JPH0346790B2 - - Google Patents
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- JPH0346790B2 JPH0346790B2 JP57073538A JP7353882A JPH0346790B2 JP H0346790 B2 JPH0346790 B2 JP H0346790B2 JP 57073538 A JP57073538 A JP 57073538A JP 7353882 A JP7353882 A JP 7353882A JP H0346790 B2 JPH0346790 B2 JP H0346790B2
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- squid
- squid magnetometer
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- 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
- G01V3/081—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 the magnetic field is produced by the objects or geological structures
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- Environmental & Geological Engineering (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、地磁気中にうずもれた磁気異常物
たとえばドラムカン、沈船、不発弾等を探知する
場合に使用される磁気測定装置に関する。
たとえばドラムカン、沈船、不発弾等を探知する
場合に使用される磁気測定装置に関する。
従来、地磁気中の磁気異常物を探知するのに航
空機や非磁性船にフラツクスゲート形磁力計や光
ポンピング形磁力計を搭載し被探知領域を走行探
査していた。
空機や非磁性船にフラツクスゲート形磁力計や光
ポンピング形磁力計を搭載し被探知領域を走行探
査していた。
しかしフラツクスゲート形磁力計は、感度がせ
いぜい0.01nT〔ナノテスラ〕程度と低い上、ベク
トル磁力計であるので、第１図に示す地磁気HF
〔実際は変化分ΔHF〕を計測するために、常に検
出器の磁気軸をHFの方向に向ける必要がある。
そのため第２図に示すように地磁気HF検出用の
検出器DFの他に、地磁気HFに垂直な方向とEW
（東西）方向に検出器DFO，DEWを設け、これ
ら検出器DFO，DEWの出力が常に“０”になる
ように検出器DFO，DEWを含む平面をモータ等
で制御し、検出器DFの磁気軸がHF方向に向くよ
うにしていた。しかし、これではフラツクスゲー
ト磁力計の固有の雑音による制限を受け、感度に
限界がある。また固有の雑音分を除去しようとし
て検出器DFの中に差動用検出器を設けても間隔
が得られず、間隔をとろうとすれば大形化し方向
制御が困難となり、結局感度を上げることができ
ない。
いぜい0.01nT〔ナノテスラ〕程度と低い上、ベク
トル磁力計であるので、第１図に示す地磁気HF
〔実際は変化分ΔHF〕を計測するために、常に検
出器の磁気軸をHFの方向に向ける必要がある。
そのため第２図に示すように地磁気HF検出用の
検出器DFの他に、地磁気HFに垂直な方向とEW
（東西）方向に検出器DFO，DEWを設け、これ
ら検出器DFO，DEWの出力が常に“０”になる
ように検出器DFO，DEWを含む平面をモータ等
で制御し、検出器DFの磁気軸がHF方向に向くよ
うにしていた。しかし、これではフラツクスゲー
ト磁力計の固有の雑音による制限を受け、感度に
限界がある。また固有の雑音分を除去しようとし
て検出器DFの中に差動用検出器を設けても間隔
が得られず、間隔をとろうとすれば大形化し方向
制御が困難となり、結局感度を上げることができ
ない。
一方、光ポンピング形磁力計はスカラー磁力計
であるのでフラツクスゲート形磁力計のような方
向制御は必要としないが、それでも得られる感度
は上記フラツクスゲート形磁力計と同様0.01nT
程度でありさらに高感度なものが必要とされる場
合にはその要請に応えることができなかつた。
であるのでフラツクスゲート形磁力計のような方
向制御は必要としないが、それでも得られる感度
は上記フラツクスゲート形磁力計と同様0.01nT
程度でありさらに高感度なものが必要とされる場
合にはその要請に応えることができなかつた。
この発明の目的は上記した従来の磁力計の欠点
を解消し高感度な磁気測定装置を提供するにあ
る。
を解消し高感度な磁気測定装置を提供するにあ
る。
この発明の磁気測定装置は上記目的を達成する
ために、SQUID磁力計を用いるようにしている。
SQUID磁力計はフラツクスゲート形磁力計と同
様ベクトル磁力計であるが、感度は0.001nT程度
のものが得られ上記目的達成に好都合である。も
つとSQUID磁力計は地磁気HFそのものは検出す
ることができずその変化分ΔHFしか検出するこ
とができない。しかしながら磁気異常物の探知に
は地磁気HFは不要でありHFの場所的、時間的な
変化分ΔHFが判れば探知可能でありその点問題
はない。
ために、SQUID磁力計を用いるようにしている。
SQUID磁力計はフラツクスゲート形磁力計と同
様ベクトル磁力計であるが、感度は0.001nT程度
のものが得られ上記目的達成に好都合である。も
つとSQUID磁力計は地磁気HFそのものは検出す
ることができずその変化分ΔHFしか検出するこ
とができない。しかしながら磁気異常物の探知に
は地磁気HFは不要でありHFの場所的、時間的な
変化分ΔHFが判れば探知可能でありその点問題
はない。
またこの発明の磁気測定装置では、SQUID磁
力計を使用するので磁気検知方向が地磁気方向よ
りずれるということは問題であるが、従来のフラ
ツクスゲート形磁力計のように地磁気方向を向く
ようにモータ等で方向を制御するのではなく予め
略磁気検知方向を地磁気方向に向けておくととも
に、他方で角度のずれその他の雑音成分を別に検
出しその検出出力で主磁気検出部を構成する
SQUID磁力計の出力を補正するようにしている。
力計を使用するので磁気検知方向が地磁気方向よ
りずれるということは問題であるが、従来のフラ
ツクスゲート形磁力計のように地磁気方向を向く
ようにモータ等で方向を制御するのではなく予め
略磁気検知方向を地磁気方向に向けておくととも
に、他方で角度のずれその他の雑音成分を別に検
出しその検出出力で主磁気検出部を構成する
SQUID磁力計の出力を補正するようにしている。
以下図面を参照してこの発明を詳細に説明す
る。第３図はこの発明の実施に使用される
SQUID磁力計の一例を示す概略図である。同図
において、溶融石英で形成される円筒形のボビン
１には、ピツクアツプコイル（超伝導線たとえば
Nb−Ti線が用いられる。）Ｃ１及びＣ２，Ｃ３
が巻回されている。このボビン１は磁気異常物探
知を行なう場合にその軸方向が略地磁気方向HF
を向くように配置される。ピツクアツプコイルＣ
１は磁気検出回路２に接続され、この磁気検出回
路２とともに地磁気の変化成分を検出する。ピツ
クアツプコイルＣ２，Ｃ３は差動的に接続され、
磁気検出回路３とともに近傍の磁性体の存在によ
る地磁気変化分への影響分を出力する。この出力
によつて磁気検出回路２の出力が補正される。さ
らに図示はしていないが、ピツクアツプコイルＣ
１に対して直交する方向のコイルもボビン１に巻
回され、これらのコイルによる磁気検知出力によ
り磁気検出回路２の出力が補正される。
る。第３図はこの発明の実施に使用される
SQUID磁力計の一例を示す概略図である。同図
において、溶融石英で形成される円筒形のボビン
１には、ピツクアツプコイル（超伝導線たとえば
Nb−Ti線が用いられる。）Ｃ１及びＣ２，Ｃ３
が巻回されている。このボビン１は磁気異常物探
知を行なう場合にその軸方向が略地磁気方向HF
を向くように配置される。ピツクアツプコイルＣ
１は磁気検出回路２に接続され、この磁気検出回
路２とともに地磁気の変化成分を検出する。ピツ
クアツプコイルＣ２，Ｃ３は差動的に接続され、
磁気検出回路３とともに近傍の磁性体の存在によ
る地磁気変化分への影響分を出力する。この出力
によつて磁気検出回路２の出力が補正される。さ
らに図示はしていないが、ピツクアツプコイルＣ
１に対して直交する方向のコイルもボビン１に巻
回され、これらのコイルによる磁気検知出力によ
り磁気検出回路２の出力が補正される。
SQUID磁力計の磁気検出回路２は第４図に示
すようにピツクアツプコイルＣ１に接続される伝
達トランス４、弱接合部を有する超伝導リング状
のもので前記伝達トランス４よりも磁束を受け、
1φ0（2.07×10-15wb）の磁束量子のリングへの侵
入で超伝導状態が破れ常伝導体となる性質を有す
るJJ素子５、励磁コイル６、同調コンデンサ７、
数10MHzの高周波信号を発生するRF発振器８、
RFAMP９、検波器１０、数ＫHz〜数10KHzの低
周波信号を発生するAF発振器１１、同期整流器
１２、直流増幅器１３及び帰還抵抗１４から構成
されている。
すようにピツクアツプコイルＣ１に接続される伝
達トランス４、弱接合部を有する超伝導リング状
のもので前記伝達トランス４よりも磁束を受け、
1φ0（2.07×10-15wb）の磁束量子のリングへの侵
入で超伝導状態が破れ常伝導体となる性質を有す
るJJ素子５、励磁コイル６、同調コンデンサ７、
数10MHzの高周波信号を発生するRF発振器８、
RFAMP９、検波器１０、数ＫHz〜数10KHzの低
周波信号を発生するAF発振器１１、同期整流器
１２、直流増幅器１３及び帰還抵抗１４から構成
されている。
この磁気検出回路はすでによく知られた回路な
ので、その動作を簡単に説明する。今ピツクアツ
プコイルＣ１のインダクタンスをLp、伝達トラ
ンス４のインダクタンスをLTとし、ピツクアツ
プコイルＣ１に微小磁束Δφが侵入したとすると、
ピツクアツプコイルＣ１と伝達トランス４で形成
される閉ループに、Ｉ＝Δφ／（Lp＋LTなる電流
が流れ、この電流Ｉによる磁束がJJ素子５のリン
グに侵入する。そしてその磁束による変調作用に
より高周波発振器８よりも高周波信号と低周波発
振器１１よりの低周波信号の和の信号の位相に変
化を与え、検波器１０により低周波信号成分のみ
が取出され、さらに同期整流器１２により微小磁
束Δφに比例した電圧が得られる。この電圧が直
流増幅器１３で増幅されて出力される。また直流
増幅器１３の出力は帰還抵抗１４を介して電流負
帰還され、系全体が安定動作するようになつてい
る。なおピツクアツプコイルＣ１、伝達トランス
４及びJJ素子５は超伝導状態にするため極低温の
液体ヘリウム内に浸され約4.2Kに保持される。
ので、その動作を簡単に説明する。今ピツクアツ
プコイルＣ１のインダクタンスをLp、伝達トラ
ンス４のインダクタンスをLTとし、ピツクアツ
プコイルＣ１に微小磁束Δφが侵入したとすると、
ピツクアツプコイルＣ１と伝達トランス４で形成
される閉ループに、Ｉ＝Δφ／（Lp＋LTなる電流
が流れ、この電流Ｉによる磁束がJJ素子５のリン
グに侵入する。そしてその磁束による変調作用に
より高周波発振器８よりも高周波信号と低周波発
振器１１よりの低周波信号の和の信号の位相に変
化を与え、検波器１０により低周波信号成分のみ
が取出され、さらに同期整流器１２により微小磁
束Δφに比例した電圧が得られる。この電圧が直
流増幅器１３で増幅されて出力される。また直流
増幅器１３の出力は帰還抵抗１４を介して電流負
帰還され、系全体が安定動作するようになつてい
る。なおピツクアツプコイルＣ１、伝達トランス
４及びJJ素子５は超伝導状態にするため極低温の
液体ヘリウム内に浸され約4.2Kに保持される。
また第３図に示す磁気検出回路３も、磁気検出
回路２と同様、第４図に示す回路構成のものが使
用される。
回路２と同様、第４図に示す回路構成のものが使
用される。
上記第３図では、ボビン１として円筒状のもの
を示したがボビン１の形状はこれに替えて第５図
に示すように立方体形状のものを用いてもよい。
この立方体形状のボビン１は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸
方向にそれぞれ主コイルＣ１（C1X・C1Y・C1Z）
と差動用コイルＣ２（C2X・C2Y・C2Z），Ｃ３
（C3X・C3Y・C3Z）を設けることができ、すべてに
SQUID磁力計を用いて局部磁界及び傾斜補償を
行うのに便利である。この立方体ボビン１に巻か
れた各コイルを含むSQUID磁力計を用いて磁気
異常物の探知を行なう詳細については後述する。
を示したがボビン１の形状はこれに替えて第５図
に示すように立方体形状のものを用いてもよい。
この立方体形状のボビン１は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸
方向にそれぞれ主コイルＣ１（C1X・C1Y・C1Z）
と差動用コイルＣ２（C2X・C2Y・C2Z），Ｃ３
（C3X・C3Y・C3Z）を設けることができ、すべてに
SQUID磁力計を用いて局部磁界及び傾斜補償を
行うのに便利である。この立方体ボビン１に巻か
れた各コイルを含むSQUID磁力計を用いて磁気
異常物の探知を行なう詳細については後述する。
さて、磁気異常物を検知する場合の態様として
は空間（地上、海中等）を移動する磁性体を一定
の場所に設置される磁気測定装置で検知する場合
と、逆に磁気測定装置を船や航空機に搭載して移
動させながら、移動又は静止している磁性体を検
知する場合がある。
は空間（地上、海中等）を移動する磁性体を一定
の場所に設置される磁気測定装置で検知する場合
と、逆に磁気測定装置を船や航空機に搭載して移
動させながら、移動又は静止している磁性体を検
知する場合がある。
前者の場合すなわち磁気測定装置を一定の場所
に設置する場合には、磁気測定装置の主磁気軸
（たとえば第３図に示す磁気測定装置ではピツク
アツプコイルＣ１の巻回面に垂直な方向）を鉛直
方向に向けるより地磁気方向に向ける方が都合が
よい。
に設置する場合には、磁気測定装置の主磁気軸
（たとえば第３図に示す磁気測定装置ではピツク
アツプコイルＣ１の巻回面に垂直な方向）を鉛直
方向に向けるより地磁気方向に向ける方が都合が
よい。
その理由を第６図を参照して説明する。第６図
は磁気測定装置の主磁気軸Ｍを鉛直方向に向けた
場合でありξは地磁気HFの傾斜角である。
は磁気測定装置の主磁気軸Ｍを鉛直方向に向けた
場合でありξは地磁気HFの傾斜角である。
今、コイルＣ１の磁気軸Ｍが正確に鉛直方向に
向いている場合には、コイルＣ１の受ける磁界
HC1は HC1＝HFcosξ であるが、コイルＣ１が傾斜又は動揺でδだけ傾
くと、HC2＝HFcos（ξ＋δ）の値となりこの差
ΔHFvは ΔHFv＝HC1−H2＝HF｛cosξ−cos（ξ＋δ）｝
ξ HF・（δsinξ） ……(1) となる。今ここでξ＝45゜、δ（１／3600）deg（＝
4.8×10-6rad）HF＝５×10γ（ガンマ）として、
ΔHFvを求めると、ΔHFv＝0.17γとなりこの値は
SQUID磁力計の分解能10-3γ〜10-4γに比して極
めて大きな値であり、これでは動揺による磁気化
が大き過ぎSQUID磁力計の高性能を十分に生か
すことができない。
向いている場合には、コイルＣ１の受ける磁界
HC1は HC1＝HFcosξ であるが、コイルＣ１が傾斜又は動揺でδだけ傾
くと、HC2＝HFcos（ξ＋δ）の値となりこの差
ΔHFvは ΔHFv＝HC1−H2＝HF｛cosξ−cos（ξ＋δ）｝
ξ HF・（δsinξ） ……(1) となる。今ここでξ＝45゜、δ（１／3600）deg（＝
4.8×10-6rad）HF＝５×10γ（ガンマ）として、
ΔHFvを求めると、ΔHFv＝0.17γとなりこの値は
SQUID磁力計の分解能10-3γ〜10-4γに比して極
めて大きな値であり、これでは動揺による磁気化
が大き過ぎSQUID磁力計の高性能を十分に生か
すことができない。
一方コイルＣ１の磁気軸Ｍを地磁気方向に向け
た場合に微小角δだけ傾いたときは、 ΔHF＝HF（１−cosδ） ……(2) となり、δ＝4.8×10-6deg、HF＝５×104γとして
求めるとΔHF０となる。
た場合に微小角δだけ傾いたときは、 ΔHF＝HF（１−cosδ） ……(2) となり、δ＝4.8×10-6deg、HF＝５×104γとして
求めるとΔHF０となる。
ここで、ΔHFとΔHFvが同じ値となる磁気軸の
微小角δFとδFvの比を求めると、 となる。今ここでΔHF＝0.01γ，HF＝５×104γξ
＝45゜としてｒを求めるとｒ２×10-7＝５×106
となる。したがつて磁気軸をHF方向に向けると
傾斜動揺に対する影響が小さくSQUID磁力計の
高性能をより生かせることが理解できる。
微小角δFとδFvの比を求めると、 となる。今ここでΔHF＝0.01γ，HF＝５×104γξ
＝45゜としてｒを求めるとｒ２×10-7＝５×106
となる。したがつて磁気軸をHF方向に向けると
傾斜動揺に対する影響が小さくSQUID磁力計の
高性能をより生かせることが理解できる。
磁気検出装置を船や航空機等に搭載し移動させ
ながら、移動又は静止している磁性体の検知を行
なう場合には、磁気検知装置の主磁気軸の地磁気
に対する角度が時間的、位置的に変化することが
問題となる。しかしこの角度変化については以下
のようにして補正される。
ながら、移動又は静止している磁性体の検知を行
なう場合には、磁気検知装置の主磁気軸の地磁気
に対する角度が時間的、位置的に変化することが
問題となる。しかしこの角度変化については以下
のようにして補正される。
角度に対して鈍感な主磁気軸の方向は、上述し
たように地磁気HFの方向であり、この場合にお
いてもそのことは変わりがない。
たように地磁気HFの方向であり、この場合にお
いてもそのことは変わりがない。
今、第７図に示すように、主磁気軸Ｍが地磁気
HF方向より角度μだけ傾斜した場合を考えると、
このμと主磁気軸ＭがDFO方向とDEWへの傾斜
している角α，βとの関係は μ＝tan-1〔tan2α＋tan2β〕１／２ ……(4) で表わせ、α及びβが微小な範囲では μ√2＋2 ……(5) と考えられる。
HF方向より角度μだけ傾斜した場合を考えると、
このμと主磁気軸ＭがDFO方向とDEWへの傾斜
している角α，βとの関係は μ＝tan-1〔tan2α＋tan2β〕１／２ ……(4) で表わせ、α及びβが微小な範囲では μ√2＋2 ……(5) と考えられる。
また、この場合すなわち主磁気軸Ｍが地磁気
HF方向よりμだけ傾斜した場合のSQUID磁力計
の出力は ΔHF＝HF（１−cosμ）＝HF ｛１−cog√2＋2｝ HF（１／２）（α2＋β2）＝１／２HFμ2……(
6) に対応した出力を得る。
HF方向よりμだけ傾斜した場合のSQUID磁力計
の出力は ΔHF＝HF（１−cosμ）＝HF ｛１−cog√2＋2｝ HF（１／２）（α2＋β2）＝１／２HFμ2……(
6) に対応した出力を得る。
一方第５図に示す立方体ボビン採用の磁気測定
装置を使用する場合、主コイルC1Zに直交するコ
イルC1X及びC1Yコイルに対応するSQUID磁力計
出力は DFO：ΔHX＝HFsinαHFα ……(7) DEW：ΔHY＝HFsinβHFβ ……(8) に対応する出力をそれぞれ得ることになる。
装置を使用する場合、主コイルC1Zに直交するコ
イルC1X及びC1Yコイルに対応するSQUID磁力計
出力は DFO：ΔHX＝HFsinαHFα ……(7) DEW：ΔHY＝HFsinβHFβ ……(8) に対応する出力をそれぞれ得ることになる。
上記(6)式の主磁気軸コイルの出力を２倍すれば
2ΔHF＝HFμ2 ……(9)
となる。
一方式(7)，(8)のΔHX，ΔHYを２乗して加える
と HF 2（α2＋β2）＝HF 2μ2 ……(10) を得る。
と HF 2（α2＋β2）＝HF 2μ2 ……(10) を得る。
式(10)はμ2に比例する値であり
Ａ＝Kμ2 ……(11)
と表わせる。ここで式(9)から式(11)を引けば
Ｂ＝HFμ（１−Ｋ） ……(12)
となる。ＫはHFに比例する値でり、HF０すな
わちHF≠０であるから、Ｋの値は設定可能であ
る。なお式(10)を式(9)で除算し、式(10)／式(9)＝HF
2μ2／HFμ2＝HFを得ることも考えられるがμ＝０
にもなる場合があるのでこの式は使用することが
できない。
わちHF≠０であるから、Ｋの値は設定可能であ
る。なお式(10)を式(9)で除算し、式(10)／式(9)＝HF
2μ2／HFμ2＝HFを得ることも考えられるがμ＝０
にもなる場合があるのでこの式は使用することが
できない。
式(12)より明かなように、Ｋを設定すること（≒
１）により、Ｂすなわち系の出力を０あるいは極
めて小さい値にすることができ、磁気測定装置の
移動もしくは動揺による影響を極小にることが可
能となる。
１）により、Ｂすなわち系の出力を０あるいは極
めて小さい値にすることができ、磁気測定装置の
移動もしくは動揺による影響を極小にることが可
能となる。
次に磁気測定装置の近傍の磁性体、たとえば磁
気測定装置を搭載する船のモータやエンジン等に
よる磁界歪の補正について第８図を参照して説明
する。今近傍磁性体の磁気モーメントをｍ、近傍
磁性体と主磁気検知コイルＣ１、差動用コイルＣ
２，Ｃ３との距離をｒ１，ｒ２，ｒ３とすると、
近傍磁性体によつて差動コイルＣ２及びＣ３に生
じる磁界の差動成分は HC2−HC3＝ｍ（１／r23−１／r33） ……(13) 一方主磁気検知コイルＣ１に生じる磁界の強さ
は HC1＝ｍ（１／r13） ……(14) 式(13)より ｍ＝HC2−HC3／（１／r23−１／r33）……(15) となるのでこの式(15)を式(14)に入れれば HC1＝（HC2−HC3）／r13・r2・r3／r33−r23……(16) となる、したがつて式(16)より明かなように差動
用コイルＣ２，Ｃ３の差動出力HC2−HC3より
主コイルＣ１の近傍磁性体による磁界の強さを求
め、この磁界成分を主コイルＣ１に対応する磁気
検知出力から引いてやれば近傍磁性体による影響
を補正してやることができる。
気測定装置を搭載する船のモータやエンジン等に
よる磁界歪の補正について第８図を参照して説明
する。今近傍磁性体の磁気モーメントをｍ、近傍
磁性体と主磁気検知コイルＣ１、差動用コイルＣ
２，Ｃ３との距離をｒ１，ｒ２，ｒ３とすると、
近傍磁性体によつて差動コイルＣ２及びＣ３に生
じる磁界の差動成分は HC2−HC3＝ｍ（１／r23−１／r33） ……(13) 一方主磁気検知コイルＣ１に生じる磁界の強さ
は HC1＝ｍ（１／r13） ……(14) 式(13)より ｍ＝HC2−HC3／（１／r23−１／r33）……(15) となるのでこの式(15)を式(14)に入れれば HC1＝（HC2−HC3）／r13・r2・r3／r33−r23……(16) となる、したがつて式(16)より明かなように差動
用コイルＣ２，Ｃ３の差動出力HC2−HC3より
主コイルＣ１の近傍磁性体による磁界の強さを求
め、この磁界成分を主コイルＣ１に対応する磁気
検知出力から引いてやれば近傍磁性体による影響
を補正してやることができる。
上記した主磁気軸方向の地磁気方向に対するズ
レ補正及び近傍磁性体による影響を補正すための
演算回路を第９図に示している。第９図に示す演
算回路と、たとえば第５図に示す立方体ボビンに
巻回されるコイルを含むSQUID磁力計で磁気測
定装置のトータル系が構成される。
レ補正及び近傍磁性体による影響を補正すための
演算回路を第９図に示している。第９図に示す演
算回路と、たとえば第５図に示す立方体ボビンに
巻回されるコイルを含むSQUID磁力計で磁気測
定装置のトータル系が構成される。
このトータル系が磁気測定装置として、たとえ
ば船に搭載される。そして第５図に示すコイルボ
ビン１の主コイルC1Zの面に垂直な方向（Ｚ方向）
が略地磁気HF方向に向けられる。主コイルC1Zよ
りSQUID磁力計の磁気検出回路を経て出力され
る磁気検知出力は第９図に示す演算回路の端子ｔ
１Zに加えられる。ｔ１Zに加えられる信号は式(9)
に示すようにHFμ2である。また主コイルに直交
する面に配置されるコイルC1X，C1Yにキヤツチさ
れる磁界もSQUID磁力計の磁気検出回路を経て
出力され、端子ｔ１X，ｔ１Yにそれぞれ加えられ
る。端子ｔ１X，ｔ１Yに加えられる信号は式(7)(8)
に示すようにHFα，HFβとなる。これらの信号
は乗算器２０，２１でそれぞれ２乗されたHF
2α2，HF 2β2となり両信号はさらに加算器２２で加
算され、さらに設定器２３でＫ設定がなされ、式
(11)で示すKμが出力され、この信号Kμが引算器２
４の入力の一端に加えられる。引算器２４では端
子ｔ１Zよりの磁気検知出力HFμ2よりKμ2を減算
して式(12)に示すHFμ（１−Ｋ）なる信号を出力す
る。以上で地磁気方向よりのズレ・動揺に対する
補正が完了する。引算器２４の出力は引算器２５
の入力の一端に加えられる。
ば船に搭載される。そして第５図に示すコイルボ
ビン１の主コイルC1Zの面に垂直な方向（Ｚ方向）
が略地磁気HF方向に向けられる。主コイルC1Zよ
りSQUID磁力計の磁気検出回路を経て出力され
る磁気検知出力は第９図に示す演算回路の端子ｔ
１Zに加えられる。ｔ１Zに加えられる信号は式(9)
に示すようにHFμ2である。また主コイルに直交
する面に配置されるコイルC1X，C1Yにキヤツチさ
れる磁界もSQUID磁力計の磁気検出回路を経て
出力され、端子ｔ１X，ｔ１Yにそれぞれ加えられ
る。端子ｔ１X，ｔ１Yに加えられる信号は式(7)(8)
に示すようにHFα，HFβとなる。これらの信号
は乗算器２０，２１でそれぞれ２乗されたHF
2α2，HF 2β2となり両信号はさらに加算器２２で加
算され、さらに設定器２３でＫ設定がなされ、式
(11)で示すKμが出力され、この信号Kμが引算器２
４の入力の一端に加えられる。引算器２４では端
子ｔ１Zよりの磁気検知出力HFμ2よりKμ2を減算
して式(12)に示すHFμ（１−Ｋ）なる信号を出力す
る。以上で地磁気方向よりのズレ・動揺に対する
補正が完了する。引算器２４の出力は引算器２５
の入力の一端に加えられる。
一方、コイルC1Z，C1X，C1Yのそれぞれに平行
に配される差動コイルC2Z，C3Z，C2X，C3X，C2Y，
C3Yの差動コイルの差動出力HdZ，HdX，HdYは、
それぞれ端子ｔ２３Z，ｔ２３X，t23Yに加えられ
る。HdZ，HdX，HdYの各信号は磁気測定装置近
傍の磁気モウメントｍの３成分mz，mx，myの
値を補償するための磁気勾配に関係する値であ
り、これらの信号HdZ，HdX，HdYは、距離に関
係する設定値ｑ１，ｑ２，ｑ３と、乗算器２６，
２７，２８で乗算される。そしてこれら乗算器２
６，２７，２８の出力は、引算器２５に加えら
れ、引算器２５では引算器２４よりの信号HFμ2
（１−Ｋ）から前記乗算器２６，２７，２８より
の信号を減算し近傍磁性体による影響を補正す
る。その結果、引算器２５の出力端には磁気異常
物による磁気変化分のみが出力されることにな
る。
に配される差動コイルC2Z，C3Z，C2X，C3X，C2Y，
C3Yの差動コイルの差動出力HdZ，HdX，HdYは、
それぞれ端子ｔ２３Z，ｔ２３X，t23Yに加えられ
る。HdZ，HdX，HdYの各信号は磁気測定装置近
傍の磁気モウメントｍの３成分mz，mx，myの
値を補償するための磁気勾配に関係する値であ
り、これらの信号HdZ，HdX，HdYは、距離に関
係する設定値ｑ１，ｑ２，ｑ３と、乗算器２６，
２７，２８で乗算される。そしてこれら乗算器２
６，２７，２８の出力は、引算器２５に加えら
れ、引算器２５では引算器２４よりの信号HFμ2
（１−Ｋ）から前記乗算器２６，２７，２８より
の信号を減算し近傍磁性体による影響を補正す
る。その結果、引算器２５の出力端には磁気異常
物による磁気変化分のみが出力されることにな
る。
以上のようにこの発明の磁気測定装置によれ
ば、磁気検知手段としてSQUID磁力計を使用す
るものであるから感度の良い磁気測定装置が得ら
れるほか、SQUID磁力計の主コイルを略地磁気
方向に向けるとともに地磁気方向に対する角度ズ
レによる影響分は、主コイルに直交するコイルを
含むSQUID磁力計の出力で補正するようにして
いるから、従来のようにいちいち面倒なモータ制
御を行なつて磁気検知軸を地磁気方向けるように
シビアな追随制御を行なう必要がない。
ば、磁気検知手段としてSQUID磁力計を使用す
るものであるから感度の良い磁気測定装置が得ら
れるほか、SQUID磁力計の主コイルを略地磁気
方向に向けるとともに地磁気方向に対する角度ズ
レによる影響分は、主コイルに直交するコイルを
含むSQUID磁力計の出力で補正するようにして
いるから、従来のようにいちいち面倒なモータ制
御を行なつて磁気検知軸を地磁気方向けるように
シビアな追随制御を行なう必要がない。
第１図は地磁気方向を示す図、第２図はフラツ
クスゲート形磁力計の概略構成を示す図、第３図
はこの発明の実施に使用されるSQUID磁力計の
一例を示す概略図、第４図はSQUID磁力計の磁
気検出回路の構成を示すブロツク図、第５図はこ
の発明の実施に使用されるSQUID磁力計のコイ
ルボビンの他の例を示す図、第６図はSQUID磁
力計の主コイルの磁気軸を地磁気方向に合わせた
方がよりベターであることを説明するための図、
第７図はSQUID磁力計の主コイル磁気軸方向が
地磁気方向よりずれた場合の、角度ズレ補正を説
明するための図、第８図は磁気測定装置近傍に磁
性体がある場合の影響を説明するための図、第９
図はこの発明の一実施例磁気測定装置の信号処理
回路を示すブロツク図である。 １……コイルボビン、Ｃ１，C1Z……主（ピツ
クアツプ）コイル、C1X，C1Y……角度ズレ補正用
コイル、Ｃ２，Ｃ３，C2X，C3X，C2Y，C3Y，C2Z，
C3Z……差動コイル、２，３……SQUID磁力計の
磁気検出回路、２０，２１，２６，２７，２８…
…乗算器、２２……加算器、２３……設定器、２
４，２５……引算器。
クスゲート形磁力計の概略構成を示す図、第３図
はこの発明の実施に使用されるSQUID磁力計の
一例を示す概略図、第４図はSQUID磁力計の磁
気検出回路の構成を示すブロツク図、第５図はこ
の発明の実施に使用されるSQUID磁力計のコイ
ルボビンの他の例を示す図、第６図はSQUID磁
力計の主コイルの磁気軸を地磁気方向に合わせた
方がよりベターであることを説明するための図、
第７図はSQUID磁力計の主コイル磁気軸方向が
地磁気方向よりずれた場合の、角度ズレ補正を説
明するための図、第８図は磁気測定装置近傍に磁
性体がある場合の影響を説明するための図、第９
図はこの発明の一実施例磁気測定装置の信号処理
回路を示すブロツク図である。 １……コイルボビン、Ｃ１，C1Z……主（ピツ
クアツプ）コイル、C1X，C1Y……角度ズレ補正用
コイル、Ｃ２，Ｃ３，C2X，C3X，C2Y，C3Y，C2Z，
C3Z……差動コイル、２，３……SQUID磁力計の
磁気検出回路、２０，２１，２６，２７，２８…
…乗算器、２２……加算器、２３……設定器、２
４，２５……引算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 磁気検知方向が略地磁気方向に向けられる主
コイルを含む第１のSQUID磁力計と、前記主コ
イルに対し、かつ互いにそれぞれ直交するコイル
を含む第２、第３のSQUID磁力計と、前記第２、
第３のSQUID磁力計の各出力の２乗を算出する
手段と、前記第２と第３のSQUID磁力計の出力
の２乗値の和を算出する加算手段と、前記第１の
SQUID磁力計の出力を前記加算手段出力で演算
補正する演算補正手段とから構成されることを特
徴とする磁気測定装置。 ２ 前記主コイルに平行に設けられる差動用コイ
ルを含む第４のSQUID磁力計を備え、前記演算
補正手段は、前記加算手段出力と前記第４の
SQUID磁力計の出力で前記第１のSQUID磁力計
の出力を演算補正するように構成されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気測定装
置。 ３ 前記主コイルに平行に設けられる差動用コイ
ルを含む第４のSQUID磁力計と、前記主コイル
に直交するコイルにそれぞれ平行に設けられる差
動用コイルを含む第５、第６のSQUID磁力計と
を備え、前記演算補正手段は、前記加算手段出力
と前記第４、第５及び第６のSQUID磁力計の出
力で前記第１のSQUID磁力計の出力を演算補正
するように構成されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の磁気測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57073538A JPS58190789A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 磁気測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57073538A JPS58190789A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 磁気測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190789A JPS58190789A (ja) | 1983-11-07 |
| JPH0346790B2 true JPH0346790B2 (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=13521104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57073538A Granted JPS58190789A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 磁気測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190789A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130780A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ３軸形磁束検出用コイル装置 |
| JPS6327880U (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-24 | ||
| FR2672395B1 (fr) * | 1991-01-31 | 1993-04-30 | Sextant Avionique | Procede et dispositif de reduction des effets des bruits parasites sur la detection d'une cible par un systeme comprenant une pluralite de capteurs elementaires. |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56122978A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-26 | Shimadzu Corp | Magnetism exploring device |
-
1982
- 1982-04-30 JP JP57073538A patent/JPS58190789A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58190789A (ja) | 1983-11-07 |
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