磁檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種磁檢測裝置，其在使多個傳感器差動來進(jìn)行磁場檢測的情況下能夠進(jìn)行高精度的檢測。在磁檢測裝置（10）中，一對傳感器（12）的感磁部通過耦合部件（14）在磁路上串聯(lián)耦合，所述耦合部件（14）由相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性材料、具有構(gòu)成所述感磁部的磁性材料的相對磁導(dǎo)率的1/100以上的相對磁導(dǎo)率的磁性材料、或者與磁傳感器的感磁部材料相同的磁性材料構(gòu)成，因此在兩個傳感器中被相等地施加環(huán)境磁場、磁背景噪聲等外部磁場，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行檢測。另外，使測定用傳感器（12）檢測測定對象物（50）產(chǎn)生的磁場，使參照用傳感器（12b）的輸出進(jìn)行差動，由此能夠降低外部磁場的影響，僅高精度地檢測測定對象物（50）產(chǎn)生的磁場。
【專利說明】磁檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁檢測裝置，特別涉及能夠高精度地檢測微小磁場的磁檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，如檢測活體細(xì)胞產(chǎn)生的磁信號(磁場)那樣，要求能夠高精度、例如通過高分辨率檢測磁場的磁檢測裝置。在這樣的狀況中，例如提出了利用在對通電了高頻率電流的非晶絲(絲狀的非晶態(tài)合金)施加外部磁場時其阻抗發(fā)生變化的磁阻(MI ；Magneto-1mpedance)效果的磁阻傳感器。例如，專利文獻(xiàn)I所記載的磁傳感器就是這樣。根據(jù)這樣的磁阻傳感器，能夠?qū)⑽⑿〉拇艌鲎兓蹲綖樗龇蔷Ыz的阻抗變化，所以能夠進(jìn)行分辨率高的磁場檢測。
[0003]另一方面，在對產(chǎn)生微小磁場的測定對象物進(jìn)行測定的情況下，除了使用上述那樣的分辨率高的傳感器之外，還需要降低地磁等外部磁場的影響。為了降低外部磁場的影響，使多個傳感器的輸出差動來進(jìn)行檢測。即，在一方的傳感器中檢測測定對象物產(chǎn)生的磁場和外部磁場這兩者，在另一方中只檢測外部磁場。然后，通過兩者的輸出之差，能夠僅得到所述測定對象物產(chǎn)生的磁場。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:國際公開第2005/019851號
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問題
[0007]但是，如上所述，在使多個傳感器工作的情況下，為了高精度地檢測測定對象物產(chǎn)生的磁場，需要該多個傳感器檢測的外部磁場共同，同時需要一方的傳感器檢測測定對象物產(chǎn)生的磁場和外部磁場這兩者而另一方的傳感器只檢測外部磁場。多個傳感器只要接近就能夠檢測共同的外部磁場，但是在該情況下存在如下問題:在無論多個傳感器的哪一個都有可能檢測了測定對象物產(chǎn)生的磁場。
[0008]如此，在使多個傳感器差動來進(jìn)行磁場檢測的情況下，依然存在應(yīng)改善的問題。
[0009]本發(fā)明是以上述的情況為背景而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種磁檢測裝置，其在使多個傳感器差動來進(jìn)行磁場檢測的情況下能夠高精度地進(jìn)行檢測。
[0010]用于解決問題的手段
[0011]用于達(dá)到這樣的目的的本申請第I發(fā)明是一種磁檢測裝置，具有:(a)—對磁傳感器，其分別包含用于檢磁的感磁部；和(13)長條狀的稱合部件,其與該一對感磁部一起構(gòu)成磁路，(C)該一對感磁部的感磁方向和該f禹合部件的長度方向一致到能夠相等地檢測在該一對感磁部共同施可的磁場，(d)該稱合部件由相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性材料、具有構(gòu)成所述感磁部的磁性材料的相對磁導(dǎo)率的I/100以上的相對磁導(dǎo)率的磁性材料、或者與磁傳感器的感磁部材料相同的磁性材料構(gòu)成，(e )使所述一對傳感器的輸出進(jìn)行差動來測定磁。[0012]發(fā)明的效果
[0013]根據(jù)所述第I發(fā)明，所述一對傳感器的感磁部與由相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性材料(具體而言，例如鐵酸鹽、坡莫合金、非晶態(tài)合金等矯頑力小的磁性材料等)、具有構(gòu)成所述感磁部的磁性材料的相對磁導(dǎo)率的1/100以上的相對磁導(dǎo)率的磁性材料(具體而言，例如鈷-鐵-娃-硼合金(Co-Fe-S1-B合金)等)、或者與磁傳感器的感磁部材料相同的磁性材料構(gòu)成的所述耦合部件一起構(gòu)成磁路，所以能夠在所述一對傳感器的兩方中相等地施加環(huán)境磁場和/或磁背景噪聲等外部磁場，并對其進(jìn)行檢測。另外，僅使所述一對傳感器的一方檢測測定對象物產(chǎn)生的磁場，使所述一對傳感器的輸出差動，由此能夠降低外部磁場的影響，僅高精度地檢測所述測定對象物產(chǎn)生的磁場。
[0014]另外，本申請的第2發(fā)明的特征在于，在所述第I發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，(a)所述耦合部件由多個耦合部件片構(gòu)成，(b)該多個耦合部件片隔著所述耦合部件的接合部的截面積徑以下的間隙或者緊貼地配設(shè)。如此一來，在所述耦合部件由多個耦合部件片構(gòu)成，且沒有將所述一對磁傳感器在磁路上嚴(yán)密地串聯(lián)的情況下，也能夠使施加于這一對傳感器的外部磁場平均化，能獲得與所述第I發(fā)明相同的效果。另外，如此一來，在構(gòu)成所述I個磁路的耦合部件由多個耦合部件片構(gòu)成的情況下，能夠選擇性地設(shè)計該多個耦合部件片是否電連接。此外，在本說明書中，將“構(gòu)成磁路的要素設(shè)為在一條磁路上磁通量連續(xù)”稱為“在磁路上串聯(lián)”。
[0015]另外，本申請的第3發(fā)明的特征在于，在所述第2發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，在所述間隙配設(shè)有相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性體。如此一來，在所述耦合部件由多個耦合部件片構(gòu)成，且沒有將所述一對磁傳感器在磁路上嚴(yán)密地串聯(lián)的情況下，也能獲得與所述第2發(fā)明相同的效果。
[0016]另外，本申請的第4發(fā)明的特征在于，在所述第I發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，所述一對傳感器的感磁部和所述稱合部件由相同的材料一體構(gòu)成。如此一來，因?yàn)樵谒龈写挪亢退鲴詈喜考奶匦陨蠜]有批次間的不均，均勻性增加，并且感磁部和耦合部件一體成形，所以易于制造。
[0017]另外，本申請的第5發(fā)明的特征在于，在所述第I至第4發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，所述一對傳感器的感磁部隔著該感磁部的接合部的截面積徑以下的間隙或者緊貼地配設(shè)。如此一來，因?yàn)镮對傳感器的間隔小，所以能夠減小磁檢測裝置整體的大小。
[0018]另外，本申請的第6發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，具有通過磁蔽來屏蔽測定對象物和所述一對傳感器的屏蔽單元。如此一來，因?yàn)閷y定對象物和所述一對傳感器通過磁蔽而屏蔽，所以外部磁場對一對傳感器和測定對象物產(chǎn)生的磁場施加的影響進(jìn)一步降低，能夠進(jìn)行更高精度的磁場檢測。
[0019]另外，本申請的第7發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，具有由非磁性體的導(dǎo)電體構(gòu)成、至少覆蓋所述一對傳感器的感磁部、且接地的覆蓋部。如此一來，能夠降低在感磁部帶電的情況下產(chǎn)生的噪聲等對測定結(jié)果的影響。
[0020]另外，本申請的第8發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，(a)所述一對傳感器是磁阻傳感器，(b)所述磁傳感器的感磁部是非晶絲，(C)所述耦合部件是導(dǎo)電體，Cd)具有與該耦合部件電并聯(lián)連接的由非磁性體的導(dǎo)電材料構(gòu)成的并列導(dǎo)體。如此一來，能夠增大在由非晶絲構(gòu)成的感磁部中流動的電流量。[0021]另外，本申請的第9發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，(a)所述一對傳感器是磁阻傳感器，(b)所述磁傳感器的感磁部是多條非晶絲，(C)該多條非晶絲電并聯(lián)連接。如此一來，因?yàn)轳詈喜考啥鄺l非晶絲構(gòu)成，所以能夠增大在耦合部件中流動的電流量。
[0022]另外，本申請的第10發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，Ca)所述一對傳感器是具有檢測線圈的磁阻傳感器，(b)所述磁傳感器的感磁部是非晶絲，(C)在所述一對傳感器的至少一方，與該非晶絲電絕緣且沿著該非晶絲配設(shè)有結(jié)晶金屬絲。如此一來，因?yàn)槟軌蚴褂盟鼋Y(jié)晶金屬絲僅將電噪聲分離來檢測，所以通過從磁傳感器的輸出減去該電噪聲，能夠進(jìn)行從磁傳感器的輸出除去了電噪聲的高精度的測量。
[0023]另外，本申請的第11發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，Ca)所述一對傳感器是具有檢測線圈的磁阻傳感器，(b)所述磁傳感器的感磁部是非晶絲，(c)所述檢測線圈的寄生電容設(shè)定成使由于該非晶絲的通電電流的通電開始而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動和由于該非晶絲的通電電流的通電切斷而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動連續(xù)地產(chǎn)生。如此一來，磁阻傳感器的輸出波形廣域化，能夠進(jìn)行不易受噪聲影響的測定。
[0024]另外，本申請的第12發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，Ca)所述一對傳感器是具有檢測線圈的磁阻傳感器，(b)所述磁傳感器的感磁部是非晶絲，(c)測量對由于非晶絲的通電電流的通電開始而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動在包含該變動的峰值的范圍內(nèi)進(jìn)行累計的值、對由于該非晶絲的通電電流的通電切斷而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動在包含該變動的峰值的范圍內(nèi)進(jìn)行累計的值、或者從對由于該非晶絲的通電電流的通電開始而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動在包含該變動的峰值的范圍內(nèi)進(jìn)行累計的值減去對由于該非晶絲的通電電流的通電切斷而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動在包含該變動的峰值的范圍內(nèi)進(jìn)行累計的值而得到的值。如此一來，在使用了磁阻傳感器的磁信號的檢測中，能夠提高靈敏度同時降低噪聲的影響。
[0025]另外，本申請的第13發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，(a)所述一對傳感器是磁阻傳感器，(b)所述磁傳感器的感磁部是非晶絲，(c)該非晶絲的通電電流的脈沖寬度具有所述磁阻傳感器的相對于磁場的阻抗變化顯著的頻率的倒數(shù)的一半左右的值。如此一來，磁阻傳感器靈敏度成為高靈敏度。
[0026]另外，本申請的第14發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，(a)所述一對傳感器是磁阻傳感器，(b)所述磁傳感器的感磁部是非晶絲，(C)對該非晶絲通電的脈沖的重復(fù)頻率為IOkHz以上。如此一來，磁阻傳感器的靈敏度成為高靈敏度。
[0027]另外，本申請的第15發(fā)明的特征在于，在所述第I至第5發(fā)明涉及的磁檢測裝置中，Cr)所述一對傳感器是分別具有檢測線圈的磁阻傳感器，Cm)所述磁傳感器的感磁部是非晶絲，(y)將該一對檢測線圈電串聯(lián)布線以在對該非晶絲通電了脈沖時使在所述一對檢測線圈產(chǎn)生的電動勢反相。如此一來，因?yàn)樗鲆粚z測線圈連接成在對該非晶絲通電了脈沖時在所述一對檢測線圈產(chǎn)生的電動勢反相，所以不需要用于取兩個檢測線圈的輸出之差的電路?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0028]圖1是放大表示本發(fā)明的磁檢測裝置的傳感器頭的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0029]圖2是對在本實(shí)施例的磁檢測裝置中，輸入用于驅(qū)動傳感器頭的電信號，并且用于處理來自傳感器頭的輸出信號的電路部的結(jié)構(gòu)的主要部分進(jìn)行說明的圖。
[0030]圖3是對施可于非晶絲的脈沖信號的重復(fù)頻率和傳感器的靈敏度之間的關(guān)系進(jìn)行說明的圖。
[0031]圖4是對比表示施加于非晶絲的脈沖信號和在檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的波形的圖。
[0032]圖5是對本實(shí)施例的磁檢測裝置中的電路部的結(jié)構(gòu)的與圖2不同的主要部分進(jìn)行說明的圖。
[0033]圖6是說明通過本實(shí)施例的磁檢測裝置進(jìn)行細(xì)胞組織的磁檢測的情況的方式的圖，是放大說明磁檢測裝置的傳感器頭周邊的結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖7是表示通過本發(fā)明的磁檢測裝置得到的磁場強(qiáng)度的時間變化的圖。圖7 (a)是沒有設(shè)置測定對象物的情況下的圖，圖7 (b)是將實(shí)驗(yàn)鼠的膀胱的平滑肌細(xì)胞組織作為測定對象物的情況下的圖。
[0035]圖8是對圖7 (a)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了傅里葉解析的圖。圖8 (b)是對圖8 (a)的一部分頻率進(jìn)行了放大的圖。
[0036]圖9是對圖7 (b)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了傅里葉解析的圖。圖9 (b)是對圖9 (a)的一部分頻率進(jìn)行了放大的圖。
[0037]圖10是對本發(fā)明的磁檢測裝置中的耦合部件的另一方式進(jìn)行說明的圖。
[0038]圖11是通過模擬表示在對金屬絲施可了磁場的情況下的金屬絲內(nèi)的磁場的強(qiáng)度的圖。
[0039]圖12是表示間隙與截面積徑之比和磁場強(qiáng)度的下降之間的關(guān)系的圖。
[0040]圖13是通過模擬表示在僅將位于耦合部件的中央的耦合部件片由與兩端的耦合部件片不同的磁性體構(gòu)成的情況下的金屬絲內(nèi)的磁場的強(qiáng)度的圖，是與圖11對應(yīng)的圖。
[0041]圖14是對耦合部件的另一實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖，是與圖10對應(yīng)的圖。
[0042]圖15是對傳感器以及耦合部件的又一方式進(jìn)行說明的圖，是與圖10對應(yīng)的圖。
[0043]圖16是對傳感器以及耦合部件的又一方式進(jìn)行說明的圖，是與圖10對應(yīng)的圖。
[0044]圖17是說明在傳感器中作為耦合部件而設(shè)置有多條非晶絲的方式的圖。
[0045]圖18是說明在傳感器中作為耦合部件而設(shè)置有非晶絲和結(jié)晶金屬絲的方式的圖。
[0046]圖19是對包含圖18所示的檢測線圈而構(gòu)成的磁檢測裝置的結(jié)構(gòu)的主要部分進(jìn)行說明的圖，是與圖2對應(yīng)的圖。
[0047]圖20是對本發(fā)明的磁檢測裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的圖，是與圖2對應(yīng)的圖。
[0048]附圖標(biāo)記說明
[0049]10、100、110 磁檢測裝置
[0050]11、101傳感器頭
[0051]12磁傳感器[0052]13檢測部(檢測線圈)
[0053]14耦合部件(非晶絲)
[0054]16覆蓋部
[0055]18并列導(dǎo)體
[0056]20屏蔽部件
[0057]50測定對象物
【具體實(shí)施方式】
[0058]以下，參照附圖對本發(fā)明的一個實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0059]實(shí)施例1
[0060]圖1是表示本發(fā)明的磁檢測裝置10的結(jié)構(gòu)的一例的圖。如圖1所示，磁檢測裝置10構(gòu)成為具有用于檢測磁場的傳感器頭11、和用于供給用于驅(qū)動該傳感器頭11的電流、并且處理從傳感器頭11輸出的電信號的電路部21。其中傳感器頭11構(gòu)成為包含一對磁傳感器12a及12b (以下，在不區(qū)分它們的情況下稱為“磁傳感器12”。)。磁傳感器12中，一個磁傳感器12a是用于檢測測定對象物50 (參照圖5等)產(chǎn)生的磁場的測定用傳感器12a，另一個磁傳感器12b是不檢測來自該測定對象物50的磁場而檢測由地磁等除測定對象物50以外所產(chǎn)生的磁場即外部磁場的參照用傳感器12b。兩個磁傳感器12以實(shí)現(xiàn)相關(guān)目的、即參照用磁傳感器12b不檢測來自測定對象物50的磁場的方式配設(shè)。在本實(shí)施例中，例如測定用傳感器12a及參照用傳感器12b以兩者之間相距50mm的方式配設(shè)。
[0061]在本實(shí)施例中，這些磁傳感器12是磁阻傳感器，分別構(gòu)成為包含檢測感磁部的磁通量變化的檢測線圈13 (在不區(qū)分后述的檢測線圈13a和13b的情況下稱為“檢測線圈13”。)、和作為后述的耦合部件的非晶絲14。另外，檢測線圈13分別設(shè)為中空的線圈狀，能夠使用后述的電路檢測線圈兩端的電壓，在本實(shí)施例中其一方接地。具體而言，能夠檢測設(shè)于測定用傳感器12a的檢測線圈13a的兩端的電位差Vwt a以及設(shè)于參照用傳感器12b的檢測線圈13b的兩端的電位差Vrat b。這些設(shè)于測定用傳感器12a的檢測線圈13a和設(shè)于參照用傳感器12b的檢測線圈13b為同一形狀、例如是線徑60 μ m、內(nèi)徑0.2mm、匝數(shù)500、長度IOmm的線圈。
[0062]另外，在檢測線圈13的中空部分穿過非晶絲14。在本實(shí)施例中，如圖1所示，非晶絲14具有在長度方向上延伸的棒狀的形狀，以一條非晶絲14穿過(貫通)檢測線圈13a的中空部分和檢測線圈13b的中空部分的方式配設(shè)。即，本實(shí)施例的非晶絲14也作為將兩個磁傳感器12在磁路上耦合的耦合部件而發(fā)揮功能。
[0063]此外，在本實(shí)施例中，作為耦合部件使用了非晶絲14，但是為了使耦合部件將兩個磁傳感器12磁串聯(lián)耦合，作為耦合部件，優(yōu)選由相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性材料、具有構(gòu)成感磁部的材料的相對磁導(dǎo)率的1/100以上的相對磁導(dǎo)率的磁性材料、或者與感磁部相同的磁性材料構(gòu)成。
[0064]在本實(shí)施例中，非晶絲14例如使用長度72mm、線徑30 μ m的非晶絲。在非晶絲14的兩端以能夠?qū)υ摲蔷Ыz14施加電流iin的方式設(shè)有布線。在圖1的例子中，對非晶絲14的一端施加來自后述的振蕩器22的電流iin，另一端接地。即，在本實(shí)施例中，非晶絲14中的位于磁傳感器12的檢測線圈13內(nèi)的部分作為感磁部發(fā)揮功能。[0065]另外在本實(shí)施例中，在非晶絲14中的由兩個檢測線圈13夾著的內(nèi)側(cè)，由導(dǎo)電體構(gòu)成的并列導(dǎo)體18與非晶絲14電并聯(lián)。如此一來，包含該并列導(dǎo)體18的非晶絲14的兩端的電阻，與非晶絲14單獨(dú)的情況、即沒有并列導(dǎo)體18的情況相比減小，因此能夠流過更多電流。即，像本實(shí)施例那樣，在作為磁傳感器12使用了磁阻傳感器的情況下，若能夠通過非晶絲14流過更大電流，則能夠提高磁傳感器12的分辨率(檢測性能)。具體而言，例如作為所述并列導(dǎo)體18，使用線徑0.7mm、長度45mm的銅線。在此，并列導(dǎo)體18是非磁性的，所以對磁傳感器12的檢測不產(chǎn)生影響。
[0066]另外在本實(shí)施例中，在傳感器頭11中，設(shè)有覆蓋磁傳感器12的表面以及背面的覆蓋部16。該覆蓋部16由導(dǎo)電體構(gòu)成、并接地。由此，能夠降低周圍的電場的變動對磁傳感器12產(chǎn)生的影響。具體而言在本實(shí)施例中，覆蓋部16由導(dǎo)電性薄膜構(gòu)成。該覆蓋部在磁傳感器12設(shè)于基板上的情況下也可以覆蓋該基板的表面以及背面。另外，也可以設(shè)為除了表面和背面以外還覆蓋側(cè)面。另外，也可以設(shè)為至少覆蓋表面。
[0067]另外，在本實(shí)施例中，傳感器頭11設(shè)有用于降低外部磁場的影響的屏蔽部20，磁傳感器12和/或測定對象物50配設(shè)于該屏蔽部20內(nèi)。該屏蔽部20構(gòu)成為通過具有較大磁導(dǎo)率的物質(zhì)、例如坡莫合金等包圍傳感器頭11。
[0068]圖2是對圖1所示的本實(shí)施例的磁檢測裝置10中的傳感器頭11、和電路部21的結(jié)構(gòu)的一部分即進(jìn)行與傳感器頭11的輸入輸出的部分進(jìn)行說明的圖。電路部21輸入用于驅(qū)動所述傳感器頭11的電信號iin，并且處理來自傳感器頭11的輸出信號Vrat a、V0uo, #出與在傳感器頭11中檢測到的磁場強(qiáng)度相關(guān)的信息。另外，在本實(shí)施例中，在電路部21連接有具體而言例如監(jiān)視器等作為顯示裝置的輸出裝置90，顯示所算出的與傳感器頭11中的磁場強(qiáng)度相關(guān)的信息。此外，輸出裝置90對本發(fā)明的磁檢測裝置10而言不是必需的，例如也可以將所算出的與傳感器頭11中的磁場強(qiáng)度相關(guān)的信息作為電子信息傳遞給其他設(shè)備。
[0069]圖2所示的電路部21中，從振蕩器22生成作為向非晶絲14通電的電流iin等的基礎(chǔ)的脈沖信號即矩形波。該矩形波通過放大器24進(jìn)行預(yù)定的增幅并施加到非晶絲14。在本實(shí)施例中，例如以使脈沖信號的振幅成為2?3V的方式進(jìn)行增幅。圖3是對施可于非晶絲的脈沖信號的重復(fù)頻率和傳感器的靈敏度之間的關(guān)系的一例進(jìn)行說明的圖。選擇使該圖3所示的傳感器的靈敏度良好的重復(fù)頻率。具體而言在圖3的例子中，當(dāng)重復(fù)頻率為IOkHz以上時傳感器的靈敏度大致恒定，所以重復(fù)頻率設(shè)為10kHz。另外，脈沖寬度設(shè)為預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)或者模擬得到的值，以使磁阻傳感器為高靈敏度。具體而言，在非晶絲14的阻抗變化最顯著的頻率為IOMHz的情況下，脈沖寬度為50ns，占空比為0.0005。
[0070]采樣保持電路26、30分別被輸入檢測線圈13a、13b的兩端電位差、即兩端的電壓之差(電動勢)。在該采樣保持電路26、30中，對于由于施加于非晶絲14的脈沖信號的上升(通電開始)而在線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，在從該上升(圖4的時刻tl)到包含峰值(圖4的時刻t2)的時間范圍內(nèi)進(jìn)行積分并輸出。具體而言，例如所述時間范圍設(shè)定為IOns?50ns。因此，向采樣保持電路26、30輸入由所述的振蕩器22輸出的脈沖信號，采樣保持電路26、30將該脈沖信號的上升作為開關(guān)(觸發(fā))來進(jìn)行工作。另外，緩沖放大器28、32分別使采樣保持電路26、30的輸出流向差動放大器34。
[0071]此外，在檢測線圈13中，如圖4所示，使由于施加于非晶絲14的脈沖信號的上升(通電開始)而在檢測線圈13產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的波形和由于脈沖信號的下降(通電切斷)而在檢測線圈13產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的波形的變動連續(xù)地產(chǎn)生，即以使在由于脈沖信號的上升(通電開始)而在檢測線圈13產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的波形和由于脈沖信號的下降(通電切斷)而在檢測線圈13產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的波形之間沒有感應(yīng)電壓停留在例如O的時間。作為上述的檢測線圈13的形狀而例示的線徑60 μ m、內(nèi)徑0.2mm、阻數(shù)500、長度IOmm的線圈,在本實(shí)施例中滿足該條件。
[0072]返回圖2，差動放大器34將經(jīng)由這些緩沖放大器28、32輸出的采樣保持電路26、30各自的輸出之差進(jìn)行增幅并作為Vwt來輸出。具體而言，算出與測定用傳感器12a的檢測線圈13a關(guān)聯(lián)的經(jīng)由緩沖放大器28的采樣保持電路26的輸出、和與參照用傳感器12b的檢測線圈13b關(guān)聯(lián)的經(jīng)由緩沖放大器32的采樣保持電路30的輸出之間的差并輸出。
[0073]圖5是對本實(shí)施例的磁檢測裝置10中的電路部21的結(jié)構(gòu)的別外的重要部分進(jìn)行說明的圖。具體而言，是對圖2的差動放大器34的輸出Vwt進(jìn)行進(jìn)一步處理的部分進(jìn)行說明的圖。即，電路部21構(gòu)成為包括圖2所示的電路和圖5所示的電路。此外，差動放大器34重復(fù)繪制在圖2和圖5這兩方中。
[0074]具體而言，差動放大器34的輸出Vrat通過高通濾波器36截斷比預(yù)定的頻率、例如0.3Hz低的頻率成分。另外，通過放大器38進(jìn)行預(yù)定的增幅。接著通過低通濾波器截斷比預(yù)定的頻率、例如30Hz高的頻率成分。進(jìn)而在通過陷波濾波器42截斷了特定的頻率、例如60Hz的頻率成分之后，進(jìn)行由放大器44實(shí)現(xiàn)的預(yù)定的增幅，進(jìn)而通過陷波濾波器46截斷另外的特定的頻率、例如180Hz的頻率成分，輸出Erat (V)。通過利用預(yù)先得到的換算方法將該輸出Etjut (V)變換為磁場強(qiáng)度，能夠得到測定對象物50產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度。
[0075]圖6是對通過本實(shí)施例的磁檢測裝置10進(jìn)行細(xì)胞組織的磁檢測的情況的方式進(jìn)行說明的圖，是放大說明磁檢測裝置10的傳感器頭11周邊的結(jié)構(gòu)的圖。圖6 (a)是將傳感器頭11放置于平面而從側(cè)面水平地觀察磁傳感器12的長度方向的圖，圖6 (b)是將傳感器頭11放置于平面而朝向磁傳感器12的長度方向水平地觀察到的圖。
[0076]圖6的例子是測定對象物50為活體細(xì)胞組織的情況的例子。即，在測定用傳感器12a的上方，為了將作為測定對象物50的活體細(xì)胞組織維持在生存狀態(tài)而配設(shè)有樹脂容器52。此外，在圖6中磁傳感器12安裝于基板60，在該基板60上為了支撐樹脂容器52而從基板60延伸設(shè)置有樹脂板56。另外，測定對象物50和測定用傳感器12a之間的距離，通過樹脂容器52的底板的厚度和/或樹脂板56調(diào)整成使該測定對象物50產(chǎn)生的磁場成為能夠通過測定用傳感器12a測定的程度。此外，傳感器頭11也可定義為包括所述基板60。
[0077]在樹脂容器52注入有用于保存作為測定對象物50的活體細(xì)胞組織的Krebs液(克雷布斯液)54，測定對象物50通過浸入到Krebs液54中而維持生存狀態(tài)。此外，雖然在圖6中未圖示，但Krebs液54設(shè)為適于維持測定對象物50的溫度，另外，也可設(shè)置用于保持該溫度的加熱裝置和/或Krebs液54的循環(huán)裝置等。
[0078](實(shí)驗(yàn)例)
[0079]以下，對用于通過上述的本發(fā)明的磁檢測裝置10測定作為測定對象物50的實(shí)驗(yàn)鼠的膀胱的平滑肌細(xì)胞組織的活動電流的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說明。圖7是表示通過本發(fā)明的磁檢測裝置10得到的磁場強(qiáng)度的時間變化的圖。其中，圖7 (a)表示未設(shè)置測定對象物50的情況下、即僅外部磁場的磁場強(qiáng)度的時間變化。另外，圖7 (b)表示將實(shí)驗(yàn)鼠的膀胱的平滑肌細(xì)胞組織作為測定對象物50的情況下的磁場強(qiáng)度的時間變化。在該情況下，非晶絲14與測定對象物50之間的距離設(shè)為I?3mm。另外，Krebs液設(shè)為30?35°C。
[0080]在本發(fā)明的磁檢測裝置10中，其輸出設(shè)為測定用傳感器12a的檢測輸出和參照用傳感器12b的檢測輸出之間的差，所以本來在理想情況下其輸出為0，在圖7 Ca)的情況下檢測的磁場強(qiáng)度成為噪聲?？芍?圖7 (a)的磁場強(qiáng)度與后述的圖7 (b)的情況、即對測定對象物50進(jìn)行測定的情況相比，成為十分小的噪聲水平。另一方面，根據(jù)圖7 (b)，可知測定對象物50產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度能通過足夠的分辨率來檢測。
[0081]圖8及圖9分別是對作為上述的圖7 (a)及圖7 (b)而得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行傅里葉解析的圖，圖8 (b)及圖9 (b)分別是對圖8 (a)及圖9 (a)的一部分頻率進(jìn)行了放大的圖。特別是，當(dāng)比較圖8 (b)和圖9 (b)時，可知:根據(jù)本發(fā)明的磁檢測裝置10，能夠通過IOpT以下的分辨率進(jìn)行磁場強(qiáng)度的檢測。
[0082]根據(jù)上述的實(shí)施例，在本發(fā)明的磁檢測裝置10中，磁傳感器12的感磁部通過作為耦合部件14的非晶絲在磁路上串聯(lián)耦合，所述耦合部件14由相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性材料、具有構(gòu)成感磁部的磁性材料的相對磁導(dǎo)率的1/100以上的相對磁導(dǎo)率的磁性材料、或者與磁傳感器12的感磁部相同的磁性材料構(gòu)成，因此在磁傳感器12的兩方中被相等地施加環(huán)境磁場、磁背景噪聲等外部磁場，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行檢測。另外，通過使測定用傳感器12a檢測測定對象物產(chǎn)生的磁場，并使參照用傳感器12b的輸出進(jìn)行差動，能夠降低外部磁場的影響，僅高精度地檢測測定對象物50產(chǎn)生的磁場。
[0083]另外，根據(jù)上述的實(shí)施例，具有由非磁性體的導(dǎo)電體構(gòu)成、覆蓋磁傳感器12的檢測線圈13、且接地的覆蓋部16，因此能夠降低磁傳感器12帶電的情況下產(chǎn)生的電場噪聲等對測定結(jié)果產(chǎn)生的影響。
[0084]另外，根據(jù)上述的實(shí)施例，磁傳感器12是磁阻傳感器(MI傳感器)，耦合部件14是非晶絲，具有與耦合部件14電并聯(lián)連接的由非磁性體的導(dǎo)電材料構(gòu)成的并列導(dǎo)體18，因此能夠增大在非晶絲14中流動的電流量。
[0085]另外，根據(jù)上述的實(shí)施例，磁傳感器12是具有檢測線圈13的磁阻傳感器，耦合部件14是非晶絲，檢測線圈13的寄生電容被設(shè)定成使由于非晶絲14的通電電流的通電開始而在檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓和由于該非晶絲的通電電流的通電切斷而在檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動連續(xù)地產(chǎn)生，因此磁阻傳感器的輸出波形廣域化，能夠進(jìn)行不易受噪聲影響的測定。
[0086]另外，根據(jù)上述的實(shí)施例，磁傳感器12是具有檢測線圈13的磁阻傳感器，耦合部件14是非晶絲，測量在包含檢測線圈的感應(yīng)電壓的峰值的范圍進(jìn)行累計得到的值，因此在磁阻傳感器中，脈沖狀的電流被施加于感磁部時，能夠檢測與該脈沖的上升相應(yīng)的感磁部的磁場變化。在該感磁部的磁場中，包括感磁部本身產(chǎn)生的磁場和感磁部中的外部磁場。
[0087]另外，根據(jù)上述的實(shí)施例，磁傳感器12是磁阻傳感器，耦合部件14是非晶絲，非晶絲的通電電流的脈沖寬度具有所述磁阻傳感器的相對于磁場的阻抗變化顯著的頻率的倒數(shù)的一半左右的值，因此磁阻傳感器的靈敏度成為高靈敏度。
[0088]另外，根據(jù)上述的實(shí)施例，磁傳感器12是磁阻傳感器，耦合部件14是非晶絲，對該非晶絲通電的脈沖的重復(fù)頻率為IOkHz以上，因此磁阻傳感器的靈敏度成為高靈敏度。
[0089]接著，對本發(fā)明的另一實(shí)施例進(jìn)行說明。在以下的說明中，對實(shí)施例相互共同的部分附注相同的附圖標(biāo)記而省略說明。
[0090]實(shí)施例2
[0091]圖10是說明本發(fā)明的磁檢測裝置中的耦合部件14的另一方式的圖。在上述的實(shí)施例I中，耦合部件14具有在長度方向上延伸為一根棒狀的形狀，而在圖10的例子中，耦合部件14由3個耦合部件片14a、14b、14c構(gòu)成。另外，在耦合部件片14a、14b之間設(shè)有間隙Tl，在耦合部件片14b、14c之間設(shè)有間隙T2。此時，以貫通磁傳感器12的檢測線圈13的方式配設(shè)的耦合部件片14a、14c作為感磁部發(fā)揮功能。
[0092]在此，間隙Tl及T2設(shè)為所述耦合部件的截面積徑以下的長度，或者耦合部件片14a、14b以及14b、14c緊貼地配設(shè)。如此一來，能夠減小從間隙的磁通量泄漏，并且減少從外部向間隙的磁通量侵入。此外，“截面積徑”在截面不是圓形的情況下是具有與該截面相等的截面面積的圓的直徑。另外，間隙Tl和T2優(yōu)選設(shè)為相同值，不過只要滿足上述條件也可不同。此外，在耦合部件片14a、14b間以及14b、14c間沒有緊貼的情況下，通過未圖示的導(dǎo)體將隔著所述間隙Tl相對的耦合部件片14a和14b的各端部間、以及隔著所述間隙T2相對的稱合部件片14b、14c的各端部間電連接,使脈沖電流在稱合部件片14a至14c中流動。此外，因?yàn)椴恍枰诓蛔鳛榇艂鞲衅?2的感磁部發(fā)揮功能的耦合部件片14b中流動所述脈沖電流，所以也可以通過未圖示的導(dǎo)體將隔著耦合部件片14b相對的耦合部件片14a、14c的端部間電連接。
[0093]圖11是通過模擬表示在對長度20mm、直徑40 μ m的金屬絲施可了與金屬絲的長度方向并行的50μ T的磁場的情況下的金屬絲內(nèi)的金屬絲的長度方向上的磁場的強(qiáng)度的圖。圖11 (a)是實(shí)施例1中的耦合部件14的情況、即耦合部件14由一根棒狀的部件構(gòu)成的情況。磁場強(qiáng)度以耦合部件14 (金屬絲)的中央為中心對稱分布。因此，通過將測定用傳感器12a和參照用傳感器12b配設(shè)于以金屬絲的中央為中心而對稱的位置，能夠測定相等的環(huán)境磁場。
[0094]圖11 (b)是本實(shí)施例中的耦合部件14的情況、即耦合部件14由耦合部件片14a、14b、14c構(gòu)成的情況。耦合部件片14a、14c的長度分別為2mm，耦合部件片14b的長度為16mm。另外，間隙Tl及T2分別為與金屬絲的截面積徑相等的0.04mm (40 μ m)。在該情況下，在間隙的位置即+ 8_和一 8_的位置分別可看到磁場強(qiáng)度下降，但該下降小，磁通量的泄露小。另外，與圖11 (a)的情況同樣，磁場強(qiáng)度以耦合部件14 (金屬絲)的中央為中心對稱分布。因此，通過將測定用傳感器頭12a和參照用傳感器12b配設(shè)于以金屬絲的中央為中心而對稱的位置，能夠測定相等的環(huán)境磁場。
[0095]另一方面，圖11 (C)與圖11 (b)的情況相同，是耦合部件14由耦合部件片14a、14b、14c構(gòu)成的情況。耦合部件片14a、14c的長度分別為2mm、耦合部件片14b的長度為16mm這點(diǎn)也與圖11 (b)相同。另一方面，間隙Tl及T2分別為比金屬絲的截面積徑大的
0.1mm (100 μ m)0在該情況下，在間隙的位置即+ 8mm和一8mm的位置分別可看到磁場的強(qiáng)度下降，但該下降大，下降接近至零。即，磁通量的泄露大，另外從外部的磁通量侵入也大。因此，在這樣的金屬絲中，難以通過分別與耦合部件片14a、14c對應(yīng)設(shè)置的測定用傳感器12a和參照用傳感器12b測定相等的環(huán)境磁場。
[0096]圖12是間隙與截面積徑之比和該間隙中的磁場強(qiáng)度的下降之間的關(guān)系的圖。如圖12所示，當(dāng)間隙與截面積徑之比小于I時，該間隙中的磁場強(qiáng)度的下降急劇變大。即，當(dāng)間隙的大小大于截面積徑的大小時，磁場強(qiáng)度的下降變大，可知已經(jīng)無法得到與隔著該間隙的2個耦合部件片在磁路上串聯(lián)的情況同等的效果。
[0097]此外，在本實(shí)施例中磁傳感器12也使用了磁阻傳感器的情況下，穿過測定用傳感器12a的中空部分的耦合部件14a和穿過參照用傳感器12b的中空部分的耦合部件14b通過導(dǎo)電體18電連接。由此對由非晶絲構(gòu)成的耦合部件14a以及耦合部件14b施可電流。
[0098]另外，在上述的實(shí)施例中，可以是耦合部件片14a、14b、14c均為相同的磁性體，也可以是僅位于中央的耦合部件片14b由與耦合部件片14a、14c不同的磁性體構(gòu)成。此外，耦合部件片的數(shù)量并不如本實(shí)施例所示限為3個，在如上述那樣將耦合部件14看作整體的情況下，磁場強(qiáng)度以中心而對稱分布，由此能夠通過測定用傳感器12a和參照用傳感器12b檢測相等的外部磁場(環(huán)境磁場)，因此耦合部件片的結(jié)構(gòu)也優(yōu)選為以耦合部件14的長度方向中央為中心而對稱的形狀。
[0099]另外，與磁傳感器12對應(yīng)的耦合部件片14a及14c以外的耦合部件片14b優(yōu)選是相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性體。在不滿足該條件的情況下，有可能會在耦合部件14中的磁場強(qiáng)度的分布上產(chǎn)生拐點(diǎn)，相對于長度方向的位置而產(chǎn)生急劇的磁場強(qiáng)度的變動。
[0100]圖13是通過與圖11相同的條件進(jìn)行模擬來表示在僅將位于中央的耦合部件片14b由與I禹合部件片14a、14c不同的磁性體構(gòu)成的情況下的金屬絲的長度方向的磁場的強(qiáng)度的圖。其中在圖13 (a)至(c)中，耦合部件片14a、14c的相對磁導(dǎo)率設(shè)為15000。另外，在圖13 Ca)中對應(yīng)于耦合部件片14b的相對磁導(dǎo)率為5000，在圖13 (b)中對應(yīng)于耦合部件片14b的相對磁導(dǎo)率為1000，在圖13(c)對應(yīng)于耦合部件片14b的相對磁導(dǎo)率中為100。
[0101]將圖13 (a)至圖13 (C)進(jìn)行比較，在耦合部件片14b的相對磁導(dǎo)率為100以上的圖13 Ca)以及圖13 (b)的情況下，耦合部件14中的磁場強(qiáng)度的分布都以耦合部件14的長度方向的中央為中心而對稱，并且平滑地變化。另一方面，在耦合部件片14b的相對磁導(dǎo)率為100的圖13 (c)的情況下，雖然耦合部件14中的磁場強(qiáng)度的分布以耦合部件14的長度方向的中央為中心而對稱，但是在該分布上產(chǎn)生拐點(diǎn)，若是比這更急劇的變化，則難以通過測定用傳感器12a和參照用傳感器12b進(jìn)行相等的外部磁場(環(huán)境磁場)的檢測。
[0102]另外，在圖11的例子中，間隙Tl以及T2僅為間隙，但是也可如圖14所示，在間隙Tl以及T2夾入與構(gòu)成耦合部件14的磁性體不同的磁性體62a、62b。在該情況下，由于與上述的情況相同的理由，也優(yōu)選是相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性體。
[0103]根據(jù)上述的實(shí)施例2，在耦合部件14由多個耦合部件片14a、14b、14c構(gòu)成、且磁傳感器12不是在磁路上嚴(yán)密地串聯(lián)的情況下，也能夠?qū)⑹┘佑谶@些磁傳感器12的外部磁場平均化，能得到與實(shí)施例1相同的效果。
[0104]另外，根據(jù)上述的實(shí)施例2，在間隙T1、T2配設(shè)有相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性體，所以在耦合部件14由多個耦合部件片14a、14b、14c構(gòu)成，且沒有將所述測定用傳感器12a和檢測用傳感器12b在磁路上嚴(yán)密地串聯(lián)的情況下，也能夠得到與實(shí)施例1相同的效果。
[0105]實(shí)施例3
[0106]圖15是說明本發(fā)明的磁檢測裝置中的磁傳感器12以及耦合部件14的又一方式的圖。在上述的實(shí)施例1以及實(shí)施例2中，測定用傳感器12a以及參照用傳感器12b分別將貫通作為檢測部的檢測線圈13的中心的非晶絲用作耦合部件14。然而，在磁傳感器12是磁阻傳感器的情況下，通過檢測被施可脈沖電流的非晶絲本身的兩端電壓，也能夠檢測磁場。
[0107]在圖15所示的本實(shí)施例的磁傳感器12以及耦合部件14中，兩者由非晶態(tài)素材一體形成。即，測定用傳感器12a的感磁部、參照用傳感器12b的感磁部、以及耦合部件14作為一個部件而設(shè)置。在該情況下，施可于耦合部件的電流和/或磁傳感器12的兩端電壓根據(jù)圖15所例示的位置被輸入或者被檢測。即使在這樣的情況下，因?yàn)闇y定用傳感器12a以及參照用傳感器12b通過耦合部件14在磁路上串聯(lián)，所以也能得到與實(shí)施例1相同的效果O
[0108]根據(jù)上述的實(shí)施例3，磁傳感器12的感磁部和耦合部件14由相同的材料一體構(gòu)成，所以易于制造。
[0109]實(shí)施例4
[0110]圖16是說明本發(fā)明的磁檢測裝置中的磁傳感器12以及耦合部件14的又一方式的圖。在上述的實(shí)施例中，測定用傳感器12a檢測測定對象物50產(chǎn)生的磁場，另一方面，參照用磁傳感器12b不檢測來自該測定對象物50的磁場，以此為目的配設(shè)成相距預(yù)定的間隔。另一方面，在本實(shí)施例中，例如，如圖16所示，在如上述那樣磁傳感器12是磁阻傳感器、且不具有檢測線圈、非晶絲14兼任檢測部的結(jié)構(gòu)的情況下，在參照用磁傳感器12b不檢測來自測定對象物50的磁場的范圍中，將兩者接近配置。在該情況下，如實(shí)施例2中說明的那樣，為了得到與測定用傳感器12a和參照用傳感器12b磁串聯(lián)的情況相同的效果，測定用傳感器12a和參照用傳感器12b之間的間隙被設(shè)為作為耦合部件的非晶絲14的截面積徑以下的間隙。
[0111]根據(jù)上述的實(shí)施例4，其特征在于，磁傳感器12的感磁部隔著耦合部件14的截面積徑以下的間隙或者緊貼地配設(shè)。如此一來，磁傳感器12的間隔減小，能夠減小磁檢測裝置整體的大小。
[0112]實(shí)施例5
[0113]圖17是說明本發(fā)明的磁檢測裝置的磁傳感器12的另一方式的圖。在上述的實(shí)施例中，以貫通磁傳感器12的檢測線圈13的中空部分的方式，作為耦合部件設(shè)有一條非晶絲14，而在圖17的例子中，在設(shè)有多條非晶絲14這一點(diǎn)上不同。在圖17中，在設(shè)于檢測線圈13的兩端的繞線筒(bobbin)62設(shè)有多個孔，多條非晶絲14以一孔一根的方式穿過這些孔，由此多條非晶絲14以不接觸的方式貫通檢測線圈13之中。
[0114]如此一來，通過多條非晶絲，能夠增大耦合部件14整體的表皮電流，磁阻傳感器的分辨率得到提高。
[0115]實(shí)施例6
[0116]另外，圖18是說明檢測線圈13的又一方式的圖。在圖18的例子中，與圖17的情況相同，在檢測線圈13的兩端安裝有繞線筒62，在該繞線筒62設(shè)有多個孔。除了作為耦合部件14的非晶絲14以外，與該非晶絲14絕緣的結(jié)晶金屬絲64分別穿過繞線筒62的多個孔。作為該結(jié)晶金屬絲64，使用與非晶絲相同的電特性、具體而言例如電阻值近似的金屬絲，例如使用鎳鉻合金線等。
[0117]在磁傳感器12周圍的物體的阻抗變化時產(chǎn)生電噪聲，當(dāng)對非晶絲通電并進(jìn)行磁場強(qiáng)度的檢測時所檢測到的磁場強(qiáng)度包含所述電噪聲。另一方面，當(dāng)對結(jié)晶金屬絲進(jìn)行通電并進(jìn)行磁場強(qiáng)度的檢測時能夠檢測該電的噪聲。因此，在使用這樣結(jié)構(gòu)的磁傳感器12的情況下，對非晶絲通電并進(jìn)行了磁場檢測后，對結(jié)晶金屬絲通電并同樣地檢測磁場，算出兩者之差并將其作為檢測到的磁場強(qiáng)度，由此能夠進(jìn)行更高精度的檢測。這樣的結(jié)構(gòu)特別是在將活體作為檢測對象的情況下有效。
[0118]圖19是對磁檢測裝置100的結(jié)構(gòu)的主要部分進(jìn)行說明的圖，該磁檢測裝置100構(gòu)成為包括電路部71和使用圖18所示的檢測線圈13而構(gòu)成的傳感器頭101。圖19是與上述的實(shí)施例的圖2對應(yīng)的圖。在圖19中，電路部71是與圖2的磁檢測裝置10中的電路部21對應(yīng)的電路部。即，圖19所示的電路部71是其一部分即進(jìn)行與傳感器頭101的輸入輸出的部分。圖19所示的電路部71中，振蕩器72、73分別與圖2的振蕩器22對應(yīng)。從該振蕩器72、73生成作為分別對非晶絲14以及結(jié)晶金屬絲64通電的電流iin等的基礎(chǔ)的脈沖信號、即矩形波。另外，從振蕩器72、73發(fā)送的脈沖信號(矩形波)通過與圖2的放大器24對應(yīng)的放大器74、75分別進(jìn)行預(yù)定的增幅，并分別施加于非晶絲14以及結(jié)晶金屬絲64。由振蕩器72以及放大器74進(jìn)行的對非晶絲14施加脈沖信號和由振蕩器73以及放大器75進(jìn)行的對結(jié)晶金屬絲64施加脈沖信號，例如按預(yù)先設(shè)定的預(yù)定時間而交替地進(jìn)行。
[0119]在與圖2的采樣保持電路26對應(yīng)的采樣保持電路76、77分別被輸入檢測線圈13a的兩端電位差(電動勢)。采樣保持電路76用于檢測所述振蕩器72對非晶絲14施加了電流的情況下的檢測線圈13a的電壓，采樣保持電路77用于檢測所述振蕩器73對結(jié)晶金屬絲64施加了電流的情況下的檢測線圈13a的電壓。另外，緩沖放大器78、79與圖2的緩沖放大器28對應(yīng)，分別使來自采樣保持電路76、77的輸出流向后級。
[0120]在與圖2的采樣保持電路30對應(yīng)的采樣保持電路80、81分別被輸入檢測線圈13b的兩端電位差(電動勢)。采樣保持電路80用于檢測所述振蕩器72對非晶絲14施加了電流的情況下的檢測線圈13b的電壓，采樣保持電路81用于檢測所述振蕩器73對結(jié)晶金屬絲64施加了電流的情況下的檢測線圈13b的電壓。另外，緩沖放大器82、83與圖2的放大器32對應(yīng)，分別使來自采樣保持電路80、81的輸出流向后級。
[0121]差動放大器84以及85與圖2的差動放大器34對應(yīng)。其中差動放大器84將采樣保持電路76、80的輸出之差進(jìn)行增幅，作為Vwt」輸出。具體而言，算出與測定用傳感器12a的檢測線圈13a關(guān)聯(lián)的緩沖放大器78的輸出和與參照用傳感器12b的檢測線圈13b關(guān)聯(lián)的緩沖放大器82的輸出之差并輸出。另一方面，差動放大器85將采樣保持電路77、81的各輸出之差進(jìn)行增幅，作為Vwt 2輸出。具體而言，算出與測定用傳感器12a的檢測線圈13a關(guān)聯(lián)的緩沖放大器79的輸出和與參照用傳感器12b的檢測線圈13b關(guān)聯(lián)的緩沖放大器83的輸出之差并輸出。
[0122]這樣，輸出Vratl是對非晶絲14施可了電流時的輸出，但是當(dāng)在磁檢測裝置10的周圍存在電噪聲(電場噪聲)時包含該電噪聲的影響。另一方面，輸出V——2是對結(jié)晶金屬絲64施可了電流的差異的輸出，不包含周圍磁場的影響，包含所述電噪聲的影響。因此，將利用未圖示的差動放大器等從輸出Vtjut」減去輸出Vtjut 2而得到的值作為輸出Vtjut,由此能夠?qū)崿F(xiàn)降低了電噪聲影響的更高精度的磁場檢測。
[0123]實(shí)施例7
[0124]圖20是說明本發(fā)明涉及的磁檢測裝置的又一實(shí)施例的圖。在上述的實(shí)施例中，如上述的圖2、圖19所示，通過差動放大器等得到測定用磁傳感器12a的輸出和參照用磁傳感器12b的輸出之差，由此降低了環(huán)境磁場的影響。在本實(shí)施例的磁檢測裝置110中，測定用磁傳感器12a的檢測線圈13a和參照用磁傳感器12b的檢測線圈13b被設(shè)為在對非晶絲14施加(通電)了脈沖電流時使在這些檢測線圈13a以及13b所產(chǎn)生的電動勢相互反相，并且這些檢測線圈13a以及13b電串聯(lián)連接。具體而言例如，以如下方式進(jìn)行布線:在檢測線圈13a和13b中線圈的繞線方向相同，并且連接檢測線圈13a和13b的相同側(cè)(例如在圖20中為檢測線圈13a的右端和檢測線圈13b的右端),對檢測線圈13a和13b的端部中沒有用于兩者連接的2個端部(在圖20中為檢測線圈13a的左端和檢測線圈13b的左端)之間的電壓進(jìn)行檢測。
[0125]在圖20中，振蕩器122與圖2的振蕩器22對應(yīng)，生成作為對非晶絲14通電的電流iin等的基礎(chǔ)的脈沖信號、即矩形波。另外，從振蕩器122發(fā)送的脈沖信號(矩形波)通過放大器124進(jìn)行預(yù)定的增幅，施加于非晶絲14。該放大器124與圖2的放大器24對應(yīng)。
[0126]采樣保持電路126進(jìn)行與圖2的采樣保持電路26或30同樣的動作，被輸入如上述那樣串聯(lián)連接的檢測線圈13a和13b的兩端電位差。另外，采樣保持電路126的輸出經(jīng)由緩沖放大器128作為輸出Vout而輸出。
[0127]這樣，根據(jù)本實(shí)施例的磁檢測裝置110，測定用磁傳感器12a的檢測線圈13a和參照用磁傳感器12b的檢測線圈13b被設(shè)為在對非晶絲14施加(通電)了脈沖電流時使在這些檢測線圈13a和13b所產(chǎn)生的電動勢相互反相，并且這些檢測線圈13a和13b電串聯(lián)連接，因此檢測線圈13a和13b共同檢測的由地磁等外部磁場產(chǎn)生的電動勢互相抵消，作為串聯(lián)連接的檢測線圈13a和13b的兩端電位差而檢測的只有基于測定對象物50產(chǎn)生的磁場的電動勢。因此，對檢測線圈13a和13b的輸出分別進(jìn)行檢測，不需要算出差的差動放大器(圖2的34)，能夠通過2個傳感器12的差動作用進(jìn)行磁信號的檢測。
[0128]以上，對本發(fā)明的實(shí)施例基于附圖進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明在其他的方式中也適用。
[0129]在上述的實(shí)施例中作為磁傳感器12使用了磁阻傳感器，但是不限于此。例如，SP使是霍爾元件等磁傳感器，本發(fā)明也同樣能夠適用。
[0130]另外，在如上述那樣作為耦合部件14設(shè)有多條非晶絲的情況下，優(yōu)選這些多條非晶絲電并列連接。如此一來，能夠增大在耦合部件14中流動的電流量，耦合部件14的表皮電流變大。
[0131]在上述的實(shí)施例6中，金屬絲64設(shè)于測定用傳感器12a和參照用傳感器12b這兩方，但是不限于此。這樣的結(jié)晶金屬絲64只要對磁傳感器12中的至少測定用傳感器12a的檢測線圈13a設(shè)置就產(chǎn)生一定的效果。
[0132]此外，在上述的實(shí)施例7中，以如下方式進(jìn)行布線:在檢測線圈13a和13b中線圈的繞線方向相同，并且連接檢測線圈13a和13b的相同側(cè)(例如在圖20中為檢測線圈13a的右端和檢測線圈13b的右端)，對檢測線圈13a和13b的端部中的沒有用于兩者連接的2個端部(在圖20中為檢測線圈13a的左端和檢測線圈13b的左端)之間的電壓進(jìn)行檢測，但是不限于這樣的方式。例如也可以以如下方式進(jìn)行布線:在檢測線圈13a和13b中線圈的繞線方向互相反向，并且連接檢測線圈13a和13b的不同側(cè)(在例如圖20中為檢測線圈13a的右端和檢測線圈13b的左端)，對檢測線圈13a和13b的端部中的沒有用于兩者連接的2個端部(例如在圖20中為檢測線圈13a的左端和檢測線圈13b的右端)之間的電壓進(jìn)行檢測。即，在一對檢測線圈13a以及13b中，只要以使由于共同檢測的磁場分別產(chǎn)生的電動勢彼此抵消的方式串聯(lián)連接，并檢測該串聯(lián)連接的一對檢測線圈13a和13b的兩端電位差即可。
[0133]另外，在上述的實(shí)施例中，例如如圖10、14所示，在磁傳感器是具有線圈的磁阻傳感器的情況下，貫通磁傳感器12a、12b的中空部的耦合部件片14a、14c分別從磁傳感器12a、12b在長度方向上向耦合部件14b側(cè)突出設(shè)置，但是不限于這樣的方式。S卩，耦合部件片14a、14c的長度可以設(shè)為與磁傳感器頭12a、12b的長度、更具體而言與檢測線圈13a、13b的長度相同，也可延長耦合部件14b而進(jìn)入到檢測線圈13a、13b的內(nèi)部。
[0134]另外，在上述的實(shí)施例中，在傳感器頭11設(shè)有屏蔽部件20、覆蓋部16，但是這些對傳感器頭11來說不是必需的要件，即使在沒有它們中的一方或兩方都沒有的情況下也能夠得到一定的效果。
[0135]另外，在上述的實(shí)施例2中，耦合部件片14a至14c都由非晶絲構(gòu)成，但是不限于這樣的方式。即也可以:所述耦合部件片14a至14c中的貫通磁傳感器12的耦合部件片(相當(dāng)于磁傳感器12的感磁部。在圖10的例子中為耦合部件片14a以及14c)由非晶絲構(gòu)成，另一方面，其以外的耦合部件片(在圖10的例子中為耦合部件片14b)由例如鐵酸鹽、坡莫合金、非晶態(tài)合金等矯頑力小的磁性材料、即相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性材料或具有構(gòu)成所述感磁部的磁性材料的相對磁導(dǎo)率的1/100以上的相對磁導(dǎo)率的磁性材料構(gòu)成。即使在耦合部件片14a至14c這樣構(gòu)成的情況下，也能夠得到與上述的實(shí)施例2相同的效果。
[0136]另外，在上述的實(shí)施例1中，在由兩個檢測線圈13夾著的內(nèi)側(cè)，由導(dǎo)電體構(gòu)成的并列導(dǎo)體18以與非晶絲14電并列的方式連接，但是這樣的并列導(dǎo)體18不是必需的要件，即使沒有該并列導(dǎo)體18也能夠得到一定的效果。
[0137]其他不進(jìn)行一一例示，本發(fā)明可以在不脫離其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更來實(shí)施。
【權(quán)利要求】
1.一種磁檢測裝置，具有: 一對磁傳感器，其分別包含用于檢磁的感磁部；和 長條狀的耦合部件，其與該一對感磁部一起構(gòu)成磁路， 該一對感磁部的感磁方向和該I禹合部件的長邊方向一致到能夠相等地檢測在該一對感磁部共同施可的磁場的程度， 該耦合部件由相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性材料、具有構(gòu)成所述感磁部的磁性材料的相對磁導(dǎo)率的1/100以上的相對磁導(dǎo)率的磁性材料、或者與磁傳感器的感磁部材料相同的磁性材料構(gòu)成， 使所述一對傳感器的輸出進(jìn)行差動來測定磁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述耦合部件由多個耦合部件片構(gòu)成， 該多個耦合部件片隔著所述耦合部件的接合部的截面積徑以下的間隙或緊貼地配設(shè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁檢測裝置，其特征在于， 在所述間隙配設(shè)有相對磁導(dǎo)率為100以上的磁性體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述一對傳感器的感磁部和所述耦合部件由相同的材料一體構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4的 任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述一對傳感器的感磁部隔著該感磁部的接合部的截面積徑以下的間隙或緊貼地配設(shè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 具有通過磁蔽將測定對象物和所述一對傳感器屏蔽的屏蔽單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 具有由非磁性體的導(dǎo)電體構(gòu)成、至少覆蓋所述一對傳感器的感磁部、且接地的覆蓋部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述一對傳感器是磁阻傳感器， 所述磁傳感器的感磁部是非晶絲， 所述耦合部件是導(dǎo)電體， 所述磁檢測裝置具有與該耦合部件電并聯(lián)連接的由非磁性體的導(dǎo)電材料構(gòu)成的并列導(dǎo)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述一對傳感器是磁阻傳感器， 所述磁傳感器的感磁部是多條非晶絲， 該多條非晶絲電并聯(lián)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述一對傳感器是具有檢測線圈的磁阻傳感器， 所述磁傳感器的感磁部是非晶絲， 在該第一對傳感器的至少一方，與該非晶絲電絕緣且沿著該非晶絲配設(shè)有結(jié)晶金屬絲。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于，所述一對傳感器是具有檢測線圈的磁阻傳感器， 所述磁傳感器的感磁部是非晶絲， 所述檢測線圈的寄生電容被設(shè)定成使由于該非晶絲的通電電流的通電開始而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動和由于該非晶絲的通電電流的通電切斷而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動連續(xù)地產(chǎn)生。
12.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述一對傳感器是具有檢測線圈的磁阻傳感器， 所述磁傳感器的感磁部是非晶絲， 測量對由于該非晶絲的通電電流的通電開始而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動在包含該變動的峰值的范圍內(nèi)進(jìn)行累計的值、對由于該非晶絲的通電電流的通電切斷而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動在包含該變動的峰值的范圍內(nèi)進(jìn)行累計的值、或者從對由于該非晶絲的通電電流的通電開始而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動在包含該變動的峰值的范圍內(nèi)進(jìn)行累計的值減去對由于該非晶絲的通電電流的通電切斷而在所述檢測線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變動在包含該變動的峰值范圍內(nèi)進(jìn)行累計的值而得到的值。
13.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述一對傳感器是磁阻傳感器， 所述磁傳感器的感磁部是非晶絲， 該非晶絲的通電電流的脈沖寬度具有所述磁阻傳感器的相對于磁場的阻抗變化顯著的頻率的倒數(shù)的一半左右的值。`
14.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述一對傳感器是磁阻傳感器， 所述磁傳感器的感磁部是非晶絲， 對該非晶絲通電的脈沖的重復(fù)頻率為IOkHz以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁檢測裝置，其特征在于， 所述一對傳感器是分別具有檢測線圈的磁阻傳感器， 所述磁傳感器的感磁部是非晶絲， 將所述一對檢測線圈電串聯(lián)布線以在對該非晶絲通電了脈沖時使在該一對檢測線圈產(chǎn)生的電動勢反相。
【文檔編號】G01R33/02GK103492895SQ201280011982
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月7日
【發(fā)明者】內(nèi)山剛, 中山晉介, 熱田諭志 申請人:國立大學(xué)法人名古屋大學(xué), 富士設(shè)計科技有限公司