JP2011237181A - Fine metal detection device provided with high performance magnetic shield and ultra sensitive magnetic sensor - Google Patents

Fine metal detection device provided with high performance magnetic shield and ultra sensitive magnetic sensor Download PDF

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Saburo Tanaka
三郎 田中
Shuichi Suzuki
周一 鈴木
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Toyohashi University of Technology NUC
Advance Food Tech KK
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Toyohashi University of Technology NUC
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Abstract

【課題】被検査物に混入する微細な磁性体の金属異物を検知することができる微細金属検出装置を提供する。
【解決手段】微細金属検出装置1は、被検査物2を対向させてフラックスゲートセンサ50による磁気の検出方向と一致する方向に金属異物を磁化する帯磁手段と、帯磁手段を通過させた後の被検査物2を支持して被検査物2とフラックスゲートセンサ50との間隔を所定寸法に保つことが可能な支持手段3と、50pT/√(Hz)以下の磁気を検出可能なフラックスゲートセンサ50を含む磁気検出部5と、磁気検出部5を覆う磁気遮蔽用のPCパーマロイ製シールド6bと高周波遮断用のアルミニウム製シールド6aとを備えている。
【選択図】図7
A fine metal detection device capable of detecting a metal foreign object of a fine magnetic material mixed in an object to be inspected.
A fine metal detection device (1) has a magnetizing means for magnetizing a metal foreign object in a direction coinciding with a magnetism detection direction by a fluxgate sensor (50) with an object to be inspected facing each other, and after passing the magnetizing means. Support means 3 capable of supporting the object to be inspected 2 and keeping the distance between the object to be inspected 2 and the fluxgate sensor 50 at a predetermined size, and a fluxgate sensor capable of detecting magnetism of 50 pT / √ (Hz) or less The magnetic detection unit 5 includes 50, a PC permalloy shield 6b for magnetic shielding that covers the magnetic detection unit 5, and an aluminum shield 6a for high-frequency shielding.
[Selection] Figure 7

Description

この発明は、被検査物に混入する微細な金属異物を帯磁し、前記金属異物の強化された磁気を検出することによって前記金属異物の存在を検知する高性能磁気シールドと超高感度磁気センサとを備えた微細金属検出装置に関する。   The present invention provides a high-performance magnetic shield and an ultrahigh-sensitivity magnetic sensor that magnetizes fine metallic foreign matter mixed in an object to be inspected and detects the presence of the metallic foreign matter by detecting enhanced magnetism of the metallic foreign matter. The present invention relates to a fine metal detection apparatus including

近年、ハイブリッド車や電気自動車等が脚光を浴び二次電池の開発が盛んである。また、環境に対する配慮及び省エネルギーの社会要請に応じて、様々な分野に二次電池が普及しはじめている。   In recent years, secondary batteries have been actively developed in the spotlight of hybrid vehicles and electric vehicles. In addition, secondary batteries are beginning to spread in various fields in response to environmental considerations and social demands for energy conservation.

反面、二次電池からの発煙若しくは発火等の事件がマスコミュニケーションに取り上げられることがあり、二次電池の安全性が強く求められている。   On the other hand, incidents such as smoke or ignition from secondary batteries are sometimes taken up by mass communication, and the safety of secondary batteries is strongly demanded.

このような背景によって、二次電池の製造者や、二次電池を組み込んだ電気自動車等の最終製品の製造者から、二次電池に含まれる異物を検出し除去したい旨の強い要望がある。   With such a background, there is a strong demand from manufacturers of secondary batteries and manufacturers of final products such as electric vehicles incorporating the secondary batteries to detect and remove foreign substances contained in the secondary batteries.

二次電池は、アルミニウムで形成されたフィルム状の陽極基板と、銅で形成されたフィルム状の陰極基板と、陽極と陰極との間に配置され、合成樹脂等で形成されたフィルム状のセパレータとで構成してある。二次電池の中には、活物質含有ペーストを使用して製造するものがある。このペーストには、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体の金属異物が含まれている場合があり、この金属異物がある程度以上の大きさであると、二次電池の発火や、早期の劣化という不具合を発生するという問題がある。鉄、ニッケル、コバルト等が磁性体である一方、アルミニウム、銅、合成樹脂が非磁性体であることを考慮すると、二次電池に含まれる異物のうち、磁性体の金属異物については、帯磁手段で帯磁させることによって検知することが考えられる。   The secondary battery includes a film-like anode substrate made of aluminum, a film-like cathode substrate made of copper, and a film-like separator that is placed between the anode and the cathode and made of a synthetic resin or the like. It consists of. Some secondary batteries are manufactured using an active material-containing paste. This paste may contain foreign metal foreign matter such as iron, nickel, cobalt, etc. If this foreign metal is larger than a certain size, secondary battery ignition or premature deterioration. There is a problem of generating a bug. Considering that iron, nickel, cobalt, etc. are magnetic materials, while aluminum, copper, and synthetic resin are non-magnetic materials, among the foreign materials contained in the secondary battery, the magnetic metal materials are magnetized. It is conceivable to detect by magnetizing with.

従来、飲料等の製造工程において、その飲料に含まれる磁性体の金属異物を検知する装置は公知である。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a manufacturing process for beverages and the like, a device for detecting a metallic foreign object of a magnetic substance contained in the beverage is known.

例えば、特許文献1には、以下に説明する装置が開示されている。この装置は、非磁性体の流体を被検査物とし、流体に含まれる磁性体の金属異物を検知するものである。
この装置は、内部に流体を流す非磁性体の移送パイプと、移送パイプを囲むように配置し、流体に含まれる磁性体を磁化する帯磁装置と、帯磁装置よりも下流側において、移送パイプをMIセンサ(Magneto−Impedance Sensor)で囲むように配置することで構成した検出部とを備えている。
For example, Patent Document 1 discloses an apparatus described below. This apparatus uses a non-magnetic fluid as an object to be inspected, and detects a metallic foreign object contained in the fluid.
This device includes a non-magnetic transfer pipe for flowing a fluid therein, a magnetizing device arranged to surround the transfer pipe and magnetizing the magnetic material contained in the fluid, and a transfer pipe downstream of the magnetizing device. And a detector configured to be disposed so as to be surrounded by an MI sensor (Magneto-Impedance Sensor).

特開2006−98117号公報JP 2006-98117 A

非常に微細な磁性体の金属異物は、帯磁装置によって仮に帯磁強化させることができたとしても、そのものの磁気の大きさが極めて微細であるため、微弱な磁気を検出することができるセンサを用いなければ金属異物の混入を検知することはできない。   Even if a very fine metallic foreign object can be strengthened by a magnetizing device, the magnetic field itself is extremely fine, so a sensor that can detect weak magnetism is used. Without it, it is impossible to detect the contamination of metallic foreign matter.

しかしながら、特許文献1に開示されているMIセンサの分解能はおよそ1nT/√(Hz)であり、MIセンサと被検査物との離間距離をできるだけ短くしても、検出できる金属異物の大きさは概ね鉄球150Φμm〜200Φμmが検出限界である。従って、これよりも小さいサイズの金属異物を検出することができないという問題があった。   However, the resolution of the MI sensor disclosed in Patent Document 1 is about 1 nT / √ (Hz), and the size of the metal foreign object that can be detected even if the separation distance between the MI sensor and the inspection object is as short as possible. The detection limit is approximately 150 Φ μm to 200 Φ μm. Therefore, there is a problem that metal foreign objects having a size smaller than this cannot be detected.

そこで、この発明では、被検査物に混入する微細な磁性体の金属異物を検知することができる、高性能磁気シールドと超高感度磁気センサとを備えた微細金属検出装置を提供することを課題にしている。   In view of this, the present invention has an object to provide a fine metal detection device including a high-performance magnetic shield and an ultra-sensitive magnetic sensor that can detect fine metallic foreign matter mixed in an object to be inspected. I have to.

前記課題を解決するために、この発明が対象とするのは、被検査物に混入する微細な金属異物を磁化し、金属異物からの残留磁気を検出することによって金属異物の存在を検知する高性能磁気シールドと超高感度磁気センサとを備えた微細金属検出装置である。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is intended to magnetize fine metallic foreign matter mixed in an object to be inspected and detect the presence of metallic foreign matter by detecting residual magnetism from the metallic foreign matter. This is a fine metal detection device equipped with a performance magnetic shield and an ultra-sensitive magnetic sensor.

かかる微細金属検出装置においてこの発明が特徴とするところは、被検査物と対向させた超高感度磁気センサによる残留磁気の検出方向と一致する方向に金属異物を磁化する帯磁手段と、帯磁手段を通過させた後の被検査物を支持して被検査物と超高感度磁気センサとの間隔を所定寸法に保つことが可能な支持手段と、超高感度磁気センサとして50pT/√(Hz)以下の磁気を検出可能なフラックスゲートセンサを含む磁気検出部と、高性能磁気シールドとして磁気検出部を覆う磁気遮断用のPCパーマロイ製シールドと高周波遮断用のアルミニウム製シールドとを備えていることである。   In such a fine metal detecting device, the present invention is characterized in that magnetizing means for magnetizing a metallic foreign object in a direction coinciding with the direction of detection of residual magnetism by an ultrasensitive magnetic sensor opposed to an object to be inspected, and magnetizing means Support means capable of supporting the object to be inspected after passing and maintaining the distance between the object to be inspected and the ultrasensitive magnetic sensor at a predetermined size, and 50 pT / √ (Hz) or less as an ultrasensitive magnetic sensor A magnetic detection unit including a fluxgate sensor capable of detecting the magnetism of the magnet, a PC permalloy shield for magnetic shielding that covers the magnetic detection unit as a high-performance magnetic shield, and an aluminum shield for high-frequency shielding. .

この発明の好ましい実施態様の一つにおいて、微細金属検出装置は、被検査物が走行する機械方向と、機械方向に直交する磁気の検出方向と、機械方向及び検出方向に直交する交差方向とを有し、機械方向の上流から下流に向かって帯磁手段と磁気検出部とが並び、支持手段が被検査物を機械方向へ走行させるものである。   In one of the preferred embodiments of the present invention, the fine metal detection device includes a machine direction in which the object to be inspected travels, a magnetic detection direction orthogonal to the machine direction, and a cross direction orthogonal to the machine direction and the detection direction. The magnetizing means and the magnetic detection unit are arranged from the upstream to the downstream in the machine direction, and the support means causes the inspection object to travel in the machine direction.

この発明の好ましい実施態様の他の一つにおいて、磁気検出部で検出した磁気信号を磁気検出部の直後で増幅する回路として、浮遊容量や誘導によって不要な雑音が磁気検出部との間の経路において侵入することを防止して、良好な信号雑音比(S/N)を得ることができる増幅回路と、磁気信号のうちから支持手段による被検査物の走行速度に対応した周波数帯域の信号を取り出すため、所定の第1周波数以上の周波数をカットするローパスフィルタ及び第1周波数よりも小さい所定の第2周波数以下の周波数をカットするハイパスフィルタを有する電子回路とを備えており、高性能磁気シールドが増幅回路及び電子回路をも覆っている。   In another preferred embodiment of the present invention, as a circuit for amplifying a magnetic signal detected by the magnetic detection unit immediately after the magnetic detection unit, unnecessary noise due to stray capacitance or induction is routed to the magnetic detection unit. And a signal in a frequency band corresponding to the traveling speed of the object to be inspected by the support means out of the magnetic signal, and an amplification circuit that can obtain a good signal-to-noise ratio (S / N). An electronic circuit having a low-pass filter that cuts off a frequency equal to or higher than a predetermined first frequency and a high-pass filter that cuts a frequency equal to or lower than a predetermined second frequency smaller than the first frequency, Also covers the amplifier circuit and the electronic circuit.

この発明の好ましい実施態様の他の一つにおいて、磁気検出部は、機械方向に複数のフラックスゲートセンサを有し、機械方向における上流側の前記フラックスゲートセンサと、それに隣接する下流側の前記フラックスゲートセンサとの間では、前記上流側から見たときに、上流側のフラックスゲートセンサと下流側のフラックスゲートセンサとの位置が一致することのない様に、上流側のフラックスゲートセンサに対して下流側のフラックスゲートセンサが交差方向へ偏倚させてある。   In another preferred embodiment of the present invention, the magnetic detection unit has a plurality of fluxgate sensors in the machine direction, and the upstream fluxgate sensor in the machine direction and the downstream flux adjacent thereto. With respect to the flux gate sensor on the upstream side, the upstream flux gate sensor and the downstream flux gate sensor do not coincide with each other when viewed from the upstream side. The downstream fluxgate sensor is biased in the crossing direction.

この発明の実施態様の他の一つにおいて、残留磁気を検出するためのフラックスゲートセンサのそれぞれには、フラックスゲートセンサの異常を検出するための試験コイルを設置し、試験コイルのそれぞれは直列に接続して試験コイルのそれぞれに同一の電流が流れる回路を形成し、回路に所定の試験電圧を印加すると、試験コイルのそれぞれが発生する同一レベルの磁気をフラックスゲートセンサのそれぞれが検出可能となり、フラックスゲートセンサそれぞれの検出する磁気に対しての波形判定装置で、同一レベルの磁気の検出の有無を判定し、同一レベルの磁気の検出がないときにフラックスゲートセンサに異常が存在すると判断することのできる前記試験コイルを備えている。   In another embodiment of the present invention, each of the fluxgate sensors for detecting residual magnetism is provided with a test coil for detecting an abnormality of the fluxgate sensor, and each of the test coils is connected in series. By connecting and forming a circuit in which the same current flows in each of the test coils, and applying a predetermined test voltage to the circuit, each of the flux gate sensors can detect the same level of magnetism generated by each of the test coils, With the waveform judgment device for the magnetism detected by each fluxgate sensor, the presence or absence of the same level of magnetism is judged, and it is judged that there is an abnormality in the fluxgate sensor when the same level of magnetism is not detected It is possible to provide the test coil.

この発明の実施態様の他の一つにおいて、試験コイルの全てに同一の試験用の一定波形を与える電源と、電源を制御する制御部とを有しており、制御部は、金属異物からの残留磁気を継続的に検出している過程で、フラックスゲートセンサに異常が存在すると判断することが可能な試験電流を間欠的に一定の時間だけ試験コイルに流して試験電流に特徴的な同一レベルの磁気を発生させ、残留磁気を検出中である磁気センサに同一レベルの磁気を検出させることにより、フラックスゲートセンサにおける異常の存在を自動的に判断する。   In another embodiment of the present invention, a power source that gives a constant waveform for the same test to all of the test coils, and a control unit that controls the power source are provided. In the process of continuously detecting the residual magnetism, a test current that can be judged to be abnormal in the fluxgate sensor is intermittently passed through the test coil for a certain period of time, and the same level characteristic of the test current The magnetic sensor that is detecting the residual magnetism is automatically detected to detect the presence of an abnormality in the fluxgate sensor.

この発明の好ましい実施態様の他の一つにおいて、仮想平行六面体を形成する三組の互いに平行な仮想平面それぞれにおける稜線に沿って設けられた環状の第1〜第6のアクティブシールド回路と、仮想平行六面体の内側にあって仮想平面のそれぞれに直交する方向の磁気の大きさを検知する三方位磁気センサと、第1〜第6のアクティブシールド回路に電圧を印加する電源と、三方位磁気センサの検知結果に基づいて、検知した磁気を打ち消す逆磁場を第1〜第6のアクティブシールド回路に発生させるために第1〜第6のアクティブシールド回路に電圧を印加する制御部と、によって仮想平行六面体の内側にアクティブシールド空間が形成され、アクティブシールド空間の内部に磁気検出部とPCパーマロイ製シールドとアルミニウム製シールドとを配置する一方、アクティブシールド空間の外部及び内部のいずれかに帯磁手段を配置してある。   In another preferred embodiment of the present invention, annular first to sixth active shield circuits provided along ridge lines in three sets of mutually parallel virtual planes forming a virtual parallelepiped, and virtual A three-directional magnetic sensor that detects the magnitude of magnetism in a direction perpendicular to each of the virtual planes inside the parallelepiped, a power source that applies a voltage to the first to sixth active shield circuits, and a three-directional magnetic sensor And a control unit that applies a voltage to the first to sixth active shield circuits in order to cause the first to sixth active shield circuits to generate a reverse magnetic field that cancels the detected magnetism based on the detection result of An active shield space is formed inside the hexahedron, and a magnetic detector, a PC permalloy shield, and aluminum are formed inside the active shield space. While arranging the Rudo, it is arranged magnetized means any external and internal active shield space.

この発明の好ましい実施態様の他の一つにおいて、PCパーマロイ製シールドに形成されていて機械方向へ走行する被検査物が入出する入口及び出口と、PCパーマロイ製シールドにおける入口と出口とのそれぞれの周縁及びその周縁の近傍に設けられて環状のアクティブシールド回路を形成する入口コイル及び出口コイルと、入口コイル及び出口コイルに電圧を印加する電源と、環状のアクティブシールド回路それぞれによって囲繞された空間の内側に設けられて、入口から検出空間部に侵入する磁気と出口から検出空間部に侵入する磁気を磁気センサで検出して、磁気センサの検出結果に基づいて、検出した磁気を打ち消す逆磁場を入口コイル及び出口コイルに発生させるために入口コイル及び出口コイルに電流を流して外部磁気を遮蔽する制御部とを有している。   In another preferred embodiment of the present invention, each of an inlet and an outlet for entering an inspection object formed in the PC permalloy shield and traveling in the machine direction, and an inlet and an outlet in the PC permalloy shield, respectively. An entrance coil and an exit coil provided in the vicinity of the periphery and forming an annular active shield circuit; a power source for applying a voltage to the entrance coil and the exit coil; and a space surrounded by the annular active shield circuit. A reverse magnetic field that is provided inside and detects the magnetism that enters the detection space from the entrance and the magnet that enters the detection space from the exit by the magnetic sensor, and cancels the detected magnetism based on the detection result of the magnetic sensor. Shield the external magnetism by passing current through the inlet coil and outlet coil to generate in the inlet coil and outlet coil And a that controller.

この発明の好ましい実施態様の他の一つにおいて、アルミニウム製シールドは、複数枚のアルミニウム鋼板及びアルミニウム鋼板からの削り出し品のうちの少なくとも一方の材料による組み立て品であって、材料が嵌合及び材料を貫通することがないように使用されたねじによる締結のうち少なくとも一方の組立手段によって組み立ててある。   In another preferred embodiment of the present invention, the aluminum shield is an assembly made of at least one material of a plurality of aluminum steel plates and a machined product from the aluminum steel plates, and the materials are fitted and It is assembled by at least one assembly means of fastening with screws used so as not to penetrate the material.

この発明に係る微細金属検出装置は、被検査物を対向させて超高感度磁気センサによる磁気の検出方向と一致する方向に金属異物を磁化する帯磁手段と、帯磁手段を通過させた後の被検査物を支持して被検査物と超高感度磁気センサとの間隔を所定寸法に保つことが可能な支持手段と、超高感度磁気センサとして50pT/√(Hz)以下の磁気を検出可能なフラックスゲートセンサを含む磁気検出部と、高性能磁気シールドとして磁気検出部を覆うPCパーマロイ製シールドとアルミニウム製シールドとを備えているため、被検査物に混入する微細な磁性体の金属異物を検知することができる。   The fine metal detection device according to the present invention includes a magnetizing means for magnetizing a metal foreign object in a direction that coincides with the direction of detection of magnetism by the ultrasensitive magnetic sensor with the object to be inspected, and a target after passing the magnetizing means. Support means capable of supporting the inspection object and keeping the distance between the object to be inspected and the ultra-sensitive magnetic sensor at a predetermined size, and capable of detecting magnetism of 50 pT / √ (Hz) or less as the ultra-sensitive magnetic sensor Because it has a magnetic detection unit including a fluxgate sensor, and a PC permalloy shield and aluminum shield that cover the magnetic detection unit as a high-performance magnetic shield, it detects metal foreign objects of fine magnetic materials mixed in the inspection object. can do.

微細金属検出装置の制御系を示す構成図。The block diagram which shows the control system of a fine metal detection apparatus. 微細金属検出装置の正面図。The front view of a fine metal detection apparatus. 図2のIII−III線における断面図。Sectional drawing in the III-III line of FIG. 図2のIV−IV線における断面図。Sectional drawing in the IV-IV line of FIG. 図4における要部の詳細図。FIG. 5 is a detailed view of a main part in FIG. 4. アクティブシールドを示す斜視図。The perspective view which shows an active shield. 図3のVII−VII線における断面図。Sectional drawing in the VII-VII line of FIG. 図7のVIII−VIII線における断面図。Sectional drawing in the VIII-VIII line of FIG. 図7のIX−IX線における断面図。Sectional drawing in the IX-IX line of FIG. 微細金属検出装置の一態様における制御系の部分図。The partial diagram of the control system in one mode of a fine metal detecting device.

添付図面を参照してこの発明に係る、高性能磁気シールドと超高感度磁気センサとを備えた微細金属検出装置の詳細を説明すると、以下のとおりである。   The details of a fine metal detection device including a high-performance magnetic shield and an ultra-sensitive magnetic sensor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings as follows.

図1は、この発明に係る微細金属検出装置の制御系を示す構成図であり、図2は、この装置を後記機械方向MDの上流側から見たときの内部構造を示す正面図であり、図3は、図2におけるIII−III線断面図であり、図4は、図2におけるIV−IV線断面図である。図2〜図4において、MDは機械方向(Machine direction)、VDは機械方向MDに直交する上下方向(Vertical direction)、CDは機械方向MD及び上下方向VDに直交する交差方向(Cross direction)をそれぞれ示す。なお、この発明において、機械方向MDと、これに反対の方向とを長さ方向と言うことがあり、上下方向のうち、上方から下方に向かう方向を磁気の検出方向と言うことがある。   FIG. 1 is a configuration diagram showing a control system of a fine metal detection device according to the present invention, and FIG. 2 is a front view showing an internal structure when the device is viewed from the upstream side in the machine direction MD described later, 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2 to 4, MD is a machine direction, VD is a vertical direction perpendicular to the machine direction MD, and CD is a machine direction MD and a cross direction perpendicular to the vertical direction VD (Cross direction). Each is shown. In the present invention, the machine direction MD and the opposite direction may be referred to as the length direction, and the direction from the upper side to the lower side in the vertical direction may be referred to as the magnetic detection direction.

図1〜4に例示する微細金属検出装置1は、常温において、被検査物2の中に含まれる鉄、ニッケル、コバルト及びステンレス等の磁性体の金属異物を検出するものである。被検査物2は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池の陽極として使用されるシート状のアルミニウムの連続体や、陰極として使用されるシート状の銅の連続体、セパレータとして使用されるシート状の合成樹脂の連続体等の非磁性シート状連続体やそのシート状連続体に活物質含有ペーストが塗布してある複合連続体である。ただし、微細金属検出装置1による金属検出の対象となるのは、被検査体2のごとき連続体に限定されるわけではない。ガラス瓶のごとき個別の容器に入れられた流体や固体であってもこの発明における被検査体になり得る。   The fine metal detection apparatus 1 illustrated in FIGS. 1 to 4 detects a metallic foreign object such as iron, nickel, cobalt, and stainless steel contained in the inspection object 2 at room temperature. The inspection object 2 is, for example, a sheet-like aluminum continuum used as an anode of a secondary battery such as a lithium ion battery, a sheet-like copper continuum used as a cathode, or a sheet-like used as a separator. Non-magnetic sheet-like continuum such as a synthetic resin continuum or a composite continuum in which an active material-containing paste is applied to the sheet-like continuum. However, what is subject to metal detection by the fine metal detector 1 is not limited to a continuous body such as the inspected object 2. Even a fluid or a solid placed in an individual container such as a glass bottle can be an object to be inspected in the present invention.

この微細金属検出装置1は、フレーム10と、支持手段3と、帯磁手段4と、磁気検知部5と、アルミニウム製シールド6aと、PCパーマロイ製シールド6bと、アクティブシールド7と、試験コイル17と、電源18と、CPU(制御部)80とを備え、帯磁手段4と磁気検知部5とが機械方向MDに並んでいる。   The fine metal detection device 1 includes a frame 10, a support means 3, a magnetism means 4, a magnetic detection unit 5, an aluminum shield 6 a, a PC permalloy shield 6 b, an active shield 7, and a test coil 17. The power supply 18 and the CPU (control unit) 80 are provided, and the magnetizing means 4 and the magnetic detection unit 5 are arranged in the machine direction MD.

フレーム10は、下部フレーム11及び上部フレーム12を含んでおり、図2,4に示すように、下部フレーム11は、機械方向MDに延在する第1フレーム部材11aと、交差方向CDに延在し、第1フレーム部材11aの両端部にそれぞれ取り付ける第2フレーム部材11bと、第2フレーム部材11bの上端部にあって後記回転ローラ30がスペーサ32bを介して取り付けられる天板13とを含んでいる。   The frame 10 includes a lower frame 11 and an upper frame 12. As shown in FIGS. 2 and 4, the lower frame 11 extends in a cross direction CD and a first frame member 11a extending in the machine direction MD. The second frame member 11b is attached to both ends of the first frame member 11a, and the top plate 13 is attached to the upper end of the second frame member 11b. Yes.

支持手段3は、図4に示すように、被検査物2を機械方向MDへ走行させる複数の回転ローラ30a、30b、30c、30d、30e、30f、30g、30hによって構成される回転ローラ30を含み、その被検査物2は、支持手段3の上流側に位置する繰り出しローラ(図示せず)から繰り出され、支持手段3の下流側に位置する巻き取りローラ(図示せず)によって巻き取られる。被検査物2は、繰り出しローラと巻き取りローラとの間において、所要のテンションが加えられている。繰り出しローラと巻き取りローラとの間には、必要に応じてテンションローラが設けられることがある。
回転ローラ30a〜30hは、図示するようにスペーサ32bを介して天板13に取り付けられていて回転軸30x(図5,9参照)を中心に回転自在である。回転ローラ30b、30d、30e、30gは、それぞれに固有の高さ位置調整手段32を備え、高さ位置調整手段32によってその上下方向VDの位置を調整することができる。微細金属検出装置1は、高さ位置調整手段であるダイアル32を回転させることによって回転ローラ30b、30c、30d、30eの上下方向VDの位置を変更することによっても、被検査物2のテンションを調整することができる。また、ダイアル32は、手動で操作することもできるし、ダイアル32を回転させるモータ等につながったダイアル駆動源33aを使用して、自動で操作することもできる。支持手段3のうちの回転ローラ30dと30eとは、磁気検知部5の上流側と下流側とにあって、被検査物2と後記フラックスゲートセンサ50との間隔を所定寸法に保つものでもある(図5参照)。具体的には、ダイアル32によって、被検査物2を上下方向VDの上方に位置させれば、被検査物2はフラックスゲートセンサ50との間隔を所定寸法に保った検出位置におさまる一方、その検査位置よりも下方に位置させれば、被検査物2はフラックスゲートセンサ50が金属異物の磁気の影響を受けない非検出位置におさまる。支持手段3は、一例として、被検査物2を30〜80m/分の速度で走行させることができる。
As shown in FIG. 4, the support means 3 includes a rotating roller 30 constituted by a plurality of rotating rollers 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, and 30h that cause the inspection object 2 to travel in the machine direction MD. The object 2 to be inspected is fed from a feed roller (not shown) located upstream of the support means 3 and taken up by a take-up roller (not shown) located downstream of the support means 3. . The inspection object 2 is given a required tension between the feeding roller and the take-up roller. A tension roller may be provided between the feeding roller and the take-up roller as necessary.
The rotating rollers 30a to 30h are attached to the top plate 13 via spacers 32b as shown in the drawing, and are rotatable about a rotating shaft 30x (see FIGS. 5 and 9). Each of the rotating rollers 30b, 30d, 30e, and 30g includes a unique height position adjusting unit 32, and the height position adjusting unit 32 can adjust the position in the vertical direction VD. The fine metal detection device 1 also changes the vertical position VD of the rotating rollers 30b, 30c, 30d, and 30e by rotating the dial 32 that is the height position adjusting means, and thereby the tension of the inspection object 2 is increased. Can be adjusted. The dial 32 can be operated manually, or can be automatically operated using a dial drive source 33a connected to a motor or the like for rotating the dial 32. The rotation rollers 30d and 30e of the support means 3 are located upstream and downstream of the magnetic detection unit 5 and keep the distance between the object to be inspected 2 and the flux gate sensor 50 described later at a predetermined size. (See FIG. 5). Specifically, if the inspection object 2 is positioned above the vertical direction VD with the dial 32, the inspection object 2 is held at a detection position in which the distance from the flux gate sensor 50 is maintained at a predetermined dimension. If the inspection object 2 is positioned below the inspection position, the inspection object 2 is placed in a non-detection position where the fluxgate sensor 50 is not affected by the magnetic field of the metal foreign matter. As an example, the support means 3 can run the inspection object 2 at a speed of 30 to 80 m / min.

帯磁手段4は、支持台40と、支持台40に取り付けた第1の永久磁石41と、第1の永久磁石41よりも上方において支持台40に取り付けた第2の永久磁石42とを備えている。この帯磁手段4の一例として、第1の永久磁石41は、その上端部がN極となるよう配置してある一方、第2の永久磁石42は、その下端部がS極となるよう配置してあり、下方から上方に向かう磁場を常時形成するものである。被検査物2が帯磁手段4に進入して磁性体の金属異物が第1の永久磁石41と、第2の永久磁石42との間に来ると、金属異物は磁気が上下方向VDの下方に向かうように磁化され、帯磁手段4の下流側において残留磁気を有するものになる。   The magnetized means 4 includes a support base 40, a first permanent magnet 41 attached to the support base 40, and a second permanent magnet 42 attached to the support base 40 above the first permanent magnet 41. Yes. As an example of the magnetizing means 4, the first permanent magnet 41 is arranged so that its upper end is an N pole, while the second permanent magnet 42 is arranged so that its lower end is an S pole. It always forms a magnetic field from the bottom to the top. When the inspected object 2 enters the magnetizing means 4 and the metallic foreign material of the magnetic material comes between the first permanent magnet 41 and the second permanent magnet 42, the magnetic material of the metallic foreign material is below the vertical direction VD. It is magnetized in the direction of heading and has a remanent magnetism on the downstream side of the magnetizing means 4.

磁気検知部5は、アルミニウム製シールド6aの内側に設けられているもので、その詳細は、後記図5、7〜9に基づく説明のとおりである。アルミニウム製シールド6aの外側には、PCパーマロイ製シールド6bが設けられている。磁気検出部5には、一例として50pT/√(Hz)以下の磁気を検出可能なフラックスゲートセンサ50が使用してある。   The magnetic detection part 5 is provided inside the aluminum shield 6a, and details thereof are as described based on FIGS. 5 and 7 to 9 described later. A PC permalloy shield 6b is provided outside the aluminum shield 6a. As an example, a flux gate sensor 50 capable of detecting magnetism of 50 pT / √ (Hz) or less is used in the magnetic detection unit 5.

磁気検知部5は、図1、7〜9に示すように、個々のフラックスゲートセンサ50に対応する個別の増幅回路51と、電子回路52と、センサ回路基板53と、増幅電子回路基板54とを備えている。センサ回路基板53は、フラックスゲートセンサ50の上端部に取り付けてあって、機械方向MDの間隔を調整するスペーサ53aを介して増幅電子回路基板54に取り付けてあり、フラックスゲートセンサ50と、増幅回路51と、電子回路52と、センサ回路基板53と、増幅電子回路基板54とが一体となっている。
増幅回路51は、フラックスゲートセンサ50で検出した磁気信号をアルミニウム製シールド6aの内部において増幅するものである。図示例の増幅回路51は、フラックスゲートセンサ50で検出した磁気信号を5,000倍に増幅するものである。
電子回路52は、ローパスフィルタとハイパスフィルタとを含んでいる。
ローパスフィルタは、フラックスゲートセンサ50が検出した磁気による磁気信号のうちで所定の第1周波数以上の周波数をカットするものである。図示例の電子回路52の一例において、ローパスフィルタは、60Hz以上の周波数をカットするものである。
ハイパスフィルタは、磁気信号のうちで前記第1周波数よりも小さい所定の第2周波数以下の周波数をカットするものである。図示例の電子回路52の一例において、ハイパスフィルタは、0.1Hz以下の周波数をカットするものである。
このように、電子回路52は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタによって、磁気検知部5で検出した磁気信号のうちから支持手段3による被検査物2の走行速度に対応した周波数帯域の信号を取り出すことができて、図示例においては0.1Hzから60Hzの間の信号を取り出すことができる。それゆえ、予めノイズの周波数帯域が分かっていれば、電子回路52によってノイズをカットすることができる。
センサ回路基板53は、フラックスゲートセンサ50のためのセンサ回路56が形成されている基板である。増幅電子回路基板54は、増幅回路51及び電子回路52が形成されている基板である。
As shown in FIGS. 1 and 7 to 9, the magnetic detection unit 5 includes individual amplification circuits 51, electronic circuits 52, sensor circuit boards 53, and amplification electronic circuit boards 54 corresponding to the individual fluxgate sensors 50. It has. The sensor circuit board 53 is attached to the upper end portion of the flux gate sensor 50, and is attached to the amplification electronic circuit board 54 via a spacer 53a that adjusts the interval in the machine direction MD. 51, an electronic circuit 52, a sensor circuit board 53, and an amplification electronic circuit board 54 are integrated.
The amplifier circuit 51 amplifies the magnetic signal detected by the fluxgate sensor 50 inside the aluminum shield 6a. The amplification circuit 51 in the illustrated example amplifies the magnetic signal detected by the fluxgate sensor 50 by 5,000 times.
The electronic circuit 52 includes a low pass filter and a high pass filter.
The low-pass filter cuts a frequency equal to or higher than a predetermined first frequency among the magnetic signals detected by the fluxgate sensor 50. In an example of the illustrated electronic circuit 52, the low-pass filter cuts a frequency of 60 Hz or more.
The high-pass filter cuts a frequency that is lower than a predetermined second frequency smaller than the first frequency in the magnetic signal. In an example of the electronic circuit 52 in the illustrated example, the high-pass filter cuts a frequency of 0.1 Hz or less.
As described above, the electronic circuit 52 can extract a signal in a frequency band corresponding to the traveling speed of the inspection object 2 by the support unit 3 from the magnetic signal detected by the magnetic detection unit 5 by the low-pass filter and the high-pass filter. In the illustrated example, a signal between 0.1 Hz and 60 Hz can be extracted. Therefore, if the frequency band of noise is known in advance, the noise can be cut by the electronic circuit 52.
The sensor circuit board 53 is a board on which a sensor circuit 56 for the fluxgate sensor 50 is formed. The amplification electronic circuit board 54 is a board on which the amplification circuit 51 and the electronic circuit 52 are formed.

増幅電子回路基板54は、スペーサ54aを介して板部材55に取り付けてある。この板部材55は、交差方向CDの位置を調節することができるように取付部材16に取り付けてある。交差方向CDの位置を調節するには、例えば、取付部材16にスライドレールを設け、板部材55には、スライドレールに摺動可能に嵌合する突起を設ける。板部材55の交差方向CDへの移動によって、フラックスゲートセンサ50の交差方向CDへの移動が可能になる。なお、磁気検知部5は、上下方向VDにフラックスゲートセンサ50を移動させることのできる機構(図示せず)を備えている。また、図7に例示の装置1では、センサ取付部材16が機械方向MDにピッチL4で並んでいる。フラックスゲートセンサ50は、機械方向MDにピッチL2で並んでいる。フラックスゲートセンサ50はまた、図8に示すように、機械方向MDの上流側に位置するフラックスゲートセンサ50と、そのフラックスゲートセンサ50に対して下流側で隣接するフラックスゲートセンサ50とは、機械方向MDの上流側から見たときに交差方向CDにピッチL3で並んでいる。さらに、図9において、検知部5の最も上流側では、2つのフラックスゲートセンサ50が交差方向CDに並んでいて、これらフラックスゲートセンサ50の交差方向CDにおける中心間隔はL1である。図7、8に例示したようにフラックスゲートセンサ50を配置すれば、被検査物2の幅全体に対して金属異物による残留磁気の検出が可能になる。また、このように配置したフラックスゲートセンサ50を機械方向MDの上流側から見ると、上流側のフラックスゲートセンサ50と下流側のフラックスゲートセンサ50とが部分的に重なり合っているので、被検査物2を交差方向CDにおいて隙間なく検査することができる。交差方向CDに1列にフラックスゲートセンサ50を並べた場合には、隣り合うセンサ回路板53どうしが接触してフラックスゲートセンサ50どうしの間には隙間が生じることがあり、その隙間では微細な金属異物の残留磁気を検出することができない。   The amplification electronic circuit board 54 is attached to the plate member 55 via a spacer 54a. The plate member 55 is attached to the attachment member 16 so that the position of the cross direction CD can be adjusted. In order to adjust the position of the cross direction CD, for example, the mounting member 16 is provided with a slide rail, and the plate member 55 is provided with a protrusion slidably fitted to the slide rail. Due to the movement of the plate member 55 in the cross direction CD, the flux gate sensor 50 can be moved in the cross direction CD. The magnetic detection unit 5 includes a mechanism (not shown) that can move the fluxgate sensor 50 in the vertical direction VD. In the device 1 illustrated in FIG. 7, the sensor mounting members 16 are arranged at a pitch L4 in the machine direction MD. The fluxgate sensors 50 are arranged at a pitch L2 in the machine direction MD. As shown in FIG. 8, the flux gate sensor 50 includes a flux gate sensor 50 located on the upstream side in the machine direction MD and a flux gate sensor 50 adjacent to the flux gate sensor 50 on the downstream side. When viewed from the upstream side in the direction MD, they are arranged at the pitch L3 in the cross direction CD. Further, in FIG. 9, two fluxgate sensors 50 are arranged in the cross direction CD on the most upstream side of the detection unit 5, and the center interval in the cross direction CD of these fluxgate sensors 50 is L1. If the fluxgate sensor 50 is arranged as illustrated in FIGS. 7 and 8, it is possible to detect the residual magnetism due to the metal foreign matter with respect to the entire width of the inspection object 2. Further, when the fluxgate sensor 50 arranged in this way is viewed from the upstream side in the machine direction MD, the upstream fluxgate sensor 50 and the downstream fluxgate sensor 50 partially overlap with each other. 2 can be inspected without gaps in the cross direction CD. When the flux gate sensors 50 are arranged in a line in the cross direction CD, adjacent sensor circuit boards 53 may come into contact with each other and a gap may be formed between the flux gate sensors 50. Residual magnetism of metallic foreign objects cannot be detected.

アルミニウム製シールド6aの内部は、図7〜9に示すとおりであって、図7は図3におけるVII−VII線矢視図であり、図8は図7におけるVIII−VIII線矢視図であり、図9は図7におけるIX−IX線矢視図である。
アルミニウム製シールド6aは、中空の六面体であって、四つの面からなる周壁6bと、上流側端壁6cと、下流側端壁6dとを有する。このようなアルミニウム製シールド6aは複数枚のアルミニウム鋼板69の組立品であって、組立品の内側にはシールド空間60aが形成され、その空間60aには磁気検出部5が納められている。複数枚のアルミニウム鋼板69は、ねじ69aと、アルミニウム製角材69bと、アルミニウム製ブロック材69c(いずれも図7参照)とを使用して組み立てる。より具体的には、アルミニウム鋼板69は、ねじ69aによって角材69bに取り付けられており、角材69bはブロック材60cを介して互いに固定されている。このように組立てられているアルミニウム製シールド6aでは、金属異物を検知するときのノイズとなる電磁波が鋼板69と69との間から侵入することを効率よく防ぐことができる。なお、このような組立て方に代えて、鋼板69と69とを溶接することによって、鋼板69どうしの間隙をふさぎながらアルミニウム製シールド6aを組立てることも可能ではあるが、溶接した部位はポーラスな構造になって電磁波を透過させ易いことがあるので、ねじ止めに代えて溶接を採用することは好ましいことではない。ただし、アルミニウム製シールド6aの構造の補強を目的とする鋼板69と69との局所的な溶接をねじ止めと併用することは可能である。また、鋼板69は、それをネジ止めすることに代えて、またはネジ止めと併用して、アルミニウム製サッシに嵌合させて組立てることもできる。アルミニウム製シールド6aには、アルミニウム鋼板からの削り出し品を使用することもできる。アルミニウム製シールド6aは、携帯電話等が発する電波がシールド空間60aへ侵入することを防止できる。
The inside of the aluminum shield 6a is as shown in FIGS. 7 to 9, wherein FIG. 7 is a view taken along the line VII-VII in FIG. 3, and FIG. 8 is a view taken along the line VIII-VIII in FIG. 9 is a view taken along line IX-IX in FIG.
The aluminum shield 6a is a hollow hexahedron, and has a peripheral wall 6b having four surfaces, an upstream end wall 6c, and a downstream end wall 6d. Such an aluminum shield 6a is an assembly of a plurality of aluminum steel plates 69. A shield space 60a is formed inside the assembly, and the magnetic detector 5 is housed in the space 60a. The plurality of aluminum steel plates 69 are assembled using screws 69a, aluminum square members 69b, and aluminum block members 69c (see FIG. 7). More specifically, the aluminum steel plate 69 is attached to the square member 69b by a screw 69a, and the square member 69b is fixed to each other via a block member 60c. In the aluminum shield 6a assembled in this way, it is possible to efficiently prevent electromagnetic waves that become noise when detecting a metallic foreign object from entering between the steel plates 69 and 69. Instead of such an assembly method, it is possible to assemble the aluminum shield 6a by welding the steel plates 69 and 69 while closing the gap between the steel plates 69, but the welded portion has a porous structure. Therefore, it is not preferable to employ welding instead of screwing. However, local welding of the steel plates 69 and 69 for the purpose of reinforcing the structure of the aluminum shield 6a can be used in combination with screwing. Further, the steel plate 69 can be assembled by fitting it into an aluminum sash instead of screwing it or using it together with screwing. A machined product from an aluminum steel plate can also be used for the aluminum shield 6a. The aluminum shield 6a can prevent radio waves emitted from a mobile phone or the like from entering the shield space 60a.

再び図2〜図5において、PCパーマロイ製シールド6bは、高透磁率のPCパーマロイ鋼板によって形成されている第1シールド61及び第2シールド62を含んでいる。第1、第2シールド61、62は、磁気を二重に遮蔽することによって、第1シールド61の内側に磁気遮蔽空間60bを形成している。磁気遮蔽空間60bには、アルミニウム製シールド6aが配置され、アルミニウム製シールド6aの内側にはフラックスゲートセンサ50、センサ回路基板53、増幅回路基板54等が配置されている。
第1シールド61には、機械方向MDへ走行する被検査物2に対しての入口63と出口64とが形成されている。第2シールド62には、機械方向MDへ走行する被検査物2に対しての入口65と出口66とが形成されている。
2 to 5 again, the PC permalloy shield 6b includes a first shield 61 and a second shield 62 formed of a high-permeability PC permalloy steel plate. The first and second shields 61 and 62 form a magnetic shielding space 60 b inside the first shield 61 by double shielding the magnetism. An aluminum shield 6a is disposed in the magnetic shield space 60b, and a flux gate sensor 50, a sensor circuit board 53, an amplification circuit board 54, and the like are disposed inside the aluminum shield 6a.
The first shield 61 is formed with an inlet 63 and an outlet 64 for the inspection object 2 traveling in the machine direction MD. The second shield 62 is formed with an inlet 65 and an outlet 66 for the inspection object 2 traveling in the machine direction MD.

この発明では、PCパーマロイ製シールド6bとその内側に配置されたアルミニウム製シールド6aとによって、微細金属検出装置1における高性能磁気シールドが形成されている。   In the present invention, a high performance magnetic shield in the fine metal detecting device 1 is formed by the PC permalloy shield 6b and the aluminum shield 6a disposed inside thereof.

さらに図2〜図4において、アクティブシールド7は、三組の互いに平行な仮想平面101〜106(図6参照)によって画成される仮想平行六面体72(図6参照)の稜線を形成するように機械方向MDへ延びる4本のパイプ74a、74b、74c、74dと、交差方向CDへ延びる4本のパイプ74e、74f、74g、74hと、上下方向VDへ延びる4本のパイプ74i、74j、74k、74lとを含むことに加えて、これらのパイプ74a〜74lの内部に延びる第1〜第6のアクティブシールド回路70a〜70fと、三方位磁気センサ71とを含んでいる。パイプ74a〜74lは、銅やアルミニウム、プラスチック等の非磁性材料で形成されている。
図6は、アクティブシールド7のうちのパイプ74a〜74lの組立状態を示す斜視図である。図6において、端部どうしがつながるパイプ74e、74i、74h、74jは同一平面上にあって第1仮想平面101を画成し、これらパイプの内側には環状の第1のアクティブシールド回路70aを形成する第1コイルC1が配置されている。
端部どうしがつながるパイプ74f、74l、74g、74kは同一平面上にあって第1仮想平面101に平行する第2仮想平面102を画成し、これらパイプ74f、74l、74g、74kの内側には環状の第2のアクティブシールド回路70bを形成する第2コイルC2が配置されている。
端部どうしがつながるパイプ74a、74l、74b、74iは同一平面上にあって第1、第2仮想平面101、102に直交する第2仮想平面103を画成し、これらパイプ74a、74l、74b、74iの内側には環状の第3のアクティブシールド回路70cを形成する第3コイルC3が配置されている。
端部どうしが互いにつながるパイプ74d、74k、74c、74jは同一平面上にあって第4仮想平面103に平行する第4仮想平面104を画成し、これらパイプ74d、74k、74c、74jの内側には環状の第4のアクティブシールド回路70dを形成する第4コイルC4が配置されている。
端部どうしが互いにつながるパイプ74e、74d、74f、74aは同一平面上にあって第1〜第4仮想平面101〜104に直交する第5仮想平面105を画成し、これらパイプ74e、74d、74f、74aの内側には環状の第5のアクティブシールド回路70eを形成する第5コイルC5が配置されている。
さらに、端部どうしが互いにつながるパイプ74h、74c、74g、74bは同一平面上にあって第5仮想平面105に平行する第6仮想平面106を画成し、これらパイプ74h、74c、74g、74bの内側には環状の第6のアクティブシールド70fを形成する第6コイルC6が配置されている。
図4におけるパイプ74jの部分拡大図には、パイプ74jの内側に配置された第1コイルC1と第4コイルC4それぞれを形成する2本の導線の一部分が示されている。この部分拡大図に示されているように、パイプ74a〜74lのそれぞれには、二つのコイルのそれぞれを形成する2本の導線が納められている。
再び図2〜4において、三方位磁気センサ71は、仮想平行六面体72の内側に配置してあり、第1〜第6仮想平面101〜106のそれぞれに直交する方向の磁気の大きさを検知するものである。図2において、三方位磁気センサ71は、支持棒71aの頂部に取り付けてある。アクティブシールド7では、CPU80により、三方位磁気センサ71で検出した磁気を打ち消す逆磁場を第1〜第6のアクティブシールド回路70a、70b、70c、70d、70e、70fに発生させるために、第1〜第6のアクティブシールド回路70a、70b、70c、70d、70e、70fに電圧を印加して仮想平行六面体72の内側にアクティブシールド空間75を形成する。図2、3で明らかなように、アクティブシールド空間75に、磁気検知部5と、アルミニウム製シールド6aと、PCパーマロイ製シールド6bとが配置してあり、アクティブシールド空間75の外部に、帯磁手段4が配置してある。ただし、帯磁手段4は、それをアクティブシールド空間75の内部に配置してこの発明を実施することもできる。
Further, in FIGS. 2 to 4, the active shield 7 forms an edge of a virtual parallelepiped 72 (see FIG. 6) defined by three sets of mutually parallel virtual planes 101 to 106 (see FIG. 6). Four pipes 74a, 74b, 74c, 74d extending in the machine direction MD, four pipes 74e, 74f, 74g, 74h extending in the cross direction CD, and four pipes 74i, 74j, 74k extending in the vertical direction VD , 74l, and first to sixth active shield circuits 70a to 70f extending into the pipes 74a to 74l, and a three-direction magnetic sensor 71. The pipes 74a to 74l are made of a nonmagnetic material such as copper, aluminum, or plastic.
6 is a perspective view showing an assembled state of the pipes 74a to 74l in the active shield 7. FIG. In FIG. 6, pipes 74e, 74i, 74h, and 74j to which end portions are connected are on the same plane to define a first virtual plane 101, and an annular first active shield circuit 70a is formed inside these pipes. The first coil C1 to be formed is arranged.
Pipes 74f, 74l, 74g, and 74k to which ends are connected define a second virtual plane 102 that is on the same plane and parallel to the first virtual plane 101, and is located inside these pipes 74f, 74l, 74g, and 74k. The second coil C2 forming the annular second active shield circuit 70b is arranged.
The pipes 74a, 74l, 74b, and 74i to which the end portions are connected define the second virtual plane 103 that is on the same plane and orthogonal to the first and second virtual planes 101 and 102, and these pipes 74a, 74l, and 74b. , 74i is provided with a third coil C3 forming an annular third active shield circuit 70c.
Pipes 74d, 74k, 74c, and 74j whose ends are connected to each other define a fourth virtual plane 104 that is on the same plane and parallel to the fourth virtual plane 103, and the inside of these pipes 74d, 74k, 74c, and 74j. Is arranged with a fourth coil C4 forming an annular fourth active shield circuit 70d.
Pipes 74e, 74d, 74f, and 74a whose ends are connected to each other define a fifth virtual plane 105 that is on the same plane and orthogonal to the first to fourth virtual planes 101 to 104, and these pipes 74e, 74d, A fifth coil C5 that forms an annular fifth active shield circuit 70e is disposed inside 74f and 74a.
Furthermore, pipes 74h, 74c, 74g, 74b whose ends are connected to each other define a sixth virtual plane 106 that is on the same plane and parallel to the fifth virtual plane 105, and these pipes 74h, 74c, 74g, 74b. Is arranged with a sixth coil C6 which forms an annular sixth active shield 70f.
A partial enlarged view of the pipe 74j in FIG. 4 shows a part of two conductive wires forming the first coil C1 and the fourth coil C4 arranged inside the pipe 74j. As shown in this partially enlarged view, each of the pipes 74a to 74l accommodates two conductors that form two coils.
2 to 4 again, the three-direction magnetic sensor 71 is disposed inside the virtual parallelepiped 72 and detects the magnitude of magnetism in the direction orthogonal to each of the first to sixth virtual planes 101 to 106. Is. In FIG. 2, the three-direction magnetic sensor 71 is attached to the top of the support bar 71a. In the active shield 7, the CPU 80 causes the first to sixth active shield circuits 70 a, 70 b, 70 c, 70 d, 70 e, and 70 f to generate reverse magnetic fields that cancel the magnetism detected by the three-direction magnetic sensor 71. A voltage is applied to the sixth active shield circuits 70 a, 70 b, 70 c, 70 d, 70 e, and 70 f to form an active shield space 75 inside the virtual parallelepiped 72. As apparent from FIGS. 2 and 3, the magnetic detection unit 5, the aluminum shield 6 a, and the PC permalloy shield 6 b are arranged in the active shield space 75, and the magnetic means is disposed outside the active shield space 75. 4 is arranged. However, the magnetism means 4 can be arranged in the active shield space 75 to implement the present invention.

試験コイル17は、図1に示すようにフラックスゲートセンサ50それぞれの先端に設けられ、電源18に電気的に接続されている。この試験コイル17は、電源18から試験電圧が印加されると、フラックスゲートセンサ50に磁気の検出方向の磁場を発生させる。なお、各フラックスゲートセンサ50に設けた試験コイル17は、直列に接続してあり、試験コイル17のそれぞれに同一の電流が流れる回路(図示せず)が形成してある。   As shown in FIG. 1, the test coil 17 is provided at the tip of each fluxgate sensor 50 and is electrically connected to the power source 18. When a test voltage is applied from the power source 18, the test coil 17 causes the flux gate sensor 50 to generate a magnetic field in the magnetic detection direction. Note that the test coils 17 provided in each fluxgate sensor 50 are connected in series, and a circuit (not shown) in which the same current flows is formed in each of the test coils 17.

電源18は、被検査物2を走行させるモータ等の駆動源31と、ダイアル32によって磁気検出部5における被検査物2を検査位置と非検査位置とのいずれかにセットすることができるダイアル駆動源33aと、第1〜第6のアクティブシールド回路70a、70b、70c、70d、70e、70fと、試験コイル17とに電気的に接続されており、CPU80の指令に基づいてこれらに電圧を印加する。電源18は、図4における制御装置8に内蔵されている。   The power source 18 is a dial drive that can set the inspection object 2 in the magnetic detection unit 5 to either the inspection position or the non-inspection position by a drive source 31 such as a motor that drives the inspection object 2 and the dial 32. It is electrically connected to the source 33a, the first to sixth active shield circuits 70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f, and the test coil 17, and a voltage is applied to them based on a command from the CPU 80 To do. The power source 18 is built in the control device 8 in FIG.

制御装置8は、電源18の他に、CPU80と、メモリ81と、表示部82と、操作部83と、警報部84とを備えている。
CPU80は、微細金属検出装置1を統括的に制御するもので、その作用は後記のとおりである。
メモリ81は、記憶手段であって、微細金属検出装置1を作動させるためのプログラム、及び被検査物2における金属異物の存在を検知する過程で得られる信号の波形等を格納するものである。
表示部82では、CPU80の指令に基づき、金属異物の存在を検知する過程で得られる信号の波形等を表示する。
操作部83は、マンマシンインターフェースであって、例えば、警報部84によって警報を発する閾値等を入力する。
警報部84では、金属異物の存在を検知する過程で得られる信号の大きさが、操作部83において設定された閾値を超えている場合、警報ランプを点灯させたり、警報音を発生させたりする。
In addition to the power supply 18, the control device 8 includes a CPU 80, a memory 81, a display unit 82, an operation unit 83, and an alarm unit 84.
The CPU 80 controls the fine metal detection device 1 in an integrated manner, and the operation thereof is as described later.
The memory 81 is a storage unit, and stores a program for operating the fine metal detection device 1 and a waveform of a signal obtained in the process of detecting the presence of a metal foreign object in the inspection object 2.
The display unit 82 displays a waveform of a signal obtained in the process of detecting the presence of the metal foreign object based on a command from the CPU 80.
The operation unit 83 is a man-machine interface and inputs, for example, a threshold value for issuing an alarm by the alarm unit 84.
In the alarm unit 84, when the magnitude of the signal obtained in the process of detecting the presence of the metal foreign object exceeds the threshold set in the operation unit 83, the alarm lamp is turned on or an alarm sound is generated. .

このように形成されている微細金属検出装置1では、被検査物2における磁性金属の残留磁気の検出と、金属異物の存在の検知とが以下のようにして行なわれる。
被検査物2における残留磁気の検出は次のとおりである。最初に、CPU80を介して駆動源31の始動、又はCPU80とは別系統の電源による駆動源の始動によって、被検査物2を機械方向MDに連続的又は間欠的に走行させ、帯磁装置4において、被検査物2に混入している磁性金属異物を磁化し、磁気検知部5において磁性金属異物による残留磁気を検出して、金属異物の存在を検知する。磁気検知部5においては、アルミニウム製シールド6aとPCパーマロイ製シールド6bとの内側に形成された磁気遮蔽空間60aの内側で、より好ましくはアクティブシールド7とアルミニウム製シールド6aとPCパーマロイ製シールド6bとの内側に形成された磁気遮蔽空間60aの内側で、50pT/√(Hz)以下の磁気を検出可能なフラックスゲートセンサ50を使用して残留磁気を検出し、その残留磁気の検出直後で磁気信号を増幅する回路として、浮遊容量や誘導によって不要な雑音が磁気検出部5との間の経路で侵入することを防止して良好な信号雑音比(S/N)を得る為の増幅回路51を使用する。増幅回路51で増幅された磁気信号は、電子回路52によって所定の周波数帯域の磁気信号のみが取り出される信号処理が行われ、CPU80によって信号処理後の磁気信号がメモリ81に格納される。このメモリ81に格納される磁気信号において、予め設定してある閾値よりも大きい磁気信号が含まれている場合、CPU80は、被検査物2に金属異物が混入していたと判断し、警報部84によって警報を発する。
In the fine metal detector 1 thus formed, the detection of the residual magnetism of the magnetic metal and the detection of the presence of the metal foreign object in the inspection object 2 are performed as follows.
Detection of residual magnetism in the inspection object 2 is as follows. First, the inspected object 2 is caused to travel continuously or intermittently in the machine direction MD by starting the driving source 31 via the CPU 80 or starting a driving source by a power source different from the CPU 80. The magnetic metal foreign matter mixed in the inspection object 2 is magnetized, and the magnetism detecting unit 5 detects the residual magnetism due to the magnetic metal foreign matter, thereby detecting the presence of the metal foreign matter. In the magnetic detection unit 5, the active shield 7, the aluminum shield 6 a, and the PC permalloy shield 6 b are more preferably arranged inside the magnetic shield space 60 a formed inside the aluminum shield 6 a and the PC permalloy shield 6 b. The residual magnetism is detected using the fluxgate sensor 50 capable of detecting a magnetism of 50 pT / √ (Hz) or less inside the magnetic shielding space 60a formed inside the magnetic shield space 60a. As a circuit for amplifying the signal, an amplifier circuit 51 for obtaining a good signal-to-noise ratio (S / N) by preventing unwanted noise from entering through the path between the magnetic detection unit 5 due to stray capacitance and induction. use. The magnetic signal amplified by the amplifier circuit 51 is subjected to signal processing in which only a magnetic signal in a predetermined frequency band is extracted by the electronic circuit 52, and the magnetic signal after the signal processing is stored in the memory 81 by the CPU 80. When the magnetic signal stored in the memory 81 includes a magnetic signal larger than a preset threshold value, the CPU 80 determines that a metal foreign object has been mixed in the inspection object 2, and the alarm unit 84. Will alert you.

金属異物による微弱な磁気を検出する過程においてのアクティブシールド7の作用は次のとおりである。金属異物からの残留磁気を検出する過程において、CPU80は、第1〜第6仮想平面101〜106のそれぞれに直交する方向の磁気の大きさを三方位磁気センサ71を介して検出する。
第1〜第6仮想平面101〜106のいずれかにおいて磁気が検出された場合、CPU80は、その仮想平面101〜106を構成しているアクティブシールド回路70a〜70fに対してその磁気を打ち消す逆磁場を発生させるために電源18から電圧を印加する。かような逆磁場によって、金属異物の検知にとってノイズとなる外部からの大きな磁気がアクティブシールド空間75の内部に侵入することを防止することができる。
The action of the active shield 7 in the process of detecting the weak magnetism due to the metal foreign object is as follows. In the process of detecting the residual magnetism from the metal foreign object, the CPU 80 detects the magnitude of magnetism in the direction orthogonal to each of the first to sixth virtual planes 101 to 106 via the three-direction magnetic sensor 71.
When magnetism is detected in any of the first to sixth virtual planes 101 to 106, the CPU 80 reverses the magnetic field with respect to the active shield circuits 70a to 70f constituting the virtual planes 101 to 106. In order to generate the voltage, a voltage is applied from the power source 18. By such a reverse magnetic field, it is possible to prevent a large external magnetism that causes noise for the detection of a metal foreign object from entering the active shield space 75.

個々のフラックスゲートセンサ50に対する試験コイル17と試験電圧とは、次のように使用される。金属異物からの残留磁気を継続的に検出する過程において、試験コイル17には試験電圧が所要の時間間隔で一定の時間だけ、すなわち間欠的に短時間だけ印加される。例えば、0.5〜1時間に1回の割合で、試験コイル17に一定の波形を有する微弱な試験電流が生じるように試験電圧が50〜200μsecの間だけ印加される。試験電圧が印加された試験コイル17には、その微弱な電流に特徴的な磁気がフラックスゲートセンサ50の磁気検出方向に発生する。この際、フラックスゲートセンサ50が正常に作動するものであれば、その特徴的な磁気を検出することができる。フラックスゲートセンサ50でその特徴的な磁気を検出することができなければ、CPU80における波形判定装置(図示せず)は、そのフラックスゲートセンサ50に異常が存在すると自動的に判断して、その異常の存在を電気的等の表示手段によって表示したり、警報部84によって警報を発してフラックスゲートセンサ50の点検又は交換を促したりすることができる。なお、試験コイル17における微弱な電流は、磁性金属異物による残留磁気よりも弱い磁気を試験コイル17に発生させるためのものである。この発明では、試験電圧による磁気が検出されたか否かを明確にするために、試験電圧を印加するきには、被検査物2の走行を一時的に止めたり、ダイヤル駆動源33aを駆動することによって検出位置にある被検査物2を非検出位置に移動させたり、フラックスゲートセンサ50から一時的に大きく離間させたりする手段を採用することもできるのであるが、これらの手段は、被検査物2の生産速度が問題にならない場合に採用することが好ましい。   The test coil 17 and the test voltage for each fluxgate sensor 50 are used as follows. In the process of continuously detecting the residual magnetism from the metal foreign object, a test voltage is applied to the test coil 17 at a predetermined time interval for a fixed time, that is, intermittently for a short time. For example, the test voltage is applied only for 50 to 200 μsec so that a weak test current having a constant waveform is generated in the test coil 17 once every 0.5 to 1 hour. In the test coil 17 to which the test voltage is applied, magnetism characteristic of the weak current is generated in the magnetic detection direction of the fluxgate sensor 50. At this time, if the fluxgate sensor 50 operates normally, the characteristic magnetism can be detected. If the fluxgate sensor 50 cannot detect the characteristic magnetism, a waveform determination device (not shown) in the CPU 80 automatically determines that there is an abnormality in the fluxgate sensor 50 and detects the abnormality. Can be displayed by an electric display means, or an alarm can be issued by the alarm unit 84 to prompt the inspection or replacement of the fluxgate sensor 50. Note that the weak current in the test coil 17 is for causing the test coil 17 to generate a magnetism weaker than the residual magnetism due to the magnetic metal foreign matter. In the present invention, in order to clarify whether or not magnetism due to the test voltage is detected, when the test voltage is applied, the traveling of the inspection object 2 is temporarily stopped or the dial drive source 33a is driven. Accordingly, it is possible to adopt means for moving the inspection object 2 at the detection position to the non-detection position or temporarily separating the inspection object 2 from the fluxgate sensor 50. It is preferably employed when the production speed of the product 2 is not a problem.

この発明に係る微細金属検出装置1によれば、50pT/√(Hz)以下の磁気を検出可能なフラックスゲートセンサ50を含む磁気検出部5を備えているため、被検査物2に混入する微細な磁性体の金属異物を検知することができる。
また、磁気検出部5を覆うPCパーマロイ製シールド6bとアルミニウム製シールド6aで空間60aの内側に、フラックスゲートセンサ50、増幅回路51、電子回路52、センサ回路56を設け、磁気を検出した直後に磁気信号を増幅するから、磁気信号の増幅、及び信号処理を行う前に、ノイズが入ることを防止して、金属異物の存在を確実に検知することができる。
磁気検出部5は、微細金属検出装置1に対する全体的なアクテイィブシールド7でシールドすることによって、金属異物の存在を確実に検知することができる。
According to the fine metal detection device 1 according to the present invention, since the magnetic detection unit 5 including the flux gate sensor 50 capable of detecting magnetism of 50 pT / √ (Hz) or less is provided, the fine metal mixed in the inspection object 2 is provided. It is possible to detect metallic foreign matter of a magnetic material.
In addition, a flux gate sensor 50, an amplifier circuit 51, an electronic circuit 52, and a sensor circuit 56 are provided inside the space 60a with a PC permalloy shield 6b and an aluminum shield 6a that cover the magnetic detection unit 5, and immediately after the magnetism is detected. Since the magnetic signal is amplified, before the magnetic signal is amplified and processed, it is possible to prevent noise from entering and reliably detect the presence of the metal foreign matter.
The magnetic detection unit 5 can reliably detect the presence of the metal foreign object by shielding with the overall active shield 7 for the fine metal detection device 1.

なお、この発明は、上述した実施の態様に限られるわけではない。例えば、フラックスゲートセンサ50は交差方向CDで列を形成するように複数設けることができ、そのときに、隣接するフラックスゲートセンサ50どうしの間に生じた間隙を通過する被検査物2に対しては、その列の下流側に設けたフラックスゲートセンサ50で検査することができる。また、アルミニウム製シールド6a及びPCパーマロイ製シールド6bによって形成される高性能磁気シールドと、アクティブシールド7とは、それらを併用することが好ましいが、高性能磁気シールドだけを使用してこの発明を実施することもできる。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, a plurality of flux gate sensors 50 can be provided so as to form a row in the cross direction CD. At that time, the flux gate sensors 50 are to be inspected 2 passing through a gap generated between adjacent flux gate sensors 50. Can be inspected by a fluxgate sensor 50 provided on the downstream side of the row. The high-performance magnetic shield formed by the aluminum shield 6a and the PC permalloy shield 6b and the active shield 7 are preferably used in combination, but the present invention is implemented using only the high-performance magnetic shield. You can also

図10は、微細金属検出装置1の一態様を説明するための図であって、微細金属検出装置1の一部分に対して使用する部分的なアクティブシールド9と、一方位磁気センサ99とを示している。アクティブシールド9は、アクティブシールド7と併せて、またはアクティブシールド7に代えて使用することができるもので、図5にはアクティブシールド9を形成するための入口コイル91と出口コイル92とが仮想線で示してある。
入口コイル91及び出口コイル92は、PCパーマロイ製シールド6bのうちの第2シールド62における入口65と出口66との周縁及びその周縁の近傍のいずれかに環状に設けられるもので、それぞれが環状のアクティブシールド9を形成している。入口コイル91及び出口コイル92には、これらのコイル91、92に電圧を印加する電源18が接続してある。
一方位磁気センサ99は、入口コイル91及び出口コイル92それぞれによって囲繞されたアクティブシールド空間60bそれぞれの内側に設けられている。一方位磁気センサ99は、入口65から空間60bに侵入する磁気を検出する入口用と、出口から空間60bに侵入する磁気を検出する出口用とをそれぞれ設けてある。
この場合の微細金属検出装置1のCPU80は、一方位磁気センサ99の検出した磁気を打ち消す逆磁場を入口コイル91及び出口コイル92に発生させるため、入口コイル91及び出口コイル92に電圧を印加する。
このアクティブシールド9を使用する微細金属検出装置1によれば、第1〜第6のアクティブシールド回路70a〜70fが不要になることがあり、そのときには装置1の構成が複雑になることを避けることができる。なお、部分的なアクティブシールド9と、全体的なアクティブシールド7とを併用すれば、磁気ノイズの侵入を確実に防止することができる。
なお、図示例では、PCパーマロイ製シールド6bのうちの第2シールド62における入口65と出口66との周縁に、入口コイル91及び出口コイル92を設けるもので説明したが、これに限られず、PCパーマロイ製シールド6bとは別個の支持物(図示せず)を設け、この支持物に入口コイル91及び出口コイル92を設け、入口65と出口66との周縁の近傍に設けても良い。
FIG. 10 is a diagram for explaining an aspect of the fine metal detection device 1, and shows a partial active shield 9 used for a part of the fine metal detection device 1 and a one-position magnetic sensor 99. ing. The active shield 9 can be used in combination with the active shield 7 or in place of the active shield 7. In FIG. 5, an entrance coil 91 and an exit coil 92 for forming the active shield 9 are imaginary lines. It is shown by.
The inlet coil 91 and the outlet coil 92 are provided annularly at either the peripheral edge of the inlet 65 and the outlet 66 in the second shield 62 of the PC permalloy shield 6b or in the vicinity of the peripheral edge. An active shield 9 is formed. A power source 18 for applying a voltage to the coils 91 and 92 is connected to the inlet coil 91 and the outlet coil 92.
The one-position magnetic sensor 99 is provided inside each of the active shield spaces 60b surrounded by the entrance coil 91 and the exit coil 92, respectively. The one-position magnetic sensor 99 is provided for an entrance that detects magnetism that enters the space 60b from the entrance 65, and for an exit that detects magnetism that enters the space 60b from the exit.
In this case, the CPU 80 of the fine metal detection device 1 applies a voltage to the inlet coil 91 and the outlet coil 92 in order to generate a reverse magnetic field that cancels the magnetism detected by the one-position magnetic sensor 99 in the inlet coil 91 and the outlet coil 92. .
According to the fine metal detection device 1 using the active shield 9, the first to sixth active shield circuits 70a to 70f may be unnecessary, and at that time, avoid the complicated configuration of the device 1. Can do. In addition, if the partial active shield 9 and the overall active shield 7 are used in combination, intrusion of magnetic noise can be reliably prevented.
In the illustrated example, the inlet coil 91 and the outlet coil 92 are provided on the periphery of the inlet 65 and the outlet 66 in the second shield 62 of the PC permalloy shield 6b. However, the present invention is not limited to this. A support (not shown) separate from the permalloy shield 6 b may be provided, and the support may be provided with the inlet coil 91 and the outlet coil 92, and may be provided near the periphery of the inlet 65 and the outlet 66.

1 微細金属検出装置
2 被検査物
3 支持手段
4 帯磁手段
5 磁気検知部
6a アルミニウム製シールド
6b PCパーマロイ製シールド
7 アクティブシールド
9 アクティブシールド
17 試験コイル
18 電源
50 フラックスゲートセンサ50(超高感度磁気センサ)
51 増幅回路
52 電子回路
63 第1の入口(入口)
64 第1の出口(出口)
70a、70b、70c、70d、70e、70f 第1〜第6のアクティブシールド回路
71 三方位磁気センサ
72 仮想平行六面体
73a、73b、73c、73d、73e、73f 仮想平面
80 CPU(制御部)
91 入口コイル
92 出口コイル
99 一方位磁気センサ
MD 機械方向
CD 交差方向
VD 上下方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fine metal detection apparatus 2 Inspected object 3 Support means 4 Magnetization means 5 Magnetic detection part 6a Aluminum shield 6b PC permalloy shield 7 Active shield 9 Active shield 17 Test coil 18 Power supply 50 Flux gate sensor 50 (Ultra high sensitivity magnetic sensor )
51 Amplifier Circuit 52 Electronic Circuit 63 First Entrance (Inlet)
64 First exit (exit)
70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f First to sixth active shield circuits 71 Three-directional magnetic sensor 72 Virtual parallelepiped 73a, 73b, 73c, 73d, 73e, 73f Virtual plane 80 CPU (control unit)
91 Inlet coil 92 Outlet coil 99 One-position magnetic sensor MD Machine direction CD Crossing direction VD Vertical direction

Claims (9)

被検査物に混入する微細な金属異物を磁化し、前記金属異物の残留磁気を検出することによって前記金属異物の存在を検知する高性能磁気シールドと超高感度磁気センサとを備えた微細金属検出装置において、
前記被検査物と対向させた前記超高感度磁気センサによる前記残留磁気の検出方向と一致する方向に前記金属異物を磁化する帯磁手段と、
前記帯磁手段を通過させた後の前記被検査物を支持して前記被検査物と前記超高感度磁気センサとの間隔を所定寸法に保つことが可能な支持手段と、
前記超高感度磁気センサとして50pT/√(Hz)以下の磁気を検出可能なフラックスゲートセンサを含む磁気検出部と、
前記高性能磁気シールドとして前記磁気検出部を覆う磁気遮蔽用のPCパーマロイ製シールドと高周波遮蔽用のアルミニウム製シールドと、
を備えることを特徴とする前記微細金属検出装置。
Fine metal detection provided with a high-performance magnetic shield and an ultra-sensitive magnetic sensor that magnetizes fine metal foreign matter mixed in the inspection object and detects the presence of the metal foreign matter by detecting residual magnetism of the metal foreign matter In the device
Magnetizing means for magnetizing the metal foreign object in a direction coinciding with the direction of detection of the residual magnetism by the ultrasensitive magnetic sensor opposed to the inspection object;
Support means capable of supporting the object to be inspected after passing through the magnetizing means and maintaining a predetermined distance between the object to be inspected and the ultra-sensitive magnetic sensor;
A magnetic detection unit including a fluxgate sensor capable of detecting magnetism of 50 pT / √ (Hz) or less as the ultra-sensitive magnetic sensor;
PC permalloy shield for magnetic shielding and aluminum shield for high frequency shielding covering the magnetic detection unit as the high performance magnetic shield,
The fine metal detection device comprising:
前記微細金属検出装置は、前記被検査物が走行する機械方向と、前記機械方向に直交する前記磁気の検出方向と、前記機械方向及び前記検出方向に直交する交差方向とを有し、前記機械方向の上流から下流に向かって前記帯磁手段と前記磁気検出部とが並び、前記支持手段が前記被検査物を前記機械方向へ走行させるものである請求項1に記載の微細金属検出装置。   The fine metal detecting device has a machine direction in which the inspection object travels, a magnetic detection direction orthogonal to the machine direction, and a cross direction orthogonal to the machine direction and the detection direction. 2. The fine metal detection device according to claim 1, wherein the magnetism means and the magnetic detection unit are arranged from upstream to downstream in the direction, and the support means causes the inspection object to travel in the machine direction. 前記磁気検出部で検出した磁気信号を前記磁気検出部の直後で増幅する回路として、浮遊容量や誘導によって不要な雑音が前記磁気検出部との間の経路において侵入することを防止して、良好な信号雑音比(S/N)を得ることができる増幅回路と、
前記磁気信号のうちから前記支持手段による前記被検査物の走行速度に対応した周波数帯域の信号を取り出すため、所定の第1周波数以上の周波数をカットするローパスフィルタ及び前記第1周波数よりも小さい所定の第2周波数以下の周波数をカットするハイパスフィルタを有する電子回路とを備えており、
前記高性能シールドが前記増幅回路及び前記電子回路をも覆っている請求項1又は2に記載の微細金属検出装置。
As a circuit for amplifying the magnetic signal detected by the magnetic detection unit immediately after the magnetic detection unit, it is possible to prevent unnecessary noise from entering in the path between the magnetic detection unit due to stray capacitance and induction, and good An amplifier circuit capable of obtaining a high signal-to-noise ratio (S / N),
In order to extract a signal in a frequency band corresponding to the traveling speed of the object to be inspected by the support means from the magnetic signal, a low-pass filter that cuts a frequency equal to or higher than a predetermined first frequency, and a predetermined smaller than the first frequency An electronic circuit having a high-pass filter that cuts frequencies below the second frequency of
The fine metal detection device according to claim 1, wherein the high-performance shield also covers the amplification circuit and the electronic circuit.
前記磁気検出部は、前記機械方向に複数の前記フラックスゲートセンサを有し、前記機械方向における上流側の前記フラックスゲートセンサと、それに隣接する下流側の前記フラックスゲートセンサとの間では、前記上流側から見たときに、前記上流側の前記フラックスゲートセンサと前記下流側の前記フラックスゲートセンサとの位置が一致することのない様に、前記上流側のフラックスゲートセンサに対して前記下流側のフラックスゲートセンサが前記交差方向へ偏倚させてある請求項1〜3のいずれかに記載の微細金属検出装置。   The magnetic detection unit includes a plurality of the flux gate sensors in the machine direction, and the upstream of the flux gate sensor on the upstream side in the machine direction and the downstream flux gate sensor adjacent to the flux gate sensor. When viewed from the side, the downstream side fluxgate sensor is positioned so that the upstream side fluxgate sensor does not coincide with the downstream side fluxgate sensor so that the upstream side fluxgate sensor does not coincide with the upstream side fluxgate sensor. The fine metal detection device according to claim 1, wherein a fluxgate sensor is biased in the crossing direction. 前記残留磁気を検出するための前記フラックスゲートセンサのそれぞれには、前記フラックスゲートセンサの異常を検出するための試験コイルを設置し、前記試験コイルのそれぞれは直列に接続して前記試験コイルのそれぞれに同一の電流が流れる回路を形成し、前記回路に所定の試験電圧を印加すると、前記試験コイルのそれぞれが発生する同一レベルの磁気を前記フラックスゲートセンサのそれぞれが検出可能となり、前記フラックスゲートセンサそれぞれの検出する磁気に対しての波形判定装置で、前記同一レベルの磁気の検出の有無を判定し、前記同一レベルの磁気の検出がないときに前記フラックスゲートセンサに異常が存在すると判断することのできる前記試験コイルを備えている請求項1〜4のいずれかに記載の微細金属検出装置。   Each of the fluxgate sensors for detecting the residual magnetism is provided with a test coil for detecting an abnormality of the fluxgate sensor, and each of the test coils is connected in series to each of the test coils. Forming a circuit through which the same current flows, and applying a predetermined test voltage to the circuit, each of the flux gate sensors can detect the same level of magnetism generated by each of the test coils. In the waveform determination device for each detected magnetism, it is determined whether or not the same level of magnetism is detected, and it is determined that there is an abnormality in the fluxgate sensor when the same level of magnetism is not detected. The fine metal detection according to any one of claims 1 to 4, further comprising the test coil capable of being deformed. Location. 前記試験コイルの全てに同一の試験用の一定波形を与える電源と、
前記電源を制御する制御部とを有しており、
前記制御部は、前記金属異物からの前記残留磁気を継続的に検出している過程で、前記フラックスゲートセンサに前記異常が存在すると判断することが可能な前記試験電流を間欠的に一定の時間だけ前記試験コイルに流して前記試験電流に特徴的な前記同一レベルの磁気を発生させ、前記残留磁気を検出中である前記磁気センサに前記同一レベルの磁気を検出させることにより、前記フラックスゲートセンサにおける前記異常の存在を自動的に判断する請求項5に記載の微細金属検出装置。
A power supply that provides a constant waveform for the same test to all of the test coils;
A control unit for controlling the power source,
In the process of continuously detecting the residual magnetism from the metal foreign matter, the control unit intermittently applies the test current that can be determined that the abnormality exists in the fluxgate sensor for a certain period of time. The flux gate sensor is caused to flow only through the test coil to generate the same level of magnetism characteristic of the test current, and to cause the magnetic sensor that is detecting the residual magnetism to detect the same level of magnetism. The fine metal detection device according to claim 5, wherein the presence of the abnormality is automatically determined.
仮想平行六面体を形成する三組の互いに平行な仮想平面それぞれにおける稜線に沿って設けられた環状の第1〜第6のアクティブシールド回路と、
前記仮想平行六面体の内側にあって前記仮想平面のそれぞれに直交する方向の磁気の大きさを検知する三方位磁気センサと、
前記第1〜第6のアクティブシールド回路に電圧を印加する電源と、
前記三方位磁気センサの検知結果に基づいて、検知した磁気を打ち消す逆磁場を前記第1〜第6のアクティブシールド回路に発生させるために前記第1〜第6のアクティブシールド回路に電圧を印加する制御部と、
によって前記仮想平行六面体の内側にアクティブシールド空間が形成され、
前記アクティブシールド空間の内部に前記磁気検出部と前記PCパーマロイ製シールドと前記アルミニウム製シールドとを配置する一方、前記アクティブシールド空間の外部及び内部のいずれかに前記帯磁手段を配置してある請求項1〜6のいずれかに記載の微細金属検出装置。
Annular first to sixth active shield circuits provided along ridge lines in three sets of mutually parallel virtual planes forming a virtual parallelepiped;
A three-directional magnetic sensor for detecting the magnitude of magnetism in a direction perpendicular to each of the virtual planes inside the virtual parallelepiped;
A power supply for applying a voltage to the first to sixth active shield circuits;
Based on the detection result of the three-direction magnetic sensor, a voltage is applied to the first to sixth active shield circuits in order to cause the first to sixth active shield circuits to generate a reverse magnetic field that cancels the detected magnetism. A control unit;
An active shield space is formed inside the virtual parallelepiped by
The magnetic detection unit, the PC permalloy shield, and the aluminum shield are disposed inside the active shield space, and the magnetizing means is disposed either outside or inside the active shield space. The fine metal detection apparatus in any one of 1-6.
前記PCパーマロイ製シールドに形成されていて前記機械方向へ走行する前記被検査物が入出する入口及び出口と、
前記PCパーマロイ製シールドにおける前記入口と前記出口とのそれぞれの周縁及びその周縁の近傍のいずれかに設けられて環状のアクティブシールド回路を形成する入口コイル及び出口コイルと、
前記入口コイル及び前記出口コイルに電圧を印加する電源と、
前記環状のアクティブシールド回路それぞれによって囲繞された空間の内側に設けられて、前記入口から前記空間に侵入する磁気と前記出口から前記空間に侵入する磁気とを検出する一方位磁気センサと、
前記一方位磁気センサの検出結果に基づいて、検出した磁気を打ち消す逆磁場を前記入口コイル及び前記出口コイルに発生させるために前記入口コイル及び前記出口コイルに電圧を印加する制御部と、
を有する請求項2〜7のいずれかに記載の微細金属検出装置。
An inlet and an outlet for entering and exiting the inspection object formed in the PC permalloy shield and traveling in the machine direction;
An inlet coil and an outlet coil that are provided at either the peripheral edge of the inlet and the outlet of the PC permalloy shield or in the vicinity of the peripheral edge to form an annular active shield circuit;
A power source for applying a voltage to the inlet coil and the outlet coil;
A one-position magnetic sensor that is provided inside a space surrounded by each of the annular active shield circuits and detects a magnet that enters the space from the entrance and a magnet that enters the space from the exit;
A control unit for applying a voltage to the inlet coil and the outlet coil in order to cause the inlet coil and the outlet coil to generate a reverse magnetic field that cancels the detected magnetism based on a detection result of the one-position magnetic sensor;
The fine metal detection device according to any one of claims 2 to 7.
前記アルミニウム製シールドは、複数枚のアルミニウム鋼板及びアルミニウム鋼板からの削り出し品のうちの少なくとも一方の材料による組み立て品であって、前記材料が嵌合及び前記材料を貫通することがないように使用されたねじによる締結のうち少なくとも一方の組立手段によって組み立ててある請求項1〜8のいずれかに記載の微細金属検出装置。   The aluminum shield is an assembly made of at least one of a plurality of aluminum steel plates and a machined product from the aluminum steel plate, and is used so that the material does not fit and penetrate the material. The fine metal detection device according to any one of claims 1 to 8, wherein the fine metal detection device is assembled by at least one assembling means of fastening by screws.
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