JP2019078714A - フラックスゲートセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズの影響によって増幅されるべき信号が消失しにくいフラックスゲートセンサを提供する【解決手段】出力信号に相関した電流により外部磁場を相殺するフィードバックループを持つフラックスゲートセンサにおいて、前記フィードバックループ内に、ノイズを抑制するためのノイズ抑制フィルタを備えたことを特徴とするフラックスゲートセンサ。【選択図】図１３

Description

本発明は、フラックスゲートセンサに関する。

従来より、フラックスゲートセンサが磁気検出装置等に利用されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−２５３９２０号公報

フラックスゲートセンサを用いて小さな磁気を検出する場合、フィードバックループを有するフラックスゲートセンサのループフィルタの増幅率を大きくすることが考えられる。しかしこの構成では、増幅可能な入力電圧の範囲が実質的に狭まり、信号に対して相対的に大きなノイズが重畳すると、この入力電圧の範囲を超えて出力が飽和し、信号成分が消失してしまう。

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、ノイズの影響によって増幅されるべき信号が消失しにくいフラックスゲートセンサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のフラックスゲートセンサは、
出力信号に相関した電流により外部磁場を相殺するフィードバックループを持つフラックスゲートセンサにおいて、
前記フィードバックループ内に、ノイズを抑制するためのノイズ抑制フィルタを備えたことを特徴とする。

このフラックスゲートセンサによれば、フィードバックループにおいて飽和による信号の消失（クリッピング）が生じないようにすることができ、測定帯域の分解能を維持しつつダイナミックレンジを広く取ることができる。

また、上記記載のフラックスゲートセンサにおいて、
前記ノイズ抑制フィルタは、
５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚのノイズを抑制するものであってもよい。

このフラックスゲートセンサによれば、５０／６０Ｈｚの交流電力線により発生する大きなノイズを除去できるため、クリッピングの発生を効果的に抑えることができる。

また、上記記載のフラックスゲートセンサにおいて、
前記ノイズ抑制フィルタは、
ノッチフィルタ、バンドエリミネーションフィルタ、ハイパスフィルタのいずれかを含むものであってもよい。

このフラックスゲートセンサによれば、様々なフィルタを利用することができる。

また、上記記載のフラックスゲートセンサにおいて、
前記ノイズ抑制フィルタは、
デジタルフィルタで構成されているものであってもよい。

このフラックスゲートセンサによれば、Ｓ／Ｎ比を高めることができる。

本発明によれば、ノイズの影響によって増幅されるべき信号が消失しにくいフラックスゲートセンサを提供することができる。

本実施形態の異物検出装置を示す斜視図である。 異物検出装置１の開口部分における径方向の断面を示す図である。 異物検出装置１の内部の位置関係を上下方向に沿って示す投影図である。 円形の磁気シールドＳ１を用いた場合における磁場の変化を示す模式図である。 円筒形の磁気シールド１０Ａを示す図である。 開口に向かう磁力線が曲がる方向を示す模式図である。 磁気シールドの断面形状の変形例を示す図である。 搬入口と搬出口の変形例を示す図である。 磁気シールドの変形例を示す図である。 複数のシールド部を組み合わせた磁気シールドの変形例を示す図である。 磁気シールドの開口付近のシールド層の数を局所的に増加させた変形例を示す図である。 磁気シールドの開口付近のシールド層の数を局所的に増加させた変形例を示す断面図である。 磁気センサ部１６において採用可能なフラックスゲートセンサ２の構成を示すブロック図である。 フィードバックループにおける信号の一例を示す図である。 磁気センサ部１６の出力側に設置可能な判定器の構成を示すブロック図である。 基準データの一例を示す図である。 周波数解析の結果の一例を示す図である。 距離の一例を表で示す図である。

［異物検出装置の技術的背景］
まず、本実施形態の異物検出装置の背景について説明する。

近年の電気自動車やスマートフォンの普及に伴い様々な電池が開発されているが、このような電池の一つに、アルミニウムや銅、合成樹脂等で形成されたシート状の素材を用いるものがある。これらのシート状の素材の製造過程で金属異物が混入した場合、これによって電池が発熱・発火するといった不具合が生じてしまう。こうした例のように、シート状の素材に混入した金属異物を検出することが望まれる場合がある。以下説明する異物検出装置は、こうした問題を解決するためのものであり、磁気を利用して異物を検出するものである。

［異物検出装置の構成］
以下、図面を用いて、異物検出装置の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の異物検出装置を示す斜視図である。

本実施形態の異物検出装置１は、シート状のワークＷに混入した金属異物から生じる磁気を検出するものであり、磁気シールド１０と、この磁気シールド１０によって区画された内側の空間に設けられた磁気センサを有している。図１には、ワークＷの搬送方向が左下から右上に向かう矢印で示されており、この搬送方向に沿って搬送されるワークＷと、シールド周面部１１、シールド右端部１２、およびシールド左端部１３よりなる円筒形状の磁気シールド１０が示されている。また、ワークＷが搬入口１４から磁気シールド１０の内側に搬送される様子が示されている。シールド周面部１１には、ワークＷの搬送口である搬入口１４および搬出口１５の二つの開口が形成されている。これら搬入口１４および搬出口１５は、ワークＷの幅および厚さに合わせた細長い開口である。ワークＷは磁気を帯びることのない非磁性材料（例えば、ポリエチレン、不織布）のものである。異物検出装置１で検出されるワークＷの磁気は、金属異物を磁化させる処理によるものである。本実施形態ではこの処理によって、磁気シールド１０の内側に搬送される前にワークＷの面に対して垂直な方向に磁力線が当てられているものとする。

なお、本実施形態の異物検出装置１においては、搬入口１４から搬出口１５を通る方向を前後方向と称する。また、この前後方向と直交し、搬入口１４および搬出口１５の長手方向に平行な方向を左右方向と称し、前後方向および左右方向のいずれとも直交する方向を上下方向と称する。なお、図１の磁気シールド１０の軸方向は、左右方向と平行である。また、ワークＷの搬送方向と前後方向は同じ方向となっている。

図２は、異物検出装置１の開口部分における径方向の断面を示す図である。また図３は、異物検出装置１の内部の位置関係を上下方向に沿って示す投影図である。図２に示すように、シールド周面部１１は、外側から順に第一層１１１、第二層１１２、第三層１１３、の計三層のシールドで構成されている。なお、各層は互いに接触することなく非磁性体の部材（例えば、ポリアセタール樹脂）を介して固定されている。なお、この緩衝部材に導電性の素材を用いて、磁気シールド１０に生じる電気的なノイズを除去できるようにしてもよい。以降の説明では、搬入口１４が形成された領域において、これらの層を外側から順に第一層搬入口１４１、第二層搬入口１４２、第三層搬入口１４３と称する。また、搬出口１５が形成された領域において、これらの層を外側から順に第一層搬出口１５１、第二層搬出口１５２、第三層搬出口１５３と称する。

また、図２には、磁気シールド１０の内側には磁気センサ部１６が設けられていることが示されている。この磁気センサ部１６は、第一センサ１６１、第二センサ１６２、第三センサ１６３、第四センサ１６４、第五センサ１６５、の計５つの磁気センサで構成されている。図３には、これらの磁気センサが、ワークＷの幅に合わせて左右方向に並べられていることが示されている。本実施形態では、これらの磁気センサにフラックスゲートセンサを用いているが、これに限られるものではない。これらの磁気センサの磁気の検出方向は、いずれもワークＷの面に対して垂直な方向になっている。

［異物検出装置１の機能概要］
本実施形態で説明する異物検出装置１は、内部に混入し得る金属異物を磁化させる処理（例えば、強磁場を通過させる）が施された後のワークＷを対象とし、金属異物がある場合にそこから生じる磁気を検出するものである。ワークＷに金属異物が混入していなければワークＷから磁気は検出されないが、ワークＷに金属異物が混入している場合、金属異物が混入している箇所に磁気が残った状態となる。例えば、磁気センサ部１６の第一センサ１６１で磁気が検出された場合、ワークＷの搬送方向右端に金属異物が混入していることになる。このように、異物検出装置１に搬送されたワークＷにおける磁気の検出結果に基づいて、金属異物が混入している箇所を特定することができる。なお図３に示すように本実施形態では、第一センサ１６１〜第五センサ１６５が前後方向に互い違いに配置されている。例えば幅に対して（左右方向に）一直線に配置した場合には、磁気センサの大きさによって配置できる数に限りがあるが、本実施形態のように構成することでワークＷの幅に対してより多くの磁気センサを配置し、検出精度を高めることができる。なお、図３の配置に限らず、例えば、第一センサ１６１〜第五センサ１６５のそれぞれを左右方向および前後方向にずらして、各磁気センサから左右方向および前後方向に他のセンサが配置されないように斜めに配置してもよい。

上記説明した金属異物の検出にあたっては、磁気センサ部１６に金属異物以外に起因する磁場（例えば、地磁気）の影響が及ぶことで、検出精度が低下してしまう。このため本実施形態の異物検出装置１では、透磁率が高い（磁気が通りやすい）パーマロイを用いたいわゆるパッシブ型の磁気シールド１０を採用している。この磁気シールド１０の素材内には磁束が吸収されやすく、外部の磁場が磁気センサ部１６に影響を及ぼさないようにすることができる。なお、磁気シールド１０に用いる磁気遮蔽材料としては、パーマロイに限られるものではなく、例えばコバルトアモルファス合金などを用いてもよい。

［磁気シールド１０の形状について］
従来の磁気シールドの一例として、特許文献１には平面によって構成された直方体の磁気シールドが記載されている。この磁気シールドでは、内部の空間に磁力線が侵入しないように迂回させることによって内部の磁場を外部の磁場よりも弱めることができる。しかし、このような磁気シールドを構成する平面に対しては、垂直方向に衝突した磁力線が磁気シールドを通過して内部の空間に侵入しやすくなるという問題がある。

図４は、円形の磁気シールドＳ１を用いた場合における磁場の変化を示す模式図である。この図４において左側から右側に向かう磁力線は、Ｎ極側からＳ極側に向かう磁場を示すものである。図４には、磁気シールドＳ１に垂直に衝突した磁力線（真ん中の磁力線）が内側の空間に侵入しているものの、他の磁力線が磁気シールドＳ１の素材内を通る（内部の空間を迂回する）ことが示されている。このように磁気シールドを曲面で構成した場合、磁力線が垂直に衝突する範囲を少なくすることができ、遮蔽効果を高めることができる。

本実施形態の異物検出装置１における磁気シールド１０は円筒形状のものであり、図２に示すように左右方向に直交する面の形状が、図４の磁気シールドＳ１と同様の円形のものである。すなわち磁気シールド１０では、図１の前後方向および上下方向いずれに対しても曲面が設けられていることになる。

本実施形態の異物検出装置１では検査対象となるワークＷを搬送するため、搬入口１４および搬出口１５といった開口を設ける必要がある。しかしこのような開口を設けた場合、そこから磁気が侵入しやすくなり、開口が設けられた方向からの磁気の遮蔽効果が低下するという問題が生じる。本実施形態では、開口が設けられた方向からの磁気に対する遮蔽効果を高めるために、曲面に開口を形成した構成を採用している。なお、本実施形態では図１に示すように円筒形状の磁気シールドを横置きに配置した構成を採用しているが、例えば図５に示す磁気シールド１０Ａのように縦置きに配置した構成を採用してもよい。この磁気シールド１０Ａでは、ワークＷを搬送するための開口が磁気シールド１０の周方向に沿って形成された構成となる。

ここで、開口に向かう磁力線について図６を用いて説明する。図６は、開口に向かう磁力線が曲がる方向を示す模式図である。まず図６（Ａ）に示すように、開口に向かう磁力線（図１の前後方向）のうち、長辺付近の磁力線は磁気シールド１０に引き寄せられて図１の上下方向に曲がることになる。一方図６（Ｂ）に示すように、開口に向かう磁力線（図１の前後方向）のうち、短辺付近の磁力線は磁気シールド１０に引き寄せられて図１の左右方向に曲がることになる。

本実施形態では、ワークＷを搬送するための開口（搬入口１４および搬出口１５）が磁気シールド１０の軸方向に沿って形成されており、図６（Ａ）に示す磁力線の進行方向が、磁気シールド１０の周方向となる。この場合、磁力線が曲面に衝突した場合（図４参照）と同様に、この方向に進む磁力線が磁気シールド１０の素材内を通ることになる（内側の空間を迂回する）。これに対して図６（Ｂ）に示す磁力線の進行方向は、磁気シールド１０の軸方向となる。この場合、磁力線が平面に衝突した場合と同様に、この方向に進む磁力線が磁気シールド１０を通過して内部の空間に侵入してしまう可能性がある。

一方、図５の磁気シールド１０Ａでは、ワークＷを搬送するための開口が磁気シールド１０Ａの周方向に沿って形成されており、図６（Ａ）に示す磁力線の進行方向が、磁気シールド１０Ａの軸方向となる。この場合、磁力線が平面に衝突した場合と同様に、この方向に進む磁力線が磁気シールド１０Ａを通過して内部の空間に侵入してしまう可能性がある。これに対して図６（Ｂ）に示す磁力線の進行方向は、磁気シールド１０Ａの周方向となる。この場合、磁力線が曲面に衝突した場合（図４参照）と同様に、この方向に進む磁力線が磁気シールド１０Ａの素材内を通ることになる（内側の空間を迂回する）。

以上のことから、ワークＷを搬送するための細長い開口（搬入口１４および搬出口１５）を設けた場合、図１の磁気シールド１０の方が、図５の磁気シールド１０Ａと比較してより多くの磁力線を遮蔽する（迂回させる）ことができる。従って、本実施形態のように、ワークＷを搬送するための細長い開口（搬入口１４および搬出口１５）は、磁気シールド１０の軸方向に沿って形成されている構成であることが好ましい。

以上のように本実施形態の磁気シールド１０では、開口が形成された曲面を有する円筒形状のものを採用している。ここで、磁気シールド１０はその径方向の大きさが一定となっているが、上記のような曲面を設けるにあたっては径が一定である必要はなく、例えば、軸方向の真ん中に近づくにしたがって径が太くなるようなものであってもよい。

また、本実施形態の磁気シールド１０は、径方向の断面形状が円形のものであるが、開口が軸方向に形成された曲面を設けるにあたってはこの形状に限定されるものではない。例えば図７（Ａ）に示す磁気シールドＳ２のように、断面が楕円形（あるいは放物線を組み合わせた形）の磁気シールドを用いた場合、図４に示す磁気シールドＳ１よりも図の左右方向からの磁気に対する遮蔽効果を高めることができる。ただしこの場合には、図の上下方向からの磁気に対する遮蔽効果が図４に示す磁気シールドＳ１よりも減少する。このように磁気シールドは遮蔽対象の磁力線の方向に沿う形状であるほど、その磁力線を素材中に通すことができるため、特定の方向からの磁気を遮蔽したい場合には図７（Ａ）のような断面形状を採用することで、遮蔽効果を高めることができる。また、図７（Ｂ）に示すような、断面が直線を含むレーストラックの形状の磁気シールドＳ３のように、必ずしも全体を曲面で構成する必要はない。ただしこの磁気シールドＳ３を採用した場合、図４に示す磁気シールドＳ１よりも、図の上下方向からの磁気に対する遮蔽効果が減少する。さらに、図７（Ｃ）に示すような曲面を組み合わせた構成であってもよいし、図７（Ｄ）に示すような断面が半円形のものであってもよい。すなわち、開口が形成される曲面を有する中空の柱状の磁気シールドであれば、円筒形状に限られるものではない。

以上説明したように、その周面に開口が形成された曲面を有する中空の柱状の磁気シールドであれば、開口が設けられた側に対する磁気の遮蔽効果を高めることができる。また、本実施形態の磁気シールド１０のように周面を全て曲面で形成した場合、例えば磁気センサによる磁気の検出方向（図１では上下方向）に対して曲面が設けられるため、磁気センサへの影響を抑えることができる場合がある。

また、本実施形態のように、磁気シールド１０を曲面で構成した場合には、平面で構成した場合と比較して磁気シールド１０を撓みにくくすることができる。磁気を通している磁気シールド１０が撓んでしまうと、あたかも磁場が発生したような状態となり、磁気センサ部１６の検出精度が低下してしまうが、本実施形態ではこうした問題を生じにくくするすることができる。さらに、曲面を用いることで、少ないシールド素材でより大きな空間を確保することができ、コストや重量を抑えることができる。

また本実施形態では、搬入口１４と搬出口１５の間をワークＷが直進する構成となっているが、図８（Ａ）に示すようにローラーＲ等を用いて途中でワークＷの方向を変更し、搬入口１４や搬出口１５から離れた位置に磁気センサ部１６が配置されるようにしてもよい。また、図８（Ｂ）に示すように、一つの開口を搬入口と搬出口として共用する構成であってもよい。

また本実施形態では、磁気シールド１０の端部に設けられたシールド右端部１２とシールド左端部１３を平面とする構成を採用しているが、曲面を用いた構成としてもよい。この場合、端部側からの磁気を遮蔽する効果を高めることができる。図９（Ａ）にはこの一例として、半球状のシールド右端部１２Ｂとシールド左端部１３Ｂを採用した磁気シールド１０Ｂが示されている。

また本実施形態のような円筒形状ではなく、図９（Ｂ）に示す磁気シールド１０Ｃのように磁気シールド全体の形状を球状にしてもよい。なお、ここでの球状とは断面が円形のものに限らず、楕円形のものであってもよい。

また、例えば図１０（Ａ）に示す磁気シールド１０Ｄのように、複数のシールド部を組み合わせた構成を採用してもよい。図１０（Ａ）には、第一のシールド部１０ＤＡおよび第二のシールド部１０ＤＢを組み合わせた磁気シールド１０Ｄが示されている。この第一のシールド部１０ＤＡおよび第二のシールド部１０ＤＢは、図１０（Ｂ）に示すようにいずれも中空の柱状であって、軸方向に細長い開口が形成された曲面を周面に有するものであり、それぞれの軸が一致するように配置されている。さらに、これらの第一のシールド部１０ＤＡおよび第二のシールド部１０ＤＢは、隣接するシールド部との径方向の大きさが異なるものであり、これによって図１０（Ａ）に示すようにそれぞれの周面の一部を重ねた状態とし、全体として中空の柱状の磁気シールド１０Ｄを構成することができる。なおこのとき、図１０（Ａ）に示すように、シールド部のそれぞれに形成された開口を軸方向に繋げることで、ワークＷを搬送するための開口を軸方向に形成することができる。なお、図１０（Ａ）では２つのシールド部を組み合わせた例について説明したが、３つ以上であってもよく、２つに限定されるものではない。

なお、図１に示す磁気シールド１０のように、多層構造のシールド部を組み合わせる場合、隣接するシールド部の各層がぶつからないように各層の径方向の大きさを異ならせばよい。例えば、図１０（Ａ）に示す第一のシールド部１０ＤＡおよび第二のシールド部１０ＤＢがいずれも２層構造である場合、第一のシールド部１０ＤＡの１層目、第一のシールド部１０ＤＡの２層目、第二のシールド部１０ＤＢの１層目、第二のシールド部１０ＤＢの２層目、の順で重なるようにしてもよいし、第一のシールド部１０ＤＡの１層目、第二のシールド部１０ＤＢの１層目、第一のシールド部１０ＤＡの２層目、第二のシールド部１０ＤＢの２層目の順で重なるようにしてもよい。

上記説明した複数のシールド部を組み合わせた磁気シールドにおいては、軸方向におけるシールド部同士の相対的な位置関係を変更できるようにしてもよい。この構成を採用した場合、シールド部同士の相対的な位置関係を変更することで、ワークＷの幅に合わせて開口の長さを適宜調整することができる。図１０（Ｃ）には、図（Ａ）よりもシールド部を近づけることで、ワークＷを搬送するための開口が図１０（Ａ）よりも小さくなっていることが示されている。また、図１０（Ａ）のようにシールド部が円筒形である場合、複数のシールド部の周面を重ねた状態で、いずれかのシールド部を他のシールド部に対して軸周りに回転させることができるようにしてもよい。この場合、シールド部に形成された開口の周方向の位置がずれるため、磁気シールド全体としての開口の周方向の大きさを小さくする（幅を狭める）ことができる。

なお、図１０（Ｃ）の構成に限らず、開口の長さを調整できる他の構成を採用してもよい。例えば、異物検出装置１の開口を狭めるために、磁気シールド１０と同じ素材を用いて、開口の少なくとも一方の端部側を塞ぐ蓋部材を設けてもよい。この蓋部材を用いることで、ワークＷの幅が開口よりも小さい場合における磁気の遮蔽効果を高めることができる。

［磁気シールド１０の多層構造について］
本実施形態の磁気シールド１０は、シールド周面部１１を３層にしたものを採用している。このシールド周面部１１については単層であってもよいが、本実施形態のように多層化することで磁気を遮蔽する効果を高めることができる。なお、磁気シールド１０の振動によるノイズの発生を抑えるために、これらの層の間に、ウレタンフォームやソルボセインといった振動を防止する効果のある素材を充填してもよい。

また、本実施形態の磁気シールド１０の開口付近において、第一層１１１と第二層１１２の間や、第二層１１２と第三層１１３との間に、これらの各層と同じ素材製の図１１（Ａ）に示すようなシールド部材１７を、それぞれの層と接触しないように設けてもよい。この場合、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）の断面図、および図１２（Ｂ）の搬入口１４付近の拡大断面図に示すように、磁気シールド１０Ｅの開口付近のシールド層の数を局所的に増加させたような構造となり、磁気の遮蔽効果を高めることができる。なお、このシールド部材の厚さは、磁気シールドの各層の厚さと同じであってもよいし、異なる厚さであってもよい。

［フラックスゲートセンサについて］
以下、図面を用いて磁気センサ部１６に採用可能なフラックスゲートセンサの一例について説明する。

図１３は、本実施形態の磁気センサ部１６において採用可能なフラックスゲートセンサ２の構成を示すブロック図である。

このフラックスゲートセンサ２では、発振器２０１からの周波数２ｆの信号が分周器２０２で１／２に分周されて周波数ｆの信号となる。この信号が、電流を増幅させる増幅器２０３、直流成分を除去するためのコンデンサ２０４、および抵抗２０５を経て、パーマロイ等の高透磁率材料を用いたレーストラック形状のコア２０６に巻かれた励磁コイル２０７、２０８に、周波数ｆの励磁電流が供給される。ここで励磁電流は、矩形波、正弦波、三角波など特に限定されるものではないが、コア２０６内の磁束を飽和させるのに十分な大きさであるとする。すなわち上記の励磁電流によって、コア２０６内の磁束の飽和、非飽和状態の変化が繰り返される。なお、励磁コイル２０７、２０８は、このコアの平行な部分のそれぞれに対して逆方向に同じ巻数だけ巻かれている。また、励磁コイル２０７、２０８が巻かれた箇所のさらに外周には、検出コイル２０９が巻かれている。

検出コイル２０９では、外部磁界の影響がない場合、励磁コイル２０７、２０８に生じる磁束は互いに打ち消し合い、検出コイル２０９に誘起電流は生じない。一方、外部磁場（図中の矢印方向）が存在する場合、その強さに応じて励磁電流の周波数の２倍の周波数成分（周波数２ｆ）が出力される。従って、検出コイル２０９から出力される信号のうち周波数２ｆの成分に基づいて、外部磁場の強さを測定できる。

このフラックスゲートセンサ２では、検出コイル２０９からの信号（以下、検出信号）が、直流成分を除去するコンデンサ２１０、電流を増幅させる増幅器２１１を経て、乗算器２１２に入力される。この乗算器２１２では、検出信号が、発振器２０１からの周波数２ｆの信号と掛け合わせられる。これにより、周波数２ｆの成分の大きさに比例した直流成分が得られる。なお、この成分以外に周波数ｆの偶数倍の成分が得られるが、ローパスフィルタ２１３を通すことでこれらの成分は除去される。さらに続いてノイズ除去フィルタ２１４とループフィルタ２１５を経て、外部磁界の強さに応じた出力が得られる。なお、ループフィルタ２１５の出力は電圧電流変換器２１６（例えば、抵抗）に入力され、この電圧電流変換器２１６から出力されたフィードバック電流Ｉｆｂが検出コイル２０９に供給される。なお、検出コイル２０９の出力に起因する電流が検出コイル２０９に帰還する回路をフィードバックループと称する。

［フィードバックループについて］
上記のフィードバックループでは、ループフィルタ２１５への入力電圧（以下、Ｖｅ）は、外部磁場による磁束と、フィードバック電流Ｉｆｂによる磁束に影響され、コア２０６においてこれらの磁束が相殺されれば最小になる。このフィードバック電流Ｉｆｂの大きさはループフィルタ２１５からの出力電圧（以下、Ｖｃ）によって定まる。ループフィルタ２１５は、外部磁場の強さに比例した電圧を出力するものであるが、この出力は外部磁場による磁束を相殺するための電圧としても用いることができ、例えば積分器と増幅器（ＰＩ制御）で構成することができる。

ここで、ループフィルタ２１５に積分器を用いた場合を例に説明する。外部磁場による磁束がフィードバック電流Ｉｆｂによる磁束によって相殺されていない場合（電圧Ｖｅが最小でない場合）、この電圧Ｖｅの大きさに応じてフィードバック電流Ｉｆｂが増加する。フィードバック電流Ｉｆｂが増加すると、これに伴って生じる検出コイル２０９の磁束により、コア２０６の外部磁場による磁束が徐々に相殺されていき、電圧Ｖｅが減少していくことになる。この動作によって外部磁場による磁束が相殺されると電圧Ｖｅが最小となり、フィードバック電流Ｉｆｂの値が維持される。この構成により、フィードバック電流Ｉｆｂが、外部磁場を相殺する磁束をコア２０６に生じさせる大きさの電流となるとともに、ループフィルタ２１５からは外部磁場の大きさを反映した値が出力される。

［フィードバックループ中のノイズ除去フィルタについて］
本実施形態の異物検出装置１では、いわゆるパッシブ型の磁気シールド１０を採用している。磁気シールドの種類としては他に、超電導によるマイスナー効果を用いたものや、磁界をキャンセルするアクティブ型の磁気シールドを用いたものがあるが、装置が大型になったり、コストが高くなることから、容易に設置できない場合がある。本実施形態の異物検出装置１ではこうした問題が少なく汎用性が高いが、上記のような他の磁気シールドと比較して磁気を十分に遮蔽できず、ノイズの影響を受ける場合がある。

ここで、こうしたノイズが重畳した検出信号が、ループフィルタ２１５に入力された場合の問題について説明する。例えば、本実施形態の異物検出装置１では、ワークＷに混入したより小さな金属異物を検出するため、微小な磁気を検出することが要求される場合があり、これに対応するためループフィルタ２１５の増幅率を大きくすることが考えられる。ただし、ループフィルタ２１５の増幅率を大きく設定しても、その出力範囲以上には増幅できず、入力電圧が大きすぎる場合には出力が飽和してしまう。すなわち、ループフィルタ２１５の増幅率を大きくした場合、増幅可能な入力電圧の範囲が実質的に狭まることになる。

例えば、図１４（Ａ）に示すような信号を検出するために、±Ｖａの範囲の信号がループフィルタ２１５の出力範囲±Ｖｂに収まるように、ループフィルタ２１５における増幅率を設定したとする。これによって、増幅可能な入力電圧の範囲は実質的に±Ｖａとなる。

図１４（Ｂ）には、入力電圧の範囲である±Ｖａの範囲を超える部分があるノイズの一例が示されている。さらに図１４（Ｃ）には、図１４（Ｂ）に示すノイズが図１４（Ａ）に示す信号に重畳した波形が示されているが、この波形では、図１４（Ａ）で±Ｖａの範囲内に収まっていたパルスが、±Ｖａの範囲外に及んでいることが示されている。ループフィルタ２１５では、±Ｖａの範囲までの入力電圧に対応した増幅率が設定されているため、図１４（Ｃ）に示す信号が入力された場合、図１４（Ｄ）に示すように上限および下限（±Ｖｂ）を超えた部分については出力が飽和してパルスが消失する場合がある。この場合、その後にノイズ除去フィルタを通したとしても図１４（Ａ）に示す検出信号を得られなくなる。

以上のように、ループフィルタ２１５の増幅率によっては、信号の一部が現れなくなる現象（以下、クリッピング）が生じる場合がある。このため図１３に示すフラックスゲートセンサ２では、ループフィルタ２１５よりも前段に、ノイズ成分を減衰させるノイズ除去フィルタを設けている。図１４（Ｅ）には、図１４（Ｃ）に示す信号にノイズ除去フィルタを適用してノイズ成分を減衰させた後にループフィルタ２１５で増幅することで、波形が±Ｖｂの範囲に収まっていることが示されている。この構成を採用することで、不要かつ大きな信号についてはループフィルタ２１５への入力以前に減衰させ、図１４（Ｅ）に示すように信号を可用範囲内に収めてクリッピングが起きにくくすることができる。これにより、測定帯域の分解能を維持しつつダイナミックレンジを広く取ることができる。

なお、上記説明したフィードバックループ中にノイズ除去フィルタを設けたフラックスゲートセンサについては、本実施形態のような異物検出装置に用いる場合に限られるものではなく、検出コイルからの出力に基づいて外部磁界を相殺するフィードバック電流を発生させるフラックスゲートセンサであれば採用することができる。また、フラックスゲートセンサの方式についても、図１３のような平衡フラックスゲートセンサに限らず、直交フラックスゲートセンサにも適用することができる。

また、上記のノイズ除去フィルタが対象とするノイズについては特に限定されるものではないが、例えば、交流電力線により発生する５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの磁場によるノイズのように大きなノイズを対象とするものであることが好ましい。また、ノイズ除去フィルタの構成についても特に限定されるものではなく、ノッチフィルタ、バンドエリミネーションフィルタ、ハイパスフィルタ等のフィルタやこれらの組み合わせを採用することができる。また、ノイズ除去フィルタについてはアナログフィルタに限らずデジタルフィルタで構成してもよい。

［判定器について］
磁気センサ部１６からの出力に基づいて金属異物の有無を判定するにあたっては、閾値を超えたか否かで判定する方法がある。この方法では、検査が行われる場所によって閾値を超えるノイズが混入し、誤検出が生じるなどの検出精度が低下する場合がある。

また、複数の磁気センサ（第一センサ１６１〜第五センサ１６５）の出力の平均を求め、この平均と各磁気センサの出力との差分が閾値を超えたか否かで判定する方法もある。この方法を採用した場合、発生源が遠方にあって局在性が少ないノイズを、差分によって排除することができる。しかし、同じ発生源からのノイズであっても、磁気シールドの形状、磁気センサの位置等により各磁気センサに対する影響が異なる場合があり、上記の方法ではノイズによる影響を排除しきれない場合がある。

そこで、こうしたノイズの影響を排除してより正確な検出を行うために、ワークＷが存在しない状態での磁気センサの出力を基準とし、実際の検査の際にはこの基準に対する差に基づいて金属異物が混入しているか否かの判定を行う構成を採用することが好ましい。以下、このような構成の一例である判定器について図１５を用いて説明する。

図１５に示す判定器３は、磁気センサ部１６（第一センサ１６１〜第五センサ１６５のいずれか）からの出力信号に基づいて、金属異物が混入していか否かを判定し、その結果に基づいて判定信号を出力するものである。この判定器３では、判定の基準となる基準データの生成を行う基準生成モードと、この基準データを用いて金属異物が混入していか否かを判定する判定モードの、２つの動作モードが設けられている。これらの動作モードは、ユーザが操作可能な入力装置等のモード切替手段（不図示）からの信号（モード信号）に基づいて切り替えられる。なお、この判定器３ではユーザからの入力に基づいてモード信号が出力される構成となっているが、ワークＷが搬送中か否かを判定するセンサからの入力に基づいてモード信号が出力される構成のように、何らかの操作を介することなく自動的にモード信号が切り替えられるようにしてもよい。例えば、ワークＷを磁化するための着磁装置が別途設けられている場合に、この着磁装置の稼働状態と連動してモード信号が切り替えられるようにしてもよい。

判定器３は、ＡＤ変換部３０１、サンプリング部３０２、ＦＦＴユニット３０３、特徴抽出部３０４、基準生成部３０５、距離計算部３０６、判定部３０７で構成されている。

判定器３に入力された磁気センサ部１６からの信号は、ＡＤ変換部３０１でデジタル信号に変換された後、サンプリング部３０２で所定の周期でサンプリングされる。このサンプリングされたデータに対し、ＦＦＴユニット３０３で離散フーリエ変換が行われ、その周波数解析の結果が特徴抽出部３０４に出力される。なお、この例ではフーリエ変換を用いているが、例えばウェーブレット変換を行うものであってもよく、周波数解析を行うものであればよい。また、窓関数についても特に限定されるものではなく、既知の様々な窓関数を用いることができる。

特徴抽出部３０４では、ＦＦＴユニット３０３による周波数解析結果の中から、予め定めた閾値以上のパワースペクトルを持つ成分が選択される。このデータは、基準生成部３０５と距離計算部３０６の両方に送られる。

基準生成部３０５では、基準生成モードを示すモード信号を受けている間、特徴抽出部３０４からのデータを用いて基準データが生成あるいは更新される。なお、この基準データの詳細については図１６を用いて後述する。また、判定モードを示すモード信号を受けている間は、基準データの生成等は行わず、距離計算部３０６に最新の基準データが送られる。

距離計算部３０６では、判定モードを示すモード信号を受けている間、基準生成部３０５で生成された基準データと、特徴抽出部３０４からのデータとの距離が計算される。

判定部３０７では、距離計算部３０６で計算された距離が予め定めた閾値以上である場合（あるいは閾値を超える場合）に、所定の信号が出力される。なお、この構成に限らず、距離計算部３０６で計算された距離が予め定めた閾値以上である場合（あるいは閾値を超える場合）とそうでない場合で異なる信号が出力される構成であってもよい。いずれにしても、距離計算部３０６で計算された距離が予め定めた閾値以上であるか否か（あるいは閾値を超えるか否か）に基づいて何らかの信号が出力される構成であればよい。この構成では、信号出力の条件となる閾値を一つ設けることで、二種類の情報（例えば、金属異物検出と金属異物非検出）を識別可能にすることができる。なお、こうした閾値を複数設けてより多くの情報に対応する複数種類の判定信号を出力可能な構成としてもよい。

［基準生成モードの動作例］
以下、基準生成モードにおける動作の一例について説明する。基準生成モードにおいては、基準データの生成あるいは更新が行われる（基準生成部３０５）。

異物検出装置１において、外部磁気の影響がなく、且つワークＷが搬送されていない場合、磁気ノイズがなければ磁気センサ部１６の出力は０となるが、実際には様々な磁気ノイズが存在するため、この場合の磁気センサ部１６からの出力は磁気ノイズによるものとなる。ここで、この磁気ノイズの特徴を反映した基準データを生成しておくことで、この基準データとの対比によって金属異物を検出することが可能になる。以下では、磁気ノイズの特徴を反映した基準データを生成する場合について説明する。

基準データは、特徴的なパワースペクトルをスペクトル番号に対して記憶したものであり、初期値は０となっている。ここで、図１６（Ａ）に示す周波数解析の結果が得られたとする。なお、この図１６（Ａ）に示す周波数解析の結果は、ワークＷが搬送されていない状態における磁気センサ部１６からの出力に対するものである。この周波数解析の結果から、０ｄＢを閾値とし、この閾値を超えるパワースペクトルの周波数成分（スペクトルＮｏ．１３２と２７８）が選択される。そして、基準データのうち、これらの成分に該当する基準データのパワースペクトルが、選択された成分のパワースペクトルの値に更新される。図１６（Ｂ）には、この更新された基準データが示されている。この基準データは、磁気ノイズの特徴である２つの大きい周波数成分が反映されたものとなっている。なお、この閾値は一例であり、適宜設定することができる。また、閾値を用いずに、パワースペクトルの大きさ順に所定数の成分を選択する構成としてもよく、特徴抽出の方法は特に限定されるものではない。

基準生成モード中は周波数解析の結果が磁気センサ部１６からの信号に基づいて逐次生成され、この結果を用いて逐次基準データが更新される。具体的には、閾値を超えるパワースペクトルの値が選択され、基準データのうち、この選択された周波数成分に該当する部分のパワースペクトルが、選択されたパワースペクトルの値に更新される。なお、閾値以下の成分に該当する基準データのパワースペクトルは０に更新される。

なお上記の構成の場合、突発的な磁気ノイズが生じた場合にこれを反映した基準データが作成され、金属異物の判定精度が低下する場合がある。そこで例えば、一回ではなく複数回の周波数解析の結果におけるパワースペクトルの平均値を用いて基準データを作成したり、閾値を超える周波数成分のデータを複数回分用意して、これらの平均値を用いて基準データを作成してもよい。また、直前の基準データと新たに選択された閾値を超える周波数成分のそれぞれに重み付けをして、基準データを更新するようにしてもよい。この重みについては、直前の基準データに対する新たな抽出成分の割合を増加させることで、これに比例して上記の変化が反映される度合いが大きくなる。これらの構成は、磁気ノイズの状態に応じて適宜設定することができる。

なお、上記の例のようにパワースペクトルの選択による特徴抽出を行わず、周波数解析の結果をそのまま基準データとして使用することも可能である。

［判定モードの動作例］
以下、判定モードにおける動作の一例について説明する。判定モードでは、磁気センサ部１６からの出力から得られる周波数解析の結果に対し、基準データの相違の程度を示す距離を計算した後（距離計算部３０６）、この距離に基づいて判定信号を出力する（判定部３０７）。

例えば、ワークＷが搬送されている状態における磁気センサ部１６からの出力に対し、図１７（Ａ）に示す周波数解析の結果が得られたとする。判定モードでは、この周波数解析の結果から、０ｄＢを閾値とし、この閾値を超えるパワースペクトルの周波数成分（スペクトルＮｏ．４４、１３２、２０５、２７８、４０５）が選択される。図１７（Ｂ）には、この選択された周波数成分が示されている。

次に、この選択された周波数成分を判定対象として、基準データとの距離が計算される。ここでは、図１８に示すように、基準データのうちパワースペクトルが０でないもの（Ｎｏ．１３２、２７８）と、判定対象（Ｎｏ．４４、１３２、２０５、２７８、４０５）との差の絶対値を計算し、その総和を距離としている。なお、基準データのうちパワースペクトルが０でないものに対応する成分が判定対象中にない場合、判定対象中のその周波数成分のパワースペクトルは０であるものとして計算を行う。この結果図１８の例では、距離の値として３８．８が導出されていることが示されている。なお、この例では閾値を超える周波数成分を選択して距離を計算しているが、特定の成分を選択せずに周波数解析の結果をそのまま用いて距離を計算してもよい。なお、上記の距離計算で求められる距離はマンハッタン距離であるが、ここでの距離は特に限定されるものではなく、ユークリッド距離などであってもよい。

距離が計算されると、この値が閾値以上である場合には所定の信号が出力される。例えば、事前に上記の基準データを用いて距離を試算した結果、金属異物が含まれていればおよそ２０以上になることが判明し、この値を閾値が閾値に設定されているものとする。この場合、距離３８．８は閾値２０以上であり、所定の信号が出力されることになる。異物検出装置１では、この信号を受けて異物が検出されたことを示す出力を行うように構成することで、金属異物が混入している可能性があることを知らせることができる。

［判定器の効果および変形例について］
以上説明した判定器３によれば、実際の検査のときの信号から背景ノイズを減ずることができるため、Ｓ／Ｎ比がよくなり検出精度を向上させることができる。また、背景ノイズの学習（基準データの生成）により背景ノイズと検出信号の差が明確となり、閾値を容易に決定することができる。

なお、本実施形態の異物検出装置１は、シート状のワークＷの金属異物を検出するためのものであるが、上記の判定器３は、例えばコンベアで搬送されるワークの金属異物を検出する異物検出装置にも採用することができる。なお、例えば、コンベアで搬送されるワークの着磁装置の稼働状態と連動してモード信号が切り替えられるようにするにあたっては、着磁装置から磁気センサまでの所要時間がｎ秒であるときに、着磁装置をワークが通過してからｎ秒（あるいはｎ秒前後）のタイミングで基準生成モードから判定モードに切り替わるようにしてもよい。なお、この構成は、ワークの位置に基づいて基準生成モードと判定モードとを切り替えるものと言える。この構成では、必要に応じて基準生成モードと判定モードとを切り替えることができ、基準データを効果的に生成して検出精度を高めることができる。

また、上記の判定器３では、磁気ノイズの特徴を反映した基準データを用いる構成について説明したが、金属異物が混入された状態のワークを用いることで金属異物が混入された状態の特徴を反映した基準データを生成しておき、これを用いて距離計算を行う構成としてもよい。この構成では、距離が小さくなるほど金属異物が混入している可能性が高くなるため、閾値を超えない場合に信号を出力させ、この信号を受けて異物が検出されたことを示す出力を行うように異物検出装置を構成すればよい。

さらに、基準データを複数使用できるように、例えば、第一の基準生成モードと第二の基準生成モードを用意し、これらのそれぞれのモードで第一の基準データを第二の基準データが生成されるようにしてもよい。この構成の場合、例えば、ワークがない状態における磁気ノイズの特徴を反映した第一の基準データと、金属異物が混入した状態の特徴を反映した第二の基準データとを用意することができる。この場合、上記の距離計算をそれぞれの基準データに対して行い、この距離の大小に応じて信号を出力するように構成すれば、この信号の出力によって、どちらの状態により近いかを判定することができる。この場合、基準データが一つの場合のような閾値が不要になる。

また、判定部３０７において信号を出力する際には、この信号の出力の前後において距離の計算に用いられた基準データや、周波数解析の結果を別途記憶しておくことが好ましい。この構成では、記憶された情報に基づいてより適切な閾値や特徴選択の方法、距離計算の方法等を決定することができ、検出精度を高めることができる。

［その他］
上記説明した異物検出装置１は、シート状のワークＷを対象としているが、例えばコンベアで搬送される板状のワークを対象とする場合にも、上記説明した各構成を採用することができる。

以下、本明細書に記載されている発明の構成を示す。なお、以下の発明の構成に対応する上記の実施形態の構成を括弧書きで記載する。

上記の説明では、
シート状または板状のワーク（例えば、ワークＷ）の磁気を検出する磁気センサ（例えば、第一センサ１６１〜第五センサ１６５）と、
前記磁気センサを覆う磁気シールド（例えば、磁気シールド１０）と、を備え、
前記磁気シールドは、
周面に曲面（例えば、シールド周面部１１）を有する中空の柱状のもの（図１、図２参照）であって、
前記ワークを搬送するための細長い開口である搬送口（例えば、搬入口１４、搬出口１５）が、前記曲面に形成されたものであることを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、金属異物の検出精度を低下しにくくすることができる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
前記磁気シールドは、
前記搬送口が、軸方向に沿って前記曲面に形成されたものである（図１参照）ことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、金属異物の検出精度をより低下しにくくすることができる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
前記磁気シールドは、
中空の柱状であって、軸方向に沿って細長い開口が形成された曲面を周面に有し、それぞれの軸が一致する複数のシールド部（例えば、図１０の第一のシールド部１０ＤＡおよび第二のシールド部１０ＤＢ）を有するものであり、
前記複数のシールド部は、
隣接する他のシールド部とは径方向の大きさが異なるものであって（図１０では、第一のシールド部１０ＤＡと第二のシールド部１０ＤＢの径方向の大きさが異なる）、
それぞれの周面の少なくとも一部が、隣接する他のシールド部の周面の少なくとも一部と重なり、且つそれぞれに形成された開口が隣接する他のシールド部に形成された開口と軸方向に繋がることで前記搬送口を形成することが可能なものであり（図１０（Ａ）参照）、
さらに前記複数のシールド部は、
他のシールド部に対して軸方向の位置関係を変更可能なものである（図１０（Ｃ）参照）ことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、ワークの幅に合わせて搬送口のサイズを変えることができる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
前記磁気シールドの端部における形状が、外側に湾曲した曲面である（例えば、図９（Ａ）のシールド右端部１２Ｂ、シールド左端部１３Ｂ）ことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、シールド端部からの磁気の進入を抑えることができる。

また、
シート状または板状のワーク（例えば、ワークＷ）の磁気を検出する磁気センサ（例えば、第一センサ１６１〜第五センサ１６５）と、
前記磁気センサを覆う磁気シールド（例えば、図９（Ｂ）の磁気シールド１０Ｃ）と、を備え、
前記磁気シールドは、
中空の球状のものであって、
前記ワークを搬送するための細長い開口である搬送口が形成されたものである（図９（Ｂ）の変形例参照）ことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、金属異物の検出精度を低下しにくくすることができる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
前記磁気シールドと同じ素材であって、前記搬送口が形成された部分の端を塞ぐ蓋部材を備えたものである（［磁気シールド１０の形状について］参照）ことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、ワークの幅に合わせて搬送口のサイズを変えることができる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
前記磁気シールドは、
複数のシールド層（例えば、第一層１１１、第二層１１２、第三層１１３）を有するものであり、
前記複数のシールド層のそれぞれは、
互いに非接触なものであることを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、磁気シールドによる磁気の遮蔽効果を高めることができる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
前記磁気シールドは、
前記搬送口が形成された部分の前記複数のシールド層の間に、該シールド層と非接触なシールド部材（例えば、シールド部材１７）を設けたものであることを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、磁気シールドによる磁気の遮蔽効果を高めることができる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
前記磁気シールドは、
隣り合う前記シールド層の間に防振素材を充填したものである（［磁気シールド１０の多層構造について］参照）ことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、磁気シールドの振動によるノイズ発生を防止することができる。

また、上記の説明では、
出力信号に相関した電流により外部磁場を相殺するフィードバックループを持つフラックスゲートセンサ（例えば、図１３のフラックスゲートセンサ２）において、
前記フィードバックループ内に、ノイズを抑制するためのノイズ抑制フィルタ（例えば、図１３のノイズ除去フィルタ２１４）を備えたことを特徴とするフラックスゲートセンサ、が記載されている。

このフラックスゲートセンサによれば、フィードバックループにおいてクリッピングが生じないようにすることができ、測定帯域の分解能を維持しつつダイナミックレンジを広く取ることができる。

また、上記記載のフラックスゲートセンサであって、
前記ノイズ抑制フィルタは、
５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚのノイズを抑制するものである（［フィードバックループ中のノイズ除去フィルタについて］参照）ことを特徴とするフラックスゲートセンサ、が記載されている。

このフラックスゲートセンサによれば、５０／６０Ｈｚの交流電力線により発生する大きなノイズを除去できるため、クリッピングの発生を効果的に抑えることができる。

また、上記記載のフラックスゲートセンサであって、
前記ノイズ抑制フィルタは、
ノッチフィルタ、バンドエリミネーションフィルタ、ハイパスフィルタのいずれかを含むものである（［フィードバックループ中のノイズ除去フィルタについて］参照）ことを特徴とするフラックスゲートセンサ、が記載されている。

このフラックスゲートセンサによれば、様々なフィルタを利用することができる。

また、上記記載のフラックスゲートセンサであって、
前記ノイズ抑制フィルタは、
デジタルフィルタで構成されているものである（［フィードバックループ中のノイズ除去フィルタについて］参照）ことを特徴とするフラックスゲートセンサ、が記載されている。

このフラックスゲートセンサによれば、Ｓ／Ｎ比を高めることができる。

また、上記の説明では、
ワーク（例えば、ワークＷ）の磁気を検出する磁気センサ（例えば、第一センサ１６１〜第五センサ１６５）を有する異物検出装置（例えば、異物検出装置１）において、
前記磁気センサからの信号を周波数解析する周波数解析手段（例えば、図１５のＦＦＴユニット３０３）と、
基準生成モードと判定モードを切り替えるモード切替手段（例えば、ユーザが操作可能な入力装置等）と、
前記基準生成モードが設定されている場合に、前記周波数解析手段による周波数解析の結果を用いて前記信号の特徴を示す基準データを生成あるいは更新するデータ生成手段（例えば、図１５の基準生成部３０５）と、
前記判定モードが設定されている場合に、前記周波数解析手段による周波数解析の結果と、前記基準データとを用いて距離を計算する距離計算手段（例えば、図１５の距離計算部３０６）と、
前記距離が所定の閾値を超えたか否かに基づいて所定の信号を出力する出力手段（例えば、図１５の判定部３０７）と、を備えたことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、金属異物の検出精度を高めることができる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
前記モード切替手段は、
前記ワークの位置に基づいて、前記基準生成モードと前記判定モードとを切り替えるものである（［判定器の効果および変形例について］参照）ことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、必要に応じて基準生成モードと判定モードとを切り替えることができ、基準データを効果的に生成して検出精度を高めることができる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
情報を記憶する記憶手段を備え、
前記記憶手段は、
前記所定の信号の出力の際に用いた基準データと、当該出力の前後における前記磁気センサからの信号あるいは当該出力の前後における前記周波数解析手段による周波数解析の結果を記憶するものである（［判定器の効果および変形例について］参照）ことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、記憶された情報に基づいてより適切な閾値や特徴選択の方法、距離計算の方法等を決定することができ、検出精度を高めることができる。

また、
ワークの磁気を検出する磁気センサを有する異物検出装置において、
前記磁気センサからの信号を周波数解析する周波数解析手段と、
第一の基準生成モード、第二の基準生成モード、判定モードを切り替えて設定するモード切替手段と、
前記第一の基準生成モードが設定されている場合に、前記周波数解析手段による周波数解析の結果を用いて前記信号の特徴を示す第一の基準データを生成あるいは更新する第一のデータ生成手段と、
前記第二の基準生成モードが設定されている場合に、前記周波数解析手段による周波数解析の結果を用いて前記信号の特徴を示す第二の基準データを生成あるいは更新する第二のデータ生成手段と、
前記判定モードが設定されている場合に、前記周波数解析手段による周波数解析の結果と前記第一の基準データとを用いて第一の距離を計算するとともに、前記周波数解析手段による周波数解析の結果と前記第二の基準データとを用いて第二の距離を計算する距離計算手段と、
前記第二の距離よりも前記第一の距離が大きい場合に、所定の信号を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする異物検出装置（［判定器の効果および変形例について］参照）、が記載されている。

この異物検出装置によれば、いずれかの基準データに近いか否かを判定でき、基準データが一つの場合のような閾値が不要になる。

また、上記記載の異物検出装置であって、
情報を記憶する記憶手段を備え、
前記記憶手段は、
前記所定の信号の出力の際に用いた前記第一の基準データと、当該出力の際に用いた前記第二の基準データと、当該出力の前後における前記磁気センサからの信号あるいは当該出力の前後における前記周波数解析手段による周波数解析の結果を記憶するものである（［判定器の効果および変形例について］参照）ことを特徴とする異物検出装置、が記載されている。

この異物検出装置によれば、記憶された情報に基づいてより適切な特徴選択の方法や距離計算の方法を決定することができ、検出精度を高めることができる。

１ 異物検出装置
１０ 磁気シールド
１１ シールド周面部
１２ シールド右端部
１３ シールド左端部
１４ 搬入口
１５ 搬出口
１６ 磁気センサ部
１７ シールド部材
２ フラックスゲートセンサ
２１４ ノイズ除去フィルタ
３ 判定器
３０３ ＦＦＴユニット
３０５ 基準生成部
３０６ 距離計算部
３０７ 判定部

Claims (4)

1. 出力信号に相関した電流により外部磁場を相殺するフィードバックループを持つフラックスゲートセンサにおいて、
   前記フィードバックループ内に、ノイズを抑制するためのノイズ抑制フィルタを備えたことを特徴とするフラックスゲートセンサ。
2. 請求項１に記載のフラックスゲートセンサであって、
   前記ノイズ抑制フィルタは、
   ５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚのノイズを抑制するものであることを特徴とするフラックスゲートセンサ。
3. 請求項１または２に記載のフラックスゲートセンサであって、
   前記ノイズ抑制フィルタは、
   ノッチフィルタ、バンドエリミネーションフィルタ、ハイパスフィルタのいずれかを含むものであることを特徴とするフラックスゲートセンサ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のフラックスゲートセンサであって、
   前記ノイズ抑制フィルタは、
   デジタルフィルタで構成されているものであることを特徴とするフラックスゲートセンサ。

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