JP6413111B2

JP6413111B2 - Magnetic detection device

Info

Publication number: JP6413111B2
Application number: JP2013193458A
Authority: JP
Inventors: 宮崎　秀樹; 秀樹宮崎; 喜崇田口; 進輔加藤; 諭志熱田
Original assignee: Fujidenolo Co Ltd
Current assignee: Fujidenolo Co Ltd
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: JP2015059823A

Description

本発明は、磁性体の存在を検出するための磁性体検出装置に関するものであり、特に磁気センサとして一対または複数対の磁気センサを用いるものに関する。 The present invention relates to a magnetic body detection device for detecting the presence of a magnetic body, and more particularly to one using a pair of or multiple pairs of magnetic sensors as magnetic sensors.

磁性体を検出するための磁性体検出装置が広く用いられている。この磁性体検出装置は具体的には例えば、金属探知機として、例えば特許文献１などに記載されている。特許文献１には、１つの磁気発生源と磁気センサとして一対の検出コイルとを備え、１つの磁気発生源が発生する交番磁界、および、該金属探知機の近傍に金属などの検出対象物が存在する場合にはその交番磁界による金属の電磁的反応とを前記一対の検出コイルのそれぞれにより受信し、両者の出力を比較することにより前記検出対象物の存在の有無を検出するものである。 2. Description of the Related Art Magnetic body detection devices for detecting a magnetic body are widely used. Specifically, this magnetic substance detection device is described, for example, in Patent Document 1 as a metal detector. Patent Document 1 includes one magnetic generation source and a pair of detection coils as a magnetic sensor, and an alternating magnetic field generated by one magnetic generation source and a detection object such as a metal in the vicinity of the metal detector. If present, the electromagnetic response of the metal by the alternating magnetic field is received by each of the pair of detection coils, and the presence or absence of the detection object is detected by comparing the outputs of both.

特許文献１に記載のような金属探知機の手法においては、磁気センサを構成する一対の検出コイルの出力を比較することにより検出対象物の存在を検出することから、前記一対の検出コイルの磁気検出における分解能が金属探知機の検知能力を左右することとなる。そのため、特許文献１においては、金属を含む被検査体（検出対象物）が一方の検出コイルを通過し出力信号が立ち上がった場合、タイマにより被検査体が一対の検出コイル間を移動する時間だけ経過した後にマルチバイブレータがパルスを発する構成を有し、該パルスと前記被検査体が他方の検出コイルを通過することによるその出力信号とをＡＮＤ回路で処理することにより、より低いしきい値により金属検出を行う発明が開示されている。 In the technique of the metal detector as described in Patent Document 1, since the presence of the detection target is detected by comparing the outputs of the pair of detection coils constituting the magnetic sensor, the magnetism of the pair of detection coils is detected. The resolution in detection affects the detection ability of the metal detector. Therefore, in Patent Document 1, when an object to be inspected (detection target) including a metal passes through one detection coil and an output signal rises, only the time required for the object to be inspected to move between the pair of detection coils by a timer. After the elapse of time, the multivibrator emits a pulse, and the pulse and the output signal of the inspected object passing through the other detection coil are processed by an AND circuit, thereby lowering the threshold value. An invention for performing metal detection is disclosed.

一方、特許文献２は、ゲート型の磁性体検出システムを開示している。具体的には特許文献２においては、高感度な磁気インピーダンスセンサ（ＭＩセンサ）を用いた磁性体検出装置が開示されている。これは、磁性体が自然着磁されていることを前提に、その磁性体が持ち運ばれるなどして移動することに伴う磁場の変動を前記磁気インピーダンスセンサにより検出することにより、磁性体がそのゲートを通過したことを検出するものである。特許文献２に開示に技術においては、所望の信号、すなわち磁性体を所持する人が通過したことに伴う磁場変動信号が所望の大きさ以上になるように、磁気インピーダンスセンサからの信号から地球磁場などの周囲磁場成分を除去するために、帯域通過濾波器が設けられている。 On the other hand, Patent Document 2 discloses a gate-type magnetic substance detection system. Specifically, Patent Document 2 discloses a magnetic body detection device using a highly sensitive magnetic impedance sensor (MI sensor). This is based on the premise that the magnetic body is naturally magnetized, and the magnetic body detects the fluctuation of the magnetic field that accompanies the movement of the magnetic body by being carried, for example. It detects that it has passed through the gate. In the technique disclosed in Patent Document 2, a desired signal, that is, a magnetic field fluctuation signal associated with the passage of a person who has a magnetic material passes a desired magnitude or more from the signal from the magnetic impedance sensor. In order to remove ambient magnetic field components such as, a band-pass filter is provided.

特開平７−１９８８６０号公報JP-A-7-198860 特開２００３−１８５７５９号公報JP 2003-185759 A

しかしながら、特許文献１の金属探知機は、例えばベルトコンベヤで被検査体が移動させられるなど、一対の検出コイル間を被検査体が一定速度で移動することが前提となっており、それ以外の場合に応用することは困難が生ずる。また、特許文献２の磁性体検出システムにおいては、予め定められた周波数成分以外の成分を除去できず、周囲磁場成分を十分に除去できない場合が想定される。検出すべき磁性体からの信号と同じ周波数帯域で周囲磁場成分が変動する場合は、磁性体からの信号の大きさが周囲磁場成分の変動に対して十分に大きい必要があるため、微小な磁性体の検出が困難である。 However, the metal detector of Patent Document 1 is based on the assumption that the object to be inspected moves at a constant speed between a pair of detection coils, for example, the object to be inspected is moved by a belt conveyor. Difficult to apply in some cases. Moreover, in the magnetic body detection system of patent document 2, the case where components other than a predetermined frequency component cannot be removed and an ambient magnetic field component cannot be removed sufficiently is assumed. When the ambient magnetic field component fluctuates in the same frequency band as the signal from the magnetic material to be detected, the magnitude of the signal from the magnetic material must be sufficiently large with respect to the fluctuation of the ambient magnetic field component. The body is difficult to detect.

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、周囲磁場成分の影響をより低減することにより精度のよい検出が可能な磁性体検出装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetic substance detection device capable of performing accurate detection by further reducing the influence of surrounding magnetic field components. .

かかる目的を達成するための第１の発明は、（ａ）複数の磁気結合型グラジオセンサを含んで構成される磁性体検出装置であって、（ｂ）該磁気結合型グラジオセンサのそれぞれは、一対の磁気センサと、該一対の磁気センサを磁気的に結合する比透磁率が１００以上の結合部材とを含んで長手状に構成され、（ｃ）前記磁気結合型グラジオセンサのそれぞれは、長手方向の向きが直線上になるように配置され、（ｄ）該磁性体検出装置は、前記磁気結合型グラジオセンサのそれぞれの長手方向において該磁気結合型グラジオセンサのそれぞれの両端から該長手方向かつ該磁気結合型グラジオセンサのそれぞれの中心から離れる向きにそれぞれ１５０ｍｍ以内、および、前記磁気結合型グラジオセンサのそれぞれの径方向において、前記一対の磁気センサの間隔Ｌとした場合において前記磁気結合型グラジオセンサのそれぞれを中心とした半径３Ｌ以内の範囲を検出範囲とし、（ｅ）該検出範囲における検出対象の有無を検出すること、を特徴とする。
A first invention for achieving such an object is (a) a magnetic body detection device including a plurality of magnetically coupled gradiosensors, wherein (b) each of the magnetically coupled gradiosensors is: a pair of magnetic sensors, relative permeability which the pair of the magnetic sensor magnetically coupled is composed of 100 or more binding members in a longitudinal shape Nde contains, each of (c) the magnetic coupling gradiometer sensors, longitudinal (D) the magnetic body detection device is arranged in the longitudinal direction from the both ends of the magnetic coupling type gradio sensor in the longitudinal direction of the magnetic coupling type gradio sensor ; within each direction 150mm away from the respective centers of the magnetic coupling gradiometer sensors, and, in each of the radial direction of the magnetic coupling gradiometer sensors, the pair In case of the distance L of the magnetic sensor as a detection range the range within a radius 3L centered on each of the magnetic coupling gradiometer sensor, and wherein, to detect the presence or absence of a detection target range the detectable (e) To do.

第１の発明に係る磁性体検出装置によれば、複数の磁気結合型グラジオセンサを含んで構成され、該磁気結合型グラジオセンサのそれぞれは、一対の磁気センサと、該一対の磁気センサを磁気的に結合する比透磁率が１００以上の結合部材とを含んで長手状に構成され、前記磁気結合型グラジオセンサのそれぞれは、長手方向の向きが直線上になるように配置され、該磁性体検出装置は、前記磁気結合型グラジオセンサのそれぞれの長手方向において該磁気結合型グラジオセンサのそれぞれの両端から該長手方向かつ該磁気結合型グラジオセンサのそれぞれの中心から離れる向きにそれぞれ１５０ｍｍ以内、および、前記磁気結合型グラジオセンサのそれぞれの径方向において、前記一対の磁気センサの間隔Ｌとした場合において前記磁気結合型グラジオセンサのそれぞれを中心とした半径３Ｌ以内の範囲を検出範囲として、前記磁気結合型グラジオセンサにおける信号レベル比を考慮して該検出範囲における検出対象の有無を判断することができるとともに、前記複数の磁気結合型グラジオセンサを用いることで、それらの検出範囲を効率的に補完され、磁性体検出装置における検出範囲を広げることができる。

According to the magnetic detection device according to the first invention, the magnetic is structured to include a plurality of magnetic coupling gradiometer sensors, each of the magnetic coupling gradiometer sensor, a pair of magnetic sensors, the pair of magnetic sensors to be configured and a coupling member relative magnetic permeability is 100 or more that bind to elongated Nde including, each of the magnetic coupling gradiometer sensors, the longitudinal orientation is arranged to be on a straight line, said magnetic body detector means within each respective 150mm from both ends in a direction away from the longitudinal and the respective centers of the magnetic coupling gradiometer sensor of the magnetic coupling gradiometer sensor in the longitudinal direction of the magnetic coupling gradiometer sensor, and , in each of the radial direction of the magnetic coupling gradiometer sensors, the magnetic binding in case of the distance L of the pair of magnetic sensors As the detection range of the range within a radius 3L around the respective mold grayed radio sensors, it is possible to determine the presence or absence of the detection target in range said detectable considering the signal level ratio of the magnetic coupling gradiometer sensors, the by using a plurality of magnetic coupling gradiometer sensors, it is complemented their detection range efficiently, it is possible to widen the detection range in the magnetic body detection device.

好適には、前記磁性体検出装置において、前記磁気結合型グラジオセンサは、地磁気の垂直方向の磁界成分の変化を検出するように設けられた磁気結合型グラジオセンサを少なくとも１つ含むこと、を特徴とする。このようにすれば、前記磁気結合型グラジオセンサにおける結合部材に地磁気の垂直方向の磁束成分が流れ、前記一対の磁気センサにより該地磁気の垂直方向の磁束成分の変化が検出されるので、磁性体検出のための磁気形成コイルのような磁場発生源を必要としない構成が可能となる。 Preferably, in the magnetic substance detection device, the magnetic coupling type gradio sensor includes at least one magnetic coupling type gradio sensor provided to detect a change in a magnetic field component in a vertical direction of geomagnetism. And By doing so, the magnetic flux component in the vertical direction of geomagnetism flows through the coupling member in the magnetically coupled gradio sensor, and the change in the magnetic flux component in the vertical direction of the geomagnetism is detected by the pair of magnetic sensors. A configuration that does not require a magnetic field generation source such as a magnetic forming coil for detection is possible.

好適には、前記磁性体検出装置において、前記磁気結合型グラジオセンサは、地磁気の水平方向の磁界成分の変化を検出するように設けられた磁気結合型グラジオセンサを少なくとも１つ含むこと、を特徴とする。このようにすれば、前記磁気結合型グラジオセンサにおける結合部材に地磁気の水平方向の磁束成分が流れ、前記一対の磁気センサにより該地磁気の垂直方向の水平成分の変化が検出されるので、磁性体検出のための磁場発生源を必要としない構成が可能となる。 Preferably, in the magnetic substance detection device, the magnetic coupling type gradio sensor includes at least one magnetic coupling type gradio sensor provided to detect a change in a horizontal magnetic field component of geomagnetism. And By doing so, the magnetic flux component in the horizontal direction of geomagnetism flows through the coupling member in the magnetic coupling type gradio sensor, and the change in the horizontal component in the vertical direction of the geomagnetism is detected by the pair of magnetic sensors. A configuration that does not require a magnetic field generation source for detection is possible.

好適には、前記磁性体検出装置は、前記磁気結合型グラジオセンサを複数有し、該複数の磁気結合型グラジオセンサの出力信号に基づいて磁性体を検出する磁性体判別部を有することを特徴とする。このようにすれば、前記磁気結合型グラジオセンサが複数設けられるので、磁性体検出装置が磁性体を検出することのできる検出対象範囲を大きくすることができる。 Preferably, the magnetic body detection device includes a plurality of magnetic coupling type gradio sensors, and includes a magnetic body determination unit that detects a magnetic body based on output signals of the plurality of magnetic coupling type gradio sensors. And In this way, since a plurality of the magnetic coupling type gradio sensors are provided, the detection target range in which the magnetic body detection device can detect the magnetic body can be increased.

また、好適には、前記磁性体検出装置は、前記磁気結合型グラジオセンサを複数有し、前記磁性体判別部は、該複数の磁気結合型グラジオセンサの出力信号に基づいて、磁性体の位置および該磁性体の磁力の強さ、磁性体の大きさの少なくとも１つを推定することを特徴とする。このようにすれば、複数の磁気結合型グラジオセンサの出力信号に基づいて磁性体の有無のみならずその位置、磁気の強さ、あるいは、磁性体の大きさについての情報が得られる。 Preferably, the magnetic body detection device includes a plurality of the magnetically coupled gradiosensors, and the magnetic body discriminating unit determines the position of the magnetic body based on output signals of the plurality of magnetically coupled gradiosensors. And estimating at least one of the strength of the magnetic force of the magnetic body and the size of the magnetic body. In this way, information on not only the presence / absence of the magnetic material but also its position, magnetic strength, or size of the magnetic material can be obtained based on the output signals of the plurality of magnetically coupled gradio sensors.

本発明の一実施例である磁性体検出装置の構成の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of a structure of the magnetic body detection apparatus which is one Example of this invention. 図１の磁性体検出装置におけるセンサ部とそれを駆動する回路部の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the sensor part in the magnetic body detection apparatus of FIG. 1, and the circuit part which drives it. 図１の磁性体検出装置における回路部のうち、主にセンサ部からの出力信号を処理する部分の機能を説明する図である。It is a figure explaining the function of the part which mainly processes the output signal from a sensor part among the circuit parts in the magnetic body detection apparatus of FIG. 図１の磁性体検出装置における制御部の機能の概要を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the outline | summary of the function of the control part in the magnetic body detection apparatus of FIG. 磁性体とセンサ部との距離に対するセンサ部の信号レベル比変化を測定する環境を説明する図であって、磁性体がセンサ部のアモルファスワイヤの長手方向に垂直な方向に離れる場合の図である。It is a figure explaining the environment which measures the signal level ratio change of the sensor part with respect to the distance of a magnetic body and a sensor part, Comprising: It is a figure in case a magnetic body leaves | separates in the direction perpendicular | vertical to the longitudinal direction of the amorphous wire of a sensor part. . 図５の環境における磁性体とセンサ部との距離に対するセンサ部の信号レベル比の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship of the signal level ratio of the sensor part with respect to the distance of the magnetic body and sensor part in the environment of FIG. 本実施例の磁性体検出装置の出力信号の例であって、磁性体が存在しない場合、および、センサ部からそのセンサの長手方向に垂直な方向に磁性体が複数種類の距離だけ離れた位置にある場合の例を比較する図である。It is an example of the output signal of the magnetic body detection apparatus of a present Example, Comprising: When the magnetic body does not exist, the position where the magnetic body is separated from the sensor unit by a plurality of types of distances in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the sensor It is a figure which compares the example in the case of being in. （ａ）磁性体とセンサ部との距離に対するセンサ部の信号レベル比変化を測定する環境を説明する図であって、磁性体がセンサ部のアモルファスワイヤの長手方向に離れる場合の図と、（ｂ）その場合の磁性体とセンサ部との距離に対する信号レベル比の関係を説明する図である。(A) It is a figure explaining the environment which measures the signal level ratio change of the sensor part with respect to the distance of a magnetic body and a sensor part, Comprising: The figure in case a magnetic body leaves | separates in the longitudinal direction of the amorphous wire of a sensor part, b) It is a figure explaining the relationship of the signal level ratio with respect to the distance of the magnetic body and sensor part in that case. 本実施例の磁性体検出装置における磁性体の検出可能範囲の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the detectable range of a magnetic body in the magnetic body detection apparatus of a present Example. 本実施例の磁性体検出装置のセンサ部の設置例を説明する図である。It is a figure explaining the installation example of the sensor part of the magnetic body detection apparatus of a present Example. 本発明の別の実施例である２つのセンサ部を有する磁性体検出装置のセンサ部の設置例を説明する図である。It is a figure explaining the installation example of the sensor part of the magnetic body detection apparatus which has two sensor parts which are another Example of this invention. 本発明の別の実施例の磁性体検出装置における制御部の磁性体判別部の制御作動の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the control action of the magnetic body discrimination | determination part of the control part in the magnetic body detection apparatus of another Example of this invention. 本発明の別の実施例の磁性体検出装置において、磁性体の位置の推定作動における判定条件を説明する図である。In the magnetic body detection apparatus of another Example of this invention, it is a figure explaining the determination conditions in the estimation operation | movement of the position of a magnetic body. 本発明の別の実施例の磁性体検出装置において、磁性体の磁力の強さの推定作動において用いられる、信号強度の最大値と最小値との差と検出対象物５０である磁性体の磁力の強さとの関係を説明する図である。In the magnetic body detection apparatus according to another embodiment of the present invention, the difference between the maximum value and the minimum value of the signal intensity and the magnetic force of the magnetic body that is the detection target 50 used in the estimation operation of the magnetic field strength of the magnetic body. It is a figure explaining the relationship with the intensity of. 本発明の別の実施例の磁性体検出装置において、磁性体の大きさの推定作動において用いられる、極大値を検出したセンサの位置および極小値を検出したセンサの位置の距離、磁性体の大きさとの関係を説明する図である。In the magnetic body detection apparatus according to another embodiment of the present invention, the distance between the position of the sensor that has detected the maximum value and the position of the sensor that has detected the minimum value, and the size of the magnetic body, used in the estimation operation of the size of the magnetic body. It is a figure explaining the relationship.

以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施例である磁性体検出装置１０の構成の概要を説明する図である。図１に示すように、磁性体検出装置１０は磁界を検出するためのセンサ部１１と、そのセンサ部１１を駆動するための電流を供給するとともにセンサ部１１から出力される電気信号を処理するための回路部２１とを有して構成されている。このうちセンサ部１１は、一対の磁気センサである第１センサ１２ａおよび第２センサ１２ｂ（以下、これらを区別しない場合には「磁気センサ１２」という。）を含んで構成される。 FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the configuration of a magnetic body detection device 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the magnetic body detection device 10 supplies a sensor unit 11 for detecting a magnetic field, a current for driving the sensor unit 11, and processes an electrical signal output from the sensor unit 11. And a circuit part 21 for this purpose. Among these, the sensor part 11 is comprised including the 1st sensor 12a and the 2nd sensor 12b (henceforth "magnetic sensor 12" when these are not distinguished) which are a pair of magnetic sensors.

地磁気などの外部磁界は、第１センサ１２ａおよび第２センサ１２ｂの両者において共通して検出される。この外部磁界は磁性体５０の通過以外によって生ずる磁界である。一方、磁性体５０の通過によって生ずる磁界は、その位置に応じて第１センサ１２ａおよび第２センサ１２ｂのそれぞれにおいて異なる大きさとなって検出される。なお、後述するように、一対の磁気センサ１２ａおよび１２ｂの出力は差動させられるので、両センサ１２ａおよび１２ｂの出力の差において検出可能な程度であることが望ましい。 An external magnetic field such as geomagnetism is detected in common in both the first sensor 12a and the second sensor 12b. This external magnetic field is a magnetic field generated by other than the passage of the magnetic body 50. On the other hand, the magnetic field generated by the passage of the magnetic body 50 is detected in different magnitudes in each of the first sensor 12a and the second sensor 12b according to the position. As will be described later, since the outputs of the pair of magnetic sensors 12a and 12b are made differential, it is desirable that the output can be detected by the difference between the outputs of the sensors 12a and 12b.

本実施例においては、これら磁気センサ１２は磁気インピーダンスセンサ（ＭＩセンサ）であり、それぞれ、感磁部の磁束変化を検出する検出コイル１３（後述する検出コイル１３ａと１３ｂとを区別しない場合、「検出コイル１３」という。）と、後述する結合部材としてのアモルファスワイヤ１４を含んで構成されている。なお、検出コイル１３ａおよび１３ｂはそれぞれ磁気センサ１２ａおよび１２ｂに対応する。検出コイル１３はそれぞれ、中空のコイル状に設けられており、コイルの両端の電圧を後述する電気回路を用いて検出することができるようにされており、本実施例においてはその一方が接地されている。これら第１センサ１２ａに設けられた検出コイル１３ａと第２センサ１２ｂに設けられた検出コイル１３ｂとは同一形状で、例えば、線径６０μｍ、内径０．２ｍｍ、巻数５００、長さ１０ｍｍのコイルである。このように本実施例のセンサ部１１は、２つのセンサ１２ａおよび１２ｂが結合部材１４によって磁気的に直列に結合され、また、後述するように、第１センサ１２ａおよび第２センサ１２ｂの出力は差動させられるので、本実施例のセンサ部１１は磁界強度の勾配を計測することが可能な磁気結合型グラジオセンサである。
In the present embodiment, these magnetic sensors 12 are magnetic impedance sensors (MI sensors), and each of the detection coils 13 (detection coils 13a and 13b, which will be described later) is not distinguished from each other. Detection coil 13 ") and an amorphous wire 14 as a coupling member to be described later. The detection coils 13a and 13b correspond to the magnetic sensors 12a and 12b, respectively. Each of the detection coils 13 is provided in the shape of a hollow coil so that the voltage at both ends of the coil can be detected by using an electric circuit described later. In this embodiment, one of the detection coils 13 is grounded. ing. The detection coil 13a provided in the first sensor 12a and the detection coil 13b provided in the second sensor 12b have the same shape, for example, a coil having a wire diameter of 60 μm, an inner diameter of 0.2 mm, a winding number of 500, and a length of 10 mm. is there. Thus, in the sensor unit 11 of the present embodiment, the two sensors 12a and 12b are magnetically coupled in series by the coupling member 14, and the outputs of the first sensor 12a and the second sensor 12b are as described later. Since it is made differential, the sensor unit 11 of the present embodiment is a magnetic coupling type gradio sensor capable of measuring the gradient of the magnetic field strength.

センサ部１１は後述する回路部２１に接続されており、その回路部２１において検出コイル１３の両端の電位差が検出可能とされている。具体的には、第１センサ１２ａに設けられた検出コイル１３ａの両端の電位差ｖ_{ｏｕｔ＿ａ}および第２センサ１２ｂに設けられた検出コイル１３ｂの両端の電位差ｖ_{ｏｕｔ＿ｂ}が検出可能とされている。また、後述するようにセンサ部１１を駆動するための電流は回路部２１から供給されるようになっている。 The sensor unit 11 is connected to a circuit unit 21 described later, and the potential difference between both ends of the detection coil 13 can be detected in the circuit unit 21. Specifically, the potential difference _{v out_b} across both ends of the potential difference _{v out_a} and the second detection coil 13b provided in the sensor 12b of the detection coil 13a provided on the first sensor 12a is detectable. Further, as will be described later, a current for driving the sensor unit 11 is supplied from the circuit unit 21.

また、検出コイル１３の中空部分には、アモルファスワイヤ１４が通されている。本実施例においては、図１に示す様にアモルファスワイヤ１４は長手方向に延びる棒状の形状を有しており、一本のアモルファスワイヤ１４が検出コイル１３ａの中空部分と検出コイル１３ｂの中空部分とを通る（貫く）様に配設されている。すなわち、本実施例のアモルファスワイヤ１４は、両磁気センサ１２を磁気回路上で結合する結合部材としても機能している。 An amorphous wire 14 is passed through the hollow portion of the detection coil 13. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the amorphous wire 14 has a rod-like shape extending in the longitudinal direction, and one amorphous wire 14 includes a hollow portion of the detection coil 13a and a hollow portion of the detection coil 13b. It is arranged to pass through (penetrate). That is, the amorphous wire 14 of this embodiment also functions as a coupling member that couples the two magnetic sensors 12 on the magnetic circuit.

かかる構成によれば、結合部材としてのアモルファスワイヤ１４における外部磁界は、そのアモルファスワイヤ１４の長手方向に関して対称に分布することが発明者らの知見により分かっている。そのため、一対のセンサ１２ａ、１２ｂに対応する検出コイル１３ａ、１３ｂをそれぞれアモルファスワイヤ１４の長手方向に対して対称な位置に設けることにより、検出コイル１３ａ、１３ｂはそれぞれアモルファスワイヤ１４における磁界、すなわち、両者に共通して印可される外部磁界を等しい値として検出することができる。 According to such a configuration, the inventors know that the external magnetic field in the amorphous wire 14 serving as the coupling member is distributed symmetrically with respect to the longitudinal direction of the amorphous wire 14. Therefore, by providing the detection coils 13a and 13b corresponding to the pair of sensors 12a and 12b at positions symmetrical with respect to the longitudinal direction of the amorphous wire 14, the detection coils 13a and 13b are respectively magnetic fields in the amorphous wire 14, that is, External magnetic fields applied in common to both can be detected as equal values.

なお、本実施例においては、結合部材としてアモルファスワイヤ１４が用いられているが、結合部材が両磁気センサ１２を磁気的に直列に結合するためには、結合部材としては、比透磁率が１００以上の磁性材料、感磁部を構成する材料の比透磁率の１／１００以上の比透磁率を有する磁性材料、又は感磁部と同一の磁性材料により構成されることが望ましい。 In this embodiment, the amorphous wire 14 is used as the coupling member. However, in order for the coupling member to magnetically couple both magnetic sensors 12 in series, the coupling member has a relative permeability of 100. It is desirable that the magnetic material is made of the same magnetic material as the magnetic material having the relative magnetic permeability of 1/100 or more of the relative magnetic permeability of the material constituting the magnetic sensitive part.

アモルファスワイヤ１４の両端には、そのアモルファスワイヤ１４に電流ｉ_ｉｎを印加することができるように配線が設けられている。図１の例においては、アモルファスワイヤ１４の一端に後述する発振器２２からの電流ｉ_ｉｎが印加されるようになっており、他端は接地されている。この電流ｉ_ｉｎは前述の通り回路部２１から供給される。すなわち、本実施例においてアモルファスワイヤ１４のうち、磁気センサ１２の検出コイル１３内に位置する部分は感磁部として機能している。 Wiring is provided at both ends of the amorphous wire 14 so that a current i _in can be applied to the amorphous wire 14. In the example of FIG. 1, a current i _in from an oscillator 22 described later is applied to one end of the amorphous wire 14, and the other end is grounded. This current i _in is supplied from the circuit unit 21 as described above. In other words, in the present embodiment, a portion of the amorphous wire 14 that is located in the detection coil 13 of the magnetic sensor 12 functions as a magnetic sensing portion.

また本実施例においては、アモルファスワイヤ１４のうち、両検出コイル１３によって挟まれる内側において、電気伝導体からなる並列伝導体１８が、アモルファスワイヤ１４と電気的に並列になる様に接続されている。このようにすれば、その並列伝導体１８を含むアモルファスワイヤ１４の両端の抵抗が、アモルファスワイヤ１４単体の場合よりも、すなわち並列伝導体１８がない場合よりも減少することからより多くの電流を流すことができる。すなわち、本実施例のように、磁気センサ１２として磁気インピーダンスセンサが用いられる場合、アモルファスワイヤ１４により大電流を流すことができれば、磁気センサ１２の分解能（検出性能）の向上が可能となる。具体的には例えば、前記並列伝導体１８としては、線径０．７ｍｍ、長さ４５ｍｍの銅線が用いられる。ここで、並列伝導体１８は非磁性であるので、磁気センサ１２による検出に影響を与えない。 In the present embodiment, the parallel conductor 18 made of an electric conductor is connected so as to be electrically in parallel with the amorphous wire 14 inside the amorphous wire 14 between the two detection coils 13. . In this way, the resistance at both ends of the amorphous wire 14 including the parallel conductor 18 is reduced as compared with the case of the amorphous wire 14 alone, that is, compared with the case where the parallel conductor 18 is not provided. It can flow. That is, when a magnetic impedance sensor is used as the magnetic sensor 12 as in this embodiment, the resolution (detection performance) of the magnetic sensor 12 can be improved if a large current can flow through the amorphous wire 14. Specifically, for example, a copper wire having a wire diameter of 0.7 mm and a length of 45 mm is used as the parallel conductor 18. Here, since the parallel conductor 18 is non-magnetic, the detection by the magnetic sensor 12 is not affected.

図２は、図１に示す本実施例の磁性体検出装置１０のうち、センサ部１１と、回路部２１の構成の一部であってセンサ部１１との入出力を行なう部分とを説明する図である。回路部２１は、前記センサ部１１を駆動するための電気信号ｉ_ｉｎを入力するとともに、センサ部１１からの出力信号Ｖ_{ｏｕｔ＿ａ}、Ｖ_{ｏｕｔ＿ｂ}を処理し、センサ部１１において検出された磁界強度に関する情報を算出する。また、本実施例においては、回路部２１には、回路部において処理された電気的信号に基づいて検出対象物５０の検出制御を行う制御装置（制御部）９０が接続されている。 FIG. 2 illustrates the sensor unit 11 and a part of the configuration of the circuit unit 21 that performs input / output with the sensor unit 11 in the magnetic body detection device 10 of the present embodiment illustrated in FIG. 1. FIG. The circuit unit 21 inputs an electric signal i _in for driving the sensor unit 11, processes output signals V _{out_a} and V _{out_b} from the sensor unit 11, and information on the magnetic field strength detected by the sensor unit 11. Is calculated. In the present embodiment, the circuit unit 21 is connected to a control device (control unit) 90 that performs detection control of the detection target 50 based on an electrical signal processed in the circuit unit.

図２に示す回路部２１のうち、発振器２２からは、アモルファスワイヤ１４に通電される電流ｉ_ｉｎなどの元となるパルス信号、すなわち矩形波が生成される。この矩形波は、アンプ２４によって所定の増幅が行なわれ、アモルファスワイヤ１４に印加される。本実施例においては例えば、パルス信号の振幅が２〜３Ｖとなるように増幅が行なわれる。アモルファスワイヤに印可されるパルス信号の繰り返し周波数は、予め実験的に得られた繰り返し周波数とセンサの感度との関係に基づき、センサの感度が良好となる繰り返し周波数が例えば１０ｋＨｚのように選択される。パルス幅は、磁気インピーダンスセンサが高感度化するように、予め実験的にあるいはシミュレーションにより得られた値とされる。具体的には例えば、アモルファスワイヤ１４のインピーダンス変化が最も顕著な周波数が１０ＭＨｚである場合には、パルス幅が５０ｎｓとなり、デューティー比は０．０００５となる。 In the circuit unit 21 shown in FIG. 2, the oscillator 22 generates a pulse signal, that is, a rectangular wave, which is a source of the current i _in passed through the amorphous wire 14. The rectangular wave is amplified by the amplifier 24 and applied to the amorphous wire 14. In the present embodiment, for example, amplification is performed so that the amplitude of the pulse signal is 2 to 3V. The repetition frequency of the pulse signal applied to the amorphous wire is selected such that the repetition frequency at which the sensitivity of the sensor is good is, for example, 10 kHz, based on the relationship between the repetition frequency obtained experimentally in advance and the sensitivity of the sensor. . The pulse width is a value obtained experimentally or by simulation in advance so that the magnetic impedance sensor is highly sensitive. Specifically, for example, when the frequency at which the impedance change of the amorphous wire 14 is most remarkable is 10 MHz, the pulse width is 50 ns and the duty ratio is 0.0005.

サンプルホールド回路２６、３０はそれぞれ、検出コイル１３ａ、１３ｂの両端電位差、すなわち両端における電圧の差（起電力）が入力される。このサンプルホールド回路２６、３０においては、アモルファスワイヤ１４に印加するパルス信号の立ち上がり（通電開始）によりコイルに発生する誘導電圧について、その立ち上がりからピークを含む時間範囲において積分して出力を行なう。具体的には例えば前記時間範囲は１０ｎｓ〜５０ｎｓのように設定される。このため、サンプルホールド回路２６、３０には前述の発振器２２によって出力されるパルス信号が入力されており、サンプルホールド回路２６、３０はこのパルス信号の立ち上がりをスイッチとして作動を行なう。また、バッファアンプ２８、３２はそれぞれ、サンプルホールド回路２６、３０の出力を差動アンプ３４へ流す。 The sample hold circuits 26 and 30 are inputted with the potential difference between both ends of the detection coils 13a and 13b, that is, the voltage difference (electromotive force) between both ends. In the sample and hold circuits 26 and 30, the induced voltage generated in the coil by the rise (start of energization) of the pulse signal applied to the amorphous wire 14 is integrated and output in the time range including the peak from the rise. Specifically, for example, the time range is set to 10 ns to 50 ns. For this reason, the pulse signal output from the oscillator 22 is input to the sample and hold circuits 26 and 30, and the sample and hold circuits 26 and 30 operate by using the rise of the pulse signal as a switch. The buffer amplifiers 28 and 32 send the outputs of the sample and hold circuits 26 and 30 to the differential amplifier 34, respectively.

なお、検出コイル１３においては、アモルファスワイヤ１４に印加されるパルス信号における立ち上がり（通電開始）によって検出コイル１３に発生する誘導電圧の波形と、パルス信号における立ち下がり（通電遮断）によって検出コイル１３に発生する誘導電圧との変動とが連続して発生するよう、すなわち、パルス信号における立ち上がり（通電開始）によって検出コイル１３に発生する誘導電圧の波形とパルス信号における立ち下がり（通電遮断）によって検出コイル１３に発生する誘導電圧との波形との間に誘導電圧が例えば０に留まる時間がないようにされている。前述の検出コイル１３の形状として例示した、線径６０μｍ、内径０．２ｍｍ、巻数５００、長さ１０ｍｍのコイルは、本実施例においてこの条件を満たすものである。 In the detection coil 13, the waveform of the induced voltage generated in the detection coil 13 due to the rise (start of energization) in the pulse signal applied to the amorphous wire 14 and the detection coil 13 due to the fall (energization interruption) in the pulse signal. The detection coil is caused to continuously generate fluctuations with the induced voltage generated, that is, due to the waveform of the induced voltage generated in the detection coil 13 by the rise (start of energization) in the pulse signal and the fall (energization interruption) in the pulse signal. There is no time for the induced voltage to remain at 0, for example, between the waveform of the induced voltage generated at 13 and the waveform. A coil having a wire diameter of 60 μm, an inner diameter of 0.2 mm, a winding number of 500, and a length of 10 mm exemplified as the shape of the above-described detection coil 13 satisfies this condition in this embodiment.

図２に戻って、差動アンプ３４は、これらバッファアンプ２８、３２を介して出力されたサンプルホールド回路２６、３０のそれぞれの出力の差分を増幅してｖ_ｏｕｔとして出力する。具体的には、第１センサ１２ａの検出コイル１３ａに関連するバッファアンプ２８を介したサンプルホールド回路２６の出力と、第２センサ１２ｂの検出コイル１３ｂに関連するバッファアンプ３２を介したサンプルホールド回路３０の出力との差が算出されて出力される。 Returning to FIG. 2, the differential amplifier 34 amplifies the difference between the outputs of the sample hold circuits 26 and 30 output via the buffer amplifiers 28 and 32 and outputs the amplified difference as v _out . Specifically, the output of the sample hold circuit 26 via the buffer amplifier 28 related to the detection coil 13a of the first sensor 12a and the sample hold circuit via the buffer amplifier 32 related to the detection coil 13b of the second sensor 12b. The difference from the output of 30 is calculated and output.

上述のように、本実施例のセンサ部１１においては、検出コイル１３ａ、１３ｂがアモルファスワイヤ１４に対してその長手方向に対称な位置に設けられており、これらの検出コイル検出コイル１３ａ、１３ｂは外部磁界を等しく検知することができる。そのため、外部磁界のみが印加されている場合には理論的には両者の差動出力は零であり、実際にはノイズのみが出力されることとなる。これは後述する図７の（ａ）に対応する。一方、検出対象である磁性体５０が磁性体検出装置１０の検出対象範囲に存在あるいは通過した場合には、局所的に外部磁界が影響を受けるため、一対の検出コイル１３ａ、１３ｂのうちのいずれか一方がより大きい影響を受けることとなる。そのため、両者の差動出力に変動が生ずることとなる。 As described above, in the sensor unit 11 of the present embodiment, the detection coils 13a and 13b are provided at positions symmetrical with respect to the amorphous wire 14 in the longitudinal direction, and these detection coil detection coils 13a and 13b are The external magnetic field can be detected equally. For this reason, when only an external magnetic field is applied, the differential output between the two is theoretically zero, and only noise is actually output. This corresponds to (a) of FIG. On the other hand, when the magnetic body 50 that is the detection target exists in or passes through the detection target range of the magnetic body detection device 10, the external magnetic field is locally affected, and thus any one of the pair of detection coils 13a and 13b. Either one will be more affected. As a result, the differential outputs of both will fluctuate.

図３は、本実施例の磁性体検出装置１０における回路部２１の構成の別の要部を説明する図である。具体的には、図２の差動アンプ３４の出力ｖ_ｏｕｔの更なる処理が行なわれる部分を説明する図である。すなわち、回路部２１は、図２に示された回路と図３に示された回路とを含んで構成される。なお、差動アンプ３４は図２および図３の両方に重複して描かれている。 FIG. 3 is a diagram for explaining another main part of the configuration of the circuit unit 21 in the magnetic body detection device 10 of the present embodiment. Specifically, FIG. 3 is a diagram illustrating a portion where further processing of the output v _out of the differential amplifier 34 in FIG. 2 is performed. That is, the circuit unit 21 includes the circuit shown in FIG. 2 and the circuit shown in FIG. Note that the differential amplifier 34 is depicted redundantly in both FIG. 2 and FIG.

具体的には、差動アンプ３４の出力ｖ_ｏｕｔは、ハイパスフィルタ３６によって所定の周波数、例えば０．３Ｈｚより低い周波数成分は遮断される。また、アンプ３８によって所定の増幅が行なわれる。続いてローパスフィルタによって、所定の周波数、例えば３０Ｈｚより高い周波数成分が遮断される。さらにノッチフィルタ４２によって特定の周波数、例えば６０Ｈｚの周波数成分が遮断された後、アンプ４４による所定の増幅が行なわれ、更にノッチフィルタ４６により別の特定の周波数、例えば１８０Ｈｚの周波数成分が遮断され、出力Ｅｏｕｔ（Ｖ）が出力される。この出力Ｅｏｕｔ（Ｖ）を予め得られている換算方法によって磁界強度に変換することにより、検出対象物５０が通過あるいは存在することによる磁界強度の変化を得ることができる。 Specifically, the output v _out of the differential amplifier 34 is blocked by the high-pass filter 36 from a frequency component lower than a predetermined frequency, for example, 0.3 Hz. The amplifier 38 performs predetermined amplification. Subsequently, a frequency component higher than a predetermined frequency, for example, 30 Hz, is blocked by the low pass filter. Furthermore, after a specific frequency, for example, a frequency component of 60 Hz is cut off by the notch filter 42, predetermined amplification is performed by the amplifier 44, and another specific frequency, for example, a frequency component of 180 Hz is cut off by the notch filter 46. Output Eout (V) is output. By converting this output Eout (V) into magnetic field strength by a conversion method obtained in advance, a change in magnetic field strength due to the passage or presence of the detection object 50 can be obtained.

図４は、本実施例の磁性体検出装置１０における制御装置９０の機能の要部を説明する機能ブロック図である。すなわち、本実施例の磁性体検出装置１０は制御装置９０を有しており、前記センサ部１１で検出され、回路部２１で処理のされた信号が制御装置９０に入力され、かかる信号に基づいて磁性体検出の有無が判断される。上記電子制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。 FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a main part of the function of the control device 90 in the magnetic body detection device 10 of the present embodiment. That is, the magnetic body detection device 10 of this embodiment has a control device 90, and a signal detected by the sensor unit 11 and processed by the circuit unit 21 is input to the control device 90, and based on the signal. Thus, it is determined whether or not the magnetic material is detected. The electronic control unit 90 includes a so-called microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, and performs signal processing according to a program stored in advance in the ROM while using a temporary storage function of the RAM. Do.

制御装置９０は磁性体判別部５２および出力制御部５４を機能的に有している。磁性体判別部５２は、前記回路部２１から得られた信号であるＶｏｕｔに基づいてセンサ部１１の近傍に検出対象である磁性体５０が存在するか（磁性体５０を検出したか）否かを判別する。具体的には、本実施例のようにセンサ部１１として一対の磁気センサ１２が設けられる場合は、前記Ｖｏｕｔの変化量ΔＶｏｕｔが予め定められたしきい値ΔＶｔｈを上回った場合に、磁性体の影響による外部磁界とは異なる磁界の影響を受けているとして、磁性体５０が存在しているもしくは通過したと判断する。 The control device 90 functionally includes a magnetic material determination unit 52 and an output control unit 54. Whether the magnetic body discriminating section 52 has a magnetic body 50 to be detected in the vicinity of the sensor section 11 based on Vout that is a signal obtained from the circuit section 21 (whether the magnetic body 50 has been detected) or not. Is determined. Specifically, when a pair of magnetic sensors 12 are provided as the sensor unit 11 as in this embodiment, when the change amount ΔVout of the Vout exceeds a predetermined threshold value ΔVth, It is determined that the magnetic body 50 exists or has passed because it is affected by a magnetic field different from the external magnetic field due to the influence.

以下、しきい値Ｖｔｈの設定方法について説明する。図５は、本発明の発明者らが行ったシミュレーションの概要を説明する図である。図５（ａ）に示すように、床面が一辺５ｍの正方形形状の遮蔽された空間の中心位置にセンサ部１１を設け、そのセンサ部１１の上下それぞれに２ｍ離間して電磁ポテンシャル７０をそれぞれ設け、地磁気の鉛直成分に対応する磁界を外部磁界として印可した。このときのセンサ部１１と検出対象物５０との関係を図５（ｂ）に示す。検出対象物５０としては、一辺３ｍｍの正方形形状の鉄片を用いた。検出対象物５０の大きさが大きいほど、その存在や通過などによる外部磁界の乱れが大きくなる。そのため、本シミュレーションにおいてはより小さい磁性体を想定することで本発明の磁性体検出装置１０の検出限界を検討することができる。かかる場合に、センサ部１１からの距離ｄｙを変動させつつセンサ部１１の出力における信号レベル比を、センサ部１１のアモルファスワイヤ１４の長さ（ワイヤ長）Ｌの複数の値について測定した結果を図６に示す。ここで距離ｄｙはセンサ部１１（アモルファスワイヤ１４）と検出対象物５０との距離であって、アモルファスワイヤ１４の長手方向に垂直な方向の距離である。 Hereinafter, a method for setting the threshold value Vth will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the simulation performed by the inventors of the present invention. As shown in FIG. 5 (a), the sensor unit 11 is provided at the center of a square-shaped shielded space with a floor surface of 5m on a side, and the electromagnetic potential 70 is separated by 2 m above and below the sensor unit 11, respectively. A magnetic field corresponding to the vertical component of geomagnetism was applied as an external magnetic field. FIG. 5B shows the relationship between the sensor unit 11 and the detection target object 50 at this time. As the detection object 50, a square iron piece having a side of 3 mm was used. The larger the size of the detection object 50, the greater the disturbance of the external magnetic field due to its presence or passage. Therefore, in this simulation, the detection limit of the magnetic body detection device 10 of the present invention can be examined by assuming a smaller magnetic body. In such a case, the signal level ratio at the output of the sensor unit 11 is measured for a plurality of values of the length (wire length) L of the amorphous wire 14 of the sensor unit 11 while varying the distance dy from the sensor unit 11. As shown in FIG. Here, the distance dy is a distance between the sensor unit 11 (amorphous wire 14) and the detection target 50, and is a distance in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the amorphous wire 14.

図６はアモルファスワイヤ１４の長さＬが１００ｍｍ、２００ｍｍおよび３００ｍｍのそれぞれの場合における、アモルファスワイヤ１４と磁性体５０との距離ｄｙ（ｍｍ）に対する信号レベル比（％）の関係を示した図である。このとき、検出コイル１２はそれぞれアモルファスワイヤ１４の両端から２ｍｍ乃至５ｍｍの位置に設けられており、検出コイルの出力はそのアモルファスワイヤ１４の端部から２ｍｍの位置から５ｍｍの位置までの磁界のｘ成分（アモルファスワイヤ１４の長手方向成分）の積算値に対応する。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship of the signal level ratio (%) to the distance dy (mm) between the amorphous wire 14 and the magnetic body 50 when the length L of the amorphous wire 14 is 100 mm, 200 mm, and 300 mm. is there. At this time, each of the detection coils 12 is provided at a position of 2 mm to 5 mm from both ends of the amorphous wire 14, and the output of the detection coil is x of the magnetic field from the position of 2 mm to the position of 5 mm from the end of the amorphous wire 14. This corresponds to the integrated value of the component (longitudinal component of the amorphous wire 14).

一方、２つのセンサ１２ａおよび１２ｂはその出力が差動させられることから、センサ部１１は磁界の勾配を検出するグラジオセンサとして機能することができる。ここで、グラジオセンサ（２つの磁気センサを直列に接続し、差動させる場合）の信号レベル比を次式（１）のように定義される。
信号レベル比＝（検出用センサ１２ａの出力−参照用センサ１２ｂの出力）／検出用センサ１２ａの出力×１００・・・（１） On the other hand, since the outputs of the two sensors 12a and 12b are made differential, the sensor unit 11 can function as a gradio sensor that detects the gradient of the magnetic field. Here, the signal level ratio of the gradio sensor (when two magnetic sensors are connected in series and differential) is defined as the following equation (1).
Signal level ratio = (output of detection sensor 12a−output of reference sensor 12b) / output of detection sensor 12a × 100 (1)

この図６からわかるように、アモルファスワイヤ１４と磁性体５０との距離ｄｙがアモルファスワイヤ１４の長さＬの３倍程度までの場合、概ね０．１％程度の信号レベル比の範囲で振動し、それよりも離れると収束する傾向がわかる。このように、前記しきい値Ｖｔｈの設定に際しては、アモルファスワイヤ１４の長さＬと、検出しようとする磁性体５０の大きさや磁性体５０とアモルファスワイヤ１４との距離などといった、磁性体検出装置の仕様を決定し、その仕様に応じてその場合に必要な信号レベル比が求められ、その信号レベル比に対応する電圧に換算することでしきい値Ｖｔｈが決定される。より具体的には例えば、磁性体５０がアモルファスワイヤ１４の長さＬの３倍までの距離までアモルファスワイヤ１４に近接した場合の測定を行なうのであれば、信号レベル比０．１％の出力以上の場合に磁性体が存在もしくは通過したこととするので、その信号レベル比０．１％に対応するセンサ電圧がＶｔｈとなる。 As can be seen from FIG. 6, when the distance dy between the amorphous wire 14 and the magnetic body 50 is up to about three times the length L of the amorphous wire 14, it vibrates in a signal level ratio range of about 0.1%. , You can see the tendency to converge when it is further away. As described above, when setting the threshold value Vth, the magnetic body detection device such as the length L of the amorphous wire 14, the size of the magnetic body 50 to be detected, the distance between the magnetic body 50 and the amorphous wire 14, and the like. The signal level ratio required in this case is determined according to the specification, and the threshold value Vth is determined by converting the voltage to a voltage corresponding to the signal level ratio. More specifically, for example, if the measurement is performed when the magnetic body 50 is close to the amorphous wire 14 up to a distance up to three times the length L of the amorphous wire 14, the output of the signal level ratio is 0.1% or more. In this case, since the magnetic substance is present or passed, the sensor voltage corresponding to the signal level ratio of 0.1% is Vth.

ところで、一対のセンサ１２ａおよび１２ｂが鉛直方向に設置される場合（図５（ｂ）のアモルファスワイヤ１４の長手方向が鉛直方向である場合）を例として地磁気を考慮したしきい値Ｖｔｈの設定について説明する。地磁気は地表における水平成分（水平分力）と鉛直成分（鉛直分力）との各ベクトルの和からなっている。一対のセンサ１２ａおよび１２ｂが鉛直方向に設置される場合には、結合部材としてのアモルファスワイヤ１４も鉛直方向とされることから、地磁気の鉛直成分が２つのセンサ１２ａおよび１２ｂに共通して測定されることとなる。ところで、国土地理院が公表する磁気図によれば、鉛直分力の大きさは緯度および経度を用いた近似式得ることができる。２０１０．０年値におけるこの近似式（２）によれば、鉛直分力の値Ｚ_2010.0は、
Z_2010.0＝37056.760^nT＋1067.432^nTΔφ−275.374^nTΔλ−10.225^nT(Δφ)²−9.609^nTΔφΔλ＋9.642^nT(Δλ)² ・・・（２）
である。ここでΔφ＝φ−３７°、Δλ＝λ−１３８°、φおよびλはそれぞれ度単位で表された緯度および経度である。 By the way, setting the threshold value Vth in consideration of geomagnetism taking as an example the case where the pair of sensors 12a and 12b are installed in the vertical direction (when the longitudinal direction of the amorphous wire 14 in FIG. 5B is the vertical direction). explain. The geomagnetism consists of the sum of the vectors of the horizontal component (horizontal component force) and the vertical component (vertical component force) on the ground surface. When the pair of sensors 12a and 12b are installed in the vertical direction, since the amorphous wire 14 as the coupling member is also in the vertical direction, the vertical component of geomagnetism is measured in common with the two sensors 12a and 12b. The Rukoto. By the way, according to the magnetic map published by the Geospatial Information Authority of Japan, the magnitude of the vertical component force can be obtained as an approximate expression using latitude and longitude. According to this approximate expression (2) in the value of _2011.0 , the vertical component force value Z _2010.0 is
Z _2010.0 = 37056.760 ^nT +1067.432 ^nT Δφ−275.374 ^nT Δλ−10.225 ^nT (Δφ) ² −9.609 ^nT ΔφΔλ + 9.642 ^nT (Δλ) ² (2)
It is. Here, Δφ = φ−37 °, Δλ = λ−138 °, φ and λ are latitude and longitude expressed in degrees, respectively.

前記（１）式のように定義される信号レベル比が０．１％とすると、例えば鉛直成分が１０μＴである場合において、センサ部１１は１０ｎＴの出力ができればよいこととなる。すなわち、センサ１２において１０ｎＴに対応する電圧がしきい値Ｖｔｈとなる。なお、本実施例１２におけるセンサ１２は磁気インピーダンスセンサであり、１００ｐＴ程度の分解能を有するので、このような要件を満たすことは十分可能である。 If the signal level ratio defined as in the equation (1) is 0.1%, for example, when the vertical component is 10 μT, the sensor unit 11 only needs to output 10 nT. That is, the voltage corresponding to 10 nT in the sensor 12 is the threshold value Vth. In addition, since the sensor 12 in the twelfth embodiment is a magnetic impedance sensor and has a resolution of about 100 pT, it is sufficiently possible to satisfy such a requirement.

また、上記（２）式で示したように、地磁気の鉛直成分が１０μＴに相当するのは概ね緯度１５度程度であり、地磁気の鉛直成分は緯度が高くなるほど大きくなるので、鉛直成分が１０μＴである場合に所定の信号レベル比を満たすものであれば、赤道付近を除く地球上の多くの範囲で信号レベル比を満たすこととなる。 Further, as shown in the above equation (2), the vertical component of geomagnetism corresponds to 10 μT at about 15 degrees latitude, and the vertical component of geomagnetism increases as the latitude increases, so the vertical component is 10 μT. If a predetermined signal level ratio is satisfied in some cases, the signal level ratio is satisfied in many ranges on the earth except near the equator.

図７は、本実施例の磁気検出装置１０において、アモルファスワイヤ１４の長さＬを２００ｍｍとした場合に、アモルファスワイヤ１４の近傍を、検出対象物５０として磁気を完全に消した（消磁した）長さ４０ｍｍ程度のヘアピンを往復させた場合の１対のセンサ１２ａ、１２ｂの差動出力を表した図である。横軸が時間、縦軸が差動出力（電圧［Ｖ］）を示している。このうち、図７（ａ）は、ヘアピンのない場合、すなわち外部磁界のみ存在する場合のものであり、本実施例の磁気検出装置１０のノイズレベルを表したものとなる。図７（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）はそれぞれアモルファスワイヤと検出対象物５０としてのヘアピンとの距離ｄｙをそれぞれ２５０、３００、３５０ｍｍとした場合の差動出力を表している。これらの図から分かるように、距離ｄｙが３００ｍｍ程度迄であれば、検出対象物５０の動きに伴って差動出力が変化している。逆に言えば、差動出力に基づいて検出対象物５０の動きを捉えることができる。 FIG. 7 shows that in the magnetic detection device 10 of the present embodiment, when the length L of the amorphous wire 14 is 200 mm, the magnetism is completely erased (demagnetized) using the vicinity of the amorphous wire 14 as the detection object 50. It is a figure showing the differential output of a pair of sensor 12a, 12b at the time of reciprocating a hairpin about 40 mm in length. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents differential output (voltage [V]). Among these, FIG. 7A shows a case where there is no hairpin, that is, a case where only an external magnetic field exists, and represents a noise level of the magnetic detection device 10 of the present embodiment. 7B, 7C, and 7D show differential outputs when the distances dy between the amorphous wire and the hairpin as the detection target 50 are 250, 300, and 350 mm, respectively. As can be seen from these figures, when the distance dy is up to about 300 mm, the differential output changes with the movement of the detection object 50. In other words, the movement of the detection object 50 can be captured based on the differential output.

一方、図８はアモルファスワイヤ１４と検出対象物５０との距離と信号レベル比との関係について、アモルファスワイヤ１４の長手方向に検出対象物５０が離れる場合を説明する図である。図８の例においては図８（ａ）に示すように、検出対象物５０がアモルファスワイヤ１４の長手方向の延長線上に位置させられる。アモルファスワイヤ１４の長手方向の端部のうち検出対象物５０に近い側の端部から検出対象物５０までのアモルファスワイヤ１４の長手方向の距離をｄｘと定義する。ここで、アモルファスワイヤ１４の長さＬが１００ｍｍ、および３００ｍｍの場合のそれぞれについて、アモルファスワイヤ１４の端部から検出対象物５０までの距離をｄｘに対するセンサ部１１の信号レベル比の関係を示したのが図８（ｂ）である。 On the other hand, FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the distance between the amorphous wire 14 and the detection target 50 and the signal level ratio when the detection target 50 is separated in the longitudinal direction of the amorphous wire 14. In the example of FIG. 8, as shown in FIG. 8A, the detection target 50 is positioned on an extension line in the longitudinal direction of the amorphous wire 14. The distance in the longitudinal direction of the amorphous wire 14 from the end of the amorphous wire 14 in the longitudinal direction to the detection target 50 from the end close to the detection target 50 is defined as dx. Here, for each of the cases where the length L of the amorphous wire 14 is 100 mm and 300 mm, the relationship between the signal level ratio of the sensor unit 11 with respect to the distance from the end of the amorphous wire 14 to the object 50 to be detected is shown. This is shown in FIG.

図６に示したアモルファスワイヤ１４と検出対象物５０との長手方向と垂直な距離ｄｙの場合と比べて、図８（ｂ）に示すようにアモルファスワイヤ１４と検出対象物５０との長手方向の距離ｄｘが大きくなるにつれて信号レベル比の減衰が大きい。すなわち、アモルファスワイヤ１４の長手方向に置かれた検出対象物５０の検出感度は低くなる。具体的には例えば、図６の場合で説明したような、信号レベル比が０．１％以上を磁性体の存在あるいは通過を検出するのに必要な値とする場合には、図８（ｂ）からは、アモルファスワイヤ１４の長さＬとの関係は明確ではないが、アモルファスワイヤ１４と検出対象物５０とのアモルファスワイヤ１４の長手方向の距離ｄｘは、概ね１５０ｍｍ程度であればよいことがわかる。 Compared to the case of a distance dy perpendicular to the longitudinal direction between the amorphous wire 14 and the detection target object 50 shown in FIG. 6, the longitudinal direction between the amorphous wire 14 and the detection target object 50 as shown in FIG. As the distance dx increases, the attenuation of the signal level ratio increases. That is, the detection sensitivity of the detection object 50 placed in the longitudinal direction of the amorphous wire 14 is lowered. Specifically, for example, when the signal level ratio is 0.1% or more as described in the case of FIG. 6 is set to a value necessary for detecting the presence or passage of the magnetic material, FIG. ), The relationship with the length L of the amorphous wire 14 is not clear, but the distance dx in the longitudinal direction of the amorphous wire 14 between the amorphous wire 14 and the detection target 50 may be about 150 mm. Recognize.

以上を踏まえ、本実施例の磁性体検出装置１０においてセンサの出力比が０．１％以上となった場合に磁性体が存在あるいは通過したと判断するとすれば、その磁性体の検出可能範囲は、センサ１２を含む一平面上において図９で示すようなものとなる。すなわちセンサ部１１の長手方向においてはアモルファスワイヤ１４の両端部からそれぞれ１５０ｍｍの範囲であり、また、センサ部１１の長手方向に垂直な方向においては、一対のセンサ１２ａおよび１２ｂの間の距離Ｌの３倍範囲となる。実際には、図９で示した図形を図９におけるセンサの長手方向、すなわちアモルファスワイヤ１４の軸方向を中心に一回転させて得られる３次元の領域が、磁性体検出装置１０における磁性体の検出可能範囲となる。なお、上述のように、本実施例においてはアモルファスワイヤ１４両端部からそれぞれ２ｍｍだけ内側の位置にセンサ１２ａ、１２ｂの端部が位置するようにセンサ１２ａ，１２ｂが設けられている。ここで、ワイヤ長Ｌに対してこの２ｍｍの影響を無視できる場合には、ワイヤ長Ｌと一対のセンサ１２ａおよび１２ｂとの距離とを同義と解することが可能である。 Based on the above, if it is determined that the magnetic material is present or passed when the output ratio of the sensor is 0.1% or more in the magnetic material detection device 10 of the present embodiment, the detectable range of the magnetic material is 9 on one plane including the sensor 12 as shown in FIG. That is, in the longitudinal direction of the sensor unit 11, the distance is 150 mm from both ends of the amorphous wire 14, and in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the sensor unit 11, the distance L between the pair of sensors 12 a and 12 b is The range is tripled. Actually, a three-dimensional region obtained by rotating the figure shown in FIG. 9 around the longitudinal direction of the sensor in FIG. 9, that is, the axial direction of the amorphous wire 14, is a magnetic substance in the magnetic substance detection device 10. This is the detectable range. As described above, in this embodiment, the sensors 12a and 12b are provided so that the ends of the sensors 12a and 12b are located at positions 2 mm inside from both ends of the amorphous wire 14, respectively. Here, when the influence of 2 mm on the wire length L can be ignored, the wire length L and the distance between the pair of sensors 12a and 12b can be understood as synonymous.

図４に戻って、出力制御部５４は、前記磁性体判別部５２が磁性体５０が存在すると判断した場合に、出力装置にその旨を出力させる。この出力装置９４は例えば図１に例示したように画像表示装置であってもよいし、ブザーなどの音声出力装置であってもよい。 Returning to FIG. 4, when the magnetic body determination section 52 determines that the magnetic body 50 exists, the output control section 54 causes the output device to output that effect. For example, the output device 94 may be an image display device as illustrated in FIG. 1, or may be an audio output device such as a buzzer.

図１０は本実施例の磁性体検出装置１０におけるセンサ部１１の配置の一例を説明する図である。図１０においては、一対のセンサ１２の距離（あるいはワイヤ長）Ｌ＝３００ｍｍのアモルファスワイヤ１４が、その長手方向が鉛直方向となるようにセンサ部１１が設置されている。そして、センサ部１１（アモルファスワイヤ１４）の中心が地上から７５０ｍｍの高さとなるように設けられている。前述のように信号レベル比が０．１％以上において磁性体５０を検出したと判断するようにしきい値が定められている場合には、磁性体５０がアモルファスワイヤ１４の長さの３倍程度までアモルファスワイヤ１４に近接した場合に検出可能であるので、図９について説明した磁性体の検出可能範囲は、図１０の例においては、その直径の最大がアモルファスワイヤ１４を中心とする位置において１８００ｍｍのである。また、センサ１１の長手方向の位置、すなわち高さ方向においては、地上から４５０ｍｍ乃至１０５０ｍｍの範囲内に磁性体５０が存在する場合にそれを検出することができる。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the sensor unit 11 in the magnetic body detection device 10 of the present embodiment. In FIG. 10, the sensor unit 11 is installed so that the amorphous wire 14 having a distance (or wire length) L = 300 mm between the pair of sensors 12 is a vertical direction. And the center of the sensor part 11 (amorphous wire 14) is provided so that it may become a height of 750 mm from the ground. As described above, when the threshold is determined so that the magnetic body 50 is detected when the signal level ratio is 0.1% or more, the magnetic body 50 is about three times the length of the amorphous wire 14. 9 can be detected when close to the amorphous wire 14, the detectable range of the magnetic material described with reference to FIG. 9 is 1800 mm at the position where the maximum diameter is centered on the amorphous wire 14 in the example of FIG. 10. It is. Further, in the position in the longitudinal direction of the sensor 11, that is, in the height direction, when the magnetic body 50 exists within a range of 450 mm to 1050 mm from the ground, it can be detected.

前述の実施例によれば、磁性体検出装置１０は、磁気結合型グラジオセンサであるセンサ部１１を含んで構成され、センサ部１１は一対の磁気センサ１２ａ、１２ｂと、一対の磁気センサ１２ａ、１２ｂを磁気的に結合する比透磁率が１００以上の結合部材１４とを含み、それら一対の磁気センサ１２ａ、１２ｂの距離及び結合部材の長さＬは、それぞれ、一対のセンサ１２ａ、１２ｂの中心から検出対象となる磁性体位置までの距離ｄの１／３以上であるので、センサ部１１における信号レベル比を考慮して検出対象物５０の有無を判断することができる。 According to the above-described embodiment, the magnetic body detection device 10 includes the sensor unit 11 that is a magnetic coupling type gradio sensor, and the sensor unit 11 includes a pair of magnetic sensors 12a and 12b and a pair of magnetic sensors 12a, 12b and a coupling member 14 having a relative permeability of 100 or more. The distance between the pair of magnetic sensors 12a and 12b and the length L of the coupling member are the centers of the pair of sensors 12a and 12b, respectively. Therefore, the presence / absence of the detection object 50 can be determined in consideration of the signal level ratio in the sensor unit 11.

また、前述の実施例によれば、磁性体検出装置１０において、センサ部１１は、地磁気の垂直方向の磁界成分の変化を検出するように設けられた少なくとも１つのセンサ部１１を有するように構成されたので、センサ部１１における結合部材１４に地磁気の垂直方向の磁束成分が流れ、一対の磁気センサ１２ａ、１２ｂにより地磁気の垂直方向の磁束成分の変化が検出されるので、磁性体検出のための磁場発生源を必要としない構成が可能となる。 Further, according to the above-described embodiment, in the magnetic body detection device 10, the sensor unit 11 is configured to include at least one sensor unit 11 provided to detect a change in the magnetic field component in the vertical direction of the geomagnetism. Therefore, the magnetic flux component in the vertical direction of geomagnetism flows through the coupling member 14 in the sensor unit 11, and the change in the magnetic flux component in the vertical direction of geomagnetism is detected by the pair of magnetic sensors 12a and 12b. A configuration that does not require a magnetic field generation source is possible.

続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。 Subsequently, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, portions common to the embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図１１は、本発明の磁性体検出装置１０において２つのセンサ部１１Ａおよび１１Ｂが設けられる場合の設置態様を説明する図であって、前述の実施例の図１０に対応する図である。図１１においては、長さＬ＝２００ｍｍのアモルファスセンサを有するセンサ部１１Ａおよび１１Ｂが、それぞれ長手方向が鉛直方向となるように設けられている。そして、センサ部１１Ａおよび１１Ｂの中心が地上からそれぞれ７００ｍｍ、１１００ｍｍの高さとなるように設けられている。前述のように信号レベル比が０．１％以上において磁性体５０を検出したと判断するようにしきい値が定められている場合には、磁性体５０がアモルファスワイヤの長さの３倍程度までアモルファスワイヤに近接した場合に検出可能であるので、図９について説明した磁性体の検出可能範囲は、図１１の例においては、その直径の最大がアモルファスワイヤ１４を中心とする位置において１２００ｍｍの内である。また、センサ１１の長手方向の位置、すなわち高さ方向においては、地上から４５０ｍｍ乃至１３５０ｍｍの範囲内に磁性体５０が存在する場合にそれを検出することができる。 FIG. 11 is a diagram for explaining an installation mode in the case where two sensor units 11A and 11B are provided in the magnetic body detection device 10 of the present invention, and corresponds to FIG. 10 of the above-described embodiment. In FIG. 11, sensor portions 11A and 11B each having an amorphous sensor with a length L = 200 mm are provided such that the longitudinal direction is the vertical direction. The centers of the sensor units 11A and 11B are provided to be 700 mm and 1100 mm in height from the ground, respectively. As described above, when the threshold value is determined so as to determine that the magnetic body 50 is detected when the signal level ratio is 0.1% or more, the magnetic body 50 is up to about three times the length of the amorphous wire. Since detection is possible when close to the amorphous wire, the detectable range of the magnetic material described with reference to FIG. 9 is, in the example of FIG. 11, the maximum diameter within 1200 mm at the position centering on the amorphous wire 14. It is. Further, in the position in the longitudinal direction of the sensor 11, that is, in the height direction, when the magnetic body 50 exists within a range of 450 mm to 1350 mm from the ground, it can be detected.

前述の実施例と同様、センサ部１１Ａおよび１１Ｂはそれぞれ一対の磁気センサ１２Ａａ、１２Ａｂ、および、１２Ｂａ、１２Ｂｂを有している。以下、これらを区別せず総称する場合には、磁気センサ１２という。 As in the previous embodiment, the sensor units 11A and 11B have a pair of magnetic sensors 12Aa and 12Ab, and 12Ba and 12Bb, respectively. Hereinafter, when these are collectively referred to without distinction, they are referred to as a magnetic sensor 12.

本実施例においては、特に図示しないが２つのセンサ部１１Ａおよび１１Ｂのそれぞれについて前述の実施例１の回路部２１と同様の回路部２１Ａおよび２１Ｂが設けられる。なお、本実施例においては２つのセンサ部１１Ａおよび１１Ｂが設けられる例を説明するが、センサ部の数は２つに限定されない。また回路部２１についてはセンサ部の数と同じだけ設けられればよい。 In the present embodiment, although not particularly illustrated, circuit portions 21A and 21B similar to the circuit portion 21 of the first embodiment described above are provided for each of the two sensor portions 11A and 11B. In this embodiment, an example in which two sensor units 11A and 11B are provided will be described, but the number of sensor units is not limited to two. Further, it is only necessary to provide as many circuit units 21 as the number of sensor units.

なお、本実施例の回路部２１Ａ、２１Ｂにおいては、前述の実施例における回路部２１と同様に差動アンプ３４の出力を増幅等して出力するのに加え、バッファアンプ２８、３２の出力をもそれぞれ同様に増幅等して出力するものとされている。ここでバッファアンプ２８、３２の出力はそれぞれ、検出コイル１３ａ、１３ｂの出力電圧に対応するものであり、それぞれのセンサ１２ａ、１２ｂが検出する磁界の強度に対応するものである。 In addition, in the circuit units 21A and 21B of the present embodiment, the outputs of the buffer amplifiers 28 and 32 are output in addition to amplifying the output of the differential amplifier 34 in the same manner as the circuit unit 21 in the above-described embodiment. Are also amplified and output in the same manner. Here, the outputs of the buffer amplifiers 28 and 32 correspond to the output voltages of the detection coils 13a and 13b, respectively, and correspond to the intensity of the magnetic field detected by the respective sensors 12a and 12b.

図１２は、本実施例の磁性体検出装置１０における磁性体判別部５２の制御作動の一例を説明するフローチャートである。このフローチャートは、磁性体検出装置１０の作動中において、たとえば数ｍｓ（ミリ秒）乃至数十ｍｓ（ミリ秒）などの周期で繰り返し実行される。まず、ステップＳ（以下、「ステップ」を省略する。）１においては、磁性体検出装置１０に含まれる複数のセンサ部１１Ａ、１１Ｂのそれぞれから、対応する回路部２１Ａ、２１Ｂの各差動アンプ３４などを介して出力される差動出力が取得される。 FIG. 12 is a flowchart for explaining an example of the control operation of the magnetic body discriminating unit 52 in the magnetic body detection device 10 of the present embodiment. This flowchart is repeatedly executed at a period of, for example, several milliseconds (milliseconds) to several tens of milliseconds (milliseconds) during the operation of the magnetic substance detection apparatus 10. First, in step S (hereinafter, “step” is omitted) 1, each of the differential amplifiers of the corresponding circuit units 21 </ b> A and 21 </ b> B from each of the plurality of sensor units 11 </ b> A and 11 </ b> B included in the magnetic body detection device 10. A differential output output via 34 or the like is acquired.

続くＳ２においては、Ｓ１で取得された複数のセンサ部１１Ａ、１１Ｂのそれぞれからの差動出力のうち、予め設定された閾値を超えたものがあるか否かが判断される。ここで前記閾値Ｖｔｈは、たとえば前述の実施例１において説明したように、信号レベル比がたとえば０．１％以上となる場合に磁性体が存在すると判断する場合には、その信号レベル比が０．１％に対応する差動出力Ｖｏｕｔ（電圧）となるように設定される。前記差動出力のうち１つでも前記閾値を上回ったものがある場合には本ステップの判断が肯定され、Ｓ３が実行される。前記さ同出力のうち１つも前記閾値を上回ったものがない場合は、本ステップの判断が否定され、本フローチャートが終了させられる。 In subsequent S2, it is determined whether or not there is a differential output from each of the plurality of sensor units 11A and 11B acquired in S1 that exceeds a preset threshold value. Here, the threshold value Vth is, for example, as described in the first embodiment, when it is determined that a magnetic body is present when the signal level ratio is, for example, 0.1% or more, the signal level ratio is 0. The differential output Vout (voltage) corresponding to 1% is set. If even one of the differential outputs exceeds the threshold, the determination in this step is affirmed and S3 is executed. If none of the same outputs exceed the threshold, the determination at this step is denied and the flowchart is terminated.

Ｓ２の判断が肯定された場合に実行されるＳ３においては、磁性体検出装置１０の予め設定された検出範囲内に磁性体が存在もしくは通過したと判断される。 In S3, which is executed when the determination in S2 is affirmed, it is determined that the magnetic material is present or has passed within the preset detection range of the magnetic material detection device 10.

Ｓ３で磁性体が存在もしくは通過したと判断された場合には、Ｓ４が続いて実行される。このＳ４においては存在もしくは通過したと判断された磁性体の位置、大きさ、あるいはその磁性体の磁力の強さの少なくとも１つが推定される。この推定は、前述した複数のセンサ部１１Ａおよび１１Ｂのそれぞれのセンサ１２が検出する磁界の強度に対応するバッファアンプ２８、３２の出力を用いて行われる。このバッファアンプ２８、３２からの出力は、たとえばＳ１において差動出力が取り込まれる際に行われてもよいし、本ステップＳ４において行われてもよい。 If it is determined in S3 that the magnetic material is present or passed, S4 is subsequently executed. In S4, at least one of the position and size of the magnetic body determined to be present or passed or the strength of the magnetic force of the magnetic body is estimated. This estimation is performed using the outputs of the buffer amplifiers 28 and 32 corresponding to the intensity of the magnetic field detected by the respective sensors 12 of the plurality of sensor units 11A and 11B. The output from the buffer amplifiers 28 and 32 may be performed, for example, when a differential output is taken in S1, or may be performed in step S4.

Ｓ４における磁性体の位置の推定作動について説明する。前記複数のセンサ部１１Ａおよび１１Ｂのそれぞれのセンサ１２の出力の値を、その位置の順に並べる。そして並べた値に極値、すなわち極大値および極小値がいくつ存在するかが判断される。判断された極値の数を予め設定された判定条件に適用することにより磁性体の位置が推定される。 The operation of estimating the position of the magnetic body in S4 will be described. The output values of the sensors 12 of the plurality of sensor units 11A and 11B are arranged in the order of their positions. Then, it is determined how many extreme values, that is, maximum values and minimum values exist in the arranged values. The position of the magnetic body is estimated by applying the determined number of extreme values to a predetermined determination condition.

図１３はこの判定条件の一例を説明する図である。図１３に示すように、極値がない場合には、検出対象物５０である磁性体は本実施例の磁性体検出装置１０の検出対象範囲（推定対象範囲）の外にあって、かつ、信号強度の変化量が大きい方向にあると推定する。具体的には例えば、複数のセンサ部１１をそれぞれ構成するセンサ１２のうち、最も上端側にあるたとえば２つのセンサ１２において検出される信号強度の変化割合、たとえば単位距離に対する変化量と、最も下端側にある２つのセンサ１２における信号強度の変化割合とが比較される。そして、検出範囲外であって、信号強度の変化割合が大きい側に検出対象物５０が存在すると推定される。また、極値の数が１個である場合には、その極値を検出したセンサ１２の近傍に検出対象物５０があると推定する。ここで、極値を検出したセンサ１２の近傍とは、例えば、磁性体検出装置１０の検出対象範囲のうち、全てのセンサ１２のうちで極値を検出したセンサ１２に最も近い位置の集合からなる領域を意味している。また、極値の数が２個以上である場合には、その極値のうち極大値を検出したセンサの位置と極小値を検出したセンサの位置との重心位置に検出対象物５０が位置していると推定する。ここで好適には、前記重心位置の算出の際に、極大値および極小値であるそれぞれのセンサの信号強度に応じて重み付けを行なった上で重心位置を算出してもよい。 FIG. 13 is a diagram for explaining an example of this determination condition. As shown in FIG. 13, when there is no extreme value, the magnetic body that is the detection target 50 is outside the detection target range (estimation target range) of the magnetic body detection device 10 of the present embodiment, and It is presumed that the amount of change in signal strength is in the larger direction. Specifically, for example, among the sensors 12 constituting each of the plurality of sensor units 11, for example, the change rate of the signal intensity detected by, for example, the two sensors 12 at the uppermost side, for example, the change amount with respect to the unit distance, and the lowermost end The change rate of the signal intensity in the two sensors 12 on the side is compared. Then, it is estimated that the detection object 50 exists outside the detection range and on the side where the change rate of the signal intensity is large. Further, when the number of extreme values is one, it is estimated that the detection object 50 is in the vicinity of the sensor 12 that detected the extreme value. Here, the vicinity of the sensor 12 that has detected the extreme value is, for example, from a set of positions closest to the sensor 12 that has detected the extreme value among all the sensors 12 in the detection target range of the magnetic substance detection device 10. Means an area. When the number of extreme values is two or more, the detection object 50 is positioned at the center of gravity of the position of the sensor that detects the maximum value and the position of the sensor that detects the minimum value. It is estimated that Here, preferably, when calculating the position of the center of gravity, the position of the center of gravity may be calculated after weighting according to the signal intensity of each sensor having the maximum value and the minimum value.

続いて、Ｓ４において行なわれる、磁性体の磁力の強さの推定作動について説明する。磁性体の磁力の強さの推定は、センサ１２のそれぞれにおいて測定された信号強度のうち、最大値と最小値との差の大きさに基づいて推定される。すなわち、磁性体の磁力の強さとは、存在もしくは通過した磁性体により外部磁界がどの程度影響を受けたかを示す指標であり、その単位は［Ｔ］（テスラ）で表される。具体的には、信号強度の最大値と最小値との差と、検出対象物５０である磁性体の磁力の強さとの関係を予め実験などにより求めておき、実際に検出された信号の最大値と最小値との差をこの関係に適用することにより、検出対象物５０である磁性体の磁力の強さが得られる。図１４はこの関係の一例を示した図である。図１４に示されるように、信号強度の最大値と最小値との差が大きくなるほど、検出対象物５０である磁性体の磁力の強さは強い関係である。 Next, the operation for estimating the strength of the magnetic force performed in S4 will be described. The strength of the magnetic force of the magnetic body is estimated based on the magnitude of the difference between the maximum value and the minimum value among the signal intensities measured in each of the sensors 12. In other words, the strength of the magnetic force of the magnetic material is an index indicating how much the external magnetic field is affected by the existing or passed magnetic material, and its unit is represented by [T] (Tesla). Specifically, the relationship between the difference between the maximum value and the minimum value of the signal intensity and the strength of the magnetic force of the magnetic body that is the detection target 50 is obtained in advance by experiments or the like, and the maximum of the actually detected signal is obtained. By applying the difference between the value and the minimum value to this relationship, the strength of the magnetic force of the magnetic body that is the detection target 50 can be obtained. FIG. 14 is a diagram showing an example of this relationship. As shown in FIG. 14, the greater the difference between the maximum value and the minimum value of the signal intensity, the stronger the magnetic force of the magnetic body that is the detection target 50.

さらに、Ｓ４において行なわれる、磁性体の大きさの推定作動について説明する。磁性体の大きさの推定は、センサ１２のそれぞれにおいて測定された信号強度のうち、極大値を検出したセンサの位置と極小値を検出したセンサの位置との距離に基づいて推定される。具体的には、極大値を検出したセンサの位置と極小値を検出したセンサの位置との距離と、検出対象物５０である磁性体の大きさとの関係を予め実験などにより求めておき、実際に信号強度が検出された場合の極大値を検出したセンサの位置と極小値を検出したセンサの位置との距離をこの関係に適用することにより、検出対象物５０である磁性体の大きさが得られる。図１５はこの関係の一例を示した図である。図１４に示されるように、極大値を検出したセンサの位置と極小値を検出したセンサの位置との距離が大きくなるほど、検出対象物５０である磁性体の大きさは大きい関係である。なお、極大値や極小値がそれぞれ複数ある場合には、隣り合う極大値と極小値のうち、極大値と極小値の差が最も大きい組を選択して判断を行なうことができる。 Further, the operation of estimating the size of the magnetic material performed in S4 will be described. The size of the magnetic body is estimated based on the distance between the position of the sensor that detects the maximum value and the position of the sensor that detects the minimum value among the signal intensities measured in each of the sensors 12. Specifically, the relationship between the distance between the position of the sensor that has detected the maximum value and the position of the sensor that has detected the minimum value and the size of the magnetic body that is the detection target 50 is obtained in advance through experiments and the like. By applying the distance between the position of the sensor where the maximum value is detected and the position of the sensor where the minimum value is detected when the signal intensity is detected to this relationship, the size of the magnetic body which is the detection object 50 is reduced. can get. FIG. 15 is a diagram showing an example of this relationship. As shown in FIG. 14, the larger the distance between the position of the sensor that detects the maximum value and the position of the sensor that detects the minimum value, the larger the size of the magnetic material that is the detection target 50. When there are a plurality of local maximum values and local minimum values, it is possible to make a determination by selecting a set having the largest difference between the local maximum value and the local minimum value among adjacent local maximum values and local minimum values.

前述の実施例の磁性体検出装置１０によれば、センサ部１１（１１Ａ、１１Ｂ）を複数有し、それら複数のセンサ部１１の出力信号に基づいて磁性体５０を検出する磁性体判別部５２を有するので、磁性体検出装置１０が磁性体５０を検出することのできる検出対象範囲を大きくすることができる。 According to the magnetic body detection device 10 of the above-described embodiment, a plurality of sensor units 11 (11A, 11B) are provided, and a magnetic body determination unit 52 that detects the magnetic body 50 based on output signals of the plurality of sensor units 11. Therefore, the detection target range in which the magnetic body detection device 10 can detect the magnetic body 50 can be increased.

また、前述の実施例の磁性体検出装置１０によれば、センサ部１１（１１Ａ、１１Ｂ）を複数有し、それら複数のセンサ部１１の出力信号に基づいて、複数のセンサ部１１の出力信号に基づいて、磁性体の有無のみならず磁性体５０の位置および磁性体の磁力の強さ、磁性体の大きさの少なくとも１つを推定することができる。 Moreover, according to the magnetic substance detection apparatus 10 of the above-mentioned Example, it has multiple sensor part 11 (11A, 11B), and based on the output signal of these several sensor part 11, the output signal of several sensor part 11 Based on the above, it is possible to estimate at least one of the position of the magnetic body 50, the strength of the magnetic force of the magnetic body, and the size of the magnetic body as well as the presence or absence of the magnetic body.

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.

例えば、前述の実施例においては、センサ部１１が１つ乃至２つ設けられる実施例が説明されたが、これに限定されるものではなく、例えば３以上のセンサ部１１が同時に設けられてもよい。また、センサ部１１が複数設けられる場合には、それらのセンサ部１１の間隔は磁性体検出装置１０の磁性体の検出可能領域が一様となるように適宜調節しうるものである。すなわち、前述の通り磁性体検出装置１０の磁性体検出可能領域は図９に示した図形を横軸方向を中心に回転させたものであるので、横方向にみるとその位置に応じて検出可能な径方向の大きさが異なっている。これを複数のセンサ部１１により補完し、磁性体の検出可能な領域が例えば径方向にばらつきが少なくなるような配置を行なうことが可能である。この際、複数のセンサ部１１は前述の実施例２のように複数のセンサ部１１が長手方向に間隔をおいて設けられてもよいし、あるいは重なるように設けられてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the embodiment in which one or two sensor units 11 are provided has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, three or more sensor units 11 may be provided at the same time. Good. When a plurality of sensor units 11 are provided, the interval between the sensor units 11 can be adjusted as appropriate so that the detectable region of the magnetic body of the magnetic body detection device 10 is uniform. That is, as described above, the magnetic body detectable region of the magnetic body detecting device 10 is obtained by rotating the figure shown in FIG. 9 around the horizontal axis direction, and can be detected according to the position when viewed in the horizontal direction. The radial size is different. This can be complemented by a plurality of sensor units 11 so that the detectable region of the magnetic material can be arranged so that variation in the radial direction is reduced, for example. At this time, the plurality of sensor units 11 may be provided such that the plurality of sensor units 11 are spaced apart from each other in the longitudinal direction as in the second embodiment, or may be provided so as to overlap.

また、前述の実施例においては、結合部材であるアモルファスワイヤ１４は一対のセンサ１２を貫くように設けられていたが、このような態様に限られない。すなわち、一対のセンサ１２を磁気的に結合するものであればよく、例えば直線上に配設された一対のセンサ１２に対して、その直線上において該一対のセンサ１２に対して中央に位置するように該一対のセンサ１２の間隔よりも短い結合部材が設けられてもよい。言い換えれば、前述の実施例において結合部材１４が一対のセンサ１２を貫かない程度の長さであってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the amorphous wire 14 as the coupling member is provided so as to penetrate the pair of sensors 12, but is not limited to such a mode. That is, any sensor that couples the pair of sensors 12 magnetically can be used. For example, the pair of sensors 12 arranged on a straight line is positioned at the center of the pair of sensors 12 on the straight line. Thus, a coupling member shorter than the distance between the pair of sensors 12 may be provided. In other words, the length may be such that the coupling member 14 does not penetrate the pair of sensors 12 in the above-described embodiment.

また、前述の実施例２においては、複数のセンサ部１１の各センサ１２の極値に基づいて検出対象物５０の位置を推定したが、かかる態様に限られず、例えば、差動出力や信号レベル比の値が最も大きいセンサ部１１の近傍に検出対象物５０が存在すると推定することも可能である。 In the above-described second embodiment, the position of the detection target 50 is estimated based on the extreme values of the sensors 12 of the plurality of sensor units 11. However, the present invention is not limited to this mode. It is also possible to estimate that the detection object 50 exists in the vicinity of the sensor unit 11 having the largest ratio value.

また、前述の実施例においてはセンサ部１１は鉛直方向に配設され、地磁気の垂直成分の変化を一対のセンサ１２により検出するようにされたが、このような態様に限られない。すなわち、水平方向に配設されたセンサ部１１を少なくとも１つ含むことにより地磁気の水平成分の変化を一対のセンサ１２により検出する構成とすることも可能である。これは、地磁気の水平成分が一定以上含まれる地域においては有効であり、特に地磁気の垂直成分が小さい地域においてはさらに有効であると考えられる。このようにすれば、前記磁気結合型グラジオセンサにおける結合部材に地磁気の水平方向の磁束成分が流れ、前記一対の磁気センサにより該地磁気の垂直方向の水平成分の変化が検出されるので、磁性体検出のための磁場発生源を必要としない構成が可能となる。また、センサ部１１が水平面に設置されることができるので、例えばマット状の形態とすることができる。 In the above-described embodiment, the sensor unit 11 is arranged in the vertical direction and the change in the vertical component of geomagnetism is detected by the pair of sensors 12. However, the present invention is not limited to such a mode. That is, it is also possible to adopt a configuration in which a pair of sensors 12 detects a change in the horizontal component of geomagnetism by including at least one sensor unit 11 arranged in the horizontal direction. This is effective in an area where the horizontal component of geomagnetism is included more than a certain level, and is considered to be more effective particularly in an area where the vertical component of geomagnetism is small. By doing so, the magnetic flux component in the horizontal direction of geomagnetism flows through the coupling member in the magnetic coupling type gradio sensor, and the change in the horizontal component in the vertical direction of the geomagnetism is detected by the pair of magnetic sensors. A configuration that does not require a magnetic field generation source for detection is possible. Moreover, since the sensor part 11 can be installed in a horizontal surface, it can be set as a mat-like form, for example.

さらに、センサ部１１が複数設けられる場合に、それら複数のセンサ部１１の少なくとも１つは他に対して角度を有するように設けられるようにすることも可能である。このようにすれば、前記複数のセンサ部１１により、地磁気の垂直方向および水平成分の磁界成分の変化が検出されるので、地磁気の垂直成分、あるいは水平成分のいずれか一方が磁性体検出に用いることができない場合であっても好適に磁性体の検出を行うことができる。 Furthermore, when a plurality of sensor units 11 are provided, at least one of the plurality of sensor units 11 may be provided so as to have an angle with respect to the other. In this case, since the change in the magnetic field component of the vertical direction and the horizontal component of the geomagnetism is detected by the plurality of sensor units 11, either the vertical component of the geomagnetism or the horizontal component is used for the magnetic substance detection. Even if this is not possible, the magnetic substance can be detected suitably.

さらに、前述の実施例においては、結合部材としてのアモルファスワイヤは一部材として設けられたが、かかる態様に限られず、一対のセンサ１２を磁気的に結合し、それら一対の磁気センサ１２に外部磁界の影響を等しく与えるものであれば様々な態様が可能である。例えば、アモルファスワイヤ１４に間隙が設けられても良いし、アモルファスワイヤ１４の一部がその他の部分と異なる素材から構成されていてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the amorphous wire as the coupling member is provided as one member. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the pair of sensors 12 are magnetically coupled, and an external magnetic field is coupled to the pair of magnetic sensors 12. Various aspects are possible as long as they have the same effect. For example, a gap may be provided in the amorphous wire 14, or a part of the amorphous wire 14 may be made of a material different from other parts.

１０：磁性体検出装置
１１：センサ部（磁気結合型グラジオセンサ）
１２、１２ａ、１２ｂ：磁気センサ
１４：結合部材（アモルファスワイヤ）
５０：検出対象物（磁性体）
10: Magnetic body detection device 11: Sensor part (magnetic coupling type gradio sensor)
12, 12a, 12b: Magnetic sensor 14: Coupling member (amorphous wire)
50: Object to be detected (magnetic material)

Claims

A magnetic body detection device including a plurality of magnetically coupled gradio sensors,
Each of the magnetic coupling type gradio sensors includes a pair of magnetic sensors and a coupling member having a relative permeability of 100 or more for magnetically coupling the pair of magnetic sensors.
Each of the magnetically coupled gradio sensors is arranged so that the longitudinal direction is on a straight line,
Magnetic body detection device, each 150mm in each longitudinally from both ends of the magnetic coupling gradiometer sensor in a direction away from the longitudinal and the respective centers of the magnetic coupling gradiometer sensor of the magnetic coupling gradiometer sensor And a range within a radius of 3L centered on each of the magnetic coupling type gradio sensors when the distance L between the pair of magnetic sensors is set to be a distance L in each radial direction of the magnetic coupling type gradio sensor. Detecting the presence or absence of a detection target in the detection range;
A magnetic substance detection device characterized by the above.

2. The magnetic body detection device according to claim 1, wherein the magnetic coupling type gradio sensor includes at least one magnetic coupling type gradio sensor provided so as to detect a change in a magnetic field component in a vertical direction of geomagnetism. .

3. The magnetic body according to claim 1, wherein the magnetic coupling type gradio sensor includes at least one magnetic coupling type gradio sensor provided so as to detect a change in a horizontal magnetic field component of geomagnetism. 4. Detection device.

A plurality of the magnetically coupled gradio sensors;
The magnetic body detection device according to claim 1, further comprising a magnetic body determination unit that detects a magnetic body based on output signals of the plurality of magnetically coupled gradio sensors.

A plurality of the magnetically coupled gradio sensors;
The magnetic body discriminating unit estimates at least one of the position of the magnetic body, the strength of the magnetic force of the magnetic body, and the size of the magnetic body based on output signals of the plurality of magnetically coupled gradio sensors. The magnetic body detection device according to claim 4, wherein the magnetic body detection device is a magnetic material detection device.