WO2022185655A1 - センシング装置 - Google Patents

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WO2022185655A1
WO2022185655A1 PCT/JP2021/046081 JP2021046081W WO2022185655A1 WO 2022185655 A1 WO2022185655 A1 WO 2022185655A1 JP 2021046081 W JP2021046081 W JP 2021046081W WO 2022185655 A1 WO2022185655 A1 WO 2022185655A1
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magnetic
permanent magnets
sensor
sensing device
substrate
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智 市村
裕亮 竹中
千絵 小林
宏太 土肥
耕平 山口
明 山岸
瑞 小木
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux

Definitions

  • the present invention relates to a sensing device equipped with a sensor unit that measures physical quantities such as magnetic fields, acceleration, and temperature.
  • Electromagnetic devices such as transformers, motors, and generators are equipped with sensing devices, for example, to monitor and diagnose their abnormalities and deterioration, and to detect the displacement of their constituent moving bodies.
  • a sensing device includes, for example, a sensor unit that measures physical quantities such as a magnetic field, acceleration, and temperature.
  • a sensor unit for measuring a magnetic field comprises, for example, a magnetic sensor.
  • Patent Document 1 discloses a magnetic sensor that uses a permanent magnet that generates a constant magnetic field around the magnetic sensor as means for fixing the magnetic sensor to a sensor fixing plate (iron plate).
  • Patent Literature 2 discloses a displacement detection device that includes two magnets and a magnetic sensor and detects displacement of a moving object having magnetism.
  • a conventional magnetic sensor that uses a permanent magnet as a fixing means to an object to which it is attached such as the magnetic sensor described in Patent Document 1, has the advantage that it can be easily attached to and removed from the object to which it is attached. It is difficult to measure magnetic fields smaller than the constant magnetic field generated by Therefore, such a conventional magnetic sensor has a problem that it is difficult to detect minute changes in the magnetic field around the magnetic sensor.
  • An object of the present invention is to provide a sensing device that includes a sensor unit that can be fixed to an object to be attached with a permanent magnet, and that can detect minute magnetic fields around the object to be attached.
  • a sensing device comprises a sensor unit comprising a magnetic sensor and a plurality of permanent magnets.
  • the plurality of permanent magnets form regions in which the combined magnetic field intensity of the permanent magnets is zero or nearly zero in two or more directions.
  • the magnetic sensor is installed in the area.
  • a sensing device that includes a sensor unit that can be fixed to an object to be attached with a permanent magnet and that can detect a minute magnetic field around the object to be attached.
  • FIG. 2 is a front view showing the configuration of a sensor unit included in the sensing device according to Example 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 1, showing the configuration of the sensor unit of Example 1
  • 1 is a front view of a three-phase AC transformer in which a sensing device according to Example 1 is installed
  • FIG. FIG. 4 is a front view showing the structure of a sensor unit included in a sensing device according to Example 2 of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 4, showing the configuration of the sensor unit of Example 2
  • FIG. 10 is a front view showing the configuration of a sensor unit included in a sensing device according to Example 3 of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG. 6, showing the configuration of the sensor unit of Example 3
  • 4 is a front view showing another configuration of the sensor unit included in the sensing device according to the first embodiment
  • a sensing device includes a sensor unit having sensors for measuring physical quantities such as magnetic field, acceleration, and temperature, and measures physical quantities of electromagnetic equipment such as transformers, switches, gas circuit breakers, motors, and generators. It is possible.
  • An electromagnetic device in which a sensing device according to the present invention measures a physical quantity includes an attachment object having a portion made of a magnetic material. The sensor unit is fixed to this attachment object with a permanent magnet, and measures a physical quantity with the sensor. By using the sensing device according to the present invention, it is possible to monitor and diagnose the internal state of an electromagnetic device (for example, if the electromagnetic device is a transformer, an abnormality or deterioration of the iron core or windings).
  • the sensing device measures the magnetic field (leakage magnetic field) of a transformer as a physical quantity of an electromagnetic device.
  • a sensing device includes a sensor unit that can be easily attached to and removed from a magnetic attachment object.
  • the sensor unit includes a plurality of permanent magnets and magnetic sensors.
  • the magnetic sensor is installed at a position where the combined magnetic field intensity of the plurality of permanent magnets is zero or substantially zero in two or more directions, particularly in two or more directions orthogonal to each other. Therefore, the sensing device according to the embodiment of the present invention can accurately measure minute magnetic fields around the object to be attached in two or more directions.
  • FIG. 1 A sensing device according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and 8.
  • FIG. 1 A sensing device according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and 8.
  • FIG. 3 is a front view of a three-phase AC transformer 1000 in which the sensing device according to this embodiment is installed.
  • a three-phase AC transformer 1000 includes a tank 400 and an iron core and windings 51 , 52 , 53 for each phase inside the tank 400 .
  • the iron core has a main leg, an upper yoke, and a lower yoke.
  • the windings 51, 52, 53 are each wound around the main leg of the iron core.
  • the windings 51, 52, 53 are fixed to each other by an upper fastener 40a and a lower fastener 40b, and are installed on the bottom of the tank 400 via support members 61, 62, 63, respectively.
  • the tank 400 is made of a magnetic steel plate, and high-pressure bushings 141, 142, and 143 are arranged on the upper surface of the tank 400.
  • the sensing device according to this embodiment comprises a sensor unit and an auxiliary unit.
  • the object to which the sensor unit is attached is the tank 400 .
  • the sensor units 101, 102 and 103 are fixed to the bases of the high pressure bushings 141, 142 and 143 on the surface of the tank 400, respectively.
  • Sensor units 104 , 105 and 106 are fixed in front of tank 400 near the central axes of windings 51 , 52 and 53 inside transformer 1000 , respectively.
  • the sensor units 101, 102, 103, 104, 105, 106 are connected to the auxiliary units 201, 202, 203, 204, 205, 206 by wires 301, 302, 303, 304, 305, 306, respectively.
  • the auxiliary units 201 to 206 have a function of supplying power to the sensor units 101 to 106 via wires 301 to 306, a function of controlling the measurement of physical quantities (magnetic fields) by the sensor units 101 to 106, a function of It has a function of collecting the measurement data of the units 101-106 from the sensor units 101-106 and a function of transmitting the collected measurement data to other devices such as a host system.
  • the sensor units 101 to 106 will be explained. In the following description, the sensor units 101 to 106 are represented by the sensor unit 100. FIG. The sensor unit 100 shall be fixed to the tank 400 of the transformer 1000 which is an attachment object.
  • FIG. 1 is a front view showing the configuration of a sensor unit 100 included in the sensing device according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the sensor unit 100, and is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • the sensor unit 100 includes a magnetic sensor 1, a substrate 70, a magnetic member 6, and four permanent magnets 21, 22, 23, and 24.
  • the magnetic sensor 1 measures the leakage magnetic field of the transformer 1000 as a physical quantity of electromagnetic equipment. do.
  • the magnetic sensor 1 is capable of measuring, for example, the strength of magnetic fields in three mutually orthogonal directions, and is installed on one surface of the substrate 70 .
  • the magnetic sensor 1 has two directions perpendicular to the surface of the substrate 70 (the magnetization directions of the permanent magnets 21 to 24) and two directions parallel to the surface of the substrate 70 (perpendicular to the magnetization directions of the permanent magnets 21 to 24).
  • the strength of the magnetic field can be measured in two directions perpendicular to each other in the same plane.
  • the substrate 70 is a support member for the magnetic sensor 1 and is made of a non-magnetic insulator, such as resin.
  • the shape and size of the substrate 70 are arbitrary, and FIGS. 1 and 2 show a square substrate 70 as an example.
  • the magnetic sensor 1 is fixed to the central portion of one surface of the square substrate 70 .
  • a magnetic member 6 is fixed to the other surface of the substrate 70 with an adhesive.
  • the magnetic member 6 is plate-shaped in this embodiment, it can have any shape and size. 1 and 2 show the magnetic member 6 having the same shape and size as the substrate 70 as an example.
  • the magnetic member 6 is preferably a steel plate.
  • the magnetic member 6 has a substrate 70 installed on one surface, and permanent magnets 21, 22, 23, and 24 installed on the other surface (the surface opposite to the surface on which the substrate 70 is installed). .
  • the permanent magnets 21, 22, 23, and 24 are arranged to surround the magnetic sensor 1 in the same plane, that is, on the other surface of the plate-shaped magnetic member 6, as shown in FIG.
  • the permanent magnets 21 to 24 have the same distance from the magnetic sensor 1, and the permanent magnets 21 to 24 adjacent to each other in the circumferential direction of a circle centered on the magnetic sensor 1 have the same distance.
  • the permanent magnets 21 and 23 are located at one diagonal position of the magnetic member 6 and the permanent magnets 22 and 24 are located at the other diagonal position of the magnetic member 6 . are fixed at two diagonal positions.
  • the magnetization directions (magnetization directions) of the four permanent magnets 21 to 24 are perpendicular to the magnetic member 6 (perpendicular to the paper surface of FIG. 1).
  • the four permanent magnets 21 to 24 are fixed to the magnetic member 6 so that their magnetization directions are opposite to those of the permanent magnets 21 to 24 adjacent in the circumferential direction of a circle centered on the magnetic sensor 1 .
  • the permanent magnet 22 has a magnetization direction opposite to that of the permanent magnets 21 and 23 .
  • the lines of magnetic force produced by the permanent magnets 21 to 24 are indicated by dashed arrows.
  • the directions of magnetization of the permanent magnets 22 and 23 are indicated by white arrows.
  • the permanent magnets 21 to 24 have the same shape and size, and the same amount of magnetization (amount of magnetization).
  • the sensor unit 100 is fixed to the surface of the tank 400 by four permanent magnets 21-24.
  • the tank 400 has magnetism and is an object to which the sensor unit 100 is attached.
  • the permanent magnets 21 to 24 are in contact with the surface of the tank 400, and the magnetic member 6, the permanent magnets 21 to 24, and the tank 400 form a closed magnetic path. do. Therefore, the leakage magnetic field of the permanent magnets 21 to 24 to the surface of the substrate 70 on which the magnetic sensor 1 is attached is reduced.
  • the permanent magnets 21 to 24 are arranged so that their magnetization directions are opposite to those of the permanent magnets 21 to 24 adjacent in the circumferential direction.
  • the shape of the leakage magnetic field to the surface on which the magnetic sensor 1 is attached is a quadrupolar cusp shape, like the magnetic lines of force indicated by the dashed arrows in FIG.
  • the magnetic field produced by the permanent magnets 21 to 24 can be arbitrarily set at the position of the magnetic sensor 1. Intensity in two or more directions is zero or near zero.
  • the magnetic fields generated by the permanent magnets 21 to 24 at the position of the magnetic sensor 1 are generated in three mutually orthogonal directions (for example, the magnetization direction of the permanent magnets 21 to 24 and the two directions perpendicular to each other) are all zero or nearly zero.
  • the strength of the magnetic field is substantially zero means that the value of the magnetic field can be considered to be zero, that is, the value of the magnetic field is a value that can be considered sufficiently small compared to the dynamic range of the magnetic field that can be measured by the magnetic sensor 1. It is to be.
  • the permanent magnets 21 to 24 form a region in which the intensity of the composite magnetic field of the permanent magnets 21 to 24 is zero or substantially zero in arbitrary two or more directions
  • the magnetic sensor 1 is installed in this area. Therefore, for example, in the three directions in which the magnetic sensor 1 measures the strength of the magnetic field (the magnetization directions of the permanent magnets 21 to 24 and the two directions perpendicular to each other in the plane perpendicular to the magnetization directions of the permanent magnets 21 to 24), permanent All the strengths of the composite magnetic fields of the magnets 21-24 are zero or nearly zero.
  • the sensor unit 100 is not affected by the magnetic field of the permanent magnets 21 to 24 that fix the sensor unit 100 to the mounting object (tank 400), and the minute magnetic field in any direction around the mounting object can be detected.
  • magnetic field can be measured by the magnetic sensor 1 .
  • the magnetic sensor 1 can detect minute changes in the magnetic field in any direction originating from the object to which it is attached.
  • the shapes of the substrate 70 and the magnetic member 6 are arbitrary, and they do not have to be square plates as shown in FIGS.
  • FIG. 8 is a front view showing another configuration of the sensor unit 100 included in the sensing device according to this embodiment.
  • the substrate 70 and the magnetic member 6 are rectangular plates.
  • the four permanent magnets 21, 22, 23, and 24 are positioned on the circumference of the magnetic sensor 1 on the surface of the plate-shaped magnetic member 6, that is, in the plane perpendicular to the magnetization direction of the permanent magnets 21 to 24. are arranged at equal intervals in the circumferential direction. That is, the permanent magnets 21 to 24 are at equal distances from the magnetic sensor 1, and the permanent magnets 21 to 24 adjacent to each other in the circumferential direction of a circle with the magnetic sensor 1 at the center are at equal distances. Further, the permanent magnets 21 to 24 are arranged so that their magnetization directions are opposite to those of the permanent magnets 21 to 24 adjacent in the circumferential direction of a circle centered on the magnetic sensor 1 .
  • the four permanent magnets 21 to 24 have two planes 80 that are parallel to the magnetization directions of the permanent magnets 21 to 24 (perpendicular to the magnetic member 6 and the substrate 70) and perpendicular to each other through the position of the magnetic sensor 1. , 81, the magnetic sensor 1 is installed in a region where the combined magnetic field intensity of the permanent magnets 21 to 24 is zero or substantially zero in arbitrary two or more directions. There will be
  • the sensor units 101 to 106 when the sensor units 101 to 106 are attached to the tank 400 of the transformer 1000, the sensor units 101, 102 and 103 are mounted on high-voltage bushings 141 and 142, respectively. , 143 can be detected.
  • Sensor units 104 , 105 , 106 can detect leakage magnetic fields that are highly correlated with the magnetic fields generated by windings 51 , 52 , 53 inside transformer 1000 . By using these leakage magnetic fields, for example, abnormalities and deterioration of the transformer 1000 can be monitored and diagnosed.
  • the four permanent magnets 21 to 24 are arranged in any desired direction of the magnetic member 6 if the intensity of the composite magnetic field of the permanent magnets 21 to 24 is zero or substantially zero in arbitrary two or more directions at the position of the magnetic sensor 1. It can be installed at any position and can have any amount of magnetization, shape and size. That is, the four permanent magnets 21 to 24 can form a region in the magnetic member 6 in which the strength of the composite magnetic field is zero or nearly zero in two or more arbitrary directions, and the magnetic sensor is formed in this region of the magnetic member 6. 1 can be installed at any position on the magnetic member 6, and the amount of magnetization, shape and size may be different from each other.
  • a sensing device according to Example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, the sensing device according to the present embodiment will be described with respect to the points that differ from the sensing device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a front view showing the configuration of the sensor unit 100 included in the sensing device according to this embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the structure of the sensor unit 100, and is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG.
  • a sensor unit 100 included in the sensing device according to this embodiment includes an acceleration sensor 2 and a temperature sensor 3 .
  • the acceleration sensor 2 and the temperature sensor 3 are installed on one surface (the surface on which the magnetic sensor 1 is installed) of a substrate 70 that is a support member for the magnetic sensor 1.
  • the acceleration sensor 2 measures the acceleration (vibration) of the surface of the tank 400
  • the temperature sensor 3 measures the temperature of the surface of the tank 400 .
  • the acceleration sensor 2 and the temperature sensor 3 are attached close to the surface of the tank 400 to which they are attached. Therefore, in the sensor unit 100 included in the sensing device according to the present embodiment, the plate-like magnetic member 6 (for example, a steel plate) is positioned to face the substrate 70 with the magnetic sensor 1, the acceleration sensor 2, and the temperature sensor 3 interposed therebetween. is provided.
  • Four permanent magnets 21 - 24 are installed between the substrate 70 and the magnetic member 6 . That is, the sensors 1-3 and the permanent magnets 21-24 are installed between the substrate 70 and the magnetic member 6.
  • the sensors 1-3 and the permanent magnets 21-24 are sealed and fixed with a resin 8. That is, the sensor unit 100 is configured by providing a resin 8 between the substrate 70 and the magnetic member 6 to which the sensors 1 to 3 and the permanent magnets 21 to 24 are fixed.
  • One surface of the permanent magnets 21 to 24 may or may not be fixed to the magnetic member 6 , and the other surface may or may not be fixed to the substrate 70 .
  • the sensor unit 100 is fixed to the surface of the tank 400, which is the mounting object, by the permanent magnets 21-24.
  • the substrate 70 contacts the surface of the tank 400 .
  • the sensing device can measure not only the magnetic field but also the acceleration and temperature as the physical quantities of the electromagnetic device. Moreover, since the sensors 1 to 3 and the permanent magnets 21 to 24 are sealed with the resin 8, the handling of the sensor unit 100 is easy, and the durability of the sensor unit 100 can be improved.
  • the sensing device has a structure in which the sensor for measuring one type of physical quantity and the permanent magnets 21 to 24 are sealed with a resin 8.
  • a configuration in which the sensor 1 and the permanent magnets 21 to 24 are sealed with the resin 8 may be provided.
  • a sensing device according to Example 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, the sensing device according to the present embodiment will be described with respect to the points that differ from the sensing device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a front view showing the configuration of the sensor unit 100 included in the sensing device according to this embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the structure of the sensor unit 100, and is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG.
  • a sensor unit 100 included in the sensing device according to this embodiment includes a magnetic sensor 1 , a substrate 71 , a substrate 72 , two permanent magnets 20 and 30 and a magnetic member 6 .
  • the magnetic sensor 1 is capable of measuring, for example, the strength of magnetic fields in three mutually orthogonal directions, and is positioned between the substrates 71 and 72 .
  • the substrates 71 and 72 are support members for the magnetic sensor 1 and are arranged so as to sandwich the magnetic sensor 1 .
  • the substrates 71 and 72 are made of a non-magnetic insulator, such as resin.
  • the shape and size of the substrates 71 and 72 are arbitrary, and disk-shaped substrates 71 and 72 are shown in FIGS. 6 and 7 as an example. In the example shown in FIGS. 6 and 7, the substrates 71 and 72 are of the same size.
  • the magnetic sensor 1 is fixed to the central portion of one surface of the disk-shaped substrate 71 .
  • a permanent magnet 20 is fixed to the other surface of the substrate 71 .
  • a permanent magnet 30 is fixed to one surface of the disk-shaped substrate 72 .
  • a magnetic sensor 1 is fixed to the center of the other surface of the substrate 72 .
  • the magnetic member 6 is cylindrical and is preferably made of a steel plate. 6 and 7 show a cylindrical magnetic member 6 as an example.
  • a cylindrical magnetic member 6 has a bottom at one end and an opening at the other end.
  • the magnetic member 6 accommodates the magnetic sensor 1, substrates 71 and 72, and permanent magnets 20 and 30 inside.
  • the magnetic sensor 1 , substrates 71 and 72 , and permanent magnets 20 and 30 are sealed inside the magnetic member 6 with a resin 8 and fixed. That is, the sensor unit 100 is configured by providing the magnetic sensor 1, the substrates 71 and 72, and the resin 8 fixing the permanent magnets 20 and 30 inside the cylindrical magnetic member 6.
  • the permanent magnet 30 is positioned at the bottom of the cylindrical magnetic member 6 .
  • the permanent magnet 30 may or may not be fixed to the bottom surface of the magnetic member 6 .
  • a permanent magnet 20 is positioned in an opening at the other end of the cylindrical magnetic member 6 .
  • the permanent magnets 20 and 30 are installed at the same positions in a plane parallel to the substrates 71 and 72 (in a plane parallel to the plane of the paper).
  • the permanent magnets 20 and 30 have the same cylindrical shape, and the magnetic sensor 1 is positioned at the center of the bottom surface of the cylindrical permanent magnets 20 and 30. are placed.
  • the magnetization directions of the permanent magnets 20 and 30 are perpendicular to the substrates 71 and 72 (perpendicular to the paper surface of FIG. 6), and are arranged side by side in the magnetization direction with the magnetic sensor 1 interposed therebetween.
  • the permanent magnets 20 and 30 have the same magnetization directions. In FIG. 7, the directions of magnetization of the permanent magnets 20 and 30 are indicated by white arrows. In this embodiment, the permanent magnets 20 and 30 have the same amount of magnetization.
  • the sensor unit 100 is fixed to the surface of the tank 400, which is the mounting object, by means of the permanent magnets 20 located in the opening of the cylindrical magnetic member 6.
  • the permanent magnet 20 and the magnetic member 6 are in contact with the surface of the tank 400, and the permanent magnets 20 and 30, the magnetic member 6 and the tank 400 form a magnetic path.
  • the two permanent magnets 20 and 30 have the same magnetization direction as described above, they form a magnetic field whose direction is mainly in one direction, like the lines of magnetic force indicated by the dashed arrows in FIG. That is, the direction of the magnetic field generated by the permanent magnets 20 and 30 is mainly the magnetization direction of the permanent magnets 20 and 30 (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 6, that is, the horizontal direction in FIG. 7). (the center of the cylindrical bottom surface), it can be considered that there are only magnetization directions of the permanent magnets 20 and 30 .
  • the magnetic field generated by the permanent magnets 20 and 30 has an intensity of two or more arbitrary directions perpendicular to the magnetization directions of the permanent magnets 20 and 30 (directions parallel to the paper surface of FIG. 6) at the position of the magnetic sensor 1. is zero or near zero.
  • the permanent magnets 20 and 30 are such that the strength of the composite magnetic field of the permanent magnets 20 and 30 is zero in arbitrary two or more directions perpendicular to the magnetization directions of the permanent magnets 20 and 30 .
  • an area is formed in which the magnetic field is substantially zero, and the magnetic sensor 1 is installed in this area.
  • the magnetic sensor 1 can measure a minute magnetic field around the mounting object without being affected by the magnetic field 30 .
  • the magnetic sensor 1 can detect minute changes in the magnetic field originating from the object to which it is attached in any two or more directions perpendicular to the magnetization directions of the permanent magnets 20 and 30, particularly in two or more directions perpendicular to each other. .
  • the direction in which a minute magnetic field can be measured is the direction perpendicular to the magnetization directions of the permanent magnets 20 and 30, which is limited compared to the sensing device according to the first embodiment.
  • the sensing device according to the present embodiment uses a smaller number of permanent magnets than the sensing device according to the first embodiment, and the sensor unit 100 can be made smaller. It has the advantage of being easy to install and easy to handle.
  • the two permanent magnets 20 and 30 are such that, at the position of the magnetic sensor 1, the intensity of the composite magnetic field of the permanent magnets 20 and 30 is zero or substantially zero in two or more directions orthogonal to the magnetization directions of the permanent magnets 20 and 30. , it can be installed at any position inside the magnetic member 6, and can have any amount of magnetization, any shape, and any size. That is, the two permanent magnets 20 and 30 form a region inside the magnetic member 6 in which the intensity of the composite magnetic field is zero or substantially zero in two or more directions orthogonal to the magnetization directions of the permanent magnets 20 and 30. As long as the magnetic sensor 1 can be installed in this area inside the magnetic member 6, it can be installed at any position inside the magnetic member 6, and the amount of magnetization, shape, and size may be different from each other.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
  • the above embodiments have been described in detail in order to facilitate understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited to aspects having all the described configurations.
  • part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment.
  • add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本発明は、取付け対象物に永久磁石で固定可能なセンサユニットを備え、取付け対象物の周囲の微小な磁場を検出できるセンシング装置を提供する。本発明によるセンシング装置は、磁気センサ（１）と、複数の永久磁石（２１～２４）とを備えるセンサユニット（１００）を備える。複数の永久磁石（２１～２４）は、永久磁石（２１～２４）の合成磁場の強度が２以上の方向でゼロまたは略ゼロとなる領域を形成している。磁気センサ（１）は、この領域に設置されている。

Description

センシング装置
　本発明は、磁場、加速度、及び温度等の物理量を測定するセンサユニットを備えたセンシング装置に関する。
　変圧器、モーター、及び発電機などの電磁機器には、例えば、その異常や劣化などを監視、診断するためや、その構成要素である移動体の変位を検出するために、センシング装置が設置される。センシング装置は、例えば、磁場、加速度、及び温度等の物理量を測定するセンサユニットを備える。磁場を測定するセンサユニットは、例えば磁気センサを備える。
　特許文献１には、磁気センサの周囲に定磁界を発生させる永久磁石を、センサ固定板（鉄板）に対する磁気センサの固定手段として用いる磁気センサが開示されている。特許文献２には、２つの磁石と磁気センサを備え、磁性を有する移動体の変位を検出する変位検出装置が開示されている。
実開平２－１４８５３６号公報 特開２００９－１９２５１７号公報
　特許文献１に記載された磁気センサのように、取付け対象物への固定手段として永久磁石を用いる従来の磁気センサは、取付け対象物に対する取付けと取外しが容易にできるという利点があるが、永久磁石が発生させる定磁場より小さい磁場を測定するのが難しい。このため、このような従来の磁気センサには、磁気センサの周囲における微小な磁場の変化を検出するのが困難であるという課題がある。
　特許文献２に記載された変位検出装置では、２つの磁石を磁気回路の起磁力源として用い、磁気回路の一部を構成する磁性を有する移動体の変位を、磁気センサの周囲の磁場の変化として検出する。２つの磁石は、対称面をはさんで対称な位置に配置され、磁化の向きが互いに反対である。このため、特許文献２の変位検出装置では、対称面に配置された磁気センサの近傍では１方向の磁場の強度が略ゼロであるので、磁性を有する移動体の変位に伴う、この１方向における微小な磁場の変化を検出することができる。
　しかし、電磁機器に対して監視診断や移動体の変位の検出をより正確に行うためには、特許文献２に記載の技術のように１方向だけでなく、２以上の方向において微小な磁場を精度よく測定できるのが好ましい。このため、取付け対象物に永久磁石で固定される磁気センサを備えるセンシング装置であっても、２以上の方向において微小な磁場を精度よく測定できることが望まれている。
　本発明の目的は、取付け対象物に永久磁石で固定可能なセンサユニットを備え、取付け対象物の周囲の微小な磁場を検出できるセンシング装置を提供することである。
　本発明によるセンシング装置は、磁気センサと、複数の永久磁石とを備えるセンサユニットを備える。複数の前記永久磁石は、前記永久磁石の合成磁場の強度が２以上の方向でゼロまたは略ゼロとなる領域を形成している。前記磁気センサは、前記領域に設置されている。
　本発明によると、取付け対象物に永久磁石で固定可能なセンサユニットを備え、取付け対象物の周囲の微小な磁場を検出できるセンシング装置を提供することができる。
本発明の実施例１によるセンシング装置が備えるセンサユニットの構成を示す正面図。 実施例１のセンサユニットの構成を示す、図１に示した線Ａ－Ａにおける断面図。 実施例１によるセンシング装置が設置される三相交流変圧器の正面図。 本発明の実施例２によるセンシング装置が備えるセンサユニットの構成を示す正面図。 実施例２のセンサユニットの構成を示す、図４に示した線Ｂ－Ｂにおける断面図。 本発明の実施例３によるセンシング装置が備えるセンサユニットの構成を示す正面図。 実施例３のセンサユニットの構成を示す、図６に示した線Ｃ－Ｃにおける断面図。 実施例１によるセンシング装置が備えるセンサユニットの別の構成を示す正面図。
　本発明によるセンシング装置は、磁場、加速度、及び温度等の物理量を測定するセンサを有するセンサユニットを備え、変圧器、開閉器、ガス遮断器、モーター、及び発電機などの電磁機器の物理量を測定可能である。本発明によるセンシング装置が物理量を測定する電磁機器は、磁性体で構成された部分を有する取付け対象物を備える。センサユニットは、この取付け対象物に永久磁石で固定されて、センサで物理量を測定する。本発明によるセンシング装置を用いると、電磁機器の内部の状態（例えば、電磁機器が変圧器であれば、鉄心や巻線の異常や劣化状態）を監視、診断することができる。
　以下の実施例では、本発明によるセンシング装置が、電磁機器の物理量として、変圧器の磁場（漏れ磁場）を測定する例を説明する。本発明の実施例によるセンシング装置は、磁性を有する取付け対象物に対する取付けと取外しが容易にできるセンサユニットを備える。センサユニットは、複数の永久磁石と磁気センサを備える。磁気センサは、複数の永久磁石の合成磁場の強度が２以上の方向で、特に互いに直交する２以上の方向で、ゼロまたは略ゼロである位置に設置されている。このため、本発明の実施例によるセンシング装置は、２以上の方向について、取付け対象物の周囲の微小な磁場を精度よく測定することができる。
　以下、本発明の実施例によるセンシング装置について、図面を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。
　図１から図３と図８を参照して、本発明の実施例１によるセンシング装置について説明する。
　図３は、本実施例によるセンシング装置が設置される三相交流変圧器１０００の正面図である。
　三相交流変圧器１０００は、タンク４００を備え、タンク４００の内部に各相の鉄心と巻線５１、５２、５３を備える。鉄心は、主脚、上部ヨーク、及び下部ヨークを備える。巻線５１、５２、５３は、それぞれ鉄心の主脚に巻き回されている。巻線５１、５２、５３は、上部締め金具４０ａと下部締め金具４０ｂとにより相互に固定され、それぞれ支持部材６１、６２、６３を介してタンク４００の底部に設置されている。
　タンク４００は、磁性を有する鋼板によって構成されており、タンク４００の上面に高圧ブッシング１４１、１４２、１４３が配置されている。
　図３に示す三相交流変圧器１０００には、本実施例によるセンシング装置が６つ設置されている。本実施例によるセンシング装置は、センサユニットと補助ユニットを備える。図３において、センサユニットの取付け対象物は、タンク４００である。
　センサユニット１０１、１０２、１０３は、それぞれ、タンク４００の表面で、高圧ブッシング１４１、１４２、１４３の基部に固定されている。また、センサユニット１０４、１０５、１０６は、それぞれ、タンク４００の正面で、変圧器１０００の内部にある巻線５１、５２、５３の中心軸の付近に固定されている。
　センサユニット１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６は、それぞれ、配線３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６によって、補助ユニット２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６に接続されている。
　補助ユニット２０１～２０６は、それぞれ、センサユニット１０１～１０６に対して配線３０１～３０６を介して電力を供給する機能と、センサユニット１０１～１０６による物理量（磁場）の測定を制御する機能と、センサユニット１０１～１０６の測定データをセンサユニット１０１～１０６から収集する機能と、収集した測定データを上位システムなどの他の装置に送信する機能を備える。
　センサユニット１０１～１０６について説明する。以下の説明では、センサユニット１０１～１０６をセンサユニット１００で代表して示す。センサユニット１００は、取付け対象物である、変圧器１０００のタンク４００に固定されるものとする。
　図１は、本実施例によるセンシング装置が備えるセンサユニット１００の構成を示す正面図である。図２は、センサユニット１００の構成を示す図であり、図１に示した線Ａ－Ａにおける断面図である。
　センサユニット１００は、磁気センサ１、基板７０、磁性部材６、４つの永久磁石２１、２２、２３、２４を備えており、電磁機器の物理量として、変圧器１０００の漏れ磁場を磁気センサ１で測定する。
　磁気センサ１は、例えば互いに直交する３方向の磁場の強度を測定可能なものであって、基板７０の一方の表面に設置されている。例えば、磁気センサ１は、基板７０の面に垂直な方向（永久磁石２１～２４の磁化方向）と、基板７０の面に平行で互いに直交する２方向（永久磁石２１～２４の磁化方向に垂直な面内で互いに直交する２方向）における、磁場の強度を測定できる。
　基板７０は、磁気センサ１の支持部材であり、非磁性の絶縁体で構成されており、例えば樹脂製である。基板７０の形状と大きさは任意であり、図１、２には一例として、正方形状の基板７０を示している。正方形状の基板７０の一方の表面の中央部には、磁気センサ１が固定されている。基板７０の他方の表面には、接着剤によって磁性部材６が固定されている。
　磁性部材６は、本実施例では板状であるが、任意の形状と大きさを備えることができる。図１、２には一例として、基板７０と同じ形状と大きさの磁性部材６を示している。磁性部材６は、鋼板であるのが好ましい。磁性部材６は、一方の表面に基板７０が設置されており、他方の表面（基板７０が設置されている表面と反対側の表面）に永久磁石２１、２２、２３、２４が設置されている。
　永久磁石２１、２２、２３、２４は、図１に示すように、同一の面内、すなわち板状の磁性部材６の他方の表面で、磁気センサ１を囲んで配置されている。例えば、永久磁石２１～２４は、磁気センサ１からの距離が互いに等しく、磁気センサ１を中心とした円の周方向で隣り合う永久磁石２１～２４との距離が互いに等しい。図１に示す例では、磁性部材６が正方形状であるので、永久磁石２１、２３は、磁性部材６の１つの対角線上の位置に、永久磁石２２、２４は、磁性部材６の他の１つの対角線上の位置に、それぞれ固定されている。
　４つの永久磁石２１～２４の磁化方向（着磁方向）は、磁性部材６に垂直な方向（図１の紙面に垂直な方向）である。４つの永久磁石２１～２４は、それぞれ、磁気センサ１を中心とした円の周方向で隣り合う永久磁石２１～２４と、磁化の向きが逆であるように磁性部材６に固定されている。例えば、永久磁石２２は、永久磁石２１、２３と磁化の向きが逆である。図１には、破線矢印で永久磁石２１～２４が作る磁力線を示している。図２には、白抜き矢印で、永久磁石２２と永久磁石２３の磁化の向きを示している。本実施例では、永久磁石２１～２４は、形状と大きさが互いに同一であり、磁化量（着磁量）も互いに同一である。
　図２に示すように、センサユニット１００は、４つの永久磁石２１～２４により、タンク４００の表面に固定される。タンク４００は、磁性を有し、センサユニット１００の取付け対象物である。センサユニット１００が取付け対象物であるタンク４００に設置されると、永久磁石２１～２４がタンク４００の表面に接し、磁性部材６と永久磁石２１～２４とタンク４００は、閉じた磁路を形成する。このため、永久磁石２１～２４の、基板７０の磁気センサ１が取付けられている面への漏れ磁場は小さくなる。
　さらに、上述したように、永久磁石２１～２４は、それぞれ周方向で隣り合う永久磁石２１～２４と磁化の向きが逆であるように配置されているので、永久磁石２１～２４の、基板７０の磁気センサ１が取付けられている面への漏れ磁場の形状は、図１の破線矢印で示す磁力線のように、４極のカスプ形状である。図１に示すように、磁気センサ１が、永久磁石２１～２４の位置を結ぶ円の中心に設置されているので、永久磁石２１～２４が作る磁場は、磁気センサ１の位置において、任意の２以上の方向での強度がゼロまたは略ゼロである。例えば、永久磁石２１～２４が磁気センサ１の位置において作る磁場は、互いに直交する３方向（例えば、永久磁石２１～２４の磁化方向と、永久磁石２１～２４の磁化方向に垂直な面内で互いに直交する２方向）での強度が全てゼロまたは略ゼロである。なお、磁場の強度が略ゼロであるとは、磁場の値がゼロであるとみなせること、すなわち磁場の値が、磁気センサ１の測定可能な磁場のダイナミックレンジと比べて、十分小さいとみなせる値であることである。
　すなわち、本実施例でのセンサユニット１００では、永久磁石２１～２４は、永久磁石２１～２４の合成磁場の強度が任意の２以上の方向でゼロまたは略ゼロとなる領域を形成しており、磁気センサ１は、この領域に設置されている。従って、例えば、磁気センサ１が磁場の強度を測定する３方向（永久磁石２１～２４の磁化方向と、永久磁石２１～２４の磁化方向に垂直な面内で互いに直交する２方向）において、永久磁石２１～２４の合成磁場の強度が全てゼロまたは略ゼロである。このため、本実施例によるセンシング装置では、センサユニット１００を取付け対象物（タンク４００）へ固定する永久磁石２１～２４の磁場の影響を受けることなく、取付け対象物の周囲の任意の方向の微小な磁場を、磁気センサ１で測定することができる。磁気センサ１は、取付け対象物に由来する任意の方向の微小な磁場の変化を検出可能である。
　上述したように、本実施例によるセンシング装置において、基板７０と磁性部材６の形状は、任意であり、図１、２に示したような正方形の板状でなくてもよい。
　図８は、本実施例によるセンシング装置が備えるセンサユニット１００の、別の構成を示す正面図である。図８に示すセンサユニット１００では、基板７０と磁性部材６が長方形の板状である。
　４つの永久磁石２１、２２、２３、２４は、板状の磁性部材６の表面、すなわち永久磁石２１～２４の磁化方向に垂直な面内において、磁気センサ１を中心とした円周上の位置に、周方向に等間隔で配置されている。すなわち、永久磁石２１～２４は、磁気センサ１からの距離が互いに等しく、磁気センサ１を中心とした円の周方向で隣り合う永久磁石２１～２４との距離が互いに等しい。また、永久磁石２１～２４は、それぞれ、磁気センサ１を中心とした円の周方向で隣り合う永久磁石２１～２４と、磁化の向きが逆であるように配置されている。
　４つの永久磁石２１～２４が、永久磁石２１～２４の磁化方向に平行（磁性部材６と基板７０に垂直）な面であって、磁気センサ１の位置を通って互いに直交する２つの面８０、８１に対して、対称な位置に設置されていれば、磁気センサ１は、永久磁石２１～２４の合成磁場の強度が任意の２以上の方向でゼロまたは略ゼロとなる領域に設置されていることになる。
　本実施例によるセンシング装置では、図３に示したようにセンサユニット１０１～１０６の取付け対象物が変圧器１０００のタンク４００であると、センサユニット１０１、１０２、１０３は、それぞれ高圧ブッシング１４１、１４２、１４３を流れる負荷電流に略比例した微小な漏れ磁場を検出することができる。センサユニット１０４、１０５、１０６は、それぞれ変圧器１０００の内部の巻線５１、５２、５３が生成する磁場と相関が高い漏れ磁場を検出することができる。これらの漏れ磁場を用いると、例えば、変圧器１０００の異常や劣化などを監視、診断することができる。
　なお、４つの永久磁石２１～２４は、磁気センサ１の位置において、永久磁石２１～２４の合成磁場の強度が任意の２以上の方向でゼロまたは略ゼロであれば、磁性部材６の任意の位置に設置することができ、任意の磁化量と形状と大きさを備えることができる。すなわち、４つの永久磁石２１～２４は、合成磁場の強度が任意の２以上の方向でゼロまたは略ゼロであるような領域を磁性部材６に形成できて、磁性部材６のこの領域に磁気センサ１を設置できれば、磁性部材６の任意の位置に設置することができ、磁化量と形状と大きさが互いに異なっていてもよい。
　図４と図５を参照して、本発明の実施例２によるセンシング装置について説明する。以下では、本実施例によるセンシング装置について、実施例１によるセンシング装置と異なる点を説明する。
　図４は、本実施例によるセンシング装置が備えるセンサユニット１００の構成を示す正面図である。図５は、センサユニット１００の構成を示す図であり、図４に示した線Ｂ－Ｂにおける断面図である。
　本実施例によるセンシング装置が備えるセンサユニット１００は、加速度センサ２と、温度センサ３を備える。
　加速度センサ２と温度センサ３は、磁気センサ１の支持部材である基板７０の一方の表面（磁気センサ１が設置されている面）に設置されている。例えば、加速度センサ２は、タンク４００の表面の加速度（振動）を測定し、温度センサ３は、タンク４００の表面の温度を測定する。加速度センサ２と温度センサ３には、磁場の影響を受けにくいセンサを用いるのが好ましい。
　加速度センサ２と温度センサ３は、取付け対象物であるタンク４００の表面近くに密着させるのが望ましい。このため、本実施例によるセンシング装置が備えるセンサユニット１００では、板状の磁性部材６（例えば、鋼板）は、磁気センサ１と加速度センサ２と温度センサ３を挟んで基板７０と対向する位置に設けられている。４つの永久磁石２１～２４は、基板７０と磁性部材６との間に設置されている。すなわち、センサ１～３と永久磁石２１～２４は、基板７０と磁性部材６の間に設置されている。
　センサ１～３と永久磁石２１～２４は、樹脂８で封入されて固定されている。すなわち、センサユニット１００は、基板７０と磁性部材６の間に、センサ１～３と永久磁石２１～２４を固定した樹脂８が設けられて構成されている。永久磁石２１～２４は、一方の面が磁性部材６に固定されていても固定されていなくてもよく、他方の面が基板７０に固定されていても固定されていなくてもよい。
　センサユニット１００は、永久磁石２１～２４により、取付け対象物であるタンク４００の表面に固定される。センサユニット１００がタンク４００の表面に固定されると、基板７０は、タンク４００の表面に接する。
　本実施例によるセンシング装置は、電磁機器の物理量として、磁場だけでなく、加速度と温度も測定することができる。また、センサ１～３と永久磁石２１～２４が樹脂８で封入されているので、センサユニット１００の取り扱いが容易であり、センサユニット１００の耐久性を向上させることもできる。
　なお、本実施例によるセンシング装置は、１種類の物理量を測定するセンサと永久磁石２１～２４が樹脂８で封入されている構成、すなわち、例えば、加速度センサ２と温度センサ３を備えず、磁気センサ１と永久磁石２１～２４が樹脂８で封入されている構成を備えていてもよい。
　図６と図７を参照して、本発明の実施例３によるセンシング装置について説明する。以下では、本実施例によるセンシング装置について、実施例１によるセンシング装置と異なる点を説明する。
　図６は、本実施例によるセンシング装置が備えるセンサユニット１００の構成を示す正面図である。図７は、センサユニット１００の構成を示す図であり、図６に示した線Ｃ－Ｃにおける断面図である。
　本実施例によるセンシング装置が備えるセンサユニット１００は、磁気センサ１、基板７１、基板７２、２つの永久磁石２０、３０、及び磁性部材６を備える。
　磁気センサ１は、例えば互いに直交する３方向の磁場の強度を測定可能なものであって、基板７１と基板７２の間に位置する。
　基板７１と基板７２は、磁気センサ１の支持部材であり、磁気センサ１を挟むように配置される。基板７１、７２は、非磁性の絶縁体で構成されており、例えば樹脂製である。基板７１、７２の形状と大きさは任意であり、図６、７には一例として、円板状の基板７１、７２を示している。図６、７に示した例では、基板７１と基板７２は、互いに同じ大きさである。
　円板状の基板７１の一方の表面の中央部には、磁気センサ１が固定されている。基板７１の他方の表面には、永久磁石２０が固定されている。
　円板状の基板７２の一方の表面には、永久磁石３０が固定されている。基板７２の他方の表面の中央部には、磁気センサ１が固定されている。
　磁性部材６は、筒形状であり、鋼板で構成されているのが好ましい。図６、７には一例として、円筒形状の磁性部材６を示している。筒形状の磁性部材６は、一端部に底を持ち、他端部に開口部を備える。磁性部材６は、内部に磁気センサ１、基板７１、７２、及び永久磁石２０、３０を収容している。磁気センサ１、基板７１、７２、及び永久磁石２０、３０は、磁性部材６の内部において樹脂８で封入されて固定されている。すなわち、筒形状の磁性部材６の内部に、磁気センサ１と基板７１、７２と永久磁石２０、３０を固定した樹脂８が設けられて、センサユニット１００が構成されている。
　永久磁石３０は、筒形状の磁性部材６の底部に位置する。永久磁石３０は、磁性部材６の底面に固定されていても固定されていなくてもよい。永久磁石２０は、筒形状の磁性部材６の他端部にある開口部に位置する。永久磁石２０、３０は、図６に示すように、基板７１、７２に平行な面内（紙面に平行な面内）で、互いに同じ位置に設置されている。本実施例では、図６、７に示すように、永久磁石２０、３０が互いに同一の円柱形状であり、円柱形状の永久磁石２０、３０の底面の中央部に相当する位置に磁気センサ１が配置されている。
　永久磁石２０、３０は、磁化方向が基板７１、７２に垂直な方向（図６の紙面に垂直な方向）であり、磁気センサ１を挟んで磁化方向に並んで配置されている。永久磁石２０、３０は、磁化の向きが互いに同一である。図７には、白抜き矢印で、永久磁石２０と永久磁石３０の磁化の向きを示している。本実施例では、永久磁石２０、３０は、磁化量が互いに同一である。
　センサユニット１００は、筒形状の磁性部材６の開口部に位置する永久磁石２０により、取付け対象物であるタンク４００の表面に固定される。センサユニット１００がタンク４００に設置されると、永久磁石２０と磁性部材６がタンク４００の表面に接し、永久磁石２０、３０と磁性部材６とタンク４００は、磁路を形成する。
　２つの永久磁石２０、３０は、上述したように磁化の向きが互いに同一であるので、図７の破線矢印で示す磁力線のように、磁場の向きが主に一方向である磁場を形成する。すなわち、永久磁石２０、３０が作る磁場の向きは、主に永久磁石２０、３０の磁化方向（図６の紙面に垂直な方向、つまり図７の左右方向）であり、特に永久磁石２０、３０の中央部（円柱形状の底面の中央部）では、永久磁石２０、３０の磁化方向だけであると考えることができる。このため、永久磁石２０、３０が作る磁場は、磁気センサ１の位置において、永久磁石２０、３０の磁化方向に垂直な任意の２以上の方向（図６の紙面に平行な方向）での強度がゼロまたは略ゼロである。
　すなわち、本実施例でのセンサユニット１００では、永久磁石２０、３０は、永久磁石２０、３０の合成磁場の強度が、永久磁石２０、３０の磁化方向に垂直な任意の２以上の方向でゼロまたは略ゼロとなる領域を形成しており、磁気センサ１は、この領域に設置されている。このため、本実施例によるセンシング装置では、永久磁石２０、３０の磁化方向に垂直な方向の磁場の強度を測定するときには、センサユニット１００を取付け対象物（タンク４００）へ固定する永久磁石２０、３０の磁場の影響を受けることなく、取付け対象物の周囲の微小な磁場を、磁気センサ１で測定することができる。磁気センサ１は、永久磁石２０、３０の磁化方向に垂直な任意の２以上の方向について、特に互いに直交する２以上の方向について、取付け対象物に由来する微小な磁場の変化を検出可能である。
　本実施例によるセンシング装置は、微小磁場を測定できる方向が、永久磁石２０、３０の磁化方向と直交する方向であり、実施例１によるセンシング装置と比べて限定されている。しかし、本実施例によるセンシング装置は、実施例１によるセンシング装置と比べると、使用する永久磁石の数が少なく、センサユニット１００を小型化できるので、センサユニット１００を設置可能な面が小さい取付け対象物にも容易に設置できるとともに、扱いやすいという利点がある。
　なお、２つの永久磁石２０、３０は、磁気センサ１の位置において、永久磁石２０、３０の合成磁場の強度が、永久磁石２０、３０の磁化方向と直交する２以上の方向でゼロまたは略ゼロであれば、磁性部材６の内部で任意の位置に設置することができ、任意の磁化量と形状と大きさを備えることができる。すなわち、２つの永久磁石２０、３０は、合成磁場の強度が、永久磁石２０、３０の磁化方向と直交する２以上の方向でゼロまたは略ゼロであるような領域を磁性部材６の内部に形成できて、磁性部材６の内部のこの領域に磁気センサ１を設置できれば、磁性部材６の内部の任意の位置に設置することができ、磁化量と形状と大きさが互いに異なっていてもよい。
　なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。
　１…磁気センサ、２…加速度センサ、３…温度センサ、６…磁性部材、８…樹脂、２０、２１、２２、２３、２４、３０…永久磁石、４０ａ…上部締め金具、４０ｂ…下部締め金具、５１、５２、５３…巻線、６１、６２、６３…支持部材、７０、７１、７２…基板、８０、８１…面、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６…センサユニット、１４１、１４２、１４３…高圧ブッシング、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６…補助ユニット、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６…配線、４００…タンク、１０００…三相交流変圧器。

Claims (7)

  1. 　磁気センサと、複数の永久磁石とを備えるセンサユニットを備え、
    　複数の前記永久磁石は、前記永久磁石の合成磁場の強度が２以上の方向でゼロまたは略ゼロとなる領域を形成しており、
    　前記磁気センサは、前記領域に設置されている、
    ことを特徴とするセンシング装置。
  2. 　前記センサユニットは、前記磁気センサを囲んで配置された４つの前記永久磁石を備え、
    　４つの前記永久磁石は、隣り合う前記永久磁石と磁化の向きが逆であるように配置されており、前記合成磁場の強度が任意の方向でゼロまたは略ゼロとなる前記領域を形成している、
    請求項１に記載のセンシング装置。
  3. 　４つの前記永久磁石は、前記磁気センサからの距離が互いに等しく、隣り合う前記永久磁石との距離が互いに等しい、
    請求項２に記載のセンシング装置。
  4. 　前記センサユニットは、前記磁気センサを挟んで配置された２つの前記永久磁石を備え、
    　２つの前記永久磁石は、磁化の向きが互いに同一であり、磁化方向に並んで配置されており、前記合成磁場の強度が前記磁化方向に垂直な方向でゼロまたは略ゼロとなる前記領域を形成している、
    請求項１に記載のセンシング装置。
  5. 　前記センサユニットは、非磁性の基板と、板状の磁性部材とを備え、
    　前記基板は、一方の表面に前記磁気センサが設置され、他方の表面に前記磁性部材が固定されており、
    　前記磁性部材は、前記基板が設置されている表面と反対側の表面に前記永久磁石が設置されている、
    請求項２に記載のセンシング装置。
  6. 　前記センサユニットは、非磁性の基板と、板状の磁性部材とを備え、
    　前記基板は、一方の表面に前記磁気センサが設置されており、
    　前記磁性部材は、前記磁気センサを挟んで前記基板と対向する位置に設けられており、
    　前記永久磁石は、前記基板と前記磁性部材の間に設置されている、
    請求項２に記載のセンシング装置。
  7. 　前記センサユニットは、非磁性の２つの基板と、底を持つ筒形状の磁性部材とを備え、
    　２つの前記基板のうち第１の基板は、一方の表面に前記磁気センサが固定されており、他方の表面に２つの前記永久磁石のうち第１の永久磁石が固定されており、
    　２つの前記基板のうち第２の基板は、一方の表面に２つの前記永久磁石のうち第２の永久磁石が固定されており、他方の表面に前記磁気センサが固定されており、
    　前記磁性部材は、前記磁気センサと、２つの前記基板と、２つの前記永久磁石を収容している、
    請求項４に記載のセンシング装置。
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