JP2014092365A - Metal detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、食品等の被検査物中の金属異物の有無を検出する金属検出装置に関するものである。 The present invention relates to a metal detection device that detects the presence or absence of a metal foreign object in an inspection object such as food.
従来、この種の金属検出装置としては、被検査物の通過によって生じる磁界の変化に基づいて食品等の被検査物中の金属異物の有無を検出する金属検出装置において、搬送方向に複数の磁気センサを配設するとともに、これら複数の磁気センサのうちの1つ以上の磁気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、被検査物の非搬送時における合成検出信号の信号レベルが最小となるように磁気センサ相互間の接続状態を設定することにより、検出信号に含まれる外乱ノイズレベルを低減するようにした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of metal detection device, a metal detection device that detects the presence or absence of metal foreign matter in an inspection object such as food based on a change in magnetic field caused by the passage of the inspection object. In addition to providing a sensor, one or more detection sensors are provided via a conveyance path for one or more of the plurality of magnetic sensors, so that composite detection is performed when the inspection object is not being conveyed. A technique is known in which a disturbance noise level included in a detection signal is reduced by setting a connection state between magnetic sensors so that the signal level of the signal is minimized (see, for example, Patent Document 1). ).
具体的には、特許文献1に記載のものは、上下に対向する磁気センサをそれぞれ差分接続するとともに差分接続した搬送方向の磁気センサの組を加算接続することで、このように接続された磁気センサからの検出信号を合成し、検出信号に含まれる外乱ノイズレベルを低減するようになっている。
しかしながら、特許文献1に記載された従来の金属検出装置においては、上下に対向する磁気センサから単に差分をとるだけであり、磁化の方向と磁気センサの指向性の関係について検討されていないため、金属異物による検出信号を強調することができなかった。 However, in the conventional metal detection device described in Patent Document 1, only the difference is taken from the magnetic sensor facing up and down, and the relationship between the direction of magnetization and the directivity of the magnetic sensor has not been studied. The detection signal due to the metal foreign object could not be emphasized.
また、磁気センサの検出信号がスカラーであるため、上下の磁気センサからの検出信号の値の位相(正負)が同相または逆送の何れであるかに基づいた差分算出を行っていなかった。 In addition, since the detection signal of the magnetic sensor is a scalar, the difference calculation based on whether the phase (positive / negative) of the detection signal value from the upper and lower magnetic sensors is in-phase or reverse is not performed.
したがって、搬送ベルトを駆動するモータ等からの外乱ノイズによる影響によって、被検査物中の微小な金属異物を高感度で検出することができなかった。 Therefore, minute metallic foreign matter in the inspection object cannot be detected with high sensitivity due to the influence of disturbance noise from a motor or the like that drives the conveyor belt.
また、特許文献1に記載された従来の金属検出装置においては、磁気センサを搬送方向に直交する直交方向(搬送路の幅方向)に複数並べた構成ではないため、直交方向における金属異物の位置を特定することができなかった。また、上下の磁気センサの中間位置では検出感度が低いため、この中間位置に存在する金属異物を検出することができない場合があった。 In addition, in the conventional metal detection device described in Patent Document 1, since a plurality of magnetic sensors are not arranged in the orthogonal direction (width direction of the conveyance path) orthogonal to the conveyance direction, the position of the metal foreign object in the orthogonal direction Could not be identified. Further, since the detection sensitivity is low at the intermediate position between the upper and lower magnetic sensors, there are cases in which it is not possible to detect the metallic foreign matter present at this intermediate position.
そこで、本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、異物信号を強調することで外乱ノイズによる影響を低減して被検査物中の微小な金属異物を安定して高感度で検出することができるとともに、異物の幅方向位置を特定することができる金属検出装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and by emphasizing the foreign matter signal, the influence of disturbance noise is reduced and the minute metallic foreign matter in the inspection object is stabilized. It is an object of the present invention to provide a metal detection device that can detect with high sensitivity and can specify the position in the width direction of a foreign substance.
本発明に係る金属検出装置は、被検査物を搬送路内で搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送される被検査物中の金属を所定の磁化方向に磁化する着磁手段と、前記搬送路を挟んで正対し前記着磁手段の磁化方向に鋭指向性を持つ上側磁気センサおよび下側磁気センサからなる磁気センサ対を、前記被検査物の搬送方向と直交する直交方向に複数有し、前記着磁手段により着磁された被検査物中の金属の残留磁気成分を前記上側磁気センサおよび前記下側磁気センサにより検出するする検出ヘッドと、前記磁気センサ対毎の前記上側磁気センサおよび前記下側磁気センサからの検出信号の差分を算出する差分算出手段と、前記差分算出手段からの出力信号に基づいて前記被検査物中の金属の有無および前記直交方向の位置を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。 The metal detection apparatus according to the present invention includes a transport unit that transports an object to be inspected in a transport path, a magnetizing unit that magnetizes a metal in the test object transported by the transport unit in a predetermined magnetization direction, There are a plurality of magnetic sensor pairs in the orthogonal direction perpendicular to the conveyance direction of the object to be inspected, which are an upper magnetic sensor and a lower magnetic sensor that are opposed to each other across the conveyance path and have sharp directivity in the magnetization direction of the magnetizing means. A detection head for detecting the residual magnetic component of the metal in the inspection object magnetized by the magnetizing means with the upper magnetic sensor and the lower magnetic sensor, and the upper magnetic sensor for each magnetic sensor pair. And a difference calculating means for calculating a difference between detection signals from the lower magnetic sensor, and a judgment for determining the presence / absence of metal in the inspection object and the position in the orthogonal direction based on an output signal from the difference calculating means. Characterized by comprising a means.
この構成により、差分算出手段により上側磁気センサおよび下側磁気センサからの検出信号の差分を算出することで異物信号が強調されるので、外乱ノイズによる異物の誤判定をすることなく安定して高感度で異物を検出することができる。 With this configuration, since the foreign object signal is emphasized by calculating the difference between the detection signals from the upper magnetic sensor and the lower magnetic sensor by the difference calculation means, the foreign object signal can be stably increased without causing erroneous determination of the foreign object due to disturbance noise. Foreign matter can be detected with sensitivity.
また、上側磁気センサおよび下側磁気センサからなる磁気センサ対を、被検査物の搬送方向と直交する直交方向に複数有しているので、判定手段が磁気センサ対毎に被検査物中の金属の有無を判別することができ、直交方向における金属異物の位置を特定することができる。 In addition, since there are a plurality of magnetic sensor pairs composed of the upper magnetic sensor and the lower magnetic sensor in the orthogonal direction orthogonal to the conveyance direction of the object to be inspected, the determination means has a metal in the object inspected for each magnetic sensor pair. The position of the metal foreign object in the orthogonal direction can be specified.
また、上側磁気センサおよび下側磁気センサからの検出信号の差分を算出して異物信号を強調することにより、上側磁気センサと下側磁気センサの中間位置に存在する金属異物も異物信号の強調により高感度で検出することができる。 Also, by calculating the difference between the detection signals from the upper magnetic sensor and the lower magnetic sensor and emphasizing the foreign matter signal, the metallic foreign matter present at the intermediate position between the upper magnetic sensor and the lower magnetic sensor is also enhanced by the enhancement of the foreign matter signal. It can be detected with high sensitivity.
したがって、異物信号を強調することで外乱ノイズによる影響を低減して被検査物中の微小な金属を安定して高感度で検出することができるとともに、直交方向における金属異物の位置を特定することができる。 Therefore, by emphasizing the foreign matter signal, the influence of disturbance noise can be reduced, and the minute metal in the inspection object can be stably detected with high sensitivity, and the position of the metallic foreign matter in the orthogonal direction can be specified. Can do.
また、本発明に係る金属検出装置は、前記検出ヘッドを外側から包囲するとともに前記搬送路が通過する開口部を有し、前記検出ヘッドの内部に侵入する外乱ノイズを遮蔽する遮蔽手段を備えたことを特徴とする。 In addition, the metal detection device according to the present invention includes shielding means that surrounds the detection head from the outside and has an opening through which the transport path passes, and shields disturbance noise that enters the detection head. It is characterized by that.
この構成により、検出ヘッドの外側からの外乱ノイズは遮蔽手段により遮蔽され、遮蔽手段の開口部から侵入した外乱ノイズは上側磁気センサおよび下側磁気センサの検出信号において同位相となるため差分算出手段で差分をとることにより打ち消すことができる。 With this configuration, the disturbance noise from the outside of the detection head is shielded by the shielding means, and the disturbance noise entering from the opening of the shielding means has the same phase in the detection signals of the upper magnetic sensor and the lower magnetic sensor, so that the difference calculation means Can be canceled by taking the difference.
また、本発明に係る金属検出装置は、前記搬送手段が、被検査物を載置する搬送面と、該搬送面を移動させるモータを有し、前記搬送面および前記モータが、前記上側磁気センサと前記下側磁気センサの略中間の位置に配置されたことを特徴とする。 In the metal detector according to the present invention, the transport means includes a transport surface on which an object to be inspected is placed and a motor that moves the transport surface, and the transport surface and the motor are the upper magnetic sensor. And the lower magnetic sensor.
この構成により、モータから上側磁気センサまでの距離とモータから下側磁気センサまでの距離が等しくなるため、上側磁気センサが検出するモータからの外乱ノイズの振幅と下側磁気センサが検出するモータからの外乱ノイズの振幅とが等しくなり、上側磁気センサからの検出信号に含まれる外乱ノイズ成分と下側磁気センサからの検出信号に含まれる外乱ノイズ成分を差分算出手段において打ち消すことができる。 With this configuration, the distance from the motor to the upper magnetic sensor is equal to the distance from the motor to the lower magnetic sensor. Therefore, the disturbance noise amplitude from the motor detected by the upper magnetic sensor and the motor detected by the lower magnetic sensor The disturbance noise component included in the detection signal from the upper magnetic sensor and the disturbance noise component included in the detection signal from the lower magnetic sensor can be canceled by the difference calculation means.
本発明は、異物信号を強調することで外乱ノイズによる影響を低減して被検査物中の微小な金属異物を安定して高感度で検出することができるとともに、金属異物の幅方向位置を特定することができる金属検出装置を提供することができる。 The present invention enhances the foreign object signal to reduce the influence of disturbance noise and stably detect a minute metal foreign object in the inspection object with high sensitivity and specify the position of the metal foreign object in the width direction. It is possible to provide a metal detection device that can be used.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず構成について説明する。 First, the configuration will be described.
図1〜図4に示すように、金属検出装置10は、被検査物Wを搬送路20a内で搬送するコンベア20と、コンベア20により搬送される被検査物W中の金属異物mを所定の磁化方向に磁化する着磁部30と、搬送路20aを挟んで正対し着磁部30の磁化方向に鋭指向性を持つ上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eからなる磁気センサ対を、被検査物Wの搬送方向と直交する直交方向(矢印Bで示す)に複数有し、着磁部30により着磁された被検査物W中の金属異物mの残留磁気成分を上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eにより検出するする検出ヘッド40と、磁気センサ対毎の上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号の差分を算出する差分算出手段80と、差分算出手段80からの出力信号に基づいて被検査物W中の金属異物mの有無および直交方向の位置を判定する判定手段53と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
また、金属検出装置10は、検出ヘッド40を外側から包囲するとともに搬送路20aが通過する開口部を有し、検出ヘッド40の内部に侵入する外乱ノイズを遮蔽する磁気シールド49を備えている。
In addition, the
被検査物Wは、例えば、包装材で包装された任意の製品、例えば包装容器内に食品を収容し、直方体形状の包装箱の表面に磁化可能な個体識別用のラベル若しくはタグ、おまけのカード等を貼付又は添付したものである。被検査物Wは、金属異物、あるいは、包装箱内に薬品と磁性インクで印刷された磁気印刷物を収納したものである。 The inspected object W is, for example, an arbitrary product packaged with a packaging material, such as a food container in a packaging container, and a label or tag for individual identification that can be magnetized on the surface of a rectangular parallelepiped packaging box. Etc. are attached or attached. The object W to be inspected is a metal foreign object or a magnetic printed matter printed with chemicals and magnetic ink in a packaging box.
コンベア20は、無端状のベルト21を複数対の搬送ローラ22a、22b、23aおよび23bに巻回し、そのベルト21の上走部の上面によって検出ヘッド40の入口側から出口側へと被検査物Wを搬送するようになっている。
The
コンベア20は、搬送面としてのベルト21を回転させるためのモータ90を、搬送ローラ22bの軸線方向一端部に備えている。このモータ90は、検出ヘッド40の内部の磁気検出領域45に侵入する外乱ノイズのノイズ源となり得るものである。ベルト21の上面、搬送ローラ22a、22b、モータ90は、上下方向において、上側磁気センサ41a〜41eと下側磁気センサ42a〜42eの略中間の位置に配置されている。このため、モータ90から上側磁気センサ41a〜41eまでの距離とモータ90から下側磁気センサ42a〜42eまでの距離は等しくなっている。
The
搬送路20aの検出ヘッド40より上流側の所定位置には、搬送路20aを挟んで上下に対向する上側磁極30aおよび下側磁極30bからなる公知の着磁部30が設置されている。着磁部30は、上側磁極30aおよび下側磁極30bとの間で上下方向に磁界を印加するようになっている。
A known
これにより、被検査物Wは、磁気検出領域45より上流側の位置で着磁部30により直流磁界を印加され、被検査物W内の金属異物mが所定の残留磁化レベルで磁化される。
Thus, the inspection object W is applied with a DC magnetic field by the magnetizing
このため、金属異物mの磁化方向は、上側磁極30aと下側磁極30bとを結ぶ線と平行(矢印Hで示す上下方向)になっている。また、上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eは、着磁部30で磁化された金属異物mの磁束を良好に検出するため、上側磁極30aと下側磁極30bとを結ぶ線と平行となる方向(矢印Hで示す上下方向)に鋭指向性をそれぞれ有している。なお、上側磁気センサ41a〜41eと下側磁気センサ42a〜42eも、搬送路20aを挟んで矢印Hで示す上下方向に離隔して配置されている。
For this reason, the magnetization direction of the metal foreign matter m is parallel to the line connecting the upper
なお、複数の上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eが列設される直交方向は、厳密に90°に限定されるものではなく、外乱ノイズの影響を受けない範囲であれば許容される。例えば、その範囲は±30°である。
In addition, the orthogonal direction in which the plurality of upper
すなわち、上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eからなる検出ヘッド40を傾斜配置して、上方から見たときにコンベア20の搬送方向に直交する方向(コンベア20の幅方向)に対して角度を設けるようにしてもよい。
That is, the
検出ヘッド40は、被検査物Wの搬送路20aを挟んで上下に対向するように配置された上側ヘッド41と下側ヘッド42とから構成されている。上側ヘッド41には、複数の上側磁気センサ41a〜41eが、被検査物Wの搬送方向と直交する矢印Bで示す直交方向に列設されている。また、下側ヘッド42には、複数の下側磁気センサ42a〜42eが、被検査物Wの搬送方向と直交する直交方向にそれぞれ列設されている。
The
検出ヘッド40の上側ヘッド41と下側ヘッド42に挟まれた領域は、コンベア20により矢印Aの方向に搬送される被検査物Wが通過する磁気検出領域45を形成している。この磁気検出領域45においては、被検査物Wが上側ヘッド41と下側ヘッド42を同時に通過するため、上側ヘッド41の上側磁気センサ41a〜41eと下側ヘッド42の下側磁気センサ42a〜42eは、被検査物Wの同一部位に対して同一タイミングで磁気を検出する。
A region sandwiched between the
検出ヘッド40の外側周囲には、図1、図2に示すように、検出ヘッド40の内部の磁気検出領域45に侵入する外乱ノイズを遮蔽する磁気シールド49が設けられている。図1、図2では、磁気シールド49は、被検査物Wの搬送方向と直交する方向である矢印Bで示す方向(ベルト21の幅方向)の両端部、および上下方向(図1、図4に矢印Hで示す)の両端部に配置され、検出ヘッド40を外側から巻回すように搬送路20aを囲んで設けられている。磁気シールド49は、搬送路20aが通過する部分で搬送方向上流側および下流側に開口する開口部を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eは、図4に示すように、着磁部30による被検査物Wの磁化方向と等しい方向、すなわち矢印Hで示す上下方向に鋭指向性を有している。
As shown in FIG. 4, the upper
このため、上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eは、被検査物W中の金属異物mの磁束のうち、この上下方向の矢印Hで示す鋭指向性方向の成分のみを検出することができる。また、上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eは、磁気シールド49の搬送方向下流側の開口部から侵入するモータ90からの外乱ノイズに対しても、鋭指向性方向の成分のみを検出する。上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eは、鋭指向性を持つ磁気センサ、例えば、磁気インピーダンスセンサ、ホール素子、磁気抵抗素子、フラックスゲートセンサから構成されている。
Therefore, the upper
また、金属検出装置10は、AD変換手段52、差分算出手段80、判定手段53および結果表示手段54を有する制御部50を備えている。制御部50は、具体的なハードウェア構成を図示しないが、CPU、ROM、RAM、および入出力インターフェース回路に加えて、不揮発性メモリとしてのEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)やハードディスク等を含んで構成されており、ROMやEEPROM、ハードディスク等に格納された所定の金属検出制御プログラムに従って、検出ヘッド40からの検出信号やEEPROMに不揮発に記憶保持された判定用閾値等に基づいて、被検査物Wに金属異物mが混入しているか否かの判定を実行するようになっている。
Further, the
上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号は、上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42e毎に個別に設けられたAD変換手段52に信号線51を介してそれぞれ入力されるようになっており、被検査物Wが磁気検出領域45を通過する間、上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号が、AD変換手段52においてそれぞれアナログ信号からデジタル信号に変換される。
The detection signals from the upper
AD変換手段52でデジタル信号に変換された検出信号は、上側磁気センサ41a〜41eと下側磁気センサ42a〜42eの各対毎に個別に設けられた差分算出手段80によって差分が算出されるようになっている。
The detection signal converted into the digital signal by the AD conversion means 52 is calculated by the difference calculation means 80 provided individually for each pair of the upper
すなわち、差分算出手段80では、互いに対を成す上側磁気センサ41aと下側磁気センサ42aの差分、上側磁気センサ41bと下側磁気センサ42bの差分、上側磁気センサ41cと下側磁気センサ42cの差分、上側磁気センサ41dと下側磁気センサ42dの差分、上側磁気センサ41eと下側磁気センサ42eの差分、をそれぞれ算出する。
That is, in the difference calculation means 80, the difference between the upper
差分算出手段80からの各出力信号は、各差分算出手段80の後段にそれぞれ接続された判定手段53に入力され、各判定手段53より予め設定された判定用閾値を参照して金属の有無が判定されるようになっている。 Each output signal from the difference calculation means 80 is input to the determination means 53 connected to the subsequent stage of each difference calculation means 80, and the presence / absence of metal is determined by referring to the determination threshold set in advance by each determination means 53. It is to be judged.
このように、判定手段53は、差分算出手段80で算出された上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号の差分に基づいて被検査物W中の金属異物mの有無を判定している。また、判定手段53による判定結果は、結果表示手段54により表示される。
As described above, the
判定手段53は、検出ヘッド40の複数の上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号の差分に基づいて被検査物W中の金属異物mの有無を判定するだけでなく、何れの差分算出手段80からの出力信号が判定用閾値を超えていたかに基づいて、被検査物W中の金属異物mの矢印Bで示す直交方向における位置を算出し、結果表示手段54に出力するようになっている。
The
また、判定手段53は、上側ヘッド41の上側磁気センサ41a〜41eの検出信号と下側ヘッド42の下側磁気センサ42a〜42eの検出信号の強度に基づいて、被検査物W中の金属異物mの矢印Hで示す上下方向における位置を算出し、結果表示手段54に出力するようになっている。
Further, the determination means 53 is based on the intensity of the detection signals of the upper
以下、上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eの具体的な構成を、鋭指向性を持つフラックスゲートセンサの1つである直交型フラックスゲートセンサで説明する。なお、フラックスゲートセンサに関しては、例えば、特開2012−154674号公報に記載されている公知のセンサであるため説明を省略する。また、上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eは、互いに同一の構成を有しているので、下側磁気センサ42aについて以下説明する。
Hereinafter, specific configurations of the upper
図5に示すように、鋭指向性を持つ下側磁気センサ42aにおいては、入力磁界に対してそれを打ち消すコイルを検出コイル63として設け、高感度センサで残余磁界を検出し、残余磁界がほぼゼロになるようにして、入力磁界を打ち消すのに使用した電流の大きさから入力磁界の大きさを検出するゼロ位法を採用した負帰還構成となっている。ゼロ位法を採用した負帰還構成においては、リニアリティーが良く、ダイナミックレンジが広くなるという利点がある。
As shown in FIG. 5, in the lower
センサヘッド61はU字型のアモルファス磁性ワイヤをコア62として採用しており、検出コイル63は一端を低抵抗で接地している。構造を簡単にするために検出コイル63は、負帰還コイルとしても使用している。
The
コア62の励磁電流は、簡単のために50Ωの出力抵抗を持つ信号発生器64から直接取っている。励磁は100kHzの正弦波電圧(Vac)に必要な直流バイアス電圧(Vdc)をかけている。
The exciting current of the
検出コイル63からの検出電圧は励磁周波数と同じ100kHzであるので、交流結合によって前置増幅器65に入力し、同期検波部回路66によって平行復調し、後段の平滑フィルタ(カットオフ周波数≒100Hz)で直流へ変換している。
Since the detection voltage from the
直流に変換された信号は、0Vを参照電圧とする帯域制限した誤差増幅器67で増幅して、高抵抗Rfを介して検出巻線にはキャンセルのための負帰還電流を重畳する。ここで、高抵抗Rfの抵抗値を高くする理由は、負帰還電流を高感度に電圧に変換すること、および、検出コイル63から見て帰還回路が負荷にならないようにすることである。
The signal converted into direct current is amplified by a band-limited error amplifier 67 using 0 V as a reference voltage, and a negative feedback current for cancellation is superimposed on the detection winding via the high resistance Rf. Here, the reason why the resistance value of the high resistance Rf is increased is to convert the negative feedback current into a voltage with high sensitivity, and to prevent the feedback circuit from becoming a load when viewed from the
前置増幅器65の入力側と負帰還回路側の誤差増幅器の時定数の選択は1/(C1R1)>10/(C2R2)の範囲で設定している。高抵抗Rfの両端の電圧は、図示しないボルテージフォロワーで抽出した後、引き算回路および60Hzのノッチフィルタを通して出力している。
The selection of the time constant of the error amplifier on the input side and the negative feedback circuit side of the
下側磁気センサ42aは、図6(a)または図6(b)に示すように、アモルファス線から構成されるコア62がU字型にすることにより、コア62の左右個々の脚で入力磁界と無関係に発生する磁束変化が打ち消され、オフセットが発生することを防止することができるようになっている。
As shown in FIG. 6 (a) or FIG. 6 (b), the lower
なお、下側磁気センサ42aのコア62の長さは、1.5〜3cm程度とするのが最適である。コア62を長くすると分解能を高く指向性を鋭くすることができる一方、中央部に不感体が生じてしまうためである。
The length of the
本実施の形態では、上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eを、鋭指向性方向(矢印Hで示す上下方向)で同一向きに配置し、これら磁気センサの上下で検出信号の正負(極性)が逆となっているため、上側磁気センサ41a〜41eからの検出信号と下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号の差分を算出することにより、金属異物による信号が強調される。
In the present embodiment, the upper
ここで、上下の磁気センサを鋭指向性方向で同一向きに配置するとは、上側磁気センサ41a〜41eに対して磁気検出領域45から上側に向う磁束を正(または負)の値の検出信号として検出するとともに、下側磁気センサ42a〜42eに対して磁気検出領域45から下側に向う磁束を負(または正)の値の検出信号として検出するように、上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eを配置することである。
Here, when the upper and lower magnetic sensors are arranged in the same direction in the sharp directivity direction, the magnetic flux directed upward from the
なお、上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eを、鋭指向性方向で逆向きに配置したときには、これら磁気センサの上下で検出信号の正負(極性)が同じになるため、上側磁気センサ41a〜41eまたは下側磁気センサ42a〜42eの一方からの検出信号をAD変換手段52でデジタル信号に変換する際にその正負を反転した上で、検出信号の差分を算出したり、または、上側磁気センサ41a〜41eからの検出信号と下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号を、正負が同じまま加算することにより、金属異物による信号が強調される。
In addition, when the upper
次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.
図1〜図4を参照して説明した金属検出装置10の動作に関しては、金属異物mを含む被検査物Wが磁気検出領域45を通過すると、上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号が、AD変換手段52においてそれぞれアナログ信号からデジタル信号に変換される。
Regarding the operation of the
デジタル信号に変換された各検出信号は、上側磁気センサ41a〜41eと下側磁気センサ42a〜42eの対毎に個別に設けられた差分算出手段80に入力されて差分がそれぞれ算出される。各差分算出手段80からの出力信号は、差分算出手段80の後段にそれぞれ接続された判定手段53に入力される。
Each detection signal converted into a digital signal is input to difference calculation means 80 provided individually for each pair of the upper
図7に示すように、デジタル信号に変換された上側磁気センサ41a〜41e、下側磁気センサ42a〜42eからの各検出信号を、それぞれ検出信号41as〜41es、42as〜42esとすると、金属異物mによる信号の正負(極性)は、上側磁気センサ41a〜41eと下側磁気センサ42a〜42eとで逆(逆位相)になっているため、差分算出手段80で差分をとることにより、図8に示すように、金属異物mによる信号が強調される。
As shown in FIG. 7, when the detection signals from the upper
なお、図7では、上側磁気センサ41a〜41eからの検出信号に含まれる金属異物mによる信号が正の値であり、下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号に含まれる金属異物mによる信号が負の値となっている。
In FIG. 7, the signal due to the metal foreign matter m included in the detection signals from the upper
図8において、出力信号80asは、検出信号41asと検出信号42asから算出された差分を表している。同様に、出力信号80bs、80cs、80ds、80esは、検出信号41bsと検出信号42bsから算出された差分、検出信号41csと検出信号42csから算出された差分、検出信号41dsと検出信号42dsから算出された差分、検出信号41esと検出信号42esから算出された差分をそれぞれ表している。 In FIG. 8, an output signal 80as represents a difference calculated from the detection signal 41as and the detection signal 42as. Similarly, the output signals 80bs, 80cs, 80ds, and 80es are calculated from the difference calculated from the detection signal 41bs and the detection signal 42bs, the difference calculated from the detection signal 41cs and the detection signal 42cs, and the detection signal 41ds and the detection signal 42ds. And the difference calculated from the detection signal 41es and the detection signal 42es.
また、外乱ノイズの信号の正負(極性)は、上側磁気センサ41a〜41eと下側磁気センサ42a〜42eとで等しい(同位相)ため、差分算出手段80で差分をとることにより、図8に示すように、打ち消される。
Further, since the positive and negative (polarity) of the signal of the disturbance noise is the same (in phase) in the upper
判定手段53は、各差分算出手段80からの出力信号80as〜80esのそれぞれについて、判定用閾値との比較を行い、判定用閾値を超えている出力信号があれば、金属異物mが混入している旨の判定結果を結果表示手段54に出力する。
The
また、判定手段53は、判定用閾値を超えている出力信号に対応する磁気センサの配置場所に金属異物mが混入していると判断し、被検査物W中の金属異物mの矢印Bで示す直交方向における位置を算出し、結果表示手段54に出力する。 Further, the determination means 53 determines that the metal foreign matter m is mixed in the location of the magnetic sensor corresponding to the output signal exceeding the determination threshold, and the arrow B of the metal foreign matter m in the inspection object W is used. The position in the orthogonal direction shown is calculated and output to the result display means 54.
更に、判定手段53は、判定用閾値を超えている出力信号に対応する磁気センサの配置場所に金属異物mが混入していると判断し、上側ヘッド41の上側磁気センサ41a〜41eの検出信号41as〜41esと、下側ヘッド42の下側磁気センサ42a〜42eの検出信号42as〜42esとの信号強度に基づいて、被検査物W中の金属異物mの矢印Hで示す上下方向における位置を算出し、結果表示手段54に出力する。結果表示手段54では、判定結果を受け取ると、被検査物Wにおける金属異物mの混入の有無および位置を表示する。
Further, the determination means 53 determines that the metal foreign matter m is mixed in the magnetic sensor arrangement location corresponding to the output signal exceeding the determination threshold, and the detection signals of the upper
以上のように、本実施の形態に係る金属検出装置10は、被検査物Wを搬送路20a内で搬送するコンベア20と、コンベア20により搬送される被検査物W中の金属異物mを所定の磁化方向に磁化する着磁部30と、搬送路20aを挟んで正対し着磁部30の磁化方向に鋭指向性を持つ上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eからなる磁気センサ対を、被検査物Wの搬送方向と直交する直交方向に複数有し、着磁部30により着磁された被検査物W中の金属異物mの残留磁気成分を上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eにより検出するする検出ヘッド40と、磁気センサ対毎の上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号の差分を算出する差分算出手段80と、差分算出手段80からの出力信号に基づいて被検査物W中の金属の有無および直交方向の位置を判定する判定手段53と、を備えたことを特徴とする。
As described above, the
この構成により、差分算出手段80により上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号の差分を算出されることで異物信号が強調されるので、外乱ノイズによる異物の誤判定をすることなく安定して高感度で異物を検出することができる。
With this configuration, the difference calculation means 80 calculates the difference between the detection signals from the upper
また、上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eからなる磁気センサ対を、被検査物Wの搬送方向と直交する直交方向に複数有しているので、判定手段53が磁気センサ対毎に被検査物W中の金属異物mの有無を判別することができ、直交方向における金属異物mの位置を特定することができる。
Further, since a plurality of magnetic sensor pairs including the upper
また、上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号の差分を算出して異物信号を強調することにより、上側磁気センサ41a〜41eと下側磁気センサ42a〜42eの中間位置に存在する金属異物mも異物信号の強調により高感度で検出することができる。
Further, by calculating the difference between the detection signals from the upper
したがって、異物信号を強調することで外乱ノイズによる影響を低減して被検査物W中の微小な金属を安定して高感度で検出することができるとともに、直交方向における金属異物mの位置を特定することができる。 Therefore, the influence of disturbance noise can be reduced by emphasizing the foreign matter signal, so that a minute metal in the inspection object W can be stably detected with high sensitivity, and the position of the metallic foreign matter m in the orthogonal direction can be specified. can do.
また、本実施の形態に係る金属検出装置10は、検出ヘッド40を外側から包囲するとともに搬送路20aが通過する開口部を有し、検出ヘッド40の内部に侵入する外乱ノイズを遮蔽する磁気シールド49を備えたことを特徴とする。
In addition, the
この構成により、検出ヘッド40の外側からの外乱ノイズは磁気シールド49により遮蔽され、磁気シールド49の開口部から侵入した外乱ノイズは上側磁気センサ41a〜41eおよび下側磁気センサ42a〜42eの検出信号において同位相となるため差分算出手段80で差分をとることにより打ち消すことができる。
With this configuration, disturbance noise from the outside of the
また、本実施の形態に係る金属検出装置10は、コンベア20が、被検査物Wを載置する載置面としてのベルト21の上面と、このベルト21を移動させるモータ90を有し、ベルト21の上面およびモータ90が、上側磁気センサ41a〜41eと下側磁気センサ42a〜42eの略中間の位置に配置されたことを特徴とする。
Moreover, the
この構成により、モータ90から上側磁気センサ41a〜41eまでの距離とモータ90から下側磁気センサ42a〜42eまでの距離が等しくなるため、上側磁気センサ41a〜41eが検出するモータ90からの外乱ノイズの振幅と下側磁気センサ42a〜42eが検出するモータからの外乱ノイズの振幅とが等しくなり、上側磁気センサ41a〜41eからの検出信号に含まれる外乱ノイズ成分と下側磁気センサ42a〜42eからの検出信号に含まれる外乱ノイズ成分を差分算出手段80において打ち消してゼロにすることができる。
With this configuration, since the distance from the
以上のように、本発明に係る金属検出装置は、異物信号を強調することで外乱ノイズによる影響を低減して被検査物中の微小な金属異物を安定して高感度で検出することができるという効果を有し、食品等の被検査物中の金属異物の有無を検出する金属検出装置として有用である。 As described above, the metal detection device according to the present invention can reduce the influence of disturbance noise by enhancing the foreign object signal, and can stably detect a minute metal foreign object in the inspection object with high sensitivity. It is useful as a metal detection device that detects the presence or absence of a metal foreign object in an inspection object such as food.
10 金属検出装置
20 コンベア(搬送手段)
20a 搬送路
21 ベルト(搬送面)
30 着磁部(着磁手段)
30a 上側磁極
30b 下側磁極
40 検出ヘッド
41 上側ヘッド
41a〜41e 上側磁気センサ
42a〜42e 下側磁気センサ
42 下側ヘッド
45 磁気検出領域
49 磁気シールド(遮蔽手段)
50 制御部
51 信号線
52 AD変換手段
53 判定手段
54 結果表示手段
80 差分算出手段
90 モータ
m 金属異物
W 被検査物
10
30 Magnetized part (magnetizing means)
30a Upper
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記搬送手段により搬送される被検査物中の金属を所定の磁化方向に磁化する着磁手段と、
前記搬送路を挟んで正対し前記着磁手段の磁化方向に鋭指向性を持つ上側磁気センサおよび下側磁気センサからなる磁気センサ対を、前記被検査物の搬送方向と直交する直交方向に複数有し、前記着磁手段により着磁された被検査物中の金属の残留磁気成分を前記上側磁気センサおよび前記下側磁気センサにより検出するする検出ヘッドと、
前記磁気センサ対毎の前記上側磁気センサおよび前記下側磁気センサからの検出信号の差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段からの出力信号に基づいて前記被検査物中の金属の有無および前記直交方向の位置を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする金属検出装置。 A transport means for transporting the inspection object in the transport path;
Magnetizing means for magnetizing a metal in the inspection object conveyed by the conveying means in a predetermined magnetization direction;
A plurality of magnetic sensor pairs, each of which is an upper magnetic sensor and a lower magnetic sensor, facing each other across the conveyance path and having a sharp directivity in the magnetization direction of the magnetizing means, are perpendicular to the conveyance direction of the inspection object. A detection head that detects a residual magnetic component of a metal in the inspection object magnetized by the magnetizing means, using the upper magnetic sensor and the lower magnetic sensor;
Difference calculating means for calculating a difference between detection signals from the upper magnetic sensor and the lower magnetic sensor for each magnetic sensor pair;
A metal detection apparatus comprising: determination means for determining presence / absence of a metal in the inspection object and a position in the orthogonal direction based on an output signal from the difference calculation means.
前記搬送面および前記モータが、前記上側磁気センサと前記下側磁気センサの略中間の位置に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の金属検出装置。 The transport means has a transport surface on which an object to be inspected is placed, and a motor that moves the transport surface,
The metal detection device according to claim 1, wherein the transport surface and the motor are disposed at a substantially intermediate position between the upper magnetic sensor and the lower magnetic sensor.
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