Transcript A-5 CT法による3次元漏洩磁界の 可視化と小型電子機器への適用

A-5
CT法による3次元漏洩磁界の
可視化と小型電子機器への適用
2009/2/19
知能電気機器研究室
田中重行
発表の流れ
研究の背景および目的
CT法による3次元漏洩磁界の可視化原理
既知の磁界発生源による測定確かさの検証
磁界分布再現後の表示アルゴリズムの改善
漏洩磁界の高調波成分計測への応用
様々な電気電子機器への適用
まとめ
研究の背景および目的
身近な電子機器から様々な漏洩磁界
様々な電子機器間の相互干渉の恐れ
現在の検査法は各点検査法
空間的な広がりを持つ
磁界分布への対応が難しい
球面で対象物を囲んで測定
ＣＴ法を用いての磁界分布の可視化
研究目標
身近な電子機器を対象とした測定
対象物の特性と漏洩磁界の比較
CT法の流れ
コンピュータ断層撮影法 (ＣＴ法)
→投影法を用いて対象分布を走査しそのデータから
断面画像を再構成する検査法の総称
再構成 ⇒ フィルタ補正逆投影法
投影データ
p( X , )
投影の定義
分布 z  f ( x, y) の
投影方向に沿ったYの線積分

フーリエ変換
F(cos
,sin
)
投影

p
(X
,
) f(x
,y
)dY


Xについて1次元フーリエ変換(極座標表現)
フィルタリング
f ( x, y)
,sin
)
f ( x, y) のフーリエ変換 F(cos
逆投影
フィルタリングし，フーリエ逆変換
新しい投影データ q( X , )
フーリエ
逆変換
すべての角度において実行(逆投影)
q( X , )
分布が再構成される
CT法の３次元磁界計測への応用
漏洩磁界のデータの取得方法
コイルに誘起される電圧
平面から球面へ拡張
法線方向の磁束を捉える
7層のデータをロックインアンプにて取得
コンピュータによる画像再構成
元の分布が求まる
ℯ
⇔
磁束密度Ｂ
既知の磁界発生源による測定確かさの検証
小型電子機器への適用にあたって
基準と本計測システムの結果の差異
磁界分布の変化が結果に表れるか
磁界測定器で測定 (基準)
差異
計測システム (CT法) で測定
磁界分布の変化
縦向き
横向き
表示アルゴリズムの問題点
縦向き
横向き
分布端に誤差が発生
突出し，角ばっている分布
分布への影響を与える誤差
離散化誤差
基準からは考えられない分布
改善の方法
フィルタ，補間法の
組み合わせ
補正を与える
測定(データの取得)
フィルタ補正逆投影法
改善
球面への拡張
磁界分布再構成
磁界分布再現後の表示アルゴリズムの改善
分布の補正
改善後
改善前
この改善のもとで検証を行う
フィルタ，補間法の組み合わせ
フィルタ …Hannフィルタ
分解能が低めだが分布端の誤差が少ない
補間法 …スプライン補間
離散的な複数の点を滑らかな曲線で結ぶ
表示アルゴリズムの改善の結果
改善後のＣＴ法での結果
磁界測定器での結果
基準との違い
縦向き
磁界分布の違い
基準磁界分布
基準との違い
横向き
磁束密度の最大値を計測した箇所
磁束密度の大きさ
磁界分布の変化に見合った結果
漏洩磁界の高調波成分計測への応用
装置の測定原理の特徴を活かす測定磁界の高調波成分の測定
計測システムによる高調波の測定
各周波数ごとの最大値
120Hz
最大値
180Hz
60Hzを基準に規格化
漏洩磁界の周波数スペクトル振幅比
240Hz
300Hz
高調波成分計測の正確さの検証
周波数スペクトル振幅比の比較
励磁電流の測定
調波解析
60Hzを基準に規格化
励磁電流の周波数スペクトル振幅比
漏れ磁束の調波成分も捉える事ができる
参照信号による入力のみなので測定が容易
様々な電気電子機器への適用結果
60Hzでの測定
パソコン用アダプタ漏洩磁界分布
携帯電話用アダプタ漏洩磁界分布
それぞれの機器に合った漏洩磁界が表されている
磁束発生源の推定も可能
ドライヤー漏洩磁界分布
電気ポット漏洩磁界分布
まとめ
成果
磁束発生源が既知のものによる測定の正確度を確かめた
こと
高調波成分の適用が可能であることを示した
種々の電気電子機器に適用してその漏洩磁界を計測でき
ることを示し，漏洩源の推定に有用であることを示した
本計測システムは信頼性のある測定が可能である
ご清聴感謝します
3次元可視化磁界計測システム
プローブ切換回路
球面プローブ
測定用コンピュータ
ロックインアンプ
球面プローブ
1層あたり16本の検出コイル
7層積層化
測定対象を囲う
プローブ切換回路
検出コイルを切り換える
出力電圧をロックインアンプへ
直流電源
プローブ切換回路を動作させる
ファンクション
ジェネレータ
直流電源
ロックインアンプ
出力電圧を測定
ファンクションジェネレータ
任意の周波数信号を出力
測定用コンピュータ
ロックインアンプからの出力の記録
プローブ切換回路の制御
計測システムの誤差
縦向き
横向き
基準磁界分布 縦向き
基準磁界分布 縦向き
分布の誤差
分布の誤差
縦向き
測定磁界分布
横向き
測定磁界分布
高調波成分 120Hz,240Hz