JP2014002149A - 製品中の金属汚染物質を検出するためのデバイスおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製品中の金属汚染物質を検出するためのデバイスおよび方法を提供すること。
【解決手段】コイルに基づく金属検出器（２）から受け取る信号（Ｓ)を使用して製品（Ｐ）中の金属汚染物質（Ｍ）を検出するためのデバイス（１）は、較正段階の間、製品（Ｐ）の１つまたは複数の見本に対する、抵抗成分（Ｒ）および無効成分（Ｘ）を有する信号（Ｓ）を金属検出器（２）から受け取ることによって製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線を決定するように構成された較正モジュール（１１）を備えている。デバイス（１）は、抵抗成分および無効成分に対する座標系で、信号（Ｓ）のベクトル表現と製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線とを比較し、かつ、信号（Ｓ）のベクトル表現が蝶ネクタイ形検出包絡線の外側の領域へ延びている場合、製品（Ｐ）中に金属汚染物質（Ｍ）が存在することを示すように構成された検出モジュール（１２）をさらに備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、製品中の金属汚染物質を検出するためのデバイスおよび方法に関する。詳細には、本発明は、コイルに基づく金属検出器から受け取る、抵抗成分および無効成分からなる信号を使用して製品中の金属汚染物質を検出するためのデバイスおよびコンピュータ実施方法に関する。

安全および健康に関する理由を始めとする様々な理由により、食物、薬物製品または織物製品などの様々な非金属消費者商品中の金属汚染物質を検出することが必要である。通常、コイルに基づく金属検出器を使用して、金属または他の電解質などの望ましくない物質を検出するためにこのような製品が走査される。様々な金属または製品が金属検出器を通過する際に、これらの金属または製品によって生成される信号、または金属検出器のコイルによって生成される信号は、金属および製品の導電率および透磁率に基づいて抵抗成分および無効成分に分割することができる。粒子が小さい場合、鉄金属（鉄）からの信号は主として無効性であり、一方、ステンレス鋼からの信号は主として抵抗性である。

米国特許出願第２００３／０１０５６００号に、金属または他の電解質による対象の汚染を検出するための装置が記載されている。米国特許出願第２００３／０１０５６００号による装置は、金属検出器によって提供される観察された信号と、記憶されている、許容可能なレベルの汚染を有する対象に対応する較正信号とを比較し、かつ、金属検出器から受け取った観察された信号がその較正信号から許容不可能な量だけ逸脱すると、それを識別するようにプログラムされたコンピュータに結合された金属検出器を備えている。

米国特許第５０４５７８９号に、判別電磁パラメータを使用して対象中の異物を検出するための検出器が記載されている。米国特許第５０４５７８９号によれば、検出信号の抵抗成分（同相）および無効成分（９０°位相遅れ）を示す座標系で楕円領域が画定されており、この楕円領域は、汚染物質が存在しない製品に対する期待信号値を表している。この楕円領域外に存在する値またはベクトルを有する検出信号は、異物を含んだ製品を表していると判定される。製品の実際の測値に基づいて楕円検出包絡線を画定することにより、楕円検出包絡線と製品信号が整列する利点、つまり検出包絡線の位相と製品の位相が整列する点で製品補償が達成される利点が得られる。したがって肉やチーズなどの高度に導電性の製品の信号であっても、検出包絡線の外側へ出ることはない。しかしながら、負の結果として、ステンレス鋼からの大きい信号は、検出包絡線の外側へ出なければならず、したがって検出器は、これらの金属に対して鈍感になる。

米国特許出願第２００３／０１０５６００号 米国特許第５０４５７８９号

本発明の目的は、製品中の金属汚染物質を検出するためのデバイスおよび方法であって、従来技術の欠点のうちの少なくともいくつかがないデバイスおよび方法を提供することである。詳細には、本発明の目的は、製品中の金属汚染物質を検出するためのデバイスおよび方法であって、検出に際して製品の位相が考慮され、その一方で金属感度が維持されるか、あるいは少なくとも既知のシステム未満に低減されるデバイスおよび方法を提供することである。

本発明によれば、これらの目的は、独立請求項の特徴によって達成される。さらに、他の有利な実施形態は、従属請求項および以下の説明の通りである。
本発明によれば、上記の目的は、とりわけ、コイルに基づく金属検出器から受け取る、抵抗成分および無効成分からなる信号を使用して製品中の金属汚染物質を検出するために、信号のベクトル表現が、抵抗成分および無効成分に対する座標系で製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線と比較される点で達成される。信号のベクトル表現が蝶ネクタイ形検出包絡線の外側の領域へ延びている場合、製品中に金属汚染物質が存在していることが表示される。製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線を使用することにより、検出包絡線と特定の製品の位相配向との整列を使用して金属汚染物質を検出することができ、その一方で金属汚染物質に対する検出感度が維持され、あるいは少なくとも既知のシステム未満に低減される利点が得られる。

一実施形態では、製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線は、較正段階の間、製品の１つまたは複数の見本すなわち試料に対する信号を金属検出器から受け取ることによって決定される。蝶ネクタイ形検出包絡線の位相配向および寸法は、これらの信号を使用して決定される。蝶ネクタイ形検出包絡線は、蝶ネクタイ形検出包絡線の中心から蝶ネクタイ形検出包絡線の個々の末端まで、縦軸に沿って互いに逆方向に延在している２つの羽根を有している。蝶ネクタイ形検出包絡線の末端の幅は、蝶ネクタイ形検出包絡線の中心の幅より広い。決定される寸法は、蝶ネクタイ形検出包絡線の中心部分の幅、蝶ネクタイ形検出包絡線の末端部分の幅、蝶ネクタイ形検出包絡線のその縦軸に沿った長さ、および／または蝶ネクタイ形検出包絡線の縦軸と外縁の間の鋭角を含み、この外縁は、蝶ネクタイ形検出包絡線の中心から末端まで延在している。

他の実施形態では、較正段階の間、金属検出器から受け取る信号の抵抗成分および無効成分が、位相値および大きさ値からなる極座標に変換される。製品包絡線は、較正段階の間、位相値毎にピーク大きさ値を決定し、かつ、記憶することによって決定され、また、蝶ネクタイ形検出包絡線は、この製品包絡線を使用して画定される。

一実施形態では、蝶ネクタイ形検出包絡線の位相配向を決定するステップは、位相値に対する記憶されているピーク大きさ値に重み付け関数を適用するステップを含む。
他の実施形態では、蝶ネクタイ形検出包絡線の寸法を決定するステップは、位相配向と、整列軸として選択された座標系の軸とを整列させるステップと、座標系の軸の周りの製品包絡線の反射を介して製品包絡線の象限オーバレイを生成するステップと、象限オーバレイの測値を決定するステップと、これらの測値を使用して蝶ネクタイ形検出包絡線の寸法を決定するステップとを含む。

一実施形態では、象限オーバレイの整列軸の方向の最大範囲が決定され、かつ、この整列軸の方向の最大範囲を使用して蝶ネクタイ形検出包絡線の長さが決定される。さらに、象限オーバレイの最大範囲が、整列軸に対して直角の座標系の軸上で決定され、かつ、この直交軸上の象限オーバレイの最大範囲を使用して蝶ネクタイ形検出包絡線の中心部分の幅が決定される。

他の実施形態では、象限オーバレイ上への接線が座標系の象限のうちの１つで決定される。接線は、整列軸に対して直角の座標系の軸上の象限オーバレイの最大範囲を通って延びている。蝶ネクタイ形検出包絡線の鋭角および／または末端部分の幅は、この接線を使用して決定される。

また、本発明は、コイルに基づく金属検出器から受け取る信号を使用して製品中の金属汚染物質を検出するためのデバイスおよび方法に加えて、コイルに基づく金属検出器から受け取る信号を使用して製品中の金属汚染物質を検出するための方法を実行するようにコンピュータシステムを導くためのコンピュータプログラムコードからなるコンピュータプログラム製品に関しており、コンピュータプログラム製品は、コンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体を備えていることが好ましい。

本発明について、一例として、図面を参照してより詳細に説明する。

金属検出器から受け取る信号を使用して製品中の金属汚染物質を検出するための、コイルに基づく金属検出器およびデバイスを概略的に示すブロック図である。 製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線を決定し、かつ、蝶ネクタイ形検出包絡線を使用して製品中の金属汚染物質を検出するためのステップの一例示的シーケンスを示す流れ図である。 較正データを記憶するためのステップの一例示的シーケンスを示す流れ図である。 製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線を決定するためのステップの一例示的シーケンスを示す流れ図である。 抵抗成分を表す１つの軸および無効成分を表す１つの軸を有する座標系における製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線の一例を示す図である。 湾曲した辺を有する羽根を有する製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線の一例を示す図である。 抵抗成分を表す１つの軸および無効成分を表す１つの軸を有する座標系における、較正データに基づく製品包絡線の一例を示す図である。 座標系における製品包絡線の例の製品位相を示す図である。 座標系における製品包絡線の例の象限オーバレイの一例を示す図である。 象限オーバレイから、蝶ネクタイ形検出包絡線の長さ、蝶ネクタイ形検出包絡線のその中心部分の幅、およびその末端部分の幅を決定する一例を示す図である。

図１では、参照数表示１０は、製品Ｐ、例えば食物製品、薬物製品、織物製品または他の（非金属）消費者商品製品中の金属汚染物質Ｍを検出するための検出システムを表している。検出システム１０は、コイルに基づく金属検出器２から受け取る信号Ｓを使用して製品Ｐ中の金属汚染物質Ｍを検出するための、従来のコイルに基づく金属検出器２および処理デバイス１を備えている。金属検出器２は、較正段階および測定段階Ｐｈ１、Ｐｈ２の間、製品Ｐの流れＦを金属検出器２を介して輸送するように構成された輸送システム、例えばコンベヤベルトを備えている。図１に概略的に示されているように、一実施形態では、金属検出器２および処理デバイス１は、１つの共通のハウジング１００の中に統合され、あるいは別法として、金属検出器２および処理デバイス１は、個別のハウジングの中に配置される。金属検出器２および処理デバイス１は、信号インタフェース１３によって相互接続されている。

図１に示されているように、処理デバイス１は、いくつかの機能モジュール、詳細には較正モジュール１１および検出モジュール１２を備えている。処理デバイス１は、１つまたは複数のプロセッサを含む操作可能コンピュータを備えていることが好ましく、また、機能モジュールは、以下で概要を示す様々な機能を実施するようにコンピュータの１つまたは複数のプロセッサを導くためのコンピュータプログラムコードからなる、プログラムされたソフトウェアモジュールとして実施される。コンピュータプログラムコードは、処理デバイス１内に固定または取外し可能に配置されるコンピュータプログラム製品に記憶される。別法としては、機能モジュールは、ハードウェアコンポーネントによってすべて、または少なくとも部分的に実施される。

以下の段落では、図２〜４を参照して、較正段階Ｐｈ１の間、図５に示されている製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴを決定し、かつ、測定段階Ｐｈ２の間、製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴを使用して製品Ｐ中の金属汚染物質Ｍを検出するために機能モジュールによって実施されるステップの可能シーケンスについて説明する。

較正段階Ｐｈ１では、ステップＳ１で製品Ｐが金属検出器２に供給され、そこで、それぞれ金属検出器２のタイプに応じて製品Ｐが検出器のコイルを介して輸送されるか、あるいは検出器のコイルが製品Ｐを通過する。金属検出器２は、金属検出器２を通る製品の流れＦに応答して、製品Ｐの導電率および透磁率に応じた抵抗成分Ｒおよび無効成分Ｘを有する信号Ｓを生成する。

ステップＳ２で、処理デバイス１内で、較正モジュール１１が金属検出器２から信号インタフェース１３を介して検出信号Ｓを受け取る。
ステップＳ３で、較正モジュール１１が、金属検出器２から受け取った検出信号Ｓに基づく較正データを記憶する。詳細には、較正モジュール１１は、受け取った、製品Ｐに対する検出信号Ｓの抵抗成分および無効成分Ｒ、Ｘを含んだ較正データを記憶する。

図３および６に示されている一実施形態では、ステップＳ３１で、較正モジュール１１が、受け取った検出信号Ｓの抵抗成分Ｒおよび無効成分Ｘを位相値αおよび大きさ値ｍからなる極座標ＰＯＬ（α、ｍ）に変換する。

ステップＳ３２で、較正モジュール１１が、大きさ値ｍと、予め記憶されている、受け取った検出信号Ｓの位相値αに対する大きさ値とを比較することにより、受け取った検出信号Ｓの大きさ値ｍが新しいピーク大きさ値であるかどうか決定する。受け取った検出信号Ｓの大きさ値ｍが予め記憶されている大きさ値に等しいか、あるいはそれより小さい場合、較正モジュール１１はステップＳ３１を継続し、金属検出器２から受け取る次の検出信号Ｓの大きさ値ｍを処理する。一方、受け取った検出信号Ｓの大きさ値ｍが新しいピーク大きさ値、つまり受け取った検出信号Ｓの大きさ値ｍが予め記憶されている大きさ値より大きい場合、ステップＳ３３で、較正モジュール１１は、受け取った検出信号Ｓの位相値αにリンクされた新しいピーク大きさ値としてその大きさ値ｍを記憶する。図６に示されているように、較正段階Ｐｈ１の間の連続測定の結果、受け取った検出信号Ｓの個々の位相値α（位相）に割り当てられた記憶されているピーク大きさ値ｍ（振幅）によって、製品Ｐの一般（汚染されていない）導電率および透磁率を表す製品包絡線ＰＥが画定される。

ステップＳ４で、較正モジュール１１が、較正段階Ｐｈ１が終了したかどうか決定する。較正段階Ｐｈ１の継続期間は、実施形態および／または選択された動作モードに応じて、例えば製品のタイプに応じて選択される定義済みの時間の長さによって、金属検出器２に供給される製品Ｐの見本すなわち試料の数によって、および／または検出信号Ｓの最大分散を定義している閾値によって定義される。さらに、較正段階の間、製品Ｐの複数の見本すなわち試料の代わりに、製品Ｐの１つの長い見本、例えば金属検出器２の検出通路より長い製品見本が金属検出器２に供給される場合、製品Ｐの同じ見本が多数回にわたって周期的に測定され（試料採取され）、較正段階Ｐｈ１の継続期間は、製品の見本の長さによって、および／または測定試料の定義済みの数によって定義される。較正段階Ｐｈ１が終了していない場合、ステップＳ１の処理が継続され、それぞれ製品Ｐの次の見本が供給されるか、あるいは次の試料採取が実施される。一方、較正段階Ｐｈ１が終了している場合、ステップＳ５の処理が継続される。

ステップＳ５で、較正モジュール１１が、記憶されている較正データ、すなわち位相値αに割り当てられたピーク大きさ値ｍによって画定された製品包絡線ＰＥを使用して製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴを決定し、ＰＥ＝｛α_ｉ、ｍ｝、ｉ＝０．．．３６０°である。図６は、Ｘ／Ｒ−座標系における製品包絡線ＰＥの一例を示したものである。引き続いて、製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの決定済みパラメータがデバイス１または外部データ記憶装置に記憶される。

図４および７に示されているように、ステップＳ５１で、較正モジュール１１が製品包絡線ＰＥを使用して製品Ｐの位相配向φを決定する。製品位相φは、製品包絡線ＰＥの優勢な位相として定義され、重み付き計算アルゴリズムを記憶されている較正データに適用し、とりわけ、位相値αに割り当てられたピーク大きさ値ｍによって画定される製品包絡線ＰＥに適用することによって決定され、ＰＥ＝｛α_ｉ、ｍ}、ｉ＝０．．．３６０°である。

例えば重み付き計算アルゴリズムは、製品Ｐの平均位相として製品位相φを決定するように構成される。平均化プロセスには、較正段階Ｐｈ１の先行するステップの間に製品包絡線ＰＥ＝｛α_ｉ、ｍ｝を使用して決定されるすべての位相特化ピーク大きさ値ｍが利用される。雑音に関連する無指向性検出信号Ｓと、製品Ｐによってもたらされる、特定の方向を有する検出信号Ｓとをより良好に区別するために、例えば平均化プロセスのために、すべてのピーク大きさ値ｍがそれらの４乗値（ｍ^４）を使用することによって増幅される。これは、雑音に関連する多くの検出信号Ｓが存在し、また、製品に関連する検出信号Ｓの大きさ値ｍがそれほど大きくない場合にとりわけ適切である。

決定された製品位相φは、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの位相配向として設定される。また、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの位相配向φは、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの縦軸ｚと一致する。

ステップＳ５２で、較正モジュール１１が、例えば図８に示されている、製品包絡線ＰＥの象限オーバレイＱＯを生成する。象限オーバレイＱＯは、製品包絡線ＰＥの４つのすべての象限Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の情報を１つの象限、例えば象限Ｑ１の中に数学的に凝縮する。製品包絡線ＰＥの象限オーバレイＱＯを生成するために、較正モジュール１１は、それぞれ製品Ｐの位相配向φまたは蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴと、以下、整列軸で参照される座標系の軸とを整列させる。そのために、位相配向φと、整列軸として選択される、Ｘ／Ｒ−座標系の複数の軸のうちの１つの軸、例えば図８に示されている正のＲ−軸とを整列させるために、製品包絡線ＰＥが、例えば回転角β = π/2 - φ だけＸ／Ｒ−座標系の原点の周りに回転される。別法としては、Ｘ／Ｒ−座標系の任意の他の軸を整列軸として使用することも可能であり、あるいは製品包絡線ＰＥを回転させることなく、製品包絡線ＰＥと、位相配向φと整列したその複数の軸のうちの１つを整列軸として有する座標系とを、重畳させることができる。引き続いて、製品包絡線ＰＥの象限オーバレイＱＯが、図８に示されているように、個々の座標系の軸の周りの製品包絡線ＰＥの反射（例えばＸ−軸の周りの反射：Ｑ３−＞Ｑ２およびＱ４−＞Ｑ１、および後続するＲ−軸の周りの反射：Ｑ２−＞Ｑ１、等々）を介して生成され、それにより４つのすべての象限Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の情報が１つの象限Ｑ１の中に埋没される。引き続いて、較正モジュール１１は、製品包絡線ＰＥの象限オーバレイＱＯを使用して蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの寸法を決定する。

ステップＳ５３で、較正モジュール１１が、製品包絡線ＰＥの象限オーバレイＱＯを使用して蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの長さＬ（２Ｌ）を決定し、かつ、記憶する。図９に示されているように、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの長さＬ（２Ｌ）は、象限オーバレイＱＯの整列軸の方向、図９の例ではＲ−軸の方向の最大範囲によって画定される。

ステップＳ５４で、較正モジュール１１が、製品包絡線ＰＥの象限オーバレイＱＯを使用して蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの中心Ｃ部分の幅ｄｃを決定し、かつ、記憶する。図９に示されているように、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの中心Ｃ部分の幅ｄｃは、整列軸に対して直角の座標系の軸、図９の例ではＸ−軸上の象限オーバレイの最大範囲によって画定される（ｄｃ＝２ｄｃ’）。

ステップＳ５５で、較正モジュール１１が、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの中心部分の鋭角γおよび／または蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの末端Ｅ１、Ｅ２部分の幅ｄｅ、ｄｅ’を決定し、かつ、記憶する。図５に示されているように、鋭角γは、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの位相許容範囲、つまり製品位相φからのあらゆる逸脱からの許容範囲を構成している。図９に示されているように、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの鋭角γまたは位相許容範囲は、それぞれ製品包絡線ＰＥの象限オーバレイＱＯ上への接線ｔによって決定され、整列軸に対して直角の座標系の軸、図９の例ではＸ−軸上の象限オーバレイＱＯの最大範囲ｄｃ’を通って延びている。さらに示されているように、金属汚染物質Ｍを検出するための実際のトリガラインｔ’を決定するために、一実施形態では、接線ｔは、定義済みの許容範囲係数だけ平行に移動し、例えば７５％〜１２５％だけＸ−軸の方向に移動する。

蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの鋭角γまたは位相許容範囲がそれぞれ定義済みの閾値、例えばユーザインタフェースを介してオペレータによって設定された最大位相許容範囲または対応する最大鋭角γ_ｍａｘを超えると、較正モジュール１１は、それぞれ位相許容範囲または鋭角γを定義済みの最大位相許容範囲または鋭角に設定する。最大位相許容範囲は、製品包絡線ＰＥの象限オーバレイＱＯが、接線ｔが定義済みの最大鋭角γ_ｍａｘより大きい鋭角γを画定することになる形状を有するシナリオの場合に超えることになる。この場合、定義済みの最大鋭角γ_ｍａｘに設定された鋭角γを画定している接線ｔ_ｍａｘが製品包絡線ＰＥの象限オーバレイＱＯ上に適用される。引き続いて、この「最大」接線ｔ_ｍａｘと、整列軸に対して直角の座標系の軸との交点、例えばＸ−軸との交点が決定され、かつ、座標系の原点までのその距離が、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの中心Ｃ部分の再調整された（拡張された）幅ｄｃとして記憶される。接線ｔがゼロの鋭角γまたは位相許容範囲を画定する他のシナリオでは、検出包絡線ＢＴは、以下で説明するように元の楕円形に戻ることが好ましい。

図５は、それぞれ、縦軸ｚによって画定される位相配向φと、鋭角γおよび中心Ｃ部分の幅ｄｃによって画定される位相許容範囲と、長さＬまたは２Ｌとを有する蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの一例を示したものである。蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの末端Ｅ１、Ｅ２部分の幅ｄｅ、ｄｅ’は、中心Ｃ部分の幅ｄｃを考慮して、あるいは考慮することなく、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの長さＬおよび鋭角γによって幾何学的に画定されている。蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの外縁ｔ^＊および末端Ｅ１、Ｅ２によって画定される実際のトリガラインは、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの長さＬおよび幅ｄｃ、ｄｅ、ｄｅ’を拡張する可変許容範囲係数によって調整することができることは当業者には理解されよう。さらに、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴは、非対称形状を使用して、および／または異なるタイプの形状を使用して構成することができ、例えば末端Ｅ１、Ｅ２部分のかどを可変半径を使用して丸くすることができ、あるいは鋭い縁を付けることができることは当業者には理解されよう。図５に示されている蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの例は羽根Ｗ１を有しており、Ｗ１は、いずれの場合も中心Ｃから末端Ｅ１、Ｅ２まで、どちらかと言えば直線的に延在している辺、および半径が小さいかどを末端部分に有している。図５ａは、いずれの場合も中心Ｃから末端Ｅ１、Ｅ２まで曲線で延在している辺を備えた羽根Ｗ１、Ｗ２を有する、異なる形状を備えた蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの一例を示したものであり、例えば曲線は、長さ方向に半分に分割した楕円の辺と同様である。図５ａに示されている蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの形状には、鋭角γによって示される蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの位相許容範囲がゼロに近づくと、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの形状が継目なしに元の楕円形状に変化する利点がある。言い換えると、図５ａに示されている蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴは２つの羽根Ｗ１、Ｗ２を有しており、それらの各々は三角形から構成されており、三角形は、その中央のかどに位相許容範囲の２倍（２γ）に等しい角度を有しており、また、楕円の１／４が中央のかどで出会う三角形の両側に取り付けられている。

測定段階Ｐｈ２では、ステップＳ６で、製品Ｐが金属検出器２に供給され、そこで、それぞれ金属検出器２のタイプに応じて製品Ｐが金属検出器のコイルを介して輸送されるか、あるいは検出器のコイルが製品Ｐを通過する。

ステップＳ７で、処理デバイス１内で、検出モジュール１２が金属検出器２から信号インタフェース１３を介して検出信号Ｓを受け取る。
ステップＳ８で、検出モジュール１２が、Ｘ／Ｒ−座標系で、その抵抗成分Ｒおよびその無効成分Ｘによって定義された検出信号Ｓのベクトル表現Ｐ１、Ｐ２と蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴとを比較することによって製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴを検出信号Ｓに適用する。

検出モジュール１２が、ステップＳ９で、それぞれ検出信号Ｓまたはそのベクトル表現Ｐ１、Ｐ２が、図５にベクトルＰ１によって示されているように、蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴによって画定された境界（トリガラインｔ^＊）を超えていないことを決定すると、ステップＳ６の処理を継続し、次の製品を測定する。一方、それぞれ検出信号Ｓまたはそのベクトル表現Ｐ１、Ｐ２が、図５にベクトルＰ２によって示されているように蝶ネクタイ形検出包絡線ＢＴの外側の領域へ延びている場合、検出モジュール１２は、ステップＳ１０で、例えば音響および／または視覚警報信号によって、および／または汚染された製品Ｐの自動除去、等々などの例外処理を示すための制御信号を生成することにより、製品Ｐ中に金属汚染物質Ｍが存在していることを示す。

説明では、コンピュータプログラムコードは特定の機能モジュールに関連しており、また、ステップのシーケンスは特定の順序で示されているが、本発明の範囲を逸脱することなく、別様にコンピュータプログラムコードを構築することができること、また、ステップの少なくとも一部の順序を変更することができることは当業者には理解されるであろうことに留意されたい。

１ 処理デバイス
２ コイルに基づく金属検出器
１０ 検出システム
１１ 較正モジュール
１２ 検出モジュール
１３ 信号インタフェース
１００ ハウジング

Claims (15)

1. コイルに基づく金属検出器（２）から受け取る信号（Ｓ）を使用して製品（Ｐ）中の金属汚染物質（Ｍ）を検出するためのデバイス（１）であって、前記信号（Ｓ）が抵抗成分（Ｒ）および無効成分（Ｘ）からなり、
   前記抵抗成分および無効成分に対する座標系で、前記信号（Ｓ）のベクトル表現（Ｐ１、Ｐ２）と製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）とを比較し、かつ、前記信号（Ｓ）の前記ベクトル表現が前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の外側の領域へ延びている場合、前記製品（Ｐ）中に金属汚染物質（Ｍ）が存在することを示すように構成された検出モジュール（１２）
   を備えるデバイス（１）。
2. 較正段階（Ｐｈ１）の間、前記製品（Ｐ）の１つまたは複数の見本に対する信号（Ｓ）を前記金属検出器（２）から受け取り、かつ、前記信号（Ｓ）を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の位相配向(φ)および寸法を決定することによって前記製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）を決定するように構成された較正モジュール（１１）をさらに備え、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）が、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の中心（Ｃ）から前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の個々の末端（Ｅ１、Ｅ２）まで、縦軸（ｚ）に沿って互いに逆方向に延在している２つの羽根（Ｗ１、Ｗ２）を有し、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記末端（Ｅ１、Ｅ２）の幅（ｄｅ、ｄｅ’）が前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記中心（Ｃ）の幅（ｄｃ）より広く、前記寸法が、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記中心（Ｃ）部分の前記幅（ｄｃ）、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記末端（Ｅ１、Ｅ２）部分の前記幅（ｄｅ、ｄｅ’）、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）のその縦軸（ｚ）に沿った長さ（Ｌ、２Ｌ）、および前記中心（Ｃ）から前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記末端（Ｅ１、Ｅ２）まで延在している、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記縦軸（ｚ）と外縁（ｔ^＊）の間の鋭角（γ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のデバイス（１）。
3. 前記較正モジュール（１１）が、前記較正段階（Ｐｈ１）の間、前記金属検出器（２）から受け取る前記信号（Ｓ）の前記抵抗成分および無効成分（Ｒ、Ｘ）を、位相値および大きさ値からなる極座標に変換し、前記較正段階の間、前記位相値毎にピーク大きさ値を決定し、かつ、記憶することによって製品包絡線（ＰＥ）を決定し、かつ、前記製品包絡線（ＰＥ）を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）を画定するようにさらに構成される、請求項２に記載のデバイス（１）。
4. 前記較正モジュール（１１）が、前記位相値に対する記憶されている前記ピーク大きさ値に重み付け関数を適用することによって前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の位相配向(φ)を決定するようにさらに構成される、請求項３に記載のデバイス（１）。
5. 前記較正モジュール（１１）が、前記位相配向(φ)と、整列軸として選択された座標系の軸（Ｒ）とを整列させるステップと、前記座標系の軸（Ｒ、Ｘ）の周りの前記製品包絡線（ＰＥ）の反射を介して前記製品包絡線（ＰＥ）の象限オーバレイ（ＱＯ）を生成するステップと、前記象限オーバレイ（ＱＯ）の測値を決定するステップと、前記測値を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記寸法を決定するステップとによって前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の寸法を決定するようにさらに構成される、請求項３または４の一項に記載のデバイス（１）。
6. 前記較正モジュール（１１）が、前記象限オーバレイ（ＱＯ）の前記整列軸（Ｒ）の方向の最大範囲を決定し、前記整列軸（Ｒ）の方向の前記最大範囲を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記長さ（Ｌ、２Ｌ）を決定し、前記整列軸（Ｒ）に対して直角の座標系の軸（Ｘ）上の前記象限オーバレイ（ＱＯ）の最大範囲を決定し、かつ、前記直交軸（Ｘ）上の前記象限オーバレイ（ＱＯ）の前記最大範囲を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記中心（Ｃ）部分の前記幅（ｄｃ）を決定するようにさらに構成される、請求項５に記載のデバイス（１）。
7. 前記較正モジュール（１１）が、前記象限オーバレイ（ＱＯ）上への接線(ｔ)であって、前記整列軸（Ｒ）に対して直角の前記座標系の前記軸（Ｘ）上の前記象限オーバレイ（ＱＯ）の最大範囲を通って延びる接線(ｔ)を前記座標系の象限のうちの１つ（Ｑ１）で決定し、かつ、前記接線(ｔ)を使用して、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記末端部分の前記幅（ｄｅ、ｄｅ’）および前記鋭角（γ）のうちの少なくとも１つを決定するようにさらに構成される、請求項５または６の一項に記載のデバイス（１）。
8. コイルに基づく金属検出器（２）から受け取る信号（Ｓ）を使用して製品（Ｐ）中の金属汚染物質（Ｍ）を検出するためのコンピュータ実施方法であって、前記信号（Ｓ）が抵抗成分（Ｒ）および無効成分（Ｘ）からなり、
   前記抵抗成分および無効成分に対する座標系で、前記信号（Ｓ）のベクトル表現（Ｐ１、Ｐ２）と製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）とを比較するステップと、
   前記信号（Ｓ）の前記ベクトル表現が前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の外側の領域へ延びている場合、前記製品（Ｐ）中に金属汚染物質（Ｍ）が存在することを示すステップと
   を含む方法。
9. 前記方法が、較正段階（Ｐｈ１）の間、前記製品（Ｐ）の１つまたは複数の見本に対する信号（Ｓ）を前記金属検出器（２）から受け取り、かつ、前記信号（Ｓ）を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の位相配向(φ)および寸法を決定することによって前記製品特化蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）を決定するステップをさらに含み、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）が、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の中心（Ｃ）から前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の個々の末端（Ｅ１、Ｅ２）まで、縦軸（ｚ）に沿って互いに逆方向に延在している２つの羽根（Ｗ１、Ｗ２）を有し、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記末端（Ｅ１、Ｅ２）の幅（ｄｅ、ｄｅ’）が前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記中心（Ｃ）の幅（ｄｃ）より広く、前記寸法が、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記中心（Ｃ）部分の前記幅（ｄｃ）、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記末端（Ｅ１、Ｅ２）部分の前記幅（ｄｅ、ｄｅ’）、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）のその縦軸（ｚ）に沿った長さ（Ｌ、２Ｌ）、および前記中心（Ｃ）から前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記末端（Ｅ１、Ｅ２）まで延在している、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記縦軸（ｚ）と外縁（ｔ^＊）の間の鋭角（γ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記方法が、前記較正段階（Ｐｈ１）の間、前記金属検出器（２）から受け取る前記信号（Ｓ）の前記抵抗成分および無効成分（Ｒ、Ｘ）を、位相値および大きさ値からなる極座標に変換するステップと、前記較正段階の間、前記位相値毎にピーク大きさ値を決定し、かつ、記憶することによって製品包絡線（ＰＥ）を決定するステップと、前記製品包絡線（ＰＥ）を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）を画定するステップとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記位相配向(φ)を決定するステップが、前記位相値に対する記憶されている前記ピーク大きさ値に重み付け関数を適用するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記寸法を決定するステップが、前記位相配向(φ)と、整列軸として選択された座標系の軸（Ｒ）とを整列させるステップと、前記座標系の軸（Ｒ、Ｘ）の周りの前記製品包絡線（ＰＥ）の反射を介して前記製品包絡線（ＰＥ）の象限オーバレイ（ＱＯ）を生成するステップと、前記象限オーバレイ（ＱＯ）の測値を決定するステップと、前記測値を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記寸法を決定するステップとを含む、請求項１０または１１の一項に記載の方法。
13. 前記方法が、前記象限オーバレイ（ＱＯ）の前記整列軸（Ｒ）の方向の最大範囲を決定するステップと、前記整列軸（Ｒ）の方向の前記最大範囲を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記長さ（Ｌ、２Ｌ）を決定するステップと、前記整列軸（Ｒ）に対して直角の座標系の軸（Ｘ）上の前記象限オーバレイ（ＱＯ）の最大範囲を決定するステップと、前記直交軸（Ｘ）上の前記象限オーバレイ（ＱＯ）の前記最大範囲を使用して前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記中心（Ｃ）部分の前記幅（ｄｃ）を決定するステップとをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記方法が、前記象限オーバレイ（ＱＯ）上への接線(ｔ)を決定するステップであって、前記整列軸（Ｒ）に対して直角の前記座標系の前記軸（Ｘ）上の前記象限オーバレイ（ＱＯ）の最大範囲を通って延びる前記接線(ｔ)を前記座標系の象限のうちの１つ（Ｑ１）で決定するステップと、前記接線(ｔ)を使用して、前記蝶ネクタイ形検出包絡線（ＢＴ）の前記末端（Ｅ１、Ｅ２）部分の前記幅（ｄｅ、ｄｅ’）および前記鋭角（γ）のうちの少なくとも１つを決定するステップとをさらに含む、請求項１２または１３の一項に記載の方法。
15. 請求項８から１４の一項に記載の方法を実施するようにコンピュータを導くコンピュータプログラムコードを記憶したコンピュータ可読媒体を備えたコンピュータプログラム製品。