JP5968305B2 - 渦電流センサ - Google Patents
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Description
センサヘッド10の2個の端子は、同軸ケーブル20により、アンプ回路30の端子31および32に接続される。アンプ回路30内では、端子31は、アンプ容量素子C1を介して、および直列に接続された補助容量素子C2および発振回路33を介して、グランドに接続される。端子32は、グランドに接続される。
センサヘッド10は、内部にインダクタンス素子(コイル)LSを有する。インダクタンス素子LSの2個の端子11および12は、同軸ケーブル20を介して、アンプ回路30の端子31および32に接続される。アンプ容量素子C1は、端子31と端子32の間に接続される。直列に接続された補助容量素子C2および発振回路33は、端子31と端子32の間に、アンプ容量素子C1と並列に接続される。端子31に発生する出力電圧は、図示していない増幅器により増幅されて出力される。
ケーブル20を長くすると、ケーブルのインピーダンスが増加するため、トータルインピーダンスZにおけるセンサヘッド10のインダクタンス素子LSのインピーダンスの割合が減少し、測定分解能が低下する。
実施形態の渦電流センサは、図1に示すような概略構成を有し、回路構成が図2に示した従来例と異なる。
また、参照番号80で示す部分の全体(トータル)インピーダンスZは、前述の関数Para(a,b)を利用して次のように表される。
(1)第1の項目は、それぞれのケーブル長において、ケーブルインピーダンスが、1%変動した場合に、トータルインピーダンスがどの程度変動するかをシミュレーションした。この場合、変動が少ない方が、ケーブル部の不確定要素(変動)に対する耐性が強いと考えられるので、変動が少なければ改善したことを意味する。
周波数f=455kHz
Z0(ケーブルの伝送インピーダンス)=50Ω
インダクタンス素子LSのインダクタンス値は、実在するセンサヘッドのインダクタンスをもとに、12μH〜13μHで変化するとした。
図2の従来例では、アンプ容量C1のインピーダンスZ1は、|Z1|=4/3×|Z|となるように選んだ。
なお、ヘッド容量素子は、「アンプ容量素子以下の容量値で、かつ容易に入手可能な市販のコンデンサのうち、最も大きな容量のも」に限られるものではない。たとえば、共振状態に対するマージンを確保するために、最も大きなものより若干小さな容量の素子を用いたとしても、本特許の趣旨が充分達成できることは自明である。
例えば、特許文献1の図3で示される容量素子16および17の一部容量だけをインダクタンス素子11と並列となるようにセンサヘッド内部に組み込むようにしてもよい。
20 ケーブル
71.72 端子
73 発振回路
LS インダクタンス素子
CS ヘッド容量素子
C11 アンプ容量素子
C2 補助容量素子
Claims (3)
- インダクタンス素子を有するセンサヘッドと、
前記センサヘッドの前記インダクタンス素子の両端に接続されるケーブルと、
前記ケーブルの2つの端子間に接続されるアンプ回路と、を備え、
前記アンプ回路は、発振回路と、前記ケーブルの2つの端子間に接続される容量値が可変のアンプ容量素子と、を備え、
前記センサヘッドは、前記インダクタンス素子に設けられたヘッド容量素子を備え、
前記アンプ容量素子の容量値は、前記ケーブルが分布定数回路で近似されるインピーダンスを有するものとして、前記インダクタンス素子、前記ヘッド容量素子、前記ケーブルおよび前記アンプ容量素子が、前記発振回路の出力する交流信号に対する共振回路を形成するように設定されていることを特徴とする渦電流センサ。 - 前記インダクタンス素子は、被測定物との距離によってインピーダンスが変化する請求項1記載の渦電流センサ。
- 前記ヘッド容量素子は、1個の容量素子のみで構成される、請求項2記載の渦電流センサ。
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