白である。更に米
国特許第３．７５８，８４９号は発信および受信コイル
間に結合がないことを前提としており、理想的な形状が
許されない。
本発明の目的は従来技術の欠点を解消し、交番磁界中を
通過する金属物体の位置に無関係にいわゆる死角即ち交
番磁界中を金属物体が通過しても信号を発生する渦電流
を作らない点を生じない着るしく改良された金属物体探
知装置を実現することである。本発明の本質的な特徴は
特許請求の範囲第１項に記載されている。
本発明の大きな利点の１つは、長い物体が通過するゲー
ト内の位置によらずにほぼ一定レベルの信号が得られる
ことである。
次に添付図面を参照しながら本発明を説明する。
第１図において、タイマー１と電力増幅器２によって電
流パルスが発信コイル３に通電される。
発信パルスが終了した直後に、受信コイル４から信号の
サンプルを採取するためにサンプリング増幅器５が作動
する。この時点で励磁界は効力を失い、それにより応答
は外部の金属物体により励起されることになる。パルス
動作する装置により測定中に励磁界がオンでないため、
受信器と発信器の最小の相互結合も必要としない。
第１図の装置において、発信磁界と受信器の検出磁界の
相互調整（即ち最大渦電流誘導の実効測定）がゲート両
側に位置し類似の形状を有するコイルにより行われる。
第１図の場合、鋼板をゲート中を対角弦の方向に移動す
る時、装置はこの物体に対して非常に弱く応答する。他
方、この物体が垂直方向に移動する時、応答が最大に達
する。
第２図は本発明の好適な実施例を示し、この構成では互
に交差して配置された２個の類似のコイル系が組合され
、各コイル系は２個の発信コイル３と２個の受信コイル
４を有する。タイマー１は電力増幅器２を交互に制御し
、各増幅器はパルス技術を用いて２個の発信コイル３を
交互に付勢する。コイル３により作られる発信磁界は分
散した方向を持つ。これにより、コイル系の少なくとも
１点を通過する物体に対し、その位置および形状に無関
係に渦電流が誘起される。タイマー１は発信器３に同期
して２個のサンプリング増幅器５をも制御し、２つの発
信チャンネルで誘起した渦電流がそれぞれ個別の受信チ
ャンネルで測定される。
もし物体に対する応答が事前に定めた警報レベルを越え
ると、装置は警報装置６により警報を出す。
第３図はタイマー１の動作を示すパルス波形図である。
受信器４の検出磁界はどの場所でも、発信器４により受
信器３に誘導する渦電流が測定できるように分散した方
向を有している。例えば鋼板がゲート内の例えば系Ｉが
ほとんど応答しない位置を通過する時、系■は最大に応
答する。その結果第２図の装置の応答は第１図の装置の
応答に比べて物体の位置および形状に対する依存度かは
るかに小さく、且ついわゆる死角が少ない。
上記においては本発明の一実施例だけを説明したが、本
発明は上記長所を達成するために種々の様式、例えば受
信コイル４を発信コイル３より多くの回転数で切換える
ように構成することができる。
第４図によれば、装置の有効な応用として発信コイル３
と受信コイル４は連結板９により合体した保護板７，８
で覆われている。更に各保護板７．８は基台１０上に堅
固に取付けられている。本発明の主要な構成要素である
タイマー１、電力増幅器２，５、および警報装置６は電
子ユニット１１内にまとめられ、このユニットはケーブ
ル１２により装置に接続されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の金属探知装置の例、第２図は本発明によ
る装置の好適な実施例、第３図は本発明に本質的に関連
するタイマーの時間軸上のパルス波形図、第４図は実施
された本発明の好適な実施例を示す。 １・・・・・・タイマー、３・・・・・・発信コイル、
４・旧・・受信コイル、６・・・・・・警報装置。 特許出願人　　　オートランプ　オーワイ０ 特開昭５８−２１６９７５（４）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　個別の発信コイル系（３）と受信コイル系（
    ４）とを有し、該発信コイル系は場所に応じて方向と大
    きさが変化する分散１次磁界を作るための少なくとも２
    個のコイルで構成され、該１次磁界は該磁界内を移動す
    る物体内に渦電流を生ぜしめ、その後該物体内に生じた
    ２次磁界が該受信コイル系並びに増幅および信号処理手
    段に信号を誘起するところの金属物体探知装置において
    、上記発信コイル系（３）がコイルにより作られる磁界
    が分散するように互に交差する位置関係に置かれた少な
    くとも２個のコイルで構成され、上記受信コイル系（４
    ）も上記発信コイル系（３）と同様の位置関係に置かれ
    た上記発信コイル系（３）と同数のコイルを組合せて構
    成されることを特徴とする該金属物体探知装置。 （２）上記発信および受信コイル系（３、４）がほぼ同
    一形状であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の金属物体探知装置。 （３）上記発信および受信コイル系（３、４）がほぼ同
    一の巻線を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の金属物体探知装置。 ＋４）　　上記個別の発信コイル（３）により誘導され
    る各渦電流がそれぞれ対応する受信コイル（４）により
    測定されることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
    第３項のいずれかに記載の金属物体探知装置。 （５）上記発信コイル（３）と受信コイル（４）の両方
    を制御するためにタイマー（１）が用いられることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに
    記載の金属物体探知装置。
JP57193538A 1981-11-06 1982-11-05 金属物体探知装置 Granted JPS58216975A (ja)

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FI813502 1981-11-06

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KR (1) KR890003089B1 (ja)
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BE (1) BE894938A (ja)
BR (1) BR8206455A (ja)
CA (1) CA1203304A (ja)
DE (1) DE3240964A1 (ja)
ES (1) ES517150A0 (ja)
FR (1) FR2516251B1 (ja)
GB (1) GB2110825B (ja)
IT (1) IT1153637B (ja)
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