JP2001356179A - Conductor detection device - Google Patents

Conductor detection device

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JP2001356179A
JP2001356179A JP2000176943A JP2000176943A JP2001356179A JP 2001356179 A JP2001356179 A JP 2001356179A JP 2000176943 A JP2000176943 A JP 2000176943A JP 2000176943 A JP2000176943 A JP 2000176943A JP 2001356179 A JP2001356179 A JP 2001356179A
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Japan
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coil
conductor
detection
sensing area
current
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Application number
JP2000176943A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohito Takatsuka
智史 高塚
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SG KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect surely passage of a conductor having a size over a prescribed length without being influenced by the size, the passing position, the passing speed or the like, and realizing expansion of a detection object and improvement of detection reliability. SOLUTION: In a cylindrical sensor body, a first toroidal coil 7 having a wound first coil 6 and a second toroidal coil 9 having a wound second coil 8 are arranged coaxially, and a hollow part on the inner circumferential side of the coils 6, 8 functions as a sensing area 10. A high-frequency current is supplied to the first coil 6 from a power supply device 19. When the conductor passing through the sensing area 10, becomes in the projected state from each end face part on both sides of the sensor body 2 in the supply state of the high-frequency current, capacitive coupling between each projection part of the conductor and the sensor body is generated, and a current is made to flow in the second coil 8 through the capacity, and the current is detected by a detection circuit 20.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、導体の通過を検出
するための導体検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductor detecting device for detecting passage of a conductor.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】例えば、リング状のセ
ンサ部により形成されたセンシングエリアを通過する金
属を検出するようにした貫通型近接センサにあっては、
図12に示すような回路構成を採用することが一般的と
なっている。即ち、図12において、密に巻いたループ
コイル1の両端には共振用コンデンサ2aを備えた発振
回路2が接続される。この発振回路2は、一定の周波数
で発振するようになっており、その発振出力は検波・増
幅回路3に与えられる。ループコイル1内のセンシング
エリアを金属製の検出対象(以下、材料と呼ぶ)Aが通
過すると、そのコンダクタンスが増加するため、発振回
路2の発振条件(特にはQ)が変化して振幅が低下(若
しくは発振停止)する。このような振幅の変化を、検波
・増幅回路3で抽出すると共に、比較回路4にて所定の
しきい値レベル以下になったか否かを判断し、しきい値
レベル以下となったときに出力回路5を通じて通過検出
信号を出力する。
For example, in a penetration type proximity sensor which detects a metal passing through a sensing area formed by a ring-shaped sensor section,
It is general to employ a circuit configuration as shown in FIG. That is, in FIG. 12, an oscillation circuit 2 having a resonance capacitor 2a is connected to both ends of a tightly wound loop coil 1. The oscillation circuit 2 oscillates at a constant frequency, and its oscillation output is provided to a detection / amplification circuit 3. When a metal detection target (hereinafter, referred to as a material) A passes through a sensing area in the loop coil 1, the conductance thereof increases, so that the oscillation condition (particularly Q) of the oscillation circuit 2 changes and the amplitude decreases. (Or stop the oscillation). Such a change in the amplitude is extracted by the detection / amplification circuit 3, and the comparison circuit 4 determines whether or not the amplitude has fallen below a predetermined threshold level. The passage detection signal is output through the circuit 5.

【0003】上記のような貫通型近接センサにおいて
は、一般的に、センシングエリアを通過する材料Aの形
状が小さい場合には、非常に微少な信号の変化しか検出
できない。この一方で、発振回路2の発振出力の振幅
は、センサ用ケーブル長の影響や、回路自身の温度ドリ
フトの影響を受け、また、検波・増幅回路3に通常使用
されているダイオードの順方向電圧降下の温度特性の影
響により検波後の電圧レベルにも変動を来たすという事
情があり、直流動作における不確定且つ不安定な要素を
含むことが避けられない。このため、材料Aがセンシン
グエリアを通過するときの微小な信号変化よりも、上記
のような不確定且つ不安定な要素に起因した振幅変動の
方が大きくなる場合があり、検出信頼性が著しく低下す
ることになる。従って、上記構成では、小さな材料の通
過検出が要求される場合には、これに対処できない。
In the above-described penetrating type proximity sensor, generally, when the shape of the material A passing through the sensing area is small, only a very small signal change can be detected. On the other hand, the amplitude of the oscillation output of the oscillation circuit 2 is affected by the length of the sensor cable, the temperature drift of the circuit itself, and the forward voltage of the diode normally used in the detection / amplification circuit 3. There is a situation that the voltage level after detection also fluctuates due to the influence of the temperature characteristic of the drop, and it is inevitable that the DC operation includes uncertain and unstable factors. For this reason, the amplitude fluctuation due to the above uncertain and unstable element may be larger than the minute signal change when the material A passes through the sensing area, and the detection reliability is significantly increased. Will decrease. Therefore, the above configuration cannot cope with a case where detection of passage of a small material is required.

【0004】上記のような小さな材料の通過検出という
要求に対処するために、従来では、図13に示すよう
に、検波・増幅回路3の後段に、その出力信号の微少変
化分のみを検出するために直流成分をカットする微分回
路6を設けることが行われている。しかしながら、この
ような回路構成とした場合には、以下のような新たな問
題点が出てくる。
In order to cope with the above-described requirement of detecting the passage of a small material, conventionally, only a minute change in the output signal is detected at a stage subsequent to the detection / amplification circuit 3 as shown in FIG. Therefore, a differentiating circuit 6 for cutting a DC component is provided. However, with such a circuit configuration, the following new problems arise.

【0005】即ち、微分機能を持つため、本質的な材料
有無の検出にはならず、材料の先端部及び後端部がセン
シングエリアを通過するときだけパルス状の検出信号を
出力することになり、その通過過程での材料の有無の検
出が不可能になり、また、例えば、材料がセンシングエ
リアを通過している状態で、センサ電源が投入されるよ
うな状況では、材料の検出が不可能になる。さらに、比
較回路4の比較入力が微分信号であるため、その比較回
路4でのヒステリシス動作を設定できなくなるという事
情がある。このため、検出対象の材料がセンシングエリ
ア内で振動したりすると、これに応じた発振出力の振幅
変動に起因して最終的に得られる出力信号がチャタリン
グを起こす場合があり、その検出信頼性が低下すること
になる。また、同じ材料の通過を検出する場合でも、そ
の材料の通過速度に応じて微分出力値が異なるため、材
料の検出タイミングがばらつく場合があり、このような
場合にも検出信頼性の低下を招くこともある。さらに、
材料の通過速度の如何によっては、その通過に応じて検
出信号が出力される場合と出力されない場合が生じ、こ
の面からも検出信頼性が低下する。
In other words, since it has a differentiation function, it does not essentially detect the presence or absence of a material, but outputs a pulse-like detection signal only when the front and rear ends of the material pass through the sensing area. However, it is impossible to detect the presence or absence of the material in the passage process, and for example, in a situation where the sensor power is turned on while the material is passing through the sensing area, the material cannot be detected. become. Furthermore, since the comparison input of the comparison circuit 4 is a differential signal, there is a situation that the hysteresis operation in the comparison circuit 4 cannot be set. For this reason, if the material to be detected vibrates in the sensing area, the output signal finally obtained may cause chattering due to the fluctuation in the amplitude of the oscillation output corresponding to the vibration, and the detection reliability may be reduced. Will decrease. Further, even when the passage of the same material is detected, the differential output value differs according to the passage speed of the material, so that the detection timing of the material may vary, and in such a case, the detection reliability is reduced. Sometimes. further,
Depending on the passing speed of the material, there is a case where a detection signal is output or a case where the detection signal is not output in accordance with the passage, and this also lowers the detection reliability.

【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、所定長以上の寸法を有した導体の通
過を、その大きさや通過位置或いは通過速度などに影響
されずに確実に検出できて、検出対象の拡大並びに検出
信頼性の向上を実現できる導体検出装置を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to ensure that a conductor having a dimension equal to or greater than a predetermined length can be passed without being affected by the size, the passing position, or the passing speed. It is an object of the present invention to provide a conductor detection device that can detect a conductor, and that can expand a detection target and improve detection reliability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載した手段を採用できる。この手段によ
れば、第1のトロイダルコアに巻回された第1のコイル
に対し電源装置から高周波電流を供給した状態におい
て、当該第1のコイル及び第2のトロイダルコアに巻回
された第2のコイルの内周側中空部分に形成されたセン
シングエリアに検出対象の導体が存在しないときには、
上記第2のコイルにほとんど電流が流れない。
To achieve the above object, the means described in claim 1 can be adopted. According to this means, in a state in which the high frequency current is supplied from the power supply device to the first coil wound around the first toroidal core, the first coil wound around the first coil and the second toroidal core are wound around the first coil. When the conductor to be detected does not exist in the sensing area formed in the inner hollow portion of the second coil,
Almost no current flows through the second coil.

【0008】これに対して、第1のコイルに高周波電流
を供給した状態において、センシングエリア内にある程
度の長さを有した導体が進入して、その導体がセンサ本
体の両側の各端面部から突出した状態になると、当該導
体における上記各突出部分とセンサ本体の両端面側部分
との間が容量を介して結合されるようになる。これによ
り、導体中には、第1のコイルに流れる交流電流に応じ
た誘起電流が上記結合容量を通じて流れるようになる。
すると、第2のコイルに上記誘起電流に応じた電流が誘
起されるようになり、この誘起電流が検出回路により検
出される。
On the other hand, in a state where a high-frequency current is supplied to the first coil, a conductor having a certain length enters the sensing area, and the conductor extends from each end face on both sides of the sensor body. When the conductor is in a protruding state, the protruding portions of the conductor and the portions on both ends of the sensor main body are coupled via a capacitor. Thereby, an induced current according to the alternating current flowing through the first coil flows through the coupling capacitance in the conductor.
Then, a current corresponding to the induced current is induced in the second coil, and the induced current is detected by the detection circuit.

【0009】つまり、前記センシングエリアを導体が通
過する際に、第1のコイルが送信コイルとして機能する
と共に、第2のコイルが受信コイルとして機能するよう
になって、検出回路による検出電流がほぼ零から急激に
増加するものであり、このような電流変化に基いて、導
体がセンシングエリアを通過したか否かを確実に検出で
きるようになる。しかも、センシングエリアに検出対象
の導体が存在しないときには、第2のコイルにほとんど
電流が流れないから、検出感度を高くした場合でも安定
した検出動作を行い得るようになる。また、導体の通過
に応じて検出回路による検出電流がほぼ零から急激に増
加する関係上、面倒な感度調整を不要にできることにな
る。さらに、導体がセンサ本体の両側の各端面部から突
出した状態であれば、その導体に誘起電流が流れるか
ら、微分回路を用いた従来構成のように、導体がセンシ
ングエリアを通過する過程でその導体の有無の検出が不
可能になってしまう恐れがなくなる。
That is, when the conductor passes through the sensing area, the first coil functions as a transmitting coil and the second coil functions as a receiving coil, so that the current detected by the detecting circuit is substantially reduced. The current rapidly increases from zero, and it is possible to reliably detect whether or not the conductor has passed through the sensing area based on such a current change. Moreover, when no conductor to be detected exists in the sensing area, almost no current flows through the second coil, so that a stable detection operation can be performed even when the detection sensitivity is increased. In addition, since the detection current of the detection circuit rapidly increases from almost zero as the conductor passes, complicated sensitivity adjustment can be omitted. Furthermore, if the conductor protrudes from each end face on both sides of the sensor body, an induced current will flow through the conductor, so that the conductor passes through the sensing area as in the conventional configuration using a differentiation circuit. There is no danger that detection of the presence or absence of the conductor becomes impossible.

【0010】この場合、導体の材料が同じであれば、第
2のコイルに流れる電流レベルが導体の通過速度とは無
関係にほぼ一定となる。また、センシングエリア内での
導体の通過位置が変わった場合でも第2のコイルに流れ
る電流レベルの変動が小さく、しかも微分回路を用いた
従来構成とは異なり信号処理回路にヒステリシス動作を
かけることができるため、導体が前記センシングエリア
内で振動する場合でも、出力信号のチャタリングを防止
できる。この結果、導体の通過速度や通過位置などに影
響されることなく、安定した検出動作を行い得るもので
あり、その検出信頼性が向上するようになる。また、第
1及び第2のコイルなどを収納するためのセンサ本体の
磁気特性やその周囲に配置される構造物の特性を考慮す
る必要がなくなり、汎用性が高くなる。さらに、センサ
本体は金属製のものであるから、耐熱性を容易にクリア
可能な構造を確実に実現できるようになる。
In this case, if the material of the conductor is the same, the level of the current flowing through the second coil becomes substantially constant irrespective of the passing speed of the conductor. In addition, even when the position of the conductor passing through the sensing area changes, the fluctuation of the current level flowing through the second coil is small, and unlike the conventional configuration using a differentiating circuit, the signal processing circuit can be subjected to a hysteresis operation. Therefore, even when the conductor vibrates in the sensing area, chattering of the output signal can be prevented. As a result, a stable detection operation can be performed without being affected by the passing speed and the passing position of the conductor, and the detection reliability is improved. In addition, it is not necessary to consider the magnetic characteristics of the sensor main body for housing the first and second coils and the like and the characteristics of the structure disposed around the sensor main body, and the versatility is improved. Further, since the sensor body is made of metal, a structure that can easily clear the heat resistance can be reliably realized.

【0011】請求項2記載の手段によれば、金属製の前
記センサ本体が、筒状に形成された本体ケースの軸方向
の両端面に第1及び第2の環状端板を固定して構成され
ているから、前記導体におけるセンサ本体の両側の各端
面部からの突出部分と当該ンサ本体の両端面側部分であ
る上記第1及び第2の環状端板との間の結合容量を大き
くできる。この結果、導体中に流れる誘起電流のレベル
が増大するようになって検出感度が向上することにな
る。
According to the second aspect of the present invention, the metal sensor main body is formed by fixing first and second annular end plates to both axial end surfaces of a cylindrical main body case. Therefore, it is possible to increase the coupling capacitance between the protruding portions of the conductor from the respective end surfaces on both sides of the sensor main body and the first and second annular end plates which are the both end side portions of the sensor main body. . As a result, the level of the induced current flowing in the conductor increases, and the detection sensitivity is improved.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明の第1実施例を図1ないし図10を参照しながら説明
する。図1にはセンサヘッドを構成するセンサユニット
の縦断面構造が示され、図2には上記センサユニットの
要部及びセンサ出力の処理回路の構成が実体的に示され
ている。即ち、図1において、センサユニット1の外殻
を構成する筒状のセンサ本体2は、ステンレス鋼のよう
な金属製のもので、軸方向の両端面にそれぞれ第1及び
第2のリング状溝部3a及び3bを同心状に形成した筒
状の本体ケース3と、この本体ケース3の軸方向の両端
面にそれぞれ第1及び第2のリング状溝部3a及び3b
の開口部を閉鎖するように例えばねじ止め手段(図示せ
ず)により固定された第1及び第2の環状端板4及び5
とを備えた構成となっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a longitudinal sectional structure of a sensor unit constituting a sensor head, and FIG. 2 shows a substantial part of the sensor unit and a configuration of a sensor output processing circuit. That is, in FIG. 1, a cylindrical sensor main body 2 constituting an outer shell of the sensor unit 1 is made of metal such as stainless steel, and has first and second ring-shaped groove portions at both axial end surfaces. A cylindrical main body case 3 formed concentrically with 3a and 3b, and first and second ring-shaped groove portions 3a and 3b on both axial end surfaces of the main body case 3, respectively.
First and second annular end plates 4 and 5 secured by, for example, screwing means (not shown) to close the opening of
And a configuration including

【0013】前記第1のリング状溝部3a内には、第1
のコイル6を巻回した状態の第1のトロイダルコア7が
収納され、前記第2のリング状溝部3b内には、第2の
コイル8を巻回した状態の第2のトロイダルコア9が収
納される。これにより、第1のトロイダルコア7及び第
2のトロイダルコア9は同軸状配置とされるものであ
り、第1及び第2のコイル6及び8の内周側の中空部分
(センサ本体2の中心に位置した中空部分)がセンシン
グエリア10として機能するものである。
The first ring-shaped groove 3a has a first ring-shaped groove 3a.
The first toroidal core 7 with the coil 6 wound thereon is housed therein, and the second toroidal core 9 with the second coil 8 wound therein is housed in the second ring-shaped groove 3b. Is done. As a result, the first toroidal core 7 and the second toroidal core 9 are coaxially arranged, and the inner hollow portions of the first and second coils 6 and 8 (the center of the sensor main body 2). ) Function as the sensing area 10.

【0014】上記本体ケース3と第1の環状端板4との
間には、第1のリング状溝部3aの内周縁及び外周縁部
分と対応した各位置にシール用のOリング11及び12
が介在され、本体ケース3と第2の環状端板5の間に
は、第2のリング状溝部3bの内周縁及び外周縁部分と
対応した各位置にシール用のOリング13及び14が介
在される。また、センサ本体2の内周縁部には、前記セ
ンシングエリア10を包囲する形態で絶縁材料(例えば
セラミック或いは樹脂)製の円筒状スリーブ15が設け
られ、このスリーブ15により前記Oリング11及び1
3の脱落を防止している。尚、Oリング12及び14
は、センサ本体2の軸方向の両端面における前記第1及
び第2のリング状溝部3a及び3bの外側位置にそれぞ
れ形成されたリング状の溝(符号なし)に収納される構
成となっており、これにより脱落防止が図られている。
さらに、第1及び第2のリング状溝部3a及び3b内に
は、必要に応じて樹脂モールド材16、17が充填され
る。
O-rings 11 and 12 for sealing are provided between the main body case 3 and the first annular end plate 4 at positions corresponding to the inner and outer peripheral edges of the first ring-shaped groove 3a.
O-rings 13 and 14 for sealing are interposed between the main body case 3 and the second annular end plate 5 at positions corresponding to the inner and outer peripheral edges of the second ring-shaped groove 3b. Is done. A cylindrical sleeve 15 made of an insulating material (for example, ceramic or resin) is provided on the inner peripheral edge of the sensor main body 2 so as to surround the sensing area 10, and the O-rings 11 and 1 are formed by the sleeve 15.
3 is prevented from falling off. O-rings 12 and 14
Are housed in ring-shaped grooves (without reference numerals) formed at positions outside the first and second ring-shaped grooves 3a and 3b on both axial end surfaces of the sensor main body 2. , Thereby preventing falling off.
Further, the first and second ring-shaped grooves 3a and 3b are filled with resin molding materials 16 and 17 as needed.

【0015】図2において、出力処理回路18は、前記
第1のコイル6(図2ではターン数を省略して図示)に
高周波電流を供給するための電源装置19と、前記第2
のコイル8(図2ではターン数を省略して図示)に流れ
る電流を検出するための検出回路20とを備えた構成と
なっている。この場合、上記検出回路20は、第2のコ
イル8の両端からの電圧出力を増幅する増幅回路20a
と、その増幅回路20aによる増幅出力を整流する整流
回路20bと、この整流回路20bからの出力電圧を基
準電圧Vsと比較するコンパレータ20cとを備えた構
成となっている。
In FIG. 2, an output processing circuit 18 includes a power supply 19 for supplying a high-frequency current to the first coil 6 (illustrated in FIG. 2 with the number of turns omitted),
And a detection circuit 20 for detecting a current flowing through the coil 8 (the number of turns is omitted in FIG. 2). In this case, the detection circuit 20 includes an amplification circuit 20a that amplifies the voltage output from both ends of the second coil 8.
And a rectifier circuit 20b for rectifying the amplified output of the amplifier circuit 20a, and a comparator 20c for comparing the output voltage from the rectifier circuit 20b with a reference voltage Vs.

【0016】上記構成の動作内容は以下の通りである。
即ち、第1のトロイダルコア7に巻回された第1のコイ
ル6に対し電源装置19から高周波電流を供給した状態
において、当該第1のコイル6及び第2のトロイダルコ
ア9に巻回された第2のコイル8の内周側中空部分に形
成されたセンシングエリア10に検出対象の導体が存在
しないときには、第2のコイル8にはほとんど電流が流
れない。
The operation of the above configuration is as follows.
That is, in a state where the high frequency current is supplied from the power supply device 19 to the first coil 6 wound around the first toroidal core 7, the first coil 6 is wound around the first coil 6 and the second toroidal core 9. When the conductor to be detected does not exist in the sensing area 10 formed in the inner hollow portion of the second coil 8, almost no current flows through the second coil 8.

【0017】これに対して、第1のコイル6に高周波電
流を供給した状態において、図3に示すように、センシ
ングエリア10内にある程度の長さを有した導体21が
進入して、その導体21がセンサ本体2の両側の各端面
部から突出した状態になると、当該導体21における上
記各突出部分とセンサ本体2の両端面側部分(第1及び
第2の環状端板4及び5)との間が容量C1、C2を介
して結合されると共に、導体21における上記各突出部
分と大地との間に浮遊容量C3、C4が現れるようにな
る。
On the other hand, when a high-frequency current is supplied to the first coil 6, a conductor 21 having a certain length enters the sensing area 10 as shown in FIG. When the projections 21 protrude from the respective end surfaces on both sides of the sensor main body 2, the respective protruding portions of the conductor 21 and the both end side portions (the first and second annular end plates 4 and 5) of the sensor main body 2 Are connected via the capacitors C1 and C2, and the stray capacitances C3 and C4 appear between the respective protruding portions of the conductor 21 and the ground.

【0018】これにより、導体21中には、第1のコイ
ル6に流れる高周波電流に応じた誘起電流が上記結合容
量C1、C2及び浮遊容量C3、C4を通じて流れるよ
うになる。すると、第2のコイル8に上記誘起電流に応
じた電流が誘起されるようになり、この誘起電流を検出
回路20が検出するようになる。つまり、前記センシン
グエリア10を導体21が通過する際(実際には、導体
21の先端部分がセンサ本体2の端面部から突出したと
きに)に、第1のコイル6が送信コイルとして機能する
と共に、第2のコイル8が受信コイルとして機能するよ
うになって、検出回路20による検出電流がほぼ零から
急激に増加するものであり、このような電流変化に基い
て、導体21がセンシングエリア10を通過したか否か
を確実且つ高感度で検出できるようになる。しかも、セ
ンシングエリア10に検出対象の導体21が存在しない
ときには、第2のコイル8にほとんど電流が流れないか
ら、検出感度を高くした場合でも安定した検出動作を行
い得るようになる。また、上記のように導体21の通過
に応じて検出回路20による検出電流がほぼ零から急激
に増加する関係上、面倒な感度調整を不要にできること
になる。さらに、導体21がセンサ本2体の両側の各端
面部から突出した状態であれば、その導体21に誘起電
流が流れるから、微分回路を用いた従来構成のように、
導体21がセンシングエリア10を通過する過程でその
導体の有無の検出が不可能になってしまう恐れがなくな
る。
As a result, an induced current corresponding to the high-frequency current flowing through the first coil 6 flows through the conductor 21 through the coupling capacitors C1 and C2 and the floating capacitors C3 and C4. Then, a current corresponding to the induced current is induced in the second coil 8, and the induced current is detected by the detection circuit 20. That is, when the conductor 21 passes through the sensing area 10 (actually, when the tip of the conductor 21 projects from the end surface of the sensor body 2), the first coil 6 functions as a transmission coil and , The second coil 8 functions as a receiving coil, and the current detected by the detection circuit 20 rapidly increases from almost zero. Based on such a current change, the conductor 21 is moved to the sensing area 10. Can be reliably and highly sensitively detected. In addition, when the conductor 21 to be detected does not exist in the sensing area 10, almost no current flows through the second coil 8, so that a stable detection operation can be performed even when the detection sensitivity is increased. Further, since the current detected by the detection circuit 20 rapidly increases from almost zero as the conductor 21 passes as described above, complicated sensitivity adjustment can be omitted. Furthermore, if the conductor 21 protrudes from each end face on both sides of the two sensor bodies, an induced current flows through the conductor 21, as in the conventional configuration using a differentiating circuit.
In the process in which the conductor 21 passes through the sensing area 10, there is no possibility that the presence or absence of the conductor cannot be detected.

【0019】この場合、導体21の材料が同じであれ
ば、第2のコイル8に流れる電流のレベルが導体21の
通過速度とは無関係にほぼ一定となる。また、センシン
グエリア10内での導体21の通過位置が変わった場合
でも第2のコイル8に流れる電流レベルの変動が小さ
く、しかも微分回路を用いた従来構成とは異なり、信号
処理のための検出回路20内のコンパレータ20cにお
いてヒステリシス動作をかけることができるため、導体
21がセンシングエリア10内で振動する場合でも、出
力信号のチャタリングを防止できる。この結果、導体2
1の通過速度や通過位置などに影響されることなく、安
定した検出動作を行い得るものであり、その検出信頼性
が向上するようになる。しかも、センサ本体2の磁気特
性やその周囲に配置される構造物の特性を考慮する必要
がなくなり、汎用性が高くなる。さらに、センサ本体2
は金属製のものであるから、耐熱性を容易にクリア可能
な構造を確実に実現できるようになる。
In this case, if the materials of the conductors 21 are the same, the level of the current flowing through the second coil 8 becomes substantially constant irrespective of the passing speed of the conductor 21. In addition, even when the passing position of the conductor 21 in the sensing area 10 changes, the level of the current flowing through the second coil 8 fluctuates little, and unlike the conventional configuration using a differentiating circuit, detection for signal processing is performed. Since the comparator 20c in the circuit 20 can perform the hysteresis operation, even when the conductor 21 vibrates in the sensing area 10, chattering of the output signal can be prevented. As a result, conductor 2
1 can perform a stable detection operation without being affected by the passing speed, the passing position, and the like, and the detection reliability is improved. Moreover, it is not necessary to consider the magnetic characteristics of the sensor main body 2 and the characteristics of the structures disposed around the sensor main body 2, and the versatility is improved. Further, the sensor body 2
Since is made of metal, a structure that can easily clear the heat resistance can be reliably realized.

【0020】センサ本体2の金属部分が磁性体であるか
否かは本実施例の作用に関係しないから、そのセンサ本
体2の材料として、環境やコストを考慮した最適なもの
(例えばアルミニウムや鉄でも可)を選択できる。ま
た、センサ本体2を構成する本体ケース3と第1及び第
2の環状端板4及び5との間は、単純な構成のOリング
11〜14によってシールされているから、機械強度や
耐蝕性などに優れた構造とすることができる。絶縁材料
製の円筒状スリーブ15は、Oリング11及び13の脱
落を防止するために設けられたもので、導体21の検出
に関与しないから、この部分が多少劣化したり変形した
りしても、検出特性や耐環境性に影響が出る恐れはな
い。
Whether or not the metal part of the sensor body 2 is a magnetic material is not related to the operation of the present embodiment. Therefore, as the material of the sensor body 2, an optimum material (for example, aluminum or iron) considering the environment and cost is used. But you can choose). Further, since the space between the main body case 3 constituting the sensor main body 2 and the first and second annular end plates 4 and 5 is sealed by the O-rings 11 to 14 having a simple structure, mechanical strength and corrosion resistance are improved. It is possible to make the structure excellent in the above. The cylindrical sleeve 15 made of an insulating material is provided to prevent the O-rings 11 and 13 from falling off and does not contribute to the detection of the conductor 21. Therefore, even if this portion is slightly deteriorated or deformed. There is no possibility that the detection characteristics and environmental resistance are affected.

【0021】尚、第1のコイル6及び第2のコイル8間
の電流経路ルートには、図4に等価的に示すように、コ
ンデンサC1、導体21の抵抗R、コンデンサC2が直
列に介挿された状態となる。このようにコンデンサC1
及びC2が直列接続された状態になる結果、当該電流経
路のインピーダンスが非常に高くなる。即ち、例えば、
電源装置19の出力周波数が1MHz、コンデンサC1
及びC2の合成容量が10pFであった場合には、上記
電流経路のインピーダンスは約16kΩ程度になるもの
であり、導体21の抵抗Rを実質的に無視できるように
なる。この結果、導体21の材質(導電率)の相違に大
きな影響を受けることなく当該導体21の検出動作を行
い得るようになる。
As shown equivalently in FIG. 4, a current path route between the first coil 6 and the second coil 8 includes a capacitor C1, a resistor R of the conductor 21, and a capacitor C2 interposed in series. It will be in the state that was done. Thus, the capacitor C1
As a result, the impedance of the current path becomes very high. That is, for example,
The output frequency of the power supply 19 is 1 MHz, the capacitor C1
When the combined capacitance of C2 and C2 is 10 pF, the impedance of the current path is about 16 kΩ, and the resistance R of the conductor 21 can be substantially ignored. As a result, the detection operation of the conductor 21 can be performed without being greatly affected by the difference in the material (conductivity) of the conductor 21.

【0022】従って、例えば図5に示すように、内部に
検出対象の導体である水性インク22aが充填されたサ
インペン22がセンシングエリア10を通過する場合で
も、水性インク22aを介して誘起電流が流れるように
なり、その水性インク22aの検出動作も前述同様に確
実に行うことができる。また、非導電性のパイプ(例え
ば樹脂パイプ、木製パイプなど)の内部を流れる導電性
液体(水、或いは水溶液、醤油、ソース、ジュース、酒
などの食品)の有無なども確実に検出可能になる。
Therefore, as shown in FIG. 5, for example, even when the felt-tip pen 22 filled with the aqueous ink 22a as the conductor to be detected passes through the sensing area 10, an induced current flows through the aqueous ink 22a. As a result, the operation of detecting the aqueous ink 22a can be reliably performed as described above. Further, the presence or absence of a conductive liquid (water or an aqueous solution, food such as soy sauce, sauce, juice, sake, etc.) flowing inside a non-conductive pipe (for example, a resin pipe, a wooden pipe, or the like) can be reliably detected. .

【0023】また、図6に示すように、センシングエリ
ア10を、検出対象の導体である導線23aを樹脂23
bにより被覆したケーブル23が通過する場合におい
て、導線23aが断線していた場合には、その断線部分
Bがセンシングエリア10の中央部付近に位置したとき
に、第1のコイル6側で、図6中に示す結合容量C6、
C7を通じて比較的大きなレベルの電流が流れるが、第
2のコイル8側では、導線23aの断線部分Bがあるた
め微少な電流しか流れない。つまり、第2のコイル8側
には、図6中に示す結合容量C6、C8及び断線部分B
の結合容量Cxを通じて電流が流れるが、その電流経路
には、容量C6、Cx、C8が直列に介挿された形態と
なるので、それらの合成容量が極めて小さくなり、当該
電流は無視できる程度に小さくなる。
As shown in FIG. 6, the sensing area 10 is connected to a conductor 23a, which is a conductor to be detected, by a resin 23.
If the conductor 23a is broken when the cable 23 covered with the cable 23b passes, when the broken part B is located near the center of the sensing area 10, the first coil 6 side 6, a coupling capacitance C6 shown in
Although a relatively large level of current flows through C7, only a very small current flows on the second coil 8 side due to the broken portion B of the conductive wire 23a. That is, on the second coil 8 side, the coupling capacitors C6 and C8 and the disconnection portion B shown in FIG.
Although the current flows through the coupling capacitance Cx, the capacitance C6, Cx, and C8 are interposed in series in the current path, so that their combined capacitance becomes extremely small, and the current becomes negligible. Become smaller.

【0024】この結果、ケーブル23の断線部分Bがセ
ンシングエリア10内に入り込んだ状態では、第2のコ
イル8の誘起電流が急激に減少するようになるため、そ
れまで検出状態を呈していた検出回路20が非検出状態
に反転するようになる。従って、本実施例の構成によれ
ば、被覆ケーブル23の断線検出も可能になる。
As a result, in a state where the broken portion B of the cable 23 enters the sensing area 10, the induced current of the second coil 8 rapidly decreases, so that the detection state which has been in the detection state up to that point is obtained. The circuit 20 is inverted to the non-detection state. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, disconnection detection of the covered cable 23 is also possible.

【0025】ここで、前記図3に示す結合容量C5に電
流が流れても、これに応じて第2のコイル8に電流が流
れることはない。従って、導体21の先端部がセンサ本
体2の端面部からある程度の量以上突出したときに初め
て導体21の通過検知が可能になる。このため、以下に
述べるような作用が得られ、また、以下のような構成が
可能となる。
Here, even if a current flows through the coupling capacitance C5 shown in FIG. 3, no current flows through the second coil 8 in response thereto. Therefore, the passage of the conductor 21 can be detected only when the tip of the conductor 21 projects from the end surface of the sensor body 2 by a certain amount or more. For this reason, the following operation is obtained, and the following configuration is possible.

【0026】即ち、図7に示すように、センサ本体2の
内周面、つまりセンシングエリア10に臨むスリーブ1
5の内周面に水などの導電性液体24が溜まった場合で
も、その導電性液体24を誤検出する恐れがなくなる。
つまり、このように導電性液体24が溜まった状態で
は、第1のコイル6への通電に応じて図7中にIで示す
電流が導電性液体24を通じて流れるが、第2のコイル
8側に位置した導電性液体24には、起電力が生じない
ため電流が流れない。従って、上記のようにスリーブ1
5の内周面に導電性液体24が溜まった場合でも、これ
を誤検出する恐れがなくなる。
That is, as shown in FIG. 7, the sleeve 1 facing the inner peripheral surface of the sensor body 2, that is, the sensing area 10.
Even when the conductive liquid 24 such as water accumulates on the inner peripheral surface of 5, the risk of erroneously detecting the conductive liquid 24 is eliminated.
That is, in the state where the conductive liquid 24 is accumulated in this manner, a current indicated by I in FIG. 7 flows through the conductive liquid 24 in accordance with the energization of the first coil 6, but the current flows to the second coil 8 side. Since no electromotive force is generated in the located conductive liquid 24, no current flows. Therefore, as described above, the sleeve 1
Even when the conductive liquid 24 accumulates on the inner peripheral surface of the nozzle 5, there is no risk of erroneous detection.

【0027】本実施例の構成は、NC工作機械などにお
けるドリルやエンドミルなどの工具の異常検出にも応用
できる。即ち、図8に示すように、ドリルマシン25に
チャッキングされたドリル26(検出対象の導体に相
当)を、予め設定されたチェック工程において、所定の
停止位置まで移動させる。この停止位置では、ドリル2
6が正常な長さであった場合に、その先端がセンサ本体
2のセンシングエリア10を通って当該センサ本体2の
端部から突出した状態となるように設定しておく。従っ
て、ドリル26が正常な状態では、そのドリル26が上
記停止位置に移動されたときに検出回路20が検出状態
を呈するようになるが、ドリル26が折損などにより短
くなっていた場合には、ドリル26が停止位置に移動さ
れたときに検出回路20が検出状態を呈することがな
く、これをもってドリル26の異常検出を確実に行い得
るようになる。
The configuration of the present embodiment can be applied to abnormality detection of tools such as drills and end mills in NC machine tools. That is, as shown in FIG. 8, the drill 26 (corresponding to a conductor to be detected) chucked by the drill machine 25 is moved to a predetermined stop position in a preset check process. In this stop position, drill 2
When the length of the sensor body 6 is normal, the tip is set so as to protrude from the end of the sensor body 2 through the sensing area 10 of the sensor body 2. Accordingly, when the drill 26 is in a normal state, the detection circuit 20 comes to show a detection state when the drill 26 is moved to the stop position, but when the drill 26 is shortened due to breakage or the like, When the drill 26 is moved to the stop position, the detection circuit 20 does not exhibit a detection state, and thus the abnormality of the drill 26 can be reliably detected.

【0028】図9及び図10に示すように、センサ本体
2の両側に、検出対象の導体である例えば導電性ワイヤ
27を搬送するために金属製パイプ28、29を設置し
た場合でも、導電性ワイヤ27の通過検出を確実に行い
得る。即ち、この場合、図9に示すように、センサ本体
2とパイプ28、29との間はコンデンサC9、C10
にて結合された状態となるが、この状態では、図9中に
I′で示すようなセンサ本体2を貫通する電流が流れる
ことはない。これに対して、図10に示すように、セン
シングエリア10内を導電性ワイヤ27が通過する際に
は、その導電性ワイヤ27に、前記結合コンデンサC
9、C10及び導電性ワイヤ27とパイプ28、29と
の間の結合コンデンサC11、C12を介して電流が流
れるようになり、これに応じて検出回路20が検出状態
を呈するようになる。従って、パイプ28、29の有無
に関係なく導電性ワイヤ27の検出を確実に行い得るよ
うになる。尚、この場合、パイプ28、29を接地する
構成とすれば、上記電流より大きいレベルの電流が前記
C11、C12を介して流れることになるから、感度ア
ップを図り得るようになる。
As shown in FIGS. 9 and 10, even when metal pipes 28 and 29 are provided on both sides of the sensor main body 2 to carry, for example, a conductive wire 27 which is a conductor to be detected, the conductive material is not electrically conductive. Passage detection of the wire 27 can be reliably performed. That is, in this case, as shown in FIG. 9, the capacitors C9 and C10 are provided between the sensor body 2 and the pipes 28 and 29.
However, in this state, no current flows through the sensor main body 2 as indicated by I 'in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 10, when the conductive wire 27 passes through the sensing area 10, the coupling capacitor C is connected to the conductive wire 27.
9, C10 and the current flows through the coupling capacitors C11 and C12 between the conductive wire 27 and the pipes 28 and 29, and accordingly, the detection circuit 20 exhibits the detection state. Therefore, the detection of the conductive wire 27 can be reliably performed regardless of the presence or absence of the pipes 28 and 29. In this case, if the pipes 28 and 29 are configured to be grounded, a current having a level higher than the above-mentioned current flows through the C11 and C12, so that the sensitivity can be improved.

【0029】(第2の実施の形態)図11には本発明の
第2実施例の構成が概略的に示されており、以下これに
ついて前記第1実施例と異なる部分のみ説明する。即
ち、この第2実施例では、センサユニット1を二つ割り
形状(第1のコイル6及び第1のトロイダルコア7に対
応した部分のみそれぞれ「6′、6″」及び「7′、
7″」で示す)とし、各二つ割り部の支点Sを中心とし
た回動に応じて、センシングエリア10を任意に開放及
び閉鎖できる構成としている。この構成によれば、例え
ば両端が構造物により固定された長尺状被覆ケーブルの
断線検知を極めて容易に行い得ることになる。
(Second Embodiment) FIG. 11 schematically shows the structure of a second embodiment of the present invention, and only the portions different from the first embodiment will be described below. That is, in the second embodiment, the sensor unit 1 is divided into two parts (only the portions corresponding to the first coil 6 and the first toroidal core 7 are “6 ′, 6 ″” and “7 ′,
7 ""), and the sensing area 10 can be arbitrarily opened and closed according to the rotation about the fulcrum S of each split part. According to this configuration, for example, disconnection detection of a long coated cable having both ends fixed by a structure can be performed extremely easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示すセンサユニットの縦
断面図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a sensor unit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】全体構成を実体的に示す図FIG. 2 is a diagram showing the entire configuration in substance.

【図3】導体の検出例を説明するための縦断面図その1FIG. 3 is a longitudinal sectional view for explaining an example of conductor detection;

【図4】作用説明用の等価回路図FIG. 4 is an equivalent circuit diagram for explaining operation.

【図5】導体の検出例を説明するための縦断面図その2FIG. 5 is a longitudinal sectional view for explaining an example of conductor detection;

【図6】導体の検出例を説明するための縦断面図その3FIG. 6 is a longitudinal sectional view 3 for explaining an example of conductor detection;

【図7】作用説明用の縦断面図FIG. 7 is a longitudinal sectional view for explaining the operation.

【図8】導体の検出例を説明するための縦断面図その4FIG. 8 is a longitudinal sectional view 4 for explaining an example of conductor detection;

【図9】センサユニットの配置例を示す縦断面図FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an example of arrangement of sensor units.

【図10】導体の検出例を説明するための縦断面図その
FIG. 10 is a vertical sectional view for explaining an example of conductor detection;

【図11】本発明の第2実施例を示す要部の概念図FIG. 11 is a conceptual diagram of a main part showing a second embodiment of the present invention.

【図12】第1の従来例を示す回路構成図FIG. 12 is a circuit diagram showing a first conventional example.

【図13】第2の従来例を示す回路構成図FIG. 13 is a circuit diagram showing a second conventional example.

【符号の説明】 1はセンサユニット、2はセンサ本体、3は本体ケー
ス、3aは第1のリング状溝部、3bは第2のリング状
溝部、4は第1の環状端板、5は第2の環状端板、6、
6′、6″は第1のコイル、7、7′、7″は第1のト
ロイダルコア、8は第2のコイル、9は第2のトロイダ
ルコア、10はセンシングエリア、21は導体、22a
は水性インク(導体)、23aは導線(導体)、26は
ドリル(導体)、27は導電性ワイヤ(導体)を示す。
[Description of Signs] 1 is a sensor unit, 2 is a sensor main body, 3 is a main body case, 3a is a first ring-shaped groove, 3b is a second ring-shaped groove, 4 is a first annular end plate, and 5 is a first ring-shaped groove. 2, annular end plate, 6,
6 ', 6 "are first coils, 7, 7', 7" are first toroidal cores, 8 is second coils, 9 is second toroidal cores, 10 is sensing areas, 21 is conductors, 22a
Denotes an aqueous ink (conductor), 23a denotes a conductor (conductor), 26 denotes a drill (conductor), and 27 denotes a conductive wire (conductor).

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のセンシングエリアを通過する導体
を検出するための導体検出装置において、 同軸状となるように配置された第1及び第2のトロイダ
ルコアと、 これら第1及び第2のトロイダルコアにそれぞれ巻回さ
れ、内周側の中空部分が前記センシングエリアとして機
能する第1及び第2のコイルと、 前記第1及び第2のトロイダルコアを前記第1及び第2
のコイルと共に収納するための筒状の金属製センサ本体
と、 前記第1のコイルに高周波電流を供給する電源装置と、 前記第2のコイルに流れる電流を検出する検出回路と、 前記検出回路による検出電流の変化に基いて前記導体が
前記センシングエリアを通過したか否かを検出する構成
としたことを特徴とする導体検出装置。
1. A conductor detecting device for detecting a conductor passing through a predetermined sensing area, comprising: a first and a second toroidal core arranged coaxially; and a first and a second toroidal. A first and a second coil wound around a core, and a hollow portion on an inner peripheral side functions as the sensing area; and the first and the second toroidal cores are the first and the second toroidal cores.
A cylindrical metal sensor main body for accommodating with the first coil, a power supply device for supplying a high-frequency current to the first coil, a detection circuit for detecting a current flowing through the second coil, A conductor detecting device configured to detect whether or not the conductor has passed through the sensing area based on a change in a detected current.
【請求項2】 前記センサ本体は、 軸方向の両端面に前記第1のコイルが巻回された状態の
前記第1のトロイダルコア及び前記第2のコイルが巻回
された状態の前記第2のトロイダルコアをそれぞれ収納
するための第1及び第2のリング状溝部が形成された筒
状の本体ケースと、 この本体ケースの軸方向の両端面にそれぞれ前記第1及
び第2のリング状溝部の開口部を閉鎖するように固定さ
れる第1及び第2の環状端板とを備えた構成とされるこ
とを特徴とする請求項1記載の導体検出装置。
2. The sensor main body, wherein the first toroidal core in a state where the first coil is wound on both end surfaces in the axial direction and the second toroid in a state where the second coil is wound. A cylindrical main body case in which first and second ring-shaped grooves for accommodating the toroidal core are formed, respectively; and the first and second ring-shaped grooves on both axial end surfaces of the main body case, respectively. 2. The conductor detecting apparatus according to claim 1, further comprising first and second annular end plates fixed so as to close said opening.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009014351A (en) * 2007-06-29 2009-01-22 Deed Corp Magnetic substance detector
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