フラックスメーターとは
フラックスメーター (英: Fluxmeter) とは、電磁場中の磁束を測定するための装置です。
磁束はある面を通過する磁束線の数で表され、電磁場の強さや変化を理解するために重要な指標です。地磁気の測定や産業用途における磁場の監視などで広く使用されています。非常に微小な磁束の変化を検出することができるため、高い感度と精度を持っています。測定対象に物理的な接触が必要ないため、非侵襲的な測定が可能です。
ただし、正確な測定結果を得るために定期的な校正などが必要な場合があります。測定装置自体やセンシングコイルの性能が時間と共に変化する可能性があるため、信頼性を保つために注意する必要があります。
フラックスメーターの使用用途
フラックスメーターは、様々な分野で幅広い使用用途があります。
1. 地磁気測定
フラックスメーターは地球内部のダイナモ効果によって生成される地磁気場の変動をモニタリングするために使用されます。地磁気の変動は地球の内部プロセスに関連しており、地震や火山活動の予測や研究に有用です。地磁気観測所や地下探査装置に搭載されて、地球の磁場変動を追跡します。
2. 産業
産業プロセスでは、金属の品質管理や電磁弁の制御などにおいて磁場の測定が重要です。金属材料内部の磁場変動は品質や構造の欠陥を検出するのに役立ちます。また、センサーなどの品質検査において広く使用することが可能です。
3. 環境モニタリング
フラックスメーターは地下の鉱物資源の探査や地下水のモニタリングなど、環境モニタリングにおいても使用されます。地下の物質の存在によって磁場が変動するため、地下の構造や資源の評価に活用することが可能です。
4. 宇宙探査
宇宙船や探査機は、他の天体や宇宙空間の磁場を測定するためにフラックスメーターを使用します。地球外の天体の磁場を調査することにより、その起源や進化を理解する手助けとなります。
フラックスメーターの原理
フラックスメーターの動作原理は、主に磁束の変化に対するセンシングコイルの応答を利用することに基づいています。通常2つのセンシングコイルがあり、これらのコイルは外部磁場によってコア内の磁束が変化すると、ファラデーの電磁誘導の法則に基づいて誘起電流が生成される部品です。
センシングコイルからの誘起電流の強さは、外部磁場の強さや方向によって変化します。フラックスメーターにはセンシングコイルからの出力を評価するバランス回路が存在することが多いです。外部磁場がコアに影響を与えるとセンシングコイルの誘起電流が変化し、これによってバランス回路がアンバランスな状態になります。
バランス回路のアンバランス状態に応じて、測定値や出力が発信されます。この出力は外部磁場の強さや方向に関する情報を示し、磁場の変化を数値やグラフなどで表示することが可能です。
フラックスメーターの選び方
フラックスメーターを選ぶ際には、いくつかの要因を考慮する必要があります。
1. 測定範囲
選ぶべき測定範囲は、実際の測定対象の磁場の強さに合わせて選ばなければなりません。磁場の強さがフラックスメーターの測定範囲を超えると、正確な測定ができなくなる可能性があります。
2. 測定精度
測定精度が高いほど正確な測定が可能です。用途によって要求される精度に応じて、適切な精度を持つフラックスメーターを選びます。
3. 外形寸法
外形寸法は設置スペースに合わせて選ぶことが必要です。特に、狭いスペースに設置する場合や移動式の測定装置として使用する場合は、コンパクトなデザインを選ぶことが重要です。
4. 電源
通常電源が必要とされるため、適切な電源供給方法を確保することが大切です。一般的な電源供給方法には、電池駆動やAC電源、DC電源などがあります。
5. 出力インターフェース
フラックスメーターは測定結果を出力するためのインターフェースを有します。アナログ出力やデジタル出力、通信インターフェース (USBやRS-232など) などが一例です。アプリケーションに応じて適切な出力インターフェースを選択します。