JPH0645158A - 可飽和磁心測定装置用磁心およびその製造方法 - Google Patents

可飽和磁心測定装置用磁心およびその製造方法

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JPH0645158A
JPH0645158A JP5065796A JP6579693A JPH0645158A JP H0645158 A JPH0645158 A JP H0645158A JP 5065796 A JP5065796 A JP 5065796A JP 6579693 A JP6579693 A JP 6579693A JP H0645158 A JPH0645158 A JP H0645158A
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magnetic
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Erick O Schonstedt
オー．ショーンステット エリック
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 可飽和磁心測定装置のＳ／Ｎ比を実質的に増
加させる改良式磁心を提供する。 【構成】 磁心の両端において、コイル２０、２２が、
筒１２の長手方向に対して垂直な平面で終端接続してい
る。コアの製造過程において、該コイルの両端部のスト
リップが互いに接続され該筒の長手方向にそって延在す
るラップ２４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばフラックスゲー
ト型磁力計や勾配計などの可飽和磁心測定装置に用いら
れる磁心に係わり、特にこのような装置においてＳ／Ｎ
比が改善された磁心構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明者による１９６１年４月５日付米
国特許第2,９８1,８８５号公報には、可飽和磁心測定装
置の商業的な成功に大きく寄与した磁心が開示してあ
る。このような磁心は、パーマロイ（Permalloy ）など
の薄肉透磁性材料が、一対の重畳している同軸状のコイ
ルを与えるように非磁性円筒チューブ上に逆方向に巻回
され、織り合わされて製造される。コイルの両端部にお
いて、ストリップのそれぞれの端部は、クリンプ加工な
どにより互いに接合されて円筒チューブの長さ方向に延
在するラップ（lap ）を形成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の種類の改良された磁心であって、この磁心を用いた可
飽和磁心測定装置のＳ／Ｎ比を実質的に向上させる改良
式磁心を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁心の
長さ方向に対してほぼ垂直なそれぞれの平面内で重畳さ
れているコイルを、それらの両端部において終端接続す
ることにより、非常に大きなＳ／Ｎ比が実現される。本
発明は先ず、米国特許第２，９８１，８８５号に開示さ
れたようにして磁心を製造するとき、それぞれの終端接
続平面を越えて延在するストリップの要部を切断するス
テップからなる。本発明の一実施例においては、ストリ
ップの切断により重畳されたコイルのそれぞれの端部で
ラップの殆どが除去され、他の実施例においてはラップ
の全てが除去される。少なくとも最後に言及した実施例
においては、ストリップはコイルの両端部において互い
に溶接されると好適である。これらのストリップはま
た、適切な場合は、円筒状チューブに溶接されてもよ
い。
【０００５】
【実施例】図１および図３に示したように、本発明の磁
心は、好適には米国特許第２，９８１，８８５号公報に
開示された方法で先ず製造した磁心を変形して形成され
る。上記特許によれば、磁心１０は耐火性の優れたセラ
ミック製円筒チューブなどの非磁性細長支持体１２から
なり、この支持体１２上にはパーマロイなどの透磁性材
料からなる２つの織り合わされた長方形状薄肉ストリッ
プ１４、１６が巻回される。該ストリップは、図中陰影
および斑点で区別してあり、それぞれ、一方のストリッ
プは右手らせん角を有し、他方のストリップは左手らせ
ん角を有するように互いに逆方向にチューブ周りに長手
方向らせん状に巻回されている。各々のストリップは、
他方の２巻分のストリップの下を通り、次にもう一方の
２巻分のストリップの上を通るように構成されると好適
であり、またこれらのストリップは、小さなダイアモン
ド形状の金属部分のない空間１８が、２つのストリップ
の各々の半渦巻きに対して１つずつ形成されるように巻
回されると好適である。このようにして、該２つのスト
リップは２つの重畳されたコイル２０、２２を形成す
る。
【０００６】ストリップの対応する隣接端部は、コイル
の両端部の各々において、クリンプ加工によるなどによ
り、互いに接合されて円筒チューブ１２の長手方向に延
在するラップ２４を形成し、これによりストリップの端
部は巻き戻すことができなくなる。さらに、コイル２
０、２２のチューブ１２に対する実質的な長手方向の移
動を防止するために、該チューブは、薄肉ストリップ材
料が押圧される外部円周切欠き部２６を備えている。チ
ューブにストリップが巻回された後、アセンブリ部分は
乾燥水素雰囲気中で適切に熱処理され、これによりスト
リップには所望の高透磁性が付与される。磁心の該織り
合わされた構造は、磁心の長手軸線から同一平均距離に
ストリップの各々を配置し、さらに各々のストリップ
は、フラックスゲート型磁力計や勾配計などの適切な磁
心測定装置に磁心が用いられるときはほぼ同じ磁束量に
より付勢される。磁心が十分に改善された測定装置に用
いられるときに最も満足な性能を得るためには、該磁心
は、これをそのコアの長手方向軸線に垂直な方向で見た
とき２つのストリップがほぼ同じ量だけ露出されるよう
に織り合わされる。この露出量が等しくないと、磁心の
長手軸線に垂直な磁場の成分が存在するとき信号磁束か
ら位相がずれた第２高調波磁束が発生される結果とな
る。図１および図３の２つのストリップの上記下巻回構
造、２つのストリップの上巻回構造により２つのストリ
ップの所望のほぼ等しい露出量が与えられる。
【０００７】図１、図２、および図３、図４に示される
ように、米国特許第２，９８１，８８５号公報に示され
たように構成された磁心からの本発明の改良式磁心１
０′または１０″の製造には、磁心の長手軸線にほぼ垂
直な、すなわちチューブ１２の長さ方向に垂直な平面Ｐ
１，Ｐ２またはＰ３，Ｐ４内で、重畳コイルの２０、２
２を、それらの両端部の各々において終端接続するステ
ップが含まれる。本発明の図示した実施例の各々におい
ては、コイルのそれぞれの端部の平面を越えて延在する
ストリップの要部は、コイル２０′、２２′または２
０″、２２″を残して切断され、従って除去される。
【０００８】図１および図２に示した実施例において
は、コイル２０、２２の両端部における該ラップ２４の
殆どは除去されるが、図２に示したように、各々のラッ
プの小さな部分２４ａが残り、各々の残留するラップ部
分の長さはストリップの全幅より実質的に小さくなる。
図３および図４に示した実施例においては、該ラップ２
４は、スポット溶接部２８により示されるように、コイ
ルの両端部におけるストリップが互いにスポット溶接さ
れた後完全に除去される。チューブがインコネル７５０
などの溶接可能材料で形成されるときは、該ストリップ
はまた、スポット溶接部３０により示されるように、該
チューブにスポット溶接されてもよい。図１および図２
の実施例においては、磁心の両端部における切欠き部２
６がそれらの通常の位置に配置されている。しかし、図
３および図４の実施例においては、切欠き部２６は互い
により近くに配置されている。図２を図１と比較しかつ
図４を図３と比較すると、本発明の磁心１０′または１
０″のコイルの端部は四角状に処理されるが、従来の磁
心１０のコイルの端部は、これらのコイルがラップ側に
沿って逆側に沿うよりも長くなるように傾斜されてい
る。従来のコイルの「端部効果」は本発明のコイルより
多くの「ノイズ」を発生し、従って、本発明の磁心を用
いた測定装置のＳ／Ｎ比は実質的に改善されることにな
る。
【０００９】図５は、本発明による磁心（１０′または
１０″）が用いられる通常の磁気センサ３２が示してあ
る。図５に示された種類のフラックスゲート型磁力計ま
たは勾配計は通常は対をなして用いられ、これらのセン
サは非磁性管状ハウジング内で同一線上に隔置されてい
る。図５に示されたように、また米国特許第２，９８
１，８８５号公報に示されたように、磁気センサ３２は
磁心周りに巻回されたトロイド状励磁巻線３４からな
る。この巻線は絶縁銅線で形成されてもよく、またこの
巻線を流れる電流は磁心の軸線周りに環状磁束を生成す
る。励磁巻線は、チューブ１２の端部の上に嵌合する一
対のスロット付きプラスチック製フェールまたはスリー
ブ３６により支持される。フェルールの長手円周方向に
隔置されたスロットは、磁心の外部を通り、磁心を通し
てねじこまれる励磁コイルの巻回ターンを受容する。各
々のスロットは例えば励磁巻線の５ターンを受容でき、
１スロット内で次々と、また次のスロット内で逐次に、
などのように巻回される。励磁巻線と磁心のアセンブリ
が、ピックアップ巻線４２が巻回される環状切欠き部４
０を有するプラスチックチューブ３８に挿入される。図
５に示した種類のセンサが例えばフラックスゲート型磁
力計または勾配計に用いられるときは、該磁心はＡＣに
よる励磁の逆の半サイクルの間に飽和状態になされ、ま
た一対の同一線上センサの信号巻線の出力は、センサが
外部磁場により平均的に影響されるように磁力計または
勾配計が一様磁場中に配置されるときゼロに設定されゼ
ロ出力を生成する。これらのセンサが不均一に影響され
るときは、正味の第２高調波信号出力が発生する。本発
明の改良式磁心を用いたフラックスゲート磁力計および
勾配計の試験に際しては、Ｓ／Ｎ比は、米国特許第２，
９８１，８８５号公報に開示された種類の従来の磁心を
用いた磁力計および勾配計と比べて約３０％だけ増加さ
れた。改善された量としては図３に示されたように構成
された磁心に比べて図４に示したように構成された磁心
が、ラップの全除去という点で、わずかに大きくなって
いた。
【００１０】本発明は好適な実施例により以上に図示説
明したが、当業者には明らかなように、添付した請求項
で規定した範囲の本発明の原理と精神から逸脱すること
なしに上記実施例の変更を行うことができることは明ら
かである。例えば、本発明は米国特許第２，９８１，８
８５号公報に従って初めに構成された磁心を参照して説
明されたが、本発明は、ここに引用により取り込まれ、
それぞれ１９８９年６月１３日付で本発明者に付与され
た米国特許第４，８０３，７７３号公報に示されたよう
に構成された磁心のような透磁性材料の巻回ストリップ
を用いた他の種類の磁心に適用することができる。さら
に、磁心材料のストリップの端部を安定化させる小さな
ラップまたは溶接の代わりに、ストリップの端部は例え
ば接着手段によりまたは他の手段によりある箇所に保持
するようにしてもよい。
【００１１】
【発明の効果】以上示したように、本発明によれば、磁
心の長さ方向にほぼ垂直なそれぞれの平面内で重畳され
たコイルを、それらの両端部において終端接続させるこ
とにより非常に大きなＳ／Ｎ比を得ることができる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】米国特許第２，９８１，８８５号公報に開示さ
れ、本発明の第一実施例に従って磁心が変形される方法
を示す磁心の側面図である。
【図２】本発明の第一実施例により得られた磁心の側面
図である。
【図３】本発明の第二実施例に係る図１に類似の側面図
である。
【図４】本発明の第二実施例に係る図２に類似の側面図
である。
【図５】本発明の磁心を用いた磁気センサアセンブリの
長手方向断面図である。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非磁性細長支持体と、この支持体周りに
    その長さ方向に沿い反対方向に巻回された透磁性材料の
    ストリップにより構成された一対の同軸ケーブルとを備
    えた磁心であって、前記コイルの両端部が前記支持体の
    長さにほぼ垂直なそれぞれの平面内に達してなる磁心。
  2. 【請求項２】 前記ストリップは織り合わされる請求項
    １記載の磁心。
  3. 【請求項３】 前記コイルは重畳される請求項１記載の
    磁心。
  4. 【請求項４】 前記コイルの両端部の各々において、前
    記支持体の長さ方向に沿い延在するラップにより前記ス
    トリップが互いに接合され、各々のラップの長さは前記
    ストリップの全体の幅よりかなり短い請求項１記載の磁
    心。
  5. 【請求項５】 前記コイルの両端部の各々において前記
    ストリップは互いに溶接される請求項１記載の磁心。
  6. 【請求項６】 前記コイルの両端部の各々において、前
    記ストリップは前記支持体に溶接される請求項５記載の
    磁心。
  7. 【請求項７】 透磁性材料からなる一対のストリップ
    を、同軸コイルを形成するように非磁性細長支持体上逆
    方向に巻回すると共に、前記支持体の長さ方向にほぼ垂
    直なそれぞれの平面内で前記コイルをそれらの両端部に
    おいて終端接続させるステップからなる磁心の作成方
    法。
  8. 【請求項８】 前記ストリップは、それらが逆方向に巻
    回されるにつれ織り合わされる請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記コイルはこれらが巻回されるにつれ
    重畳される請求項７記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記終端接続は、それぞれの平面を越
    えて延在する前記ストリップの部分を切断することから
    なる請求項７記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記ストリップ部分の切断前に、前記
    コイルの各々の端部においてストリップが接合されて、
    前記支持体の長さ方向に沿って延在するラップを形成
    し、各々のラップの少なくとも一部は、前記ストリップ
    部分が切断されるとき除去される請求項１０記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記ラップの全てが除去される請求項
    １１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記コイルの両端部の各々において、
    前記ストリップは、前記ラップの除去前に互いに溶接さ
    れる請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記コイルの両端部の各々において、
    前記ストリップは前記支持体に溶接される請求項１２記
    載の方法。
JP5065796A 1992-03-25 1993-03-25 可飽和磁心測定装置用磁心およびその製造方法 Withdrawn JPH0645158A (ja)

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