JP2005227029A - Metal detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は例えば食品等の被検体に含まれる異物としての金属を検出する金属検出装置に関する。 The present invention relates to a metal detection apparatus that detects metal as a foreign substance contained in a subject such as food.
一般に、菓子、精肉、総菜、乳酸飲料等を製造、出荷する食品工場の品質検査ラインには食品に含まれる異物としての金属を検出する金属検出装置が配設されている。この金属検出装置は例えば図11に示すように構成されている(特許文献1参照)。 In general, a metal detection device for detecting metal as a foreign substance contained in food is disposed in a quality inspection line of a food factory that manufactures and ships confectionery, meat, prepared dishes, lactic acid beverages, and the like. This metal detection apparatus is configured as shown in FIG. 11, for example (see Patent Document 1).
図11において、例えば食品からなる被検体1を搬送する搬送機構としてのコンベア2の矢印で示す搬送方向の上流側に、このコンベア2上を搬送される被検体1に含まれる金属を直流磁化する励磁コイル3が組込まれた磁化器4が設けられている。コンベア2の搬送方向の下流側に、搬送方向に互いに離間して配設された検出コイルからなる一対の磁気センサ5、6が組込まれた検出ヘッド7が配設されている。なお、この一対の磁気センサ5、6は差分接続されている。
In FIG. 11, for example, the metal contained in the
検出コイルからなる磁気センサ5、6において、この磁気センサ5、6の近傍位置を搬送される被検体1に磁化された金属が含まれると、検出コイルに起電力による電流が流れ、この電流が磁気センサ5、6の検出信号d1、d2となる。磁気センサ5、6は差分接続されているので、検出ヘッド7から検出信号d1、d2の差分検出信号Δdが制御部8へ送出される。
In the
Δd=d1―d2
制御部8は磁化器4に直流励磁電流を送出する。さらに、制御部8は、入力された差分検出信号Δdが予め記憶されたしきい値を超えると、被検体1に金属が存在すると判定して、金属検出信号を出力する。
Δd = d 1 −d 2
The control unit 8 sends a direct current excitation current to the
なお、搬送方向に互いに離間して配設された一対の磁気センサ5、6が、同一被検体1の金属を同一タイミングで検出することはなく、かつ、磁気センサ5、6の検出信号d1、d2には、ほほ同一レベルの雑音が含まれると仮定すると、検出信号d1、d2の差分検出信号Δdを採用することによって、検出ヘッド7から制御部8へ送出される差分検出信号Δdに含まれる雑音レベルを低減できる。
しかしながら、図11に示した金属検出装置においてもまだ解消すべき次のような課題があった。 However, the metal detector shown in FIG. 11 still has the following problems that should be solved.
すなわち、前述したように、この金属検出装置は一般に食品工場における品質検査ラインに組込まれている。この品質検査ラインには、金属検出装置以外にも、この金属検出装置へ被検体1としての食品を搬入したり、この金属検出装置から食品を搬出する多数のコンベアを駆動する電動機や、検査済みの食品を梱包する梱包装置等の多数の電気機器が設置されている。
That is, as described above, this metal detection device is generally incorporated in a quality inspection line in a food factory. In addition to the metal detection device, the quality inspection line carries food as the
これらの電気機器は、稼働状態においては、種々の電磁ノイズを定常的に又は電源投入時、電源遮断時において突発的に発生する。この電気機器が発生する電磁ノイズが検出ヘッド7の各磁気センサ5、6の検出信号d1、d2に混入する。
In the operating state, these electric devices generate various electromagnetic noises on a regular basis or suddenly when the power is turned on or when the power is turned off. Electromagnetic noise generated by this electric device is mixed in the detection signals d 1 and d 2 of the
この場合、各電気機器の設置場所、電磁ノイズのレベルや種別、電磁ノイズの到来方向に応じて金属検出装置の各磁気センサ5、6の検出信号d1、d2に含まれる雑音レベルに大きな変動が生じる。
In this case, the noise level included in the detection signals d 1 and d 2 of the
したがって、図11に示した金属検出装置のように、搬送方向に離間して配設された磁気センサ5、6を差分接続して、検出信号d1、d2の差分検出信号Δdを採用するのみでは、この差分検出信号Δdに含まれる雑音レベルを十分に低減できない。
Therefore, as in the metal detector shown in FIG. 11, the
また、一般に、各磁気センサ5、6における金属検出の検出レベル(検出感度)は低いので、差分検出信号Δdにおける金属検出の検出レベル(検出感度)も十分でないという問題があった。
In general, the detection level (detection sensitivity) of metal detection in each of the
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、外部の電磁ノイズ環境によらず、被検体に含まれる金属を検出する各検出センサの検出信号を合成した合成検出信号に含まれる雑音レベルを大幅に低減でき、かつ必要に応じて金属検出の検出レベル(検出感度)も十分確保でき、金属検出の信頼性と検出精度を向上できる金属検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the noise contained in the combined detection signal obtained by synthesizing the detection signal of each detection sensor that detects the metal contained in the subject, regardless of the external electromagnetic noise environment. An object of the present invention is to provide a metal detection device capable of greatly reducing the level and sufficiently ensuring the detection level (detection sensitivity) of metal detection as required, and improving the reliability and detection accuracy of metal detection.
本発明の金属検出装置においては、被検体を搬送する搬送機構と、この搬送機構における搬送路の搬送方向に互いに離間して配設され、被検体に含まれる金属を検出する複数の検出センサと、この複数の検出センサのうちの1つ以上の検出センサに対して搬送路を介して対向する位置に配設され、被検体に含まれる金属を検出する1つ以上の検出センサと、各検出センサの検出信号を合成した合成検出信号に基づいて被検体における金属の有無を判定する判定制御部とを備えている。 In the metal detection apparatus of the present invention, a transport mechanism that transports the subject, and a plurality of detection sensors that are disposed apart from each other in the transport direction of the transport path in the transport mechanism and detect the metal contained in the subject. One or more detection sensors which are arranged at positions facing one or more detection sensors of the plurality of detection sensors via the conveyance path and detect metal contained in the subject, and each detection A determination control unit that determines the presence or absence of metal in the subject based on a combined detection signal obtained by combining the detection signals of the sensors.
そして、この金属検出装置の判定制御部は、合成検出信号を得るための検出センサ相互間の接続状態を切換えて、複数種類の合成検出信号のうちの一つの合成検出信号を出力する接続切換部と、被検体を搬送機構に搬送させない状態で、接続切換部における各検出センサの接続状態を切換えて、各接続状態の合成検出信号の信号レベルを検出して、信号レベルが最小の接続状態を選択して接続切換部に設定する接続状態選択手段と、被検体を搬送機構に搬送させた状態で、接続状態選択手段にて設定された接続状態である接続切換部から出力された合成検出信号に基づいて被検体の金属の有無を判定する判定手段とを備えている。 And the determination control part of this metal detection apparatus switches the connection state between the detection sensors for obtaining the composite detection signal, and outputs a composite detection signal of a plurality of kinds of composite detection signals. In a state in which the subject is not transported to the transport mechanism, the connection state of each detection sensor in the connection switching unit is switched, and the signal level of the combined detection signal in each connection state is detected, so that the connection state with the minimum signal level is achieved. A connection state selection unit that selects and sets the connection switching unit, and a combined detection signal that is output from the connection switching unit that is in the connection state set by the connection state selection unit in a state where the subject is transported to the transport mechanism Determination means for determining the presence or absence of metal in the subject based on the above.
このように構成された金属検出装置においては、搬送方向に複数の検出センサを配設するとともに、この複数の検出センサのうちの1つ以上の検出センサに対して搬送路を介して1つ以上の検出センサを配設している。接続切換部は、合成検出信号を得るための検出センサ相互間の接続状態を切換えて、複数種類の合成検出信号のうちの一つの合成検出信号を出力する。 In the metal detection device configured as described above, a plurality of detection sensors are arranged in the transport direction, and at least one of the plurality of detection sensors is detected via the transport path. These detection sensors are arranged. The connection switching unit switches a connection state between the detection sensors for obtaining a combined detection signal, and outputs one combined detection signal among a plurality of types of combined detection signals.
そして、被検体を搬送機構に搬送させない状態、すなわち、外部の電磁ノイズ環境条件のみの条件において、合成検出信号の信号レベルが最小の接続状態を接続切換部に設定している。 Then, a connection state in which the signal level of the combined detection signal is minimum is set in the connection switching unit in a state in which the subject is not transported by the transport mechanism, that is, only in an external electromagnetic noise environment condition.
したがって、この接続状態で、被検体に含まれる金属を各検出センサで検出した場合の合成検出信号の雑音レベルを大幅に低減できる。 Therefore, in this connection state, the noise level of the combined detection signal when the metal contained in the subject is detected by each detection sensor can be greatly reduced.
また、別の発明は、上述した発明の金属検出装置の接続切換部は、少なくとも、搬送路を介して互いに対向する位置に配設された各検出センサの検出信号の差分信号を得るための検出センサの差分接続状態と、搬送路を介して互いに対向する位置に配設された各検出センサの検出信号の加算信号を得るための検出センサの加算接続状態と、搬送路の搬送方向に互いに離間して配設された各検出センサの検出信号の差分信号を得るための検出センサの差分接続状態とを切換える。 In another aspect of the invention, the connection switching unit of the metal detector of the invention described above is a detection for obtaining a differential signal of detection signals of at least the detection sensors disposed at positions facing each other via the transport path. The differential connection state of the sensors, the addition connection state of the detection sensors for obtaining the addition signal of the detection signals of the respective detection sensors disposed at positions facing each other through the conveyance path, and the separation direction in the conveyance direction of the conveyance path The differential connection state of the detection sensor for obtaining the differential signal of the detection signal of each detection sensor arranged in this manner is switched.
このように構成された、金属検出装置において、各検出センサの検出信号の差分信号を得る差分接続状態においては、主に合成検出信号に含まれる雑音レベルが低減される。また、各検出センサの検出信号の加算信号を得る加算接続状態においては、主に合成検出信号に含まれる金属検出の検出レベル(検出感度)が上昇する。 In the metal detection apparatus configured as described above, in the differential connection state in which the differential signal of the detection signal of each detection sensor is obtained, the noise level mainly included in the combined detection signal is reduced. In addition, in the addition connection state in which the addition signal of the detection signal of each detection sensor is obtained, the detection level (detection sensitivity) of metal detection mainly included in the composite detection signal is increased.
したがって、雑音レベルが高い電磁ノイズ環境においては、差分接続状態を選択して合成検出信号に含まれる雑音レベルを低減させて金属検出の信頼性を向上させ、雑音レベルが低い電磁ノイズ環境においては、加算接続状態を選択して合成検出信号に含まれる金属検出の検出レベル(検出感度)を上昇させて金属検出の精度を向上させることが可能となる。 Therefore, in an electromagnetic noise environment where the noise level is high, the differential connection state is selected to reduce the noise level included in the composite detection signal to improve the reliability of metal detection, and in the electromagnetic noise environment where the noise level is low, It is possible to improve the metal detection accuracy by selecting the addition connection state and increasing the detection level (detection sensitivity) of the metal detection included in the composite detection signal.
また、別の発明は、上述した発明の金属検出装置において、搬送機構にて搬送中の被検体に含まれる金属を磁化する磁化器を備えている。また、検出センサは搬送中の被検体に含まれる磁化された金属を検出する磁気センサである。 In another aspect of the present invention, the metal detector according to the present invention includes a magnetizer that magnetizes a metal contained in a subject being transported by a transport mechanism. The detection sensor is a magnetic sensor that detects magnetized metal contained in the object being transported.
さらに別の発明は、上述した発明の金属検出装置において、複数の検出センサにおける各検出センサの位置に互いに等しい磁界を形成する1個の共通の磁界発生装置を備えている。そして、検出センサは、共通の磁界発生装置で形成された磁界に基づいて搬送中の被検体に含まれる金属を検出する。 Still another invention is the above-described metal detection device according to the invention, further comprising one common magnetic field generation device for forming an equal magnetic field at the position of each detection sensor in the plurality of detection sensors. The detection sensor detects the metal contained in the object being transported based on the magnetic field formed by the common magnetic field generator.
本発明の金属検出装置においては、外部の電磁ノイズ環境によらず、被検体に含まれる金属を検出する各検出センサの検出信号を合成した合成検出信号に含まれる雑音レベルを大幅に低減でき、かつ必要に応じて金属検出の検出レベル(検出感度)も十分確保でき、金属検出の信頼性と検出精度を向上できる。 In the metal detection device of the present invention, regardless of the external electromagnetic noise environment, the noise level included in the combined detection signal obtained by combining the detection signals of the detection sensors that detect the metal included in the subject can be greatly reduced, In addition, the detection level (detection sensitivity) of metal detection can be sufficiently secured as required, and the reliability and detection accuracy of metal detection can be improved.
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係わる金属検出装置の概略構成を示す模式図である。図11に示す従来の金属検出装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a metal detector according to the first embodiment of the present invention. The same parts as those of the conventional metal detector shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted.
例えば食品からなる被検体1を搬送する搬送機構としてのコンベア2の矢印で示す搬送方向の上流側に、このコンベア2上を搬送される被検体1に含まれる金属を直流磁化する励磁コイルが組込まれ磁化器4が設けられている。この磁化器4には励磁電源10から直流の励磁電流が供給される。
For example, an exciting coil for DC magnetizing the metal contained in the
コンベア2の搬送方向の下流側で、かつコンベア2の下側位置に、搬送方向に互いに離間して、検出コイルからなる一対の磁気センサ11、12が配設されている。この各磁気センサ11、12に対してコンベア2を介して対向する位置に磁気センサ13、14が配設されている。
A pair of
図2は、金属検出装置の要部の上面図である。励磁コイルが組込まれた磁化器4、及び検出コイルからなる各磁気センサ11、12、13、14は、被検体1を搬送するコンベア2の幅より広い範囲を覆う。
FIG. 2 is a top view of the main part of the metal detection device. Each of the
検出コイルからなる各磁気センサ11、12、13、14において、この磁気センサ11、12、13、14の近傍位置を搬送される被検体1に磁化された金属が含まれると、検出コイルに起電力による電流が流れ、この電流が磁気センサ11、12、13、14の検出信号A、B、C、Dとなる。各磁気センサ11、12、13、14の各コイル端子(A1、A2)、(B1、B2)、(C1、C2)、(D1、D2)は、例えばコンピュータからなる判定制御部15内の接続切換部16の各端子に接続されている。
In each of the
判定制御部15内には、接続切換部16の他に、接続切換部16から出力された合成検出信号sを受信する受信部17、接続状態選択部18、比較部19、しきい値メモリ20、表示部21、出力端子22が設けられている。
In the
接続切換部16は各磁気センサ11、12、13、14相互間の接続状態を切換えて、複数種類の合成検出信号のうちの一つの合成検出信号sを出力する。すなわち、各磁気センサ11、12、13、14相互間の接続状態に応じて、磁気センサ11、12、13、14の検出信号A、B、C、Dを合成した合成検出信号sはそれぞれ異なる合成形態となる。接続切換部16は接続状態に対応した一つの合成検出信号sを出力する。この実施形態においては4種類の接続状態を切換可能である。
The
受信部17は、接続切換部16から出力された合成検出信号sを増幅してA/D変換してデジタルの合成検出信号sとして、接続状態選択部18、及び比較部19へ送出する。
The receiving
図3は接続状態選択部18の概略構成を示すブロック図である。この接続状態選択部18内には、接続状態メモリ23、接続状態指示部24、信号レベル検出部25、信号レベルメモリ26、接続状態決定部27が設けられている。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the connection
接続状態メモリ23内には、図4に示すように、接続切換部16におけるNo1〜No4の4種類の接続状態が、各磁気センサ11、12、13、14の検出信号A、B、C、Dを用いて表現されて記憶されている。
In the
例えば、No1の[(A―C)―(B−D)]で示される接続状態は、上下に対向する磁気センサ(11、13)、(12、14)をそれぞれ差分接続し、差分接続した搬送方向の磁気センサ(11、13)、(12、14)の組をさらに差分接続する。その結果、このNo1の接続状態における合成検出信号s1は、
s1=(A―C)―(B−D)
となる。
For example, in the connection state indicated by [(AC)-(BD)] of No. 1, the magnetic sensors (11, 13) and (12, 14) that face each other are differentially connected and differentially connected. The pair of magnetic sensors (11, 13) and (12, 14) in the transport direction is further differentially connected. As a result, the combined detection signal s 1 in the connection state of No. 1 is
s 1 = (AC)-(BD)
It becomes.
また、No2の[(A+C)―(B+D)]で示される接続状態は、上下に対向する磁気センサ(11、13)、(12、14)をそれぞれ加算接続し、加算接続した搬送方向の磁気センサ(11、13)、(12、14)の組を差分接続する。その結果、このNo2の接続状態における合成検出信号s2は、
s2=(A+C)―(B+D)
となる。
In addition, the connection state indicated by [(A + C) − (B + D)] of No. 2 is such that the magnetic sensors (11, 13) and (12, 14) facing each other are added and connected, and the magnetism in the transport direction is added and connected. The pair of sensors (11, 13) and (12, 14) is differentially connected. As a result, the combined detection signal s 2 in the connection state of No. 2 is
s 2 = (A + C) − (B + D)
It becomes.
また、No3の[(A―C)+(B−D)]で示される接続状態は、上下に対向する磁気センサ(11、13)、(12、14)をそれぞれ差分接続し、差分接続した搬送方向の磁気センサ(11、13)、(12、14)の組を加算接続する。その結果、このNo3の接続状態における合成検出信号s3は、
s3=(A―C)+(B−D)
となる。
In addition, the connection state indicated by [(AC) + (BD)] of No. 3 is obtained by differentially connecting the magnetic sensors (11, 13) and (12, 14) opposed to each other in the vertical direction. A set of magnetic sensors (11, 13) and (12, 14) in the transport direction is added and connected. As a result, the combined detection signal s 3 in the connection state of No. 3 is
s 3 = (AC) + (BD)
It becomes.
さらに、No4の[(A+C)+(B+D)]で示される接続状態は、上下に対向する磁気センサ(11、13)、(12、14)をそれぞれ加算接続し、加算接続した搬送方向の磁気センサ(11、13)、(12、14)の組をさらに加算接続する。その結果、このNo4の接続状態における合成検出信号s4は、
s4=(A+C)+(B+D)
となる。
Further, the connection state indicated by [(A + C) + (B + D)] of No. 4 is such that the magnetic sensors (11, 13) and (12, 14) facing each other are added and connected, and the magnetism in the transport direction is added and connected. A set of sensors (11, 13) and (12, 14) is further added and connected. As a result, the combined detection signal s 4 in the connection state of No. 4 is
s 4 = (A + C) + (B + D)
It becomes.
ここで、図5を用いて、複数の磁気センサを用いて外部から入力された電磁ノイズが除去される基本原理を説明する。図5に示すように、4つの磁気センサ11、13、12、14の中心を原点とする3軸座標(X、Y、Z)を想定する。なお、コンベア2の被検体1の搬送方向はX軸に平行である。
Here, with reference to FIG. 5, the basic principle of removing electromagnetic noise input from the outside using a plurality of magnetic sensors will be described. As shown in FIG. 5, three-axis coordinates (X, Y, Z) having the origin at the center of four
先ず、2つの磁気センサから合成検出信号を取出すこととすると、以下のように説明できる。 First, assuming that the combined detection signal is taken out from the two magnetic sensors, it can be explained as follows.
XY平面上にノイズ源がある場合、有効となる接続状態は、ノイズ源から等距離にある磁気センサ11、13の差動接続状態(検出信号A−検出信号C)、及び磁気センサ12、14の差動接続状態(検出信号B−検出信号D)である。
When there is a noise source on the XY plane, the effective connection state is the differential connection state (detection signal A−detection signal C) of the
YZ平面上にノイズ源がある場合、有効となる接続状態は、ノイズ源から等距離にある磁気センサ11、12の差動接続状態(検出信号A−検出信号B)、及び磁気センサ13、14の差動接続状態(検出信号C−検出信号D)である。
When there is a noise source on the YZ plane, the effective connection state is the differential connection state (detection signal A−detection signal B) of the
ZX平面上にノイズ源がある場合、ノイズ源の位置により有効となる接続状態が異なる。例えば、図5のE点にノイズ源がある場合、E点と磁気センサ間の距離差が少ない2つの磁気センサを選択して差動接続状態として差動信号を取出すことが、電磁ノイズを相殺する最良の方法である。ここでは、磁気センサ12、14の差動接続状態が最良となるため、磁気センサ11、13の差動接続状態(検出信号A−検出信号C)、及び磁気センサ12、14の差動接続状態(検出信号B−検出信号D)でノイズ除去を行う。
When there is a noise source on the ZX plane, the effective connection state differs depending on the position of the noise source. For example, if there is a noise source at point E in FIG. 5, selecting two magnetic sensors with a small distance difference between point E and the magnetic sensor and taking out a differential signal as a differential connection state cancels electromagnetic noise. The best way to do it. Here, since the differential connection state of the
次に、上述した合成検出信号から、さらに合成検出信号を得ることが有効な場合を示す。
いま、図5のF点にノイズ源があるとすると、上記と同様に、磁気センサ11、13の差動接続状態(検出信号A−検出信号C)、及び磁気センサ12、14の差動接続状態(検出信号B−検出信号D)を採用して、2つの合成検出信号(A−C)、(B−D)を取出すこととなる。
Next, a case where it is effective to obtain a combined detection signal from the combined detection signal described above will be described.
If there is a noise source at point F in FIG. 5, the differential connection state (detection signal A−detection signal C) of the
ノイズ源がXY平面より多少ずれているため、各合成検出信号(A−C)、(B−D)にはノイズ成分が残っている。そこで、さらにこの得られた2つの合成検出信号(A−C)、(B−D)を、さらに差動接続状態として、合成検出信号[(A−C)―(B−D)]を得ることにより、電磁ノイズ成分をさらに削減することができる。 Since the noise source is slightly deviated from the XY plane, noise components remain in the respective composite detection signals (AC) and (BD). Therefore, the two combined detection signals (AC) and (BD) thus obtained are further connected in a differential connection state to obtain a combined detection signal [(AC)-(BD)]. Thus, the electromagnetic noise component can be further reduced.
図6は、図5を用いて説明した電磁ノイズの除去基本原理に基づいて作成した、上下に対向する磁気センサ11、13の差分接続状態と加算接続状態、及び搬送方向に離間する磁気センサ11、12の差分接続状態と加算接続状態における合成検出信号s’の金属検出の検出レベル(検出感度)、搬送方向(X方向)から侵入する電磁ノイズに対する耐ノイズ、上下方向(Y方向)から侵入する電磁ノイズに対する耐ノイズの各程度を示す図である。
FIG. 6 shows the differential connection state and addition connection state of the
金属検出の検出レベル(検出感度)は、同一被検体1に対して同一タイミングで金属を検出する上下に対向する磁気センサ11、13の加算接続状態が最も有利である。また、上下方向(Y方向)から侵入する電磁ノイズに対する耐ノイズは、搬送方向に離間する磁気センサ11、12の差分接続状態が最も有利である。さらに、搬送方向(X方向)から侵入する電磁ノイズに対する耐ノイズは、上下に対向する磁気センサ11、13の差分接続状態が最も有利である。
The detection level (detection sensitivity) of metal detection is most advantageous in the addition connection state of the
なお、被検体1内に存在する異物としての金属が磁気センサ11、13の中間位置に正確に位置する確率は非常に小さいので、磁気センサ11、13の差分接続状態の合成検出信号s’に金属検出に起因する信号は必ず現れる。
Since the probability that the metal as a foreign substance existing in the
このように、要求される金属検出の検出レベル(検出感度)、及び外部の電磁ノイズ環境に応じて、各磁気センサ11、12、13、14の最適の接続状態を選択可能である。
As described above, the optimum connection state of each of the
図3の接続状態選択部18は、この金属検出装置の電源を投入した状態において、被検体1をコンベア2に搬送させない状態で、接続状態指示部24が起動して、接続状態メモリ23のNo1〜No4の接続状態を順次読出して、接続切換部16へ順次送出する。接続切換部16は、各磁気センサ11、12、13、14のNo1〜No4の接続状態を順次実現して、No1〜No4の各接続状態に対応する各合成検出信号s1〜s4を順次受信部17へ送出する。
The connection
信号レベル検出部25は、受信部17から順次出力される各合成検出信号s1〜s4の信号レベルを検出して、信号レベルメモリ26へ書込む。接続状態決定部27は、信号レベルメモリ26に書込まれた各合成検出信号s1〜s4の信号レベルのうちの信号レベルが最小の合成検出信号s1〜s4の接続状態を選択して接続切換部16に設定する。さらに、接続状態決定部27は、決定した接続状態をしきい値メモリ20へ送出する。
The signal
No1〜No4の各接続状態における同一金属検出時における各合成検出信号s1〜s4の信号レベルが異なる。したがって、しきい値メモリ20には、No1〜No4の各接続状態に対応した複数のしきい値が記憶されている。そして、しきい値メモリ20は、決定した接続状態に対応するしきい値を比較部19へ印加する。
以上で、この金属検出装置における電源投入時における測定準備処理を終了する。
The signal levels of the combined detection signals s 1 to s 4 at the time of detecting the same metal in each connection state of No. 1 to No. 4 are different. Therefore, the
This completes the measurement preparation process when the metal detector is powered on.
判定手段としての比較部19は、上述した測定準備処理を終了した後において、被検体1をコンベア2に搬送させた状態で、接続切換部16から受信部17を介して出力された合成検出信号sの信号レベルとしきい値とを比較して、合成検出信号sの信号レベルがしきい値を超えると、被検体1に金属が存在すると判定して、表示部21に表示すると共に、出力端子22に金属検出信号を出力する。
The
このように構成された第1実施形態の金属検出装置においては、電源を投入して金属検出装置における測定準備段階において、外部の電磁ノイズ環境に応じて、合成検出信号sが最も小さくなる各磁気センサ11、12、13、14の接続状態が自動的に選択されて、接続切換部16へ設定される。
In the metal detection device of the first embodiment configured as described above, each magnetic field in which the combined detection signal s becomes the smallest in accordance with the external electromagnetic noise environment in the measurement preparation stage in the metal detection device after turning on the power. The connection states of the
したがって、外部の電磁ノイズ環境によらず、被検体1に含まれる金属を検出する各検出センサ11、12、13、14の検出信号A、B、C、Dを合成した合成検出信号sに含まれる雑音レベルを大幅に低減でき、金属検出の信頼性を向上できる。
Therefore, it is included in the combined detection signal s obtained by combining the detection signals A, B, C, and D of the
なお、本発明は上述した第1実施形態に限定されるものではない。
電源を投入して金属検出装置における測定準備段階において、信号レベルメモリ26に書込まれた各合成検出信号s1〜s4の信号レベルを表示部21に表示して、操作者に、最適の接続状態を選択させて、接続切換部16にマニュアル設定させるマニュアル設定手法を選択可能にする機能を付加することも可能である。
The present invention is not limited to the first embodiment described above.
In the measurement preparation stage in the metal detection apparatus after turning on the power, the signal level of each of the combined detection signals s 1 to s 4 written in the
この場合、操作者は、表示部21に表示された各合成検出信号s1〜s4の信号レベルを観察して、雑音レベルが高い電磁ノイズ環境においては、例えばNo1の差分接続状態を選択して合成検出信号sに含まれる雑音レベルを低減させて金属検出の信頼性を向上させ、雑音レベルが低い電磁ノイズ環境においては、例えばNo2の加算接続状態を選択して合成検出信号sに含まれる金属検出の検出レベル(検出感度)を上昇させて金属検出の精度を向上させることが可能となる。
In this case, the operator observes the signal level of each of the combined detection signals s 1 to s 4 displayed on the
(第2実施形態)
図7は本発明の第2実施形態に係わる金属検出装置の概略構成を示す模式図である。図1に示す第2実施形態に係わる金属検出装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a metal detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those of the metal detector according to the second embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted.
この第2実施形態の金属検出装置においては、3個の磁気センサ11、12、13が組込まれている。この3個の磁気センサ11、12、13の各コイル端子(A1、A2)、(B1、B2)、(C1、C2)は、判定制御部15a内の接続切換部16aの各端子に接続されている。
In the metal detection device of the second embodiment, three
判定制御部15a内には、接続切換部16a、接続切換部16aから出力された各合成検出信号s5、s6、s7を選択する信号選択部31、接続状態選択部18a、比較部19、しきい値メモリ20、表示部21、出力端子22が設けられている。
In the
接続切換部16aは各磁気センサ11、12、13相互間の接続状態を切換えて、図8に示す3種類の合成検出信号s5、s6、s7を出力する。図8(a)の接続状態は、磁気センサ11、13を差分接続状態とするNo5の接続状態であり、合成検出信号s5は、s5=A−Cである。図8(b)の接続状態は、磁気センサ11、12を差分接続状態とするNo6の接続状態であり、合成検出信号s6は、s6=A−Bである。さらに、図8(c)の接続状態は、磁気センサ11、13を加算接続状態とするNo7の接続状態であり、合成検出信号s7は、s7=A+Cである。
The
接続状態選択部18aは、コンベア2に被検体1を搬送させていない状態において、接続切換部16aから3種類の合成検出信号s5、s6、s7のうちの最も信号レベルの小さい合成検出信号を選択して、この選択情報を信号選択部31へ送出する。信号選択部31は3種類の合成検出信号s5、s6、s7のうち選択された一つの合成検出信号sを次の比較部19へ送出する。
The connection
また、接続状態選択部18aは、選択された合成検出信号sに対応する接続状態をしきい値メモリ20へ送出する。しきい値メモリ20には、No5〜No7の各接続状態に対応した複数のしきい値が記憶されている。そして、しきい値メモリ20は、選択した接続状態に対応するしきい値を比較部19へ印加する。最後に、接続状態選択部18aは、選択した接続状態を接続切換部16aに設定する。
以上で、この金属検出装置における電源投入時における測定準備処理を終了する。
In addition, the connection
This completes the measurement preparation process when the metal detector is powered on.
比較部19は、上述した測定準備処理を終了した後において、被検体1をコンベア2に搬送させた状態で、接続切換部16a、信号選択部31を介して出力された一つの合成検出信号sの信号レベルとしきい値とを比較して、合成検出信号sの信号レベルがしきい値を超えると、被検体1に金属が存在すると判定して、表示部21に表示すると共に、出力端子22に金属検出信号を出力する。
The
このように構成された第2実施形態の金属検出装置において、外部から入力された磁界ノイズが効率的に除去される状態を図9を用いて説明する。 A state in which magnetic field noise input from the outside is efficiently removed in the metal detection device of the second embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
図9(a)に示すように、コンベア2の搬送方向の上流側から図示波形を有する電磁ノイズ32が入力した場合には、図9(b)に示すように、磁気センサ11、13の検出信号A、Cのノイズ波形はほぼ等しい。磁気センサ12の検出信号Bのノイズ波形は、磁気センサ11、13の検出信号A、Cに比較して小さい。したがって、この場合、磁気センサ11、13を差分接続状態とする接続状態No5(合成検出信号s5=A−C)の接続状態が、他の接続状態No6、No7に比較してより効果的に磁界ノイズが除去される。
As shown in FIG. 9A, when the
一方、図9(a)に示すように、コンベア2の下方側から図示波形を有する電磁ノイズ33が入力した場合には、図9(c)に示すように、磁気センサ11、12の検出信号A、Bのノイズ波形はほぼ等しい。磁気センサ13の検出信号Cのノイズ波形は、磁気センサ11、12の検出信号A、Bに比較して小さい。したがって、この場合、磁気センサ11、12を差分接続状態とする接続状態No6(合成検出信号s6=A−B)の接続状態が、他の接続状態No5、No7に比較してより効果的に磁界ノイズが除去される。
On the other hand, as shown in FIG. 9A, when the
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。
例えば、図10(a)に示すように、搬送方向に離間配置された磁気センサ11(13)、12(14)の中間位置に、略コ字形状を有した磁界発生装置34を配設することも可能である。そして、図10(b)に示すように、この磁界発生装置34で形成される磁界の中心(磁界中心35)から各磁気センサ11、12、13、14までの各距離は等しく設定されている。したがって、各磁気センサ11、12、13、14の位置における磁界強度は互いに等しい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments.
For example, as shown in FIG. 10A, a
磁界発生装置34は交流磁界又は直流磁界を形成する。各磁気センサ11、12、13、14は、例えば受信コイルで形成されており、コンベア2上を金属が含まれる被検体1が搬送されると、この金属の存在にて、受信コイルに流れる電流の変化を検出して、検出信号A、B、C、Dとして出力する。
The
なお、磁界発生装置34が発生する磁界が交流磁界の場合は鉄などの磁性金属及びアルミなどの非磁性金属も検出可能であり、磁界発生装置34が発生する磁界が直流磁界の場合は磁性金属のみ検出可能である。磁界発生装置34が発生させる磁界は、被検体1の材質によって、交流磁界か直流磁界かを選択することができる。
When the magnetic field generated by the
また、磁界発生装置34は、図10(c)に示すように各磁気センサ11、12、13、14と一体型としてもよい。
Further, the
さらに、被検体1の搬送路であるコンベア2は、被検体1に流動性がある場合などは筒状となることがある。また、披検体1が落下する途中に磁気センサがあってもよい。このように、搬送路はコンベア2に限られたものではない。
Furthermore, the
1…被検体、2…コンベア、4…磁化器、10…励磁電源、11〜14…磁気センサ、15,15a…判定制御部、16,16a…接続切換部、17…受信部、18,18a…接続状態選択部、19…比較部、20…しきい値メモリ、21…表示部、22…出力端子、23…接続状態メモリ、24…接続状態指示部、25…信号レベル検出部、26…信号レベルメモリ、27…接続状態決定部、31…信号選択部、34…磁界発生装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記判定制御部は、
前記合成検出信号を得るための検出センサ相互間の接続状態を切換えて、複数種類の合成検出信号のうちの一つの合成検出信号を出力する接続切換部(16)と、
前記被検体を搬送機構に搬送させない状態で、前記接続切換部における各検出センサの接続状態を切換えて、各接続状態の合成検出信号の信号レベルを検出して、信号レベルが最小の接続状態を選択して接続切換部に設定する接続状態選択手段(18)と、
前記被検体を搬送機構に搬送させた状態で、前記接続状態選択手段にて設定された接続状態である接続切換部から出力された合成検出信号に基づいて前記被検体の金属の有無を判定する判定手段(19)と
を備えたことを特徴とする金属検出装置。 A transport mechanism (2) that transports the subject (1) and a plurality of detection sensors (11, 11) that are spaced apart from each other in the transport direction of the transport path in the transport mechanism and detect the metal contained in the subject. 12) and one or more detections arranged to face one or more detection sensors of the plurality of detection sensors via the conveyance path and detect a metal contained in the subject. A sensor (13, 14) and a determination control unit (15) for determining the presence or absence of metal in the subject based on a combined detection signal obtained by combining the detection signals of the detection sensors (11, 12, 13, 14). A metal detection device comprising:
The determination control unit
A connection switching unit (16) for switching a connection state between the detection sensors for obtaining the combined detection signal and outputting one combined detection signal among a plurality of types of combined detection signals;
In a state where the subject is not transported to the transport mechanism, the connection state of each detection sensor in the connection switching unit is switched, and the signal level of the combined detection signal in each connection state is detected, and the connection state with the minimum signal level is determined. Connection state selection means (18) for selecting and setting in the connection switching section;
In the state where the subject is transported to the transport mechanism, the presence / absence of metal in the subject is determined based on the composite detection signal output from the connection switching unit which is the connection state set by the connection state selection means. A metal detection device comprising a determination means (19).
前記検出センサは搬送中の被検体に含まれる磁化された金属を検出する磁気センサである
ことを特徴とする請求項1又は2記載の金属検出装置。 A magnetizer (4) for magnetizing a metal contained in a subject being transported by the transport mechanism;
The metal detection apparatus according to claim 1, wherein the detection sensor is a magnetic sensor that detects magnetized metal contained in a subject being transported.
前記検出センサは、前記共通の磁界発生装置で形成された磁界に基づいて搬送中の被検体に含まれる金属を検出する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の金属検出装置。 A common magnetic field generator (34) for forming an equal magnetic field at the position of each detection sensor in the plurality of detection sensors;
The metal detection apparatus according to claim 1, wherein the detection sensor detects a metal contained in a subject being transported based on a magnetic field formed by the common magnetic field generation apparatus.
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