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公開番号2024119107
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-03
出願番号2023025752
出願日2023-02-22
発明の名称磁気検出システム
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人
主分類G01R 33/09 20060101AFI20240827BHJP(測定;試験)
要約【課題】金属異物が非磁性材料であっても検出可能な磁気検出システムを提供する。
【解決手段】磁気検出システム100は、励磁コイル250と、励磁コイル250から見てコイル軸方向における互いに反対側に配置された磁気センサ40A,40Bと、励磁コイル250と磁気センサ40Aの間に試料を保持する試料ステージ300と、磁気センサ40A,40Bから出力される出力信号Pa,Pbの差に基づいて検出信号OUTを生成する検出回路と、測定空間230を囲む磁気シールドS1～S3とを備える。これにより、試料310に含まれる金属異物が非磁性材料からなる場合であっても、渦電流に起因する磁界を高感度に検出することが可能となる。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
励磁コイルと、
前記励磁コイルから見てコイル軸方向における互いに反対側に配置された第１及び第２の磁気センサと、
前記励磁コイルと前記第１の磁気センサの間に試料を保持する試料ステージと、
前記第１の磁気センサから出力される第１の出力信号と、前記第２の磁気センサから出力される第２の出力信号の差に基づいて検出信号を生成する検出回路と、
前記励磁コイル、前記第１及び第２の磁気センサ、並びに、前記試料ステージが配置される測定空間を囲む磁気シールドと、
を備え、
前記磁気シールドは、前記測定空間を前記コイル軸方向における両側及び前記コイル軸方向に対して垂直な第１の方向における両側から覆う筒状の第１の磁気シールドと、前記測定空間を前記コイル軸方向における両側、並びに、前記コイル軸方向及び前記第１の方向に対して垂直な第２の方向における一方側から覆う第２の磁気シールドとを含み、
前記試料ステージは、前記測定空間内に前記第２の方向における他方側から挿入される、磁気検出システム。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記磁気シールドは、前記第２の磁気シールドを前記コイル軸方向における両側及び前記第１の方向における両側から覆う筒状の第３の磁気シールドをさらに含む、請求項１に記載の磁気検出システム。
【請求項３】
前記試料ステージと前記シールドボックスの相対的な位置関係を変化させる駆動機構をさらに備える、請求項１に記載の磁気検出システム。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記試料ステージと前記シールドボックスの相対的な位置関係を前記第１の方向に変化させる第１の駆動機構と、前記試料ステージと前記シールドボックスの相対的な位置関係を前記第２の方向に変化させる第２の駆動機構と、前記試料ステージと前記シールドボックスの相対的な位置関係を前記コイル軸方向に変化させる第３の駆動機構とを含む、請求項３に記載の磁気検出システム。
【請求項５】
前記第１及び第２の磁気センサにそれぞれ磁束を集める第１及び第２の集磁体をさらに備え、
前記第１及び第２の磁気センサは、いずれも感磁素子が形成された素子形成面が前記コイル軸と平行となるよう配置され、
前記第１の集磁体は、前記第１の磁気センサの前記素子形成面上に配置され、
前記第２の集磁体は、前記第２の磁気センサの前記素子形成面上に配置され、
前記コイル軸の中心は、前記第１の磁気センサの前記素子形成面と前記第１の集磁体の間に位置し、且つ、前記第２の磁気センサの前記素子形成面と前記第２の集磁体の間に位置する、請求項１に記載の磁気検出システム。
【請求項６】
前記励磁コイルに供給される励磁信号を生成する信号生成回路と、
前記信号生成回路と前記励磁コイルの間に接続され、入力インピーダンスよりも出力インピーダンスが低いバッファ回路と、
をさらに備える、請求項１に記載の磁気検出システム。
【請求項７】
前記バッファ回路は、並列接続された複数のボルテージフォロア回路を含む、請求項６に記載の磁気検出システム。
【請求項８】
前記第１の出力信号と前記第２の出力信号の位相を調整する位相調整回路をさらに備える、請求項１に記載の磁気検出システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は磁気検出システムに関し、特に、異物検知システムとして利用可能な磁気検出システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、流路の上流側に配置された帯磁装置によって流路を流れる金属異物を磁化し、磁化された金属異物を流路の下流側に配置された磁気センサによって検出する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－２７６５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された装置では、金属異物がアルミニウムや銅などの非磁性材料からなる場合には検出不可能である。
【０００５】
したがって、本開示は、金属異物が非磁性材料であっても検出可能な磁気検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態による磁気検出システムは、励磁コイルと、励磁コイルから見てコイル軸方向における互いに反対側に配置された第１及び第２の磁気センサと、励磁コイルと第１の磁気センサの間に試料を保持する試料ステージと、第１の磁気センサから出力される第１の出力信号と第２の磁気センサから出力される第２の出力信号の差に基づいて検出信号を生成する検出回路と、励磁コイル、第１及び第２の磁気センサ、並びに、試料ステージが配置される測定空間を囲む磁気シールドとを備え、磁気シールドは、測定空間をコイル軸方向における両側及びコイル軸方向に対して垂直な第１の方向における両側から覆う筒状の第１の磁気シールドと、測定空間をコイル軸方向における両側、並びに、コイル軸方向及び第１の方向に対して垂直な第２の方向における一方側から覆う第２の磁気シールドとを含み、試料ステージは、測定空間内に第２の方向における他方側から挿入される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、金属異物が非磁性材料であっても検出可能な磁気検出システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本開示の一実施形態による磁気検出システム１００の外観を示す略斜視図である。
図２は、シールドボックス２００の構造を説明するための略斜視図である。
図３は、シールドボックス２００の構造を説明するための略斜視図である。
図４は、試料ステージ３００の構造を説明するための略斜視図である。
図５は、センサホルダー４００Ａの構造を説明するための略斜視図である。
図６は、センサ本体部１０Ａ，１０Ｂの構造を説明するための略斜視図である。
図７は、センサ本体部１０Ａ，１０Ｂの構造を説明するための略分解斜視図である。
図８は、磁気センサ４０Ａ，４０Ｂから磁性ヨークＭ１～Ｍ３を取り除いた状態を示す略斜視図である。
図９は、センサ本体部１０Ａによる試料３１０のスキャン方法を説明するための模式図である。
図１０は、磁気検出システム１００の回路ブロック図である。
図１１は、バッファ回路５０３の一例による回路図である。
図１２は、金属異物３１１によって生じる磁界を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら、本開示に係る技術の実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本開示の一実施形態による磁気検出システム１００の外観を示す略斜視図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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