(57)【要約】【課題】  従来の流体の流れ状態検出装置では、センサの磁界発生エリアが狭かったので、キャビティ内を流れる流体の位置の検出に漏れが発生する恐れがあった。【解決手段】  溶湯金属５が進行するキャビティ４の近傍に配置され、溶湯金属に発生させた渦電流によりインダクタンスが変化する空芯のコイル１４を備えた渦電流センサと、前記コイルに対して高周波電流を供給する高周波発振回路および前記コイルに流れる高周波電流の周波数変化を計測する周波数変化計測回路等を有するヘッドアンプ７とを備え、前記周波数変化計測回路にて計測した周波数変化に基づいて前記溶融金属の流れ状態を検出する流体検出装置１であって、前記流体検出装置は、溶融金属が進行するキャビティを挟んで対向した位置に配置される一対の前記渦電流センサ１５・１６を備え、前記一対の渦電流センサには、互いに位相が異なる高周波電流が、前記高周波発振回路から供給される。【選択図】  図４
2008128842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料からなる流体が進行する領域の近傍に配置され、前記流体に発生させた渦電流によりインダクタンスが変化する空芯のコイルを備えたセンサと、前記コイルに対して高周波電流を供給する高周波発振回路と、前記コイルに流れる高周波電流の周波数変化を計測する周波数変化計測回路とを備え、前記周波数変化計測回路にて計測した周波数変化に基づいて前記流体の流れを検出する流体の流れ状態検出装置であって、
前記流体の流れ状態検出装置は、前記流体が進行する領域を挟んで対向した位置に配置される一対の前記センサを備え、
前記一対のセンサには、互いに位相が異なる高周波電流が、前記高周波発振回路から供給される、
ことを特徴とする流体の流れ状態検出装置。
【請求項２】
前記各センサに供給される高周波電流の位相差は、πラジアンである、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体の流れ状態検出装置。
【請求項３】
前記流体の流れ状態検出装置は、
さらに、前記周波数変化計測回路にて計測された周波数変化を電圧値の変化に変換して出力する周波数弁別回路と、
前記周波数弁別回路からの出力電圧の変化量を増幅する微分回路と、
微分回路により増幅された前記出力電圧を用いて、前記流体の通過を判別する判別回路とを備える、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体の流れ状態検出装置。
【請求項４】
前記判別回路は、前記出力電圧が予め設定された閾値を超えた時刻からその後前記閾値を下回った時刻までの時間に基づいて、通過する流体が飛沫であるか本流であるかの判別を行う、
ことを特徴とする請求項３に記載の流体の流れ状態検出装置。
【請求項５】
前記流体が進行する領域は鋳造金型のキャビティであり、
前記判別回路は、前記出力電圧が予め設定された閾値を初めて超えた時点で、
前記鋳造金型に設けられ、前記キャビティ内を減圧させるための減圧バルブを閉弁させるように制御する、
ことを特徴とする請求項３に記載の流体の流れ状態検出装置。
【請求項６】
導電性材料からなる流体が進行する領域の近傍に配置されるセンサに備えられる、前記流体に発生させた渦電流によりインダクタンスが変化する空芯のコイルに対して高周波電流を供給し、前記コイルに流れる高周波電流の周波数変化を計測し、計測した周波数変化に基づいて前記流体の流れを検出する流体の流れ状態検出方法であって、
前記センサを、前記流体が進行する領域を挟んで対向した位置に一対配置し、
前記一対のセンサに、互いに位相が異なる高周波電流を供給する、
ことを特徴とする流体の流れ状態検出方法。
【請求項７】
前記各センサに供給される高周波電流の位相差は、πラジアンである、
ことを特徴とする請求項６に記載の流体の流れ状態検出装置。
【請求項８】
前記流体の流れ状態検出方法においては、
さらに、計測した周波数変化を電圧値の変化に変換し、
変換した電圧値を増幅し、
増幅した電圧値を用いて、前記流体の通過の判別を行う、
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の流体の流れ状態検出方法。
【請求項９】
前記流体の通過の判別は、
前記電圧値が予め設定された閾値を超えた時刻からその後前記閾値を下回った時刻までの時間に基づいて、通過する流体が飛沫であるか本流であるかの判別を行う、
ことを特徴とする請求項８に記載の流体の流れ状態検出方法。
【請求項１０】
前記流体が進行する領域は鋳造金型のキャビティであり、
前記電圧値が予め設定された閾値を初めて超えた時点で、前記流体が通過と判別し、
前記鋳造金型に設けられ、前記キャビティ内を減圧させるための減圧バルブを閉弁させる、
ことを特徴とする請求項８に記載の流体の流れ状態検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流れを検出することにより、該流体の挙動を把握するための流体の流れ状態検出装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト法などのように、ダイカスト装置の金型に形成されるキャビティに溶融金属を流入させて、前記溶融金属を凝固させる鋳造方法においては、前記キャビティ内における溶融金属の振る舞い、特に湯流れ状態は鋳造製品の品質の良否にかかわる重要な現象である。
また、前述の鋳造方法では、前記金型に空気抜き装置を設けて、溶融金属をキャビティ内に流入させる際にキャビティ内の空気を外部に排出することで、良好な製品を得るようにすることが一般的に行われている。
このように、キャビティ内の空気を排出する場合、キャビティ内における溶融金属の位置を適切に把握したうえで空気の排出を行わないと（つまり、溶融金属の先端がキャビティに設けた空気抜き用のバルブの近傍に到達した時点で該バルブを閉じる）、空気の排出経路に溶融金属を吸い込んでしまって、前記空気抜き装置の故障を招く恐れがあるため、キャビティ内における溶融金属の位置を適切に把握することが重要である。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載されるように、キャビティ内における溶融金属等の流体の位置を適切に把握するための流体検出装置が考案されている。
つまり、導電性材料からなる流体（溶融金属等）の進行部分の近傍に配置され前記流体に発生させた渦電流によりインダクタンスが変化する空芯のコイルと、該コイルを流れる電流の周波数変化量を計測する周波数変化量計測回路と、該周波数変化量計測回路が計測する周波数変化量に基づいて前記流体の流れを検出する流体検出部とを備えた流体検出装置が考案されている。
【特許文献１】特開２００５−１６９５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特許文献１に記載される流体検出装置においては、金型内に設置され、流体の流れを検出するセンサとして空芯のコイルを用いているが、これは流体の流れを検出するセンサが金型内部といった高温下（概ね３００℃以上）で使用されるため、２００℃程度のキュリー点を有するフェライトコアを採用することができないためである。
このように空芯のコイルを使用した場合、前記コイルが設置される金型は透磁率が高いため、コイルに高周波電流を流した際に発生する高周波の磁界が金型にトラップされやすく、キャビティ内に生じる磁界が結果的に微弱となる。
前記センサは、磁界発生方向がキャビティの厚み方向となるように設置されるが、前述のように発生磁界が微弱となることから、磁界発生エリアがキャビティの厚み方向に対しては狭くなる傾向にあった。
【０００５】
前述のように、磁界発生エリアがキャビティの厚み方向に狭いと、キャビティの壁面を伝いながら進行してくる流体（例えばキャビティ内に流入された溶湯金属の主流）は検出することができるが、キャビティ内の空間を飛翔する流体（例えばキャビティ内に流入された溶湯金属の主流に先行して飛翔する飛沫）については検出することができない場合がある。
特に、キャビティの厚み方向における、センサが設置されている側とは反対側の壁面に近い箇所を飛翔する流体は検出できない可能性が高くなる。
このように、キャビティ内を流れる流体の位置の検出に漏れがあると、キャビティ内における溶融金属の挙動を適切に把握することができず、また前述のキャビティの空気抜き装置のバルブを適切なタイミングで閉じることができないという問題が生じる。
【０００６】
前述の問題に対して、前記コイルの巻き数を増やすことで、キャビティの厚み方向の磁界発生エリアを伸ばすことができ、流体の検出精度を向上させることが可能である。
しかし、コイルの巻き数を増やすと、該コイルの直径が大きくなりセンサが大型化することとなる。
このようにセンサが大型化すると、センサが設置される金型のキャビティ周辺には、冷却水が通過する冷却水路や押し出しピン等が数多く配置されていてセンサを設置するスペースが限られているため、該センサを金型に設置することができなくなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明においては、前記センサを大型させることなく、コイルの磁界発生エリアをキャビティの厚み方向に拡大して流体位置の検出精度を高めることができる、流体の流れ状態検出装置および方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する流体の流れ状態検出装置および方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、導電性材料からなる流体が進行する領域の近傍に配置され、前記流体に発生させた渦電流によりインダクタンスが変化する空芯のコイルを備えたセンサと、前記コイルに対して高周波電流を供給する高周波発振回路と、前記コイルに流れる高周波電流の周波数変化を計測する周波数変化計測回路とを備え、前記周波数変化計測回路にて計測した周波数変化に基づいて前記流体の流れを検出する流体の流れ状態検出装置であって、前記流体の流れ状態検出装置は、前記流体が進行する領域を挟んで対向した位置に配置される一対の前記センサを備え、前記一対のセンサには、互いに位相が異なる高周波電流が、前記高周波発振回路から供給される。
このように構成することで、対向して配置された各センサに発生する磁界と磁界との間に磁気引力が生じて磁界発生エリアが拡大し、該センサ間の全域にわたって流体を検出することが可能となる。
これにより、進行する流体の本流だけでなく、流体が進行する領域内の空間を飛翔する流体の飛沫についても漏れなく検出することが可能となり、流体の位置検出精度を高めることができて、流体の挙動を適切に把握することができる。
また、磁界エリアの拡大は、対向配置されるセンサの発振高周波の位相が互いにずれていることにより生じるので、センサのコイルの巻き数を増加させる必要がなく、該センサが大型化することもない。
【０００９】
また、請求項２記載の如く、前記各センサに供給される高周波電流の位相差は、πラジアンである。
これにより、センサ間に発生する磁界の磁気引力が最大となり、磁界発生エリアを最大限に拡大することができ、流体の位置検出精度を効果的に高めることができる。
【００１０】
また、請求項３記載の如く、前記流体の流れ状態検出装置は、さらに、前記周波数変化計測回路にて計測された周波数変化を電圧値の変化に変換して出力する周波数弁別回路と、前記周波数弁別回路からの出力電圧の変化量を増幅する微分回路と、微分回路により増幅された前記出力電圧を用いて、前記流体の通過を判別する判別回路とを備える。
これにより、前記コイルに流れる高周波電流の周波数変化が僅かであったとしても、その変化を増幅して把握することが可能となって、小さな飛沫でも見逃すことなく確実に検出することができ、流体の位置検出精度を高めることができる。
【００１１】
また、請求項４記載の如く、前記判別回路は、前記出力電圧が予め設定された閾値を超えた時刻からその後前記閾値を下回った時刻までの時間に基づいて、通過する流体が飛沫であるか本流であるかの判別を行う。
これにより、流体の位置検出精度をより高めることができ、流体の挙動をより適切に把握することが可能となる。
【００１２】
また、請求項５記載の如く、前記流体が進行する領域は鋳造金型のキャビティであり、前記判別回路は、前記出力電圧が予め設定された閾値を初めて超えた時点で、前記鋳造金型に設けられ、前記キャビティ内を減圧させるための減圧バルブを閉弁させるように制御する。
このように構成することで、流体の先端位置を適切に把握することができるため、減圧バルブを通じてキャビティ内の空気を排出するための空気抜き装置の空気排出経路に流体を吸い込んでしまうことがなく、前記空気抜き装置に故障が発生することを防止することができる。
【００１３】
また、請求項６記載の如く、導電性材料からなる流体が進行する領域の近傍に配置されるセンサに備えられる、前記流体に発生させた渦電流によりインダクタンスが変化する空芯のコイルに対して高周波電流を供給し、前記コイルに流れる高周波電流の周波数変化を計測し、計測した周波数変化に基づいて前記流体の流れを検出する流体の流れ状態検出方法であって、前記センサを、前記流体が進行する領域を挟んで対向した位置に一対配置し、前記一対のセンサに、互いに位相が異なる高周波電流を供給する。
このように構成することで、対向して配置された各センサに発生する磁界と磁界との間に磁気引力が生じて磁界発生エリアが拡大し、該センサ間の全域にわたって流体を検出することが可能となる。
これにより、進行する流体の本流だけでなく、流体が進行する領域内の空間を飛翔する流体の飛沫についても漏れなく検出することが可能となり、流体の位置検出精度を高めることができて、流体の挙動を適切に把握することができる。
また、磁界エリアの拡大は、対向配置されるセンサの発振高周波の位相が互いにずれていることにより生じるので、センサのコイルの巻き数を増加させる必要がなく、該センサが大型化することもない。
【００１４】
また、請求項７記載の如く、前記各センサに供給される高周波電流の位相差は、πラジアンである。
これにより、センサ間に発生する磁界の磁気引力が最大となり、磁界発生エリアを最大限に拡大することができ、流体の位置検出精度を効果的に高めることができる。
【００１５】
また、請求項８記載の如く、前記流体の流れ状態検出方法においては、さらに、計測した周波数変化を電圧値の変化に変換し、変換した電圧値を増幅し、増幅した電圧値を用いて、前記流体の通過の判別を行う。
これにより、前記コイルに流れる高周波電流の周波数変化が僅かであったとしても、その変化を増幅して把握することが可能となって、小さな飛沫でも見逃すことなく確実に検出することができ、流体の位置検出精度を高めることができる。
【００１６】
また、請求項９記載の如く、前記流体の通過の判別は、前記電圧値が予め設定された閾値を超えた時刻からその後前記閾値を下回った時刻までの時間に基づいて、通過する流体が飛沫であるか本流であるかの判別を行う。
これにより、流体の位置検出精度をより高めることができ、流体の挙動をより適切に把握することが可能となる。
【００１７】
また、請求項１０記載の如く、前記流体が進行する領域は鋳造金型のキャビティであり、前記電圧値が予め設定された閾値を初めて超えた時点で、前記流体が通過と判別し、前記鋳造金型に設けられ、前記キャビティ内を減圧させるための減圧バルブを閉弁させる。
これにより、このように構成することで、流体の先端位置を適切に把握することができるため、減圧バルブを通じてキャビティ内の空気を排出するための空気抜き装置の空気排出経路に流体を吸い込んでしまうことがなく、前記空気抜き装置に故障が発生することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、対向して配置された各センサに発生する磁界と磁界との間に磁気引力が生じて磁界発生エリアが拡大し、該センサ間の全域にわたって流体を検出することが可能となって、流体の位置検出精度を高めることができて、流体の挙動を適切に把握することができる。また、センサのコイルの巻き数を増加させる必要がなく、該センサが大型化することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００２０】
[第１の実施形態]
図１に示す、流体の流れ状態検出装置となる流体検出装置１は、例えばダイカスト装置（鋳造装置）２に用いられ、このダイカスト装置２の金型３に形成されたキャビティ４に流入するアルミ合金等からなる溶融金属５の、キャビティ４内における変位を検出するものである。
ダイカスト装置２の金型３は、固定型３１および固定型３２と共にキャビティ４を形成する可動型３ｂを備えており、前記溶融金属５をキャビティ４へ流入させることで製品を成形するように構成している。
【００２１】
なお、溶融金属５としては、本例ではアルミ合金を用いているが、これに限るものではなく、導電性材料からなる流体であれば適用することが可能である。
また、本実施の形態では、キャビティ４は、図１における上下方向に延びる形状をなしており、溶融金属５はキャビティ４の下側から流入され、上側に向けて押し流される。
【００２２】
前記金型３の固定型３１および可動型３２には、それぞれセンサ取付孔３１ａおよびセンサ取付孔３２ａが形成されている。
該センサ取付孔３１ａ・３２ａは図１における水平方向に形成されており、それぞれキャビティ４に開口している。
また、各センサ取付孔３１ａ・３２ａのキャビティ４への開口部は対向する位置に形成されている。
【００２３】
前記流体検出装置１は一対の渦電流センサ１５・１６を備えており、前記各センサ取付孔３１ａ・３２ａには、それぞれ前記渦電流センサ１５・１６が挿入されている。
前記各渦電流センサ１５・１６の検出面１５ａ・１６ａはキャビティ４を挟んだ状態で対向した位置に配置されている。
前記渦電流センサ１５・１６は、それぞれ銅製の空芯のコイル１４を円柱状のセラミックス１７にて封止して構成されている。
また、渦電流センサ１５・１６は、前記コイル１４の軸心がキャビティ４内における溶湯金属５の進行方向（図１における上下方向）に対して直行する方向となるように配置されており、該渦電流センサ１５・１６の検出面１５ａ・１６ａはキャビティ４面と略面一となるように設置されている。
【００２４】
また、流体検出装置１は、前記渦電流センサ１５・１６に対して高周波電流を供給する高周波発振回路、および高周波電流を供給されて発振している渦電流センサ１５・１６の発振周波数を検波する検波回路などを具備するヘッドアンプ７と、前記ヘッドアンプ７にて検波された渦電流センサ１５・１６の発振周波数の変化を電圧値に変換する周波数弁別回路や、前記周波数弁別回路からの出力電圧の変化量を増幅する微分回路等を具備するメインアンプ８と、前記メインアンプ８にて増幅された前記出力電圧を用いて、溶湯金属５の通過を判別する判別回路等を具備する判別装置９とを、備えている。
前記ヘッドアンプ７は、前記渦電流センサ１５・１６に接続されている。
【００２５】
このように構成される流体検出装置１においては、前記渦電流センサ１５・１６の各コイル１４・１４に高周波電流（周波数が１ＭＨｚ以上の電流）を流して高周波の磁界を発生させて、このコイル１４・１４に測定対象となる溶融金属５が近づいた際に溶融金属５側に渦電流が発生し、発生した渦電流の磁界によりコイル１４・１４のインダクタンスが変化し、これに伴いコイル１４・１４の発振周波数が変化することを利用して、溶融金属５の位置を検出するようにしている。
【００２６】
前記渦電流センサ１５・１６の各コイル１４・１４には、前記ヘッドアンプ７の高周波発振回路により高周波電流が供給されるが、各コイル１４・１４に供給される高周波電流の位相は、前記高周波発振回路により位相が制御されており、互いに異なっている。本例の場合は、例えば渦電流センサ１５のコイル１４に供給される高周波電流の位相と、渦電流センサ１６のコイル１４に供給される高周波電流の位相とは、πラジアンだけずれている。
【００２７】
このように、互いに対向配置された渦電流センサ１５と渦電流センサ１６とに供給される高周波電流の位相をずらすことで、図３に示すように、渦電流センサ１５に発生する磁界１５Ｇと渦電流センサ１６に発生する磁界１６Ｇとの間に磁気引力が発生し、両者が引き合うようになるため、キャビティ４の厚み方向における磁界発生エリアが、各渦電流センサ１５・１６を単独で設置した場合の磁界１５Ｇｏ・１６Ｇｏに比べて拡大することとなり、キャビティ４の厚み方向の全域を磁界発生エリアとすることが可能となっている。
【００２８】
なお、渦電流センサ１５と渦電流センサ１６とに供給される高周波電流の位相は、少しでもずれていれば、渦電流センサ１５から生じる磁界と渦電流センサ１６とから生じる磁界との間に磁気引力が生じて、磁界発生エリアを拡大させることができるが、そのずれをπラジアンとすることで生じる磁気引力を最大とすることができ、磁界発生エリアの拡大の効果を最も大きくすることができる。
【００２９】
また、前記流体検出装置１は、キャビティ４内を流れる溶融金属５の飛沫と本流とを判別する機能を備えており、以下に該流体検出装置１により溶融金属５の飛沫と本流とを判別する方法について、図４、図５を用いて説明する。
【００３０】
まず、前記可動型３２に渦電流センサ１５を、固定型３１に渦電流センサ１６を設置する（Ｓ０１）。
渦電流センサ１６を設置した後、溶融金属５をキャビティ４内に射出して鋳込みを開始する（Ｓ０２）。
【００３１】
この場合、設置した渦電流センサ１５・１６の高周波発振がヘッドアンプ７の高周波発振回路により制御される（Ｓ０３）。
つまり、設置した渦電流センサ１５および渦電流センサ１６には、前記ヘッドアンプ７に備えられる高周波発振回路からπラジアンだけ位相がずれた高周波電流が供給され、これにより、該渦電流センサ１５からは次式[数１]にて表わされる発振信号Ｅ１（図４（ａ）参照）が出力され、渦電流センサ１６からは次式[数２]にて表わされる発振信号Ｅ２（図４（ｂ）参照）が出力される。
【００３２】
【数１】
2008128842.tif 000003
【００３３】
【数２】
2008128842.tif 000004
なお、[数１]および[数２]において、ｔは時間、ｆは発振周波数を表わす。
【００３４】
この渦電流センサ１５からの発振信号Ｅ１および渦電流センサ１６からの発振信号Ｅ２により、キャビティ４内を流れる溶融金属５をモニタリングする（Ｓ０４）。
溶融金属５をモニタリングは、前記ヘッドアンプ７が備える検波回路により、前記渦電流センサ１５・１６の発振信号Ｅ１・Ｅ２を検波することにより行われる。前記検波回路による検波は、例えばヘテロダイン検波により行われる。
【００３５】
前述のように、前記渦電流センサ１５・１６のコイル１４・１４に高周波電流を流すことによりキャビティ４内に高周波の磁界が発生し、溶湯金属５が該渦電流センサ１５・１６に近づくと、前記発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数が変化することとなるが、前記ヘッドアンプ７の検波回路により検波することにより、前記発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数変化を検知することが可能となっている。
つまり、検波回路は、発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数変化を計測する周波数変化計測回路であるといえる。
【００３６】
前記ヘッドアンプ７の検波回路により検波された発振信号Ｅ１・Ｅ２は、メインアンプ８へ入力される。
メインアンプ８では、周波数弁別回路により、入力された発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数変化が電圧値に変換され、該発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数に応じた電圧が出力される（Ｓ０５）。
前記周波数弁別回路から出力される電圧信号は、該渦電流センサ１５・１６が設置された部分を溶融金属５が通過していないときには一定値を示し、溶融金属５が通過する際には周波数変化が生じるため、出力電圧に変化が生じる。
【００３７】
キャビティ４内に下方から流入する溶融金属５においては、上方へ進行する主流５ａに先行して飛沫５ｂが飛翔するが、図４（ｃ）に示すように、前記飛沫５ｂおよび本流５ａが、キャビティ４内における前記渦電流センサ１５・１６の設置部分に到達したことが、それぞれ出力電圧の変化により捉えられる。
【００３８】
なお、溶融金属５の本流５ａは飛沫５ｂよりも容量が大きいため、飛沫５ｂが渦電流センサ１５・１６の設置部分を通過した場合よりも、本流５ａが渦電流センサ１５・１６の設置部分を通過した場合の方が電圧変化量は大きくなる。
メインアンプ８では、さらに図４（ｄ）に示すように、周波数弁別回路からの出力電圧の変化量が微分回路にて微分され増幅される（Ｓ０６）。
【００３９】
前記微分回路にて増幅された出力電圧の変化量は、判別装置９に入力される。
判別装置９においては、まず周波数弁別回路からの出力電圧を微分した値（以下「計測信号」と記載する）が、予め設定されている閾値ｅ０を超えたか否かの判定が行われる（Ｓ０７）。
前記計測信号が閾値ｅ０を超えていれば、溶融金属５を検出した（つまり、溶融金属５が渦電流センサ１５・１６の設置箇所に到達した）と判断して、次にその溶湯金属５が飛沫５ｂであるか本流５ａであるかの判定を行う。
また、前記計測信号が閾値ｅ０を超えていなければ、溶融金属５を検出していない（つまり、溶融金属５が渦電流センサ１５・１６の設置箇所に到達していない）と判断して、溶融金属５のモニタリング（Ｓ０４）を継続して行う。
【００４０】
判別装置９では、前記計測信号が閾値ｅ０を超えていて溶融金属５の到達が検出された場合、前記計測信号が閾値ｅ０を超えた時刻ｔａ、およびその後計測信号が前記閾値ｅ０を下回った時刻ｔｂを計測する（Ｓ０８）。
また、前記時刻ｔａから前記時刻ｔｂまでの時間τを算出する（Ｓ０９）。
【００４１】
時刻ｔａから時刻ｔｂまでの時間τは、前記計測信号の変化量が大きければ長くなり、前記時間τが小さければ短くなる。
そこで、判別装置９では、前記時間τにある設定時間τ０を予め設定しておき、算出した時間τと前記設定時間τ０とを比較して、該時間τが設定時間τ０を超えたか否かで、その計測信号の変化が本流５ａによるものか飛沫５ｂによるものかの判定を行っている（Ｓ１０）。
前記判定の結果、時間τが設定時間τ０を超えていた場合（すなわちτ＞τ０である場合）には、計測信号の変化が本流５ａによるものであると判断し（Ｓ１１）、時間τが設定時間τ０以下であった場合（すなわちτ≦τ０であった場合）には、計測信号の変化が飛沫５ｂによるものであると判断する（Ｓ１２）。
【００４２】
このように、本流体検出装置１は、一対の渦電流センサ１５・１６により、キャビティ４内における渦電流センサ１５・１６の設置部分への溶融金属５の到達を検出するとともに、到達が検出された溶融金属５が飛沫５ｂであるか本流５ａであるかの判定を行うように構成されている。
【００４３】
そして、前記一対の渦電流センサ１５・１６はキャビティ４を挟んだ状態で対向配置されており、互いに位相が異なる高周波電流がヘッドアンプ７の高周波発振回路から供給されているので、渦電流センサ１５に発生する磁界１５Ｇと渦電流センサ１６に発生する磁界１６Ｇとの間に発生する磁気引力により、キャビティ４の厚み方向における磁界発生エリアが拡大し、キャビティ４の厚み方向の全域にわたって溶融金属５の到達を検出することが可能となっている。
【００４４】
これにより、キャビティ４内を進行する溶融金属５の本流５ａだけでなく、該キャビティ４内の空間を飛翔する溶融金属５の飛沫５ｂについても漏れなく検出することが可能となり、溶融金属５の位置検出精度を高めることができて、キャビティ４内における溶融金属５の挙動を適切に把握することができる。
また、本流体検出装置１においては、対向配置される渦電流センサ１５・１６の発振高周波の位相が互いにずれていることにより、互いの磁界が引かれ合って磁界エリアが拡大されるので、渦電流センサ１５・１６のコイル１４の巻き数を増加させる必要がなく、該渦電流センサ１５・１６が大型化することもない。
【００４５】
特に、本流体検出装置１の場合は、渦電流センサ１５・１６に供給される高周波電流の位相差がπラジアンとなっているので、両渦電流センサ１５・１６に発生する磁界の磁気引力が最大となり、磁界発生エリアを最大限に拡大することができ、溶融金属５の位置検出精度を効果的に高めることができる。
【００４６】
また、本流体検出装置１においては、周波数変化計測回路となるヘッドアンプ７の検波回路にて計測された渦電流センサ１５・１６の発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数変化を、メインアンプ８の周波数弁別回路により電圧値の変化に変換し、前記メインアンプ８の微分回路により、前記周波数弁別回路からの出力電圧の変化量を増幅し、判別装置９により前記微分回路にて増幅された出力電圧を用いて、溶融金属５の通過を判別するようにしているので、前記発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数変化が僅かであったとしても、その変化を増幅して把握することが可能となって、小さな飛沫５ｂでも見逃すことなく確実に検出することができ、溶融金属５の位置検出精度を高めることができる。
【００４７】
また、前記判別装置９による溶融金属５の通過の判別は、前記出力電圧が予め設定された閾値ｅ０を超えた時刻ｔａからその後前記閾値ｅ０を下回った時刻ｔｂまでの時間τに基づいて、通過する溶融金属５が飛沫５ｂであるか本流５ａであるかを判別することにより行っているので、溶融金属５の位置検出精度をより高めることができ、キャビティ４内における溶融金属５の挙動をより適切に把握することが可能となっている。
【００４８】
[第２の実施形態]
また、流体検出装置１は、次のように構成することもできる。
図６に示す本例の流体検出装置１は、図１等に示した第１の実施形態における流体検出装置１の判別装置９をシャットオフバルブ制御装置１０に置き換えた構成となっており、溶融金属５の通過を検出すると減圧バルブ３８を閉じるように制御が行われる。
従って、減圧バルブ制御装置１０以外の渦電流センサ１５・１６、ヘッドアンプ７、およびメインアンプ８等の構成は、第１の実施形態の流体検出装置１におけるこれらの構成と同様であるため、説明を省略する。
【００４９】
また、前記減圧バルブ制御装置１０は、金型３に設けられ、溶融金属５をキャビティ４内に流入させる際にキャビティ４内の空気を外部に排出するための減圧バルブ３８の開閉を制御するための装置である。
なお、前記減圧バルブ３８は、キャビティ４内における渦電流センサ１５・１６の設置部分よりも下流側に設置されている。
【００５０】
このように構成される流体検出装置１においては、溶融金属５のキャビティ４内への流入が開始された時点では前記減圧バルブ３８を開いておき、前記渦電流センサ１５・１６により溶融金属５が検出された時点で該減圧バルブ３８を閉じるように制御される。
以下に、前記減圧バルブ３８を閉じる際の制御について、図６、図７を用いて説明する。
なお、以下に説明するステップＳ１１〜ステップＳ１６は、第１の実施形態におけるステップＳ０１〜ステップＳ０６と同様であるので、説明を簡略化して行う。
【００５１】
まず、前記可動型３２に渦電流センサ１５を、固定型３１に渦電流センサ１６を設置し（Ｓ１１）、渦電流センサ１６の設置後、溶融金属５をキャビティ４内に射出して鋳込みを開始する（Ｓ１２）。
この場合、設置した渦電流センサ１５・１６の高周波発振がヘッドアンプ７の高周波発振回路により制御され（Ｓ１３）、前記渦電流センサ１５および渦電流センサ１６には、前記ヘッドアンプ７に備えられる高周波発振回路からπラジアンだけ位相がずれた高周波電流が供給されて、該渦電流センサ１５からは前記[数１]にて表わされる発振信号Ｅ１が出力され、渦電流センサ１６からは前記[数２]にて表わされる発振信号Ｅ２が出力される。
【００５２】
この渦電流センサ１５からの発振信号Ｅ１および渦電流センサ１６からの発振信号Ｅ２により、キャビティ４内を流れる溶融金属５をモニタリングする（Ｓ１４）。
このモニタリングは、前記ヘッドアンプ７の検波回路による検波により、前記発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数変化を検知することで行われる。
【００５３】
前記ヘッドアンプ７の検波回路により検波された発振信号Ｅ１・Ｅ２は、メインアンプ８へ入力される。
メインアンプ８では、周波数弁別回路により、入力された発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数変化が電圧値に変換され、該発振信号Ｅ１・Ｅ２の周波数に応じた電圧が出力される（Ｓ１５）。
メインアンプ８では、さらに周波数弁別回路からの出力電圧の変化量が微分回路にて微分され増幅される（Ｓ１６）。
【００５４】
前記微分回路にて増幅された出力電圧の変化量は、減圧バルブ制御装置１０に入力される。
減圧バルブ制御装置１０においては、周波数弁別回路からの出力電圧を微分した値（計測信号）が、予め設定されている閾値ｅ０を超えたか否かの判定が行われる（Ｓ１７）。
【００５５】
この判定により、前記計測信号が閾値ｅ０を超えていなければ、溶融金属５を検出していない（つまり、溶融金属５が渦電流センサ１５・１６の設置箇所に到達していない）と判断して、溶融金属５のモニタリング（Ｓ１４）を継続して行う。
また、前記計測信号が閾値ｅ０を超えたことがシャットオフバルブ制御装置１０により検出されると、該減圧バルブ制御装置１０は、その時点Ｔsにおいて、前記減圧バルブ３８を閉じる（Ｓ１８）。
【００５６】
すなわち、減圧バルブ制御装置１０は、前記計測信号が初めて閾値ｅ０を超えた時点で、減圧バルブ３８を閉じるように制御する。
このように、前記計測信号が初めて閾値ｅ０を超えた時点で減圧バルブ３８を閉じるように制御することで、本流５ａに先行して進行している飛沫５ｂのうち、最も先行している飛沫５ｂが渦電流センサ１５・１６の設置部分に達した時点で減圧バルブ３８が閉じられることとなる。
従って、キャビティ４内における渦電流センサ１５・１６よりも下流部分に設置される減圧バルブ３８の部分に溶融金属５の先端が到達する前に、該減圧バルブ３８を閉じることが可能となっている。
【００５７】
これにより、減圧バルブ３８を通じてキャビティ４内の空気を排出するための空気抜き装置の空気排出経路に溶融金属を吸い込んでしまうことがなく、前記空気抜き装置に故障が発生することを防止することができる。
また、本例の場合も、一対の渦電流センサ１５・１６がキャビティ４を挟んだ状態で対向配置されており、互いに位相が異なる高周波電流がヘッドアンプ７の高周波発振回路から供給されているので、渦電流センサ１５に発生する磁界１５Ｇと渦電流センサ１６に発生する磁界１６Ｇとの間に発生する磁気引力により、キャビティ４の厚み方向における磁界発生エリアが拡大し、キャビティ４の厚み方向の全域にわたって溶融金属５の到達を検出することが可能となっていため、溶融金属５の先端位置を適切に把握することができ、前記空気抜き装置に発生する故障を確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】流体検出装置を示す概略図である。
【図２】渦電流センサを示す斜視図である。
【図３】対向配置した一対の渦電流センサに、互いに位相が異なる高周波電流を供給することにより、磁界発生エリアが拡大する様子を示す図である。
【図４】流体検出装置により溶融金属の飛沫と本流とを判別する方法を示す図である。
【図５】流体検出装置により溶融金属の飛沫と本流とを判別する方法のフローを示図である。
【図６】流体検出装置により溶融金属の通過を検出すると減圧バルブを閉じるように制御する方法を示す図である。
【図７】流体検出装置により溶融金属の通過を検出すると減圧バルブを閉じるように制御する方法のフローを示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    流体検出装置
２    ダイカスト装置
３    金型
４    キャビティ
５    溶融金属
５ａ  本流
５ｂ  飛沫
７    ヘッドアンプ
８    メインアンプ
９    判別装置
１４    コイル
１５・１６  渦電流センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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