JPS61151402A - 差動相互誘導型渦流計測用センサ - Google Patents
差動相互誘導型渦流計測用センサInfo
- Publication number
- JPS61151402A JPS61151402A JP27316184A JP27316184A JPS61151402A JP S61151402 A JPS61151402 A JP S61151402A JP 27316184 A JP27316184 A JP 27316184A JP 27316184 A JP27316184 A JP 27316184A JP S61151402 A JPS61151402 A JP S61151402A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- secondary coil
- primary coil
- eddy current
- distance
- Prior art date
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は差動相互誘導量渦流計測用センサに関し、詳し
くは２個の２次コイルを有する差動相互誘導製渦流計測
用センサに関する。
くは２個の２次コイルを有する差動相互誘導製渦流計測
用センサに関する。
渦流計測は、例えば渦流計測用のセンサであるコイルか
ら金属板までの距離等の測定に広く実用化されているう
かかる渦流計測は原理的にはコイルと金属板を対向配置
し、該コイルと金属板との距離に対応する大きさとなる
コイルの自己インダクタンスを測定することによって行
なうものである。また、２次コイルを挾んで１次コイル
と金属板とを対向配置し、１次コイルと２次コイルの相
互インダクタンスを測定することによって前記自己イン
ダクタンスの測定よりも高い精度の測定結果が得られる
。さらに、高精度の渦流計測として、１次コイルを挾ん
で第１および第２の２次コイルを対向配置させる方法が
ある。
ら金属板までの距離等の測定に広く実用化されているう
かかる渦流計測は原理的にはコイルと金属板を対向配置
し、該コイルと金属板との距離に対応する大きさとなる
コイルの自己インダクタンスを測定することによって行
なうものである。また、２次コイルを挾んで１次コイル
と金属板とを対向配置し、１次コイルと２次コイルの相
互インダクタンスを測定することによって前記自己イン
ダクタンスの測定よりも高い精度の測定結果が得られる
。さらに、高精度の渦流計測として、１次コイルを挾ん
で第１および第２の２次コイルを対向配置させる方法が
ある。
第２図はかかる２個の２次コイルを備えた従来の差動相
互誘導量渦流計測用センサの概略図である。巻線数Ｎ１
の１次コイルＰを挾んで対向配置された第１の２次コイ
ルＳ１および第２の２次コイルＳ２は、それぞれ配置方
向の長さ１１が等しく、また１次コイルＰとの間隔が等
しく、さらに巻線数がＮ２になっている。したがって、
これらのコイルｐ、ｓｉおよびＳ２の近くに金属板ＭＰ
がないときは、１次コイルＰと第１の２次コイルＳ１と
の相互インダクタンスＭ１および１次コイルＰと第２の
２次コイルＳ２との相互インダクタンスＭ２は等しく、 Ｍ １ ＝ Ｍ ２ （１）が成
立する。第１の２次コイルＳ１の近くに金属板ＭＰを置
くと、第１の２次コイルＳ１は１次コイルよりも金属板
Ｍ、Ｐに近いので、相互インダクタンスＭ１．Ｍ２は、 Ｍ １ ＜ Ｍ ２ （２）となる
。このため、相互インダクタンスＭｌ、Ｍ２の変位感度
ΔＭ１．ΔＭ２は、変位感度ΔＭ１の方が大きく、 ６Ｍ１）６Ｍ２ （３）となる。また
、第６図に示すように、第１および第２の２次コイルＳ
１およびＳ２を差動接続すると、変位感度は Δ（Ｍｌ−Ｍ２１ ＝ΔＭ１−ΔＭ２ （４）とな
る。
互誘導量渦流計測用センサの概略図である。巻線数Ｎ１
の１次コイルＰを挾んで対向配置された第１の２次コイ
ルＳ１および第２の２次コイルＳ２は、それぞれ配置方
向の長さ１１が等しく、また１次コイルＰとの間隔が等
しく、さらに巻線数がＮ２になっている。したがって、
これらのコイルｐ、ｓｉおよびＳ２の近くに金属板ＭＰ
がないときは、１次コイルＰと第１の２次コイルＳ１と
の相互インダクタンスＭ１および１次コイルＰと第２の
２次コイルＳ２との相互インダクタンスＭ２は等しく、 Ｍ １ ＝ Ｍ ２ （１）が成
立する。第１の２次コイルＳ１の近くに金属板ＭＰを置
くと、第１の２次コイルＳ１は１次コイルよりも金属板
Ｍ、Ｐに近いので、相互インダクタンスＭ１．Ｍ２は、 Ｍ １ ＜ Ｍ ２ （２）となる
。このため、相互インダクタンスＭｌ、Ｍ２の変位感度
ΔＭ１．ΔＭ２は、変位感度ΔＭ１の方が大きく、 ６Ｍ１）６Ｍ２ （３）となる。また
、第６図に示すように、第１および第２の２次コイルＳ
１およびＳ２を差動接続すると、変位感度は Δ（Ｍｌ−Ｍ２１ ＝ΔＭ１−ΔＭ２ （４）とな
る。
ところで、第１の２次コイルＳ１と金属板ＭＰとの距離
ｈ１が大きくなると、 変位感度ΔＭ１と６Ｍ２との差
、すなわち、第（４）式に示した変位感度の値が小さく
なってしまい、相互インダクタンスに−づいて測定され
る第１の２次コイルＳ１と金属板ＭＰとの距離が大きな
誤差を含んでしまうことになり、問題であった。また、
場合によっては、距離の測定が不可能になってしまうと
いう問題があった。
ｈ１が大きくなると、 変位感度ΔＭ１と６Ｍ２との差
、すなわち、第（４）式に示した変位感度の値が小さく
なってしまい、相互インダクタンスに−づいて測定され
る第１の２次コイルＳ１と金属板ＭＰとの距離が大きな
誤差を含んでしまうことになり、問題であった。また、
場合によっては、距離の測定が不可能になってしまうと
いう問題があった。
本発明は上記問題点を解決する目的でなされたもので、
金属板までの距離が離れている場合であっても、該金属
板までの距離を正確に測定できる差□動相互誘導量渦流
計測用センサを提供するものである。
金属板までの距離が離れている場合であっても、該金属
板までの距離を正確に測定できる差□動相互誘導量渦流
計測用センサを提供するものである。
そこで本発明では、１次コイルを挾んで第１および第２
の２次コイルを対向配置し、１次コイルと第１の２次コ
イルとの間隔を１次コイルと第２の２次コイルとの間隔
よりも大きくするとともに、第１の２次コイルの巻線数
を第２の２次コイルの巻線数よりも多きくした差動相互
誘導量渦流計測用セ／すを構成する。
の２次コイルを対向配置し、１次コイルと第１の２次コ
イルとの間隔を１次コイルと第２の２次コイルとの間隔
よりも大きくするとともに、第１の２次コイルの巻線数
を第２の２次コイルの巻線数よりも多きくした差動相互
誘導量渦流計測用セ／すを構成する。
上記構成の差動相互誘導量渦流計測用センナは、第１の
２次コイルと第２の２次コイルとを差動接続し、１次コ
ーイルの一方の端子と第１または第２の２次コイルの一
方の端子とを接続して′１次コイルに交流電流を供給し
、このとき差動接続された第１および第“２の２次コイ
ルに誘起する電圧を測定し、これらの電流、電圧値によ
り相互インダクタンスを求め、この相互インダクタンス
に基づいて第１の２次コイル側に置かれた金属板までの
距離を算出する。
２次コイルと第２の２次コイルとを差動接続し、１次コ
ーイルの一方の端子と第１または第２の２次コイルの一
方の端子とを接続して′１次コイルに交流電流を供給し
、このとき差動接続された第１および第“２の２次コイ
ルに誘起する電圧を測定し、これらの電流、電圧値によ
り相互インダクタンスを求め、この相互インダクタンス
に基づいて第１の２次コイル側に置かれた金属板までの
距離を算出する。
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明に係る差動相互誘導屋渦流計測用センサ
の概略図である。第１図において、第１の２次コイルＳ
１および第２の２次コイルＳ２は、該第１の２次コイル
Ｓ１と１次コイルＢとの間隔が該第２の２次コイルＳ２
と１次コイルＰとの間隔よりも大きくなるように、巻線
数Ｎ１０１次コイルＰを挾んで対向配置されている。ま
た、第１の２次コイルＳ１の巻線数Ｎ２が第２の２次コ
イルＳ２の巻線数“Ｎ２’よりも多くなっている。この
ため、第１の２次コイルＳ１側に金属板ＭＰを置くと、
１次コイルＰと第１の２次コイルＳ１との相互インダク
タンスＭ１の変位感度ΔＭ１は１次コイルＰと第２の２
次コイルＳ２との相互インダクタンスＭ２の変位感度Δ
Ｍ２よりも大きく、第１の２次コイルＳ１と金属板ＭＰ
との距離ｈ１が大きい場合であっても、 ΔＭ １ ＞＞ΔＭ ２ （５）と
なり、第１の２次コイルＳ１と第２の２次コイルＳ２と
を差動接続したときの変位感度が変位感度ΔＭ２によっ
て減温されることがなくなる。
の概略図である。第１図において、第１の２次コイルＳ
１および第２の２次コイルＳ２は、該第１の２次コイル
Ｓ１と１次コイルＢとの間隔が該第２の２次コイルＳ２
と１次コイルＰとの間隔よりも大きくなるように、巻線
数Ｎ１０１次コイルＰを挾んで対向配置されている。ま
た、第１の２次コイルＳ１の巻線数Ｎ２が第２の２次コ
イルＳ２の巻線数“Ｎ２’よりも多くなっている。この
ため、第１の２次コイルＳ１側に金属板ＭＰを置くと、
１次コイルＰと第１の２次コイルＳ１との相互インダク
タンスＭ１の変位感度ΔＭ１は１次コイルＰと第２の２
次コイルＳ２との相互インダクタンスＭ２の変位感度Δ
Ｍ２よりも大きく、第１の２次コイルＳ１と金属板ＭＰ
との距離ｈ１が大きい場合であっても、 ΔＭ １ ＞＞ΔＭ ２ （５）と
なり、第１の２次コイルＳ１と第２の２次コイルＳ２と
を差動接続したときの変位感度が変位感度ΔＭ２によっ
て減温されることがなくなる。
次に、第１図に示した差動相互誘導量渦流計測用セ／す
の相互インダクタンスの測定について説明する。相互イ
ンダクタンスを測定するときには、給６図に示すように
まず、第１の２次コイルＳ１と第２の２次コイルＳ２と
を差動接続する。すなわち、第１の２次コイルＳ１の一
方の端子１′を第２０２次コイルＳ２の一方の端子２と
を接続する。
の相互インダクタンスの測定について説明する。相互イ
ンダクタンスを測定するときには、給６図に示すように
まず、第１の２次コイルＳ１と第２の２次コイルＳ２と
を差動接続する。すなわち、第１の２次コイルＳ１の一
方の端子１′を第２０２次コイルＳ２の一方の端子２と
を接続する。
まだ、１次コイルＰの一方の端子３を第１の２次コイル
Ｓ１の一方の端子１に接続する。このような接続状態で
、１次コイルＰの両端子１．１′間に所定周波数ｆの交
流電流工を流すと、差動接続された第１および第２の２
次コイルＳ１およびＳ２は開放状態にあって、端子４−
４′間に誘起電圧Ｅが誘起され丞。このときｆ、Ｉ、Ｅ
および相互インタ′クタンス（Ｍ２−Ｍｌ）により次式
が得られる。
Ｓ１の一方の端子１に接続する。このような接続状態で
、１次コイルＰの両端子１．１′間に所定周波数ｆの交
流電流工を流すと、差動接続された第１および第２の２
次コイルＳ１およびＳ２は開放状態にあって、端子４−
４′間に誘起電圧Ｅが誘起され丞。このときｆ、Ｉ、Ｅ
および相互インタ′クタンス（Ｍ２−Ｍｌ）により次式
が得られる。
Ｅ＝２πｆ （Ｍ２−Ｍ １ ） Ｉ
（６）したがって、相互インダクタンス（Ｍ２−Ｍｌ）
ハ、（Ｍ ２−Ｍ １ ） ＝Ｅ／２πｔ Ｉ
（７）により求められる。
（６）したがって、相互インダクタンス（Ｍ２−Ｍｌ）
ハ、（Ｍ ２−Ｍ １ ） ＝Ｅ／２πｔ Ｉ
（７）により求められる。
上記方法によシ相互インダクタンスを測定する場合、第
（０式が必ずしも成立する必要はない。第（１）式が成
立しないときは、 Ｍ １ ＜ Ｍ ２ （８）
が成立している。したがって、相互インダクタンス（Ｍ
２−Ｍｌ）は金属板ＭＰを第１の２次コイルＳ１から遠
さけると最小となシ、金属板ＭＰを第１の２次コイルＳ
１に近づけると最大となるので、変化割合Δ（Ｍ２−Ｍ
ｌ）／（Ｍ２−Ｍｌ）を考慮すると有利であることがわ
かる。
（０式が必ずしも成立する必要はない。第（１）式が成
立しないときは、 Ｍ １ ＜ Ｍ ２ （８）
が成立している。したがって、相互インダクタンス（Ｍ
２−Ｍｌ）は金属板ＭＰを第１の２次コイルＳ１から遠
さけると最小となシ、金属板ＭＰを第１の２次コイルＳ
１に近づけると最大となるので、変化割合Δ（Ｍ２−Ｍ
ｌ）／（Ｍ２−Ｍｌ）を考慮すると有利であることがわ
かる。
なお、本発明による差動相互誘導量渦流計測用センサは
上記のように差動接続せず、６端子のままで測定装置に
接続して使用する場合がある。この場合、測定装置内に
おいて、第１および第２のコイルの各誘起電圧が作動接
続した場合と同じように作用するようになっている。
上記のように差動接続せず、６端子のままで測定装置に
接続して使用する場合がある。この場合、測定装置内に
おいて、第１および第２のコイルの各誘起電圧が作動接
続した場合と同じように作用するようになっている。
また、第２図に示した従来の渦流計測用センサはセンサ
であるコイルの温度変化に対する補償効果を有するが、
本発明による差動相互誘導量渦流計測用センナであって
も、該補償効果が失なわれることがない。
であるコイルの温度変化に対する補償効果を有するが、
本発明による差動相互誘導量渦流計測用センナであって
も、該補償効果が失なわれることがない。
また、本実施例では金属板迄の距離測定について説明し
たが、金属板の導電率測定、金属板の探傷（傷の検出）
あるいはメタル検出などに適用でき、特に被測定物迄の
距離が大きいときには効果が大きい。
たが、金属板の導電率測定、金属板の探傷（傷の検出）
あるいはメタル検出などに適用でき、特に被測定物迄の
距離が大きいときには効果が大きい。
さらに、測定対象は金属板に限らず、例えば海水であっ
てもよい。ただし、この場合相互インダクタンスの変化
分は複索数になる。したがって、本発明は海水水の厚さ
の推定にも適用できる。すなわち、１次コイルに高周波
電流を流し、２次コイルに誘起される電圧の位相角を検
出することによシ、海氷の厚さを推定するものである。
てもよい。ただし、この場合相互インダクタンスの変化
分は複索数になる。したがって、本発明は海水水の厚さ
の推定にも適用できる。すなわち、１次コイルに高周波
電流を流し、２次コイルに誘起される電圧の位相角を検
出することによシ、海氷の厚さを推定するものである。
（詳しくは、「海氷の厚さ推定方法」、特開昭５８−２
２３７０４参照） 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、１次コイルを挾ん
で第１および第２の２次コイルを対向配置し、１次コイ
ルと第１の２次コイルとの間隔を該１次コイルと第２の
２次コイルとの間隔よりも大きくするとともに、第１の
２次コイルの巻線数を第２の２次コイルの巻線数よ）も
多くしたことによシ、金属板が第１の２次コイルから離
れた位置にあっても、変位感度が小さくならず、高精度
の計測ができる。
２３７０４参照） 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、１次コイルを挾ん
で第１および第２の２次コイルを対向配置し、１次コイ
ルと第１の２次コイルとの間隔を該１次コイルと第２の
２次コイルとの間隔よりも大きくするとともに、第１の
２次コイルの巻線数を第２の２次コイルの巻線数よ）も
多くしたことによシ、金属板が第１の２次コイルから離
れた位置にあっても、変位感度が小さくならず、高精度
の計測ができる。
第１図は本発明に係る差動相互誘導量渦流計測用センサ
の概略図、第２図は従来の差動・相互誘導量渦流計測用
センサの概略図、第６図は相互インダクタンス測定時に
おける２次コイルの差動接続図である。 Ｐ・・・・・・１次コイル、 Ｓｌ・・・・・・第ｉ
ｏ２次コイル、Ｓ２・・・・・・第２の２次コイル。
の概略図、第２図は従来の差動・相互誘導量渦流計測用
センサの概略図、第６図は相互インダクタンス測定時に
おける２次コイルの差動接続図である。 Ｐ・・・・・・１次コイル、 Ｓｌ・・・・・・第ｉ
ｏ２次コイル、Ｓ２・・・・・・第２の２次コイル。
Claims (1)
- １次コイルを挾んで第１および第２の２次コイルを対向
配置し、１次コイルと第１の２次コイルとの間隔を該１
次コイルと第２の２次コイルとの間隔よりも大きくする
とともに、第１の２次コイルの巻線数を第２の２次コイ
ルの巻線数よりも多くしたことを特徴とする差動相互誘
導量渦流計測用センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27316184A JPS61151402A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 差動相互誘導型渦流計測用センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27316184A JPS61151402A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 差動相互誘導型渦流計測用センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61151402A true JPS61151402A (ja) | 1986-07-10 |
| JPH0523361B2 JPH0523361B2 (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17523945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27316184A Granted JPS61151402A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 差動相互誘導型渦流計測用センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61151402A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118303U (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-10 | ||
| WO2003001144A1 (fr) * | 2001-06-20 | 2003-01-03 | Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. | Equipement de mesure de deplacements |
| JP2004507735A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電材料中のクラックの検出 |
| JP2004507721A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電性物体の壁厚の測定 |
| JP2004507734A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電材料製物体の検査 |
| JP2011064590A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Ebara Corp | 渦電流センサ、研磨装置、めっき装置、研磨方法、めっき方法 |
| JP2012002705A (ja) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Toyota Motor Corp | 渦流計測用センサ及び渦流計測方法 |
| WO2017138479A1 (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 株式会社東海理化電機製作所 | 位置検出装置 |
| WO2023047548A1 (ja) * | 2021-09-24 | 2023-03-30 | 三菱電機株式会社 | 配向方向検出装置 |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP27316184A patent/JPS61151402A/ja active Granted
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118303U (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-10 | ||
| JP2004507735A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電材料中のクラックの検出 |
| JP2004507721A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電性物体の壁厚の測定 |
| JP2004507734A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電材料製物体の検査 |
| WO2003001144A1 (fr) * | 2001-06-20 | 2003-01-03 | Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. | Equipement de mesure de deplacements |
| US7061231B2 (en) * | 2001-06-20 | 2006-06-13 | Sanko Seiki Mfg. Co., Ltd. | Device for measuring displacement including a displacement sensor with a detection coil and excitation coils |
| JP2011064590A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Ebara Corp | 渦電流センサ、研磨装置、めっき装置、研磨方法、めっき方法 |
| JP2012002705A (ja) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Toyota Motor Corp | 渦流計測用センサ及び渦流計測方法 |
| US8593137B2 (en) | 2010-06-17 | 2013-11-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Eddy current sensor and eddy current measurement method |
| WO2017138479A1 (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 株式会社東海理化電機製作所 | 位置検出装置 |
| WO2023047548A1 (ja) * | 2021-09-24 | 2023-03-30 | 三菱電機株式会社 | 配向方向検出装置 |
| JP7270860B1 (ja) * | 2021-09-24 | 2023-05-10 | 三菱電機株式会社 | 配向方向検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0523361B2 (ja) | 1993-04-02 |
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