JP2018141683A - Metal Detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば食品や医薬品等の被検査物中の金属の有無を検出する金属検出機に関する。 The present invention relates to a metal detector that detects the presence or absence of a metal in an object to be inspected, such as a food or a medicine.
従来、この種の金属検出機としては、特許文献1記載の金属検出機が知られている。
Conventionally, a metal detector disclosed in
特許文献1記載の従来のものは、被検査物を所定の搬送方向に搬送する搬送面に対して平行な平面内に環状に巻かれ磁界を発生する励磁コイル21と、励磁コイル21の内側に設けられ金属を検出する検出コイル22と、を備えている。検出コイル22は、長手方向が搬送方向に沿うよう配置され、励磁コイル21の面とほぼ平行な方向、かつ、搬送方向にほぼ直交する方向に板厚方向を有する矩形平板状の磁気コア22aと、磁気コア22aに互いに逆方向に巻かれ直列に接続された一対のコイル22b及び22cと、を有する。
The conventional one described in
この構成により、従来のものは、一対のコイル22b及び22cの差動出力電圧に基づいて金属6の検出感度をより向上させることができる。
With this configuration, the conventional one can further improve the detection sensitivity of the metal 6 based on the differential output voltage of the pair of
しかしながら、近年、高検出感度化の市場の要求がますます高まってきており、さらなる検出感度の向上が望まれていた。 However, in recent years, the market demand for higher detection sensitivity has been increasing, and further improvement in detection sensitivity has been desired.
本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたものであり、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる金属検出機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a metal detector capable of improving the detection sensitivity of a metal in an object to be inspected.
本発明の請求項1に係る金属検出機は、磁界中を移動する被検査物(5)中の金属(6)の有無を検出する金属検出機であって、前記被検査物が移動する領域を挟み互いに対向する2つの平面内にそれぞれ環状に巻かれ前記磁界を発生する第1及び第2の励磁コイル(21a及び21b)と、前記第1若しくは前記第2の励磁コイルの内側、又は前記第1の励磁コイルと前記第2の励磁コイルとの間に設けられ前記金属を検出する検出コイル(22)と、を備え、前記検出コイルは、長手方向が前記被検査物の移動方向に沿うよう配置され、前記第1及び前記第2の励磁コイルの面と平行な方向、かつ、前記移動方向に直交する方向に板厚方向を有する矩形平板状の磁気コア(22a、23a、24a)と、前記磁気コアに互いに逆方向に巻かれ直列に接続された少なくとも一対のコイル(22b及び22c、62a及び62b、63a及び63b)と、を備えた構成を有している。
A metal detector according to
この構成により、本発明の請求項1に係る金属検出機は、互いに対向する第1及び第2の励磁コイルと、第1若しくは第2の励磁コイルの内側、又は第1の励磁コイルと第2の励磁コイルとの間に設けられた検出コイルと、を備えるため、1つの励磁コイルの内側に検出コイルが設けられた従来のものよりも、金属を検出可能とする感度領域を広げることができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。
With this configuration, the metal detector according to
本発明の請求項2に係る金属検出機は、前記検出コイルは、前記磁気コアに互いに逆方向に巻かれ直列に接続された少なくとも一対のコイルに代えて、前記磁気コアに互いに同方向に巻かれた少なくとも一対のコイル(26b、26c)を備えた構成を有している。 In the metal detector according to claim 2 of the present invention, the detection coil is wound around the magnetic core in the same direction instead of at least a pair of coils wound around the magnetic core in opposite directions and connected in series. And at least a pair of coils (26b, 26c).
この構成により、本発明の請求項2に係る金属検出機は、互いに対向する2つの平面のいずれか一方の平面内に環状に巻かれた励磁コイルと、2つの平面のいずれか他方の平面内に設けられた検出コイルと、を備えるため、1つの励磁コイルの内側に検出コイルが設けられた従来のものよりも、金属を検出可能とする感度領域を広げることができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。 With this configuration, the metal detector according to claim 2 of the present invention includes an exciting coil wound in an annular shape in one of two planes facing each other, and in the other of the two planes. Since the detection region provided with the detection coil is provided with a detection coil provided on the inside of one excitation coil, the sensitivity region in which the metal can be detected can be expanded compared to the conventional one, so that in the inspection object. The detection sensitivity of the metal can be improved.
本発明の請求項3に係る金属検出機は、前記第1及び前記第2の励磁コイルにそれぞれ流れる電流の位相を互いに同位相にする位相調整手段をさらに備えた構成を有している。 According to a third aspect of the present invention, the metal detector further comprises phase adjusting means for making the phases of the currents flowing through the first and second exciting coils the same.
この構成により、本発明の請求項3に係る金属検出機は、第1及び第2の励磁コイルにそれぞれ流れる電流の位相を互いに同位相にすることにより、第1及び第2の励磁コイルが発生する磁界をより強力にすることができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。 With this configuration, the metal detector according to claim 3 of the present invention generates the first and second exciting coils by setting the phases of the currents flowing through the first and second exciting coils to the same phase. Therefore, the detection sensitivity of the metal in the inspection object can be improved.
本発明の請求項4に係る金属検出機は、前記第1及び前記第2の励磁コイルに前記磁界を発生させる所定周波数の電流を供給する電流供給手段と、前記電流の周波数を設定する周波数設定手段と、をさらに備えた構成を有している。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a metal detector, comprising: a current supply unit that supplies a current of a predetermined frequency that generates the magnetic field to the first and second excitation coils; and a frequency setting that sets a frequency of the current. And means.
この構成により、本発明の請求項4に係る金属検出機は、想定される被検査物中の金属の種類に基づいて、第1及び第2の励磁コイルの磁界の周波数を金属を検出しやすい周波数に設定することができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。 With this configuration, the metal detector according to claim 4 of the present invention can easily detect the metal with the frequency of the magnetic field of the first and second exciting coils based on the assumed type of metal in the inspection object. Since the frequency can be set, the detection sensitivity of the metal in the inspection object can be improved.
本発明の請求項5に係る金属検出機は、前記被検査物を前記移動方向に搬送する搬送面(41a)を有する搬送手段(41)をさらに備え、前記第1及び前記第2の励磁コイルは、前記搬送面に対して平行又は垂直な互いに対向する2つの平面内にそれぞれ環状に巻かれたものである構成を有している。 The metal detector according to a fifth aspect of the present invention further comprises transport means (41) having a transport surface (41a) for transporting the object to be inspected in the moving direction, and the first and second exciting coils. Has a configuration in which each is wound in an annular shape in two planes facing each other parallel or perpendicular to the transport surface.
この構成により、本発明の請求項5に係る金属検出機は、第1及び第2の励磁コイルが、搬送面に対して平行又は垂直な互いに対向する2つの平面内にそれぞれ環状に巻かれた場合でも、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。
With this configuration, in the metal detector according to
本発明の請求項6に係る金属検出機は、前記各一対のコイル(62a及び62b、63a及び63b)のコイル間隔が互いに異なる構成を有している。 A metal detector according to a sixth aspect of the present invention has a configuration in which the coil intervals of the pair of coils (62a and 62b, 63a and 63b) are different from each other.
この構成により、本発明の請求項6に係る金属検出機は、互いに異なるコイル間隔の各コイルを有する検出コイルにより、より広範な感度領域に感度を有することができる。 With this configuration, the metal detector according to claim 6 of the present invention can have sensitivity in a wider sensitivity region by the detection coil having coils with different coil intervals.
本発明は、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができるという効果を有する金属検出機を提供することができるものである。 The present invention can provide a metal detector having an effect that the detection sensitivity of a metal in an object to be inspected can be improved.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、本発明に係る金属検出機の第1実施形態における構成について図1〜図3を用いて説明する。
(First embodiment)
First, the structure in 1st Embodiment of the metal detector which concerns on this invention is demonstrated using FIGS. 1-3.
図1に示すように、本実施形態における金属検出機1は、異物である金属の検出処理を行う金属検出処理装置10と、搬送手段としてのコンベア40と、を備え、被検査物5中の金属6の有無を検出するものである。
As shown in FIG. 1, the
金属検出処理装置10は、金属検出部20と、金属検出回路30と、を備えている。コンベア40は、図示した搬送方向に被検査物5を搬送する搬送手段としての無端環状のコンベアベルト41と、搬送ローラ42及び43と、を備えている。コンベアベルト41は、被検査物5を載置し搬送方向に搬送する搬送面41aを有する。
The metal
金属検出回路30は、図2に示すように、発振器31、増幅手段としての増幅器32(32a〜32d)、検波部33(33a〜33d)、ADC(アナログデジタル変換器)34(34a〜34d)、判定手段としての判定部35(35a〜35d)、結果表示部36、周波数設定部37、位相調整部38を備えている。
As shown in FIG. 2, the
金属検出部20は、磁界を発生する励磁コイル21a及び21bと、被検査物5中の金属6を検出する検出コイル22と、を備えている。検出コイル22は、励磁コイル21aが形成された形成面内であって励磁コイル21aの形成面とほぼ平行な方向、かつ、搬送方向にほぼ直交する方向(「搬送面41aの幅方向」という場合がある)に4列に並んで配置されている。なお、本実施形態では、検出コイル22を4列とした例を挙げるが、本発明はこれに限定されず、例えば1列であってもよい。また、図面では、搬送面41aの幅方向を単に「幅方向」と記載して示している。
The
励磁コイル21a及び21bは、矩形状の形状を有している。励磁コイル21aは、搬送面41a(図1参照)の近傍の、搬送面41aとほぼ平行な平面内に環状に巻かれている。励磁コイル21bは、励磁コイル21aから所定距離だけ離れ、励磁コイル21aと対向した平面内に環状に巻かれている。互いに対向する励磁コイル21a及び21bが形成された各形成面は、被検査物5が搬送されて移動する搬送面41aを挟んでいる。すなわち、励磁コイル21a及び21bは、被検査物5が移動する領域を挟み互いに対向する2つの平面内にそれぞれ環状に巻かれている。なお、励磁コイル21a及び21bは、それぞれ、第1及び第2の励磁コイルの一例である。
The
励磁コイル21a及び21bの各巻き数は、例えば1〜5ターン程度である。励磁コイル21a及び21bは、発振器31に接続され、被検査物5が通過する領域に磁界を発生するようになっている。なお、励磁コイル21a及び21bの形状は矩形状に限定されず、円形状、楕円形状等であってもよい。
The number of turns of each of the
図3に示すように、検出コイル22は、細長い矩形平板状の複数の磁気コア22aと、この磁気コア22aに巻かれた一対のコイル22b及び22cと、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
磁気コア22aは、扁平形状の磁性体、例えばアモルファス磁性体で形成され、長手方向が搬送方向に沿うよう配置されている。また、磁気コア22aは、搬送面41aの幅方向に板厚方向を有し、その板厚方向に複数積層されている。なお、磁気コア22aは、1枚の構成であってもよい。
The
コイル22b及び22cは、それぞれ、積層された磁気コア22aに、互いに逆方向に巻かれて直列に接続されており、一対の逆直列接続コイルの構成を有する。コイル22bの一端は増幅器32(図2参照)の入力端子に接続されている。コイル22bの他端は、コイル22cの一端に接続されている。コイル22cの他端はグランドに接続されている。
Each of the
図2に戻り、発振器31は、例えば、周波数が数kHz〜10MHzの電流を生成し、金属検出部20の励磁コイル21a及び21b、検波部33に供給するようになっている。この発振器31は、電流供給手段の一例である。
Returning to FIG. 2, the
増幅器32は、増幅器32a〜32dで構成され、それぞれが1つの入力端子及び1つの出力端子を有する。
The
増幅器32a〜32dは、それぞれ、入力端子がコイル22bの一端に接続され、対をなす2つのコイル22b及び22cからの信号電圧の差をとって増幅するようになっている。
Each of the
検波部33は、検波部33a〜33dで構成されている。検波部33a〜33dは、それぞれ、発振器31と、増幅器32a〜32dの出力端子とに接続され、発振器31の出力に同期させて増幅器32a〜32dの各出力信号を同期検波するようになっている。
The
ADC34は、ADC34a〜34dで構成されている。ADC34a〜34dは、それぞれ、検波部33a〜33dの出力信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するようになっている。
The
判定部35は、判定部35a〜35dで構成されている。判定部35a〜35dは、それぞれ、ADC34a〜34dの出力端子に接続され、これらの出力信号に基づいて、予め設定された判定用閾値を参照して被検査物5中の金属6の有無を判定するようになっている。
The
結果表示部36は、判定部35a〜35dによる金属6の有無の判定結果を例えば液晶画面に表示するようになっている。
The
周波数設定部37は、想定される被検査物5中の金属6の種類に基づいて、発振器31の発振周波数を設定できるものである。この周波数設定部37は、周波数設定手段の一例である。
The
具体的には、想定される被検査物5中の金属6が磁性体の金属(例えば鉄)の場合には、周波数設定部37により、発振器31の周波数が所定の低い周波数に設定される。一方、想定される被検査物5中の金属6が非磁性体の金属(例えばSUS304)の場合には、周波数設定部37により、発振器31の周波数が所定の高い周波数に設定される。なお、想定される被検査物5中の金属6の種類と、それらを検出しやすい周波数との関係を実験により予め求めて例えば5とおりの周波数を決めておき、金属6の種類に基づいて適宜周波数を変える構成とすれば、検出感度及び作業性を向上させることができる。
Specifically, when the metal 6 in the inspected
位相調整部38は、励磁コイル21a及び21bにそれぞれ流れる電流の位相を互いに同位相に調整することにより、発振器31から励磁コイル21a及び21bまでの経路差や回路差等により生じる位相差を解消できるようになっている。具体的には、例えば、位相調整部38は、励磁コイル21a及び21bにそれぞれ流れる電流の位相差を求め、位相が進んでいる一方の電流の位相を遅らせて他方の電流の位相に合わせるようになっている。この構成により、金属検出機1は、励磁コイル21a及び21bが発生する磁界がより強くなるので、被検査物5中の金属6をより検出しやすくなる。
The
次に、金属検出部20の金属検出の原理について、図4を用いて説明する。図4(a)は、金属検出部20の平面図であって、励磁コイル21bの上方から検出コイル22を見た図である。図4(b)は、図4(a)における搬送方向の断面図である。図4(c)は、被検査物5が金属6を含む場合の搬送方向の断面図である。なお、説明を簡単にするため、励磁コイル21aの内側に1つの磁気コア22aを有する1つの検出コイル22があるものとする。
Next, the principle of metal detection of the
図4(a)、(b)に示すように、検出コイル22は、励磁コイル21aの内側に、搬送面41aの幅方向に板厚方向を有する磁気コア22aの長手方向が搬送方向に沿って配置されている。また、コイル22b及び22cは、互いに逆方向に巻かれて直列に接続されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, in the
すなわち、励磁コイル21a及び21bが発生する磁界の方向と、検出コイル22の感度軸とが直交している。検出コイル22は、励磁コイル21a及び21bに交流電流を流しても誘起電圧を生じないよう配置位置が調整されている。通常、検出コイル22は、励磁コイル21aの左側のコイル21a1と右側のコイル21a2との間の中央に配置すれば誘起電圧が生じない。ここで、誘起電圧が生じないとは、誘起電圧がゼロボルトであることのみを意味するものではなく、金属6を検出できる程度に誘起電圧が低い状態にあることをいう。
That is, the direction of the magnetic field generated by the excitation coils 21a and 21b and the sensitivity axis of the
また、金属検出機1は、上記の配置に加え、検出コイル22を差動構成に接続しているため、高い平衡性が実現でき、高感度の検出を可能としている。
Further, in addition to the above arrangement, the
さらに、金属検出機1は、磁気コア22aの板厚方向を搬送面41aの幅方向としているので、励磁コイル21a及び21bが発生する磁束の通過可能な断面積が極めて狭くなって、磁気コア22aに渦電流が発生し難い構造である。その結果、磁気コア22aの板厚方向が搬送面41aと直交するものと比べ、金属検出機1は、(1)励磁コイル21a及び21bのパワーが渦電流により消費され難くなるので、低消費電力を図ることができ、(2)磁気コア22aに渦電流が発生し難くなるので、検出コイル22の出力信号のバランスがとり易くなり、出力信号の安定化を図ることができる。
Furthermore, since the
さらに、金属検出機1は、磁気コア22aをその板厚方向に積層することにより、磁性体の体積を増やすことができるので、金属の検出感度をより向上させることができる。
Furthermore, since the
なお、コイル22bとコイル22cとの間や、検出コイル22から外部への接続部で用いるコイル線は、磁界の影響を避けるため、ツイストペア線にするのが好ましい。
The coil wire used between the
図4(c)に示すように、金属検出部20の上部を金属6が通過すると、励磁コイル21a及び21bが発生した磁界によって金属6中に新たな磁界が発生する。この場合、金属6が導体か磁性体かによりメカニズムが異なる。磁性体の場合は、金属6が磁化し新たな磁界を発生し、導体の場合は金属6に渦電流が発生し新たな磁界を発生する。コイル22bとコイル22cの中央付近を金属6が通過するとき、図4(c)に示す状態では、新たに発生した磁界は、コイル22bには搬送方向の逆方向に、コイル22cには搬送方向に流れる。その結果、新たな磁界によって発生した誘起電圧が検出コイル22に発生し、検出コイル22の誘起電圧が増幅器32によって加算され、検波部33において同期検波されることによってスパイク状の電圧信号(図2参照)が生じることとなる。
As shown in FIG. 4C, when the metal 6 passes through the upper part of the
次に、検出コイル22の変形例について図5を用いて説明する。前述の説明では、検出コイル22が、1つの磁気コア22aにコイル22b及び22cが巻かれた構成を有していた。本発明は、これに限定されず、複数の磁気コアを搬送方向に並べて配置した構成とすることもできる。以下、2つの磁気コアを搬送方向に並べた例を挙げて説明する。
Next, a modification of the
図5(a)は、検出コイル23及び24がほぼ搬送方向に沿って1列に配置された例を示している。検出コイル23及び24は、それぞれ、磁気コア23a及び24aを有している。磁気コア23a及び24aは、個別に巻かれたコイル23b及び24bを有している。コイル23b及び24bは、互いに逆方向に巻かれて直列に接続されている。図5(b)は、検出コイル23及び24がほぼ搬送方向に沿って配置され、検出コイル24が搬送方向に対して所定角度で傾いて配置された構成を示している。図5(c)は、検出コイル23及び24がともに搬送方向に対してほぼ同じ角度で傾いて1列になるよう配置された構成を示している。図5(d)は、検出コイル23及び24が、搬送方向に対して互いに異なる角度で傾いて配置された構成を示している。
FIG. 5A shows an example in which the detection coils 23 and 24 are arranged in a line substantially along the transport direction. The detection coils 23 and 24 have
なお、金属6(図1参照)は、実際には様々な形状(例えば針状)が想定される。金属6が完全な球体ではない場合には、磁化した金属6が発生する磁界に指向性が生じる。その場合、検出コイルを図5に示したように構成することで、本実施形態における金属検出機1は、検出感度を向上することができる。
The metal 6 (see FIG. 1) is actually assumed to have various shapes (for example, a needle shape). When the metal 6 is not a perfect sphere, directivity is generated in the magnetic field generated by the magnetized metal 6. In that case, by configuring the detection coil as shown in FIG. 5, the
次に、本実施形態における金属検出機1の動作について図1及び図2を用いて説明する。
Next, operation | movement of the
発振器31は、周波数設定部37によって設定された周波数、例えば100kHzの周波数の電流を生成し、金属検出部20の励磁コイル21a及び21b、検波部33に供給する。その結果、励磁コイル21a及び21bは、被検査物5が通過する領域に磁界を発生する。
The
位相調整部38は、励磁コイル21a及び21bにそれぞれ流れる電流の位相を互いに同位相に調整する。
The
励磁コイル21a及び21bが磁界を発生している状態で、金属6を含む被検査物5が検出コイル22の上部近傍を通過すると、金属6により新たな磁界が発生する。この新たな磁界によって発生した誘起電圧が検出コイル22に発生する。
When the
増幅器32は、対をなす2つのコイル22b及び22cが発生した各誘起電圧を加算して増幅し、検波部33に出力する。
The
検波部33は、発振器31からの発信信号に基づいて、増幅器32が増幅した信号を同期検波することによってスパイク状の電圧信号をADC34に出力する。
The
ADC34は、検波部33からの電圧信号をアナログ値からデジタル値の信号に変換して判定部35に出力する。
The
判定部35は、ADC34の出力信号と、予め設定された判定用閾値とに基づいて被検査物5中の金属6の有無を判定し、その判定結果のデータを結果表示部36に出力する。
The
結果表示部36は、判定部35による判定結果を例えば液晶画面に表示する。ここで、結果表示部36は、検出コイル22ごとに判定結果を表示する構成を有し、被検査物5中の金属6が検出された位置を識別表示するのが好ましい。
The
次に、本実施形態における金属検出機1の変形例について説明する。なお、前述の金属検出機1と同様な構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, a modified example of the
[変形例1]
図6は、変形例1における金属検出処理装置を示している。この金属検出処理装置の金属検出部20は、1つの検出コイル25を備えている。検出コイル25は、搬送面41a(図1参照)の幅方向の長さと同等程度にコア22aが複数積層されたものである。積層された磁気コア22aには、コイル22b及び22cが互いに逆方向に巻かれて直列に接続されている。コイル22b及び22cには1つの増幅器32が接続されている。この構成により、変形例1における金属検出処理装置は、増幅器32から判定部35までをそれぞれ1つずつで構成することができるので、回路構成の簡易化を図ることができる。
[Modification 1]
FIG. 6 shows a metal detection processing apparatus according to the first modification. The
[変形例2]
次に、変形例2について図7〜図9を用いて説明する。この変形例2は、本実施形態における励磁コイル21a及び21b、検出コイル22の配置に関するものである。なお、前述した搬送面41aがある側を上側ベルト41bと呼び、その下側にあるベルトを下側ベルト41cと呼ぶ。
[Modification 2]
Next, Modification 2 will be described with reference to FIGS. This modification 2 relates to the arrangement of the excitation coils 21a and 21b and the
図7は、励磁コイル21a及び21bが、搬送面41aに対して平行な互いに対向する2つの平面内に環状にそれぞれ巻かれ、励磁コイル21bが上側ベルト41bよりも上側に、検出コイル22が上側ベルト41bよりも下側に配置された構成例を模式的に示している。
In FIG. 7, the
図7(a)及び(b)に示した構成例では、検出コイル22が上側ベルト41bの下面(搬送面41aと反対側の面)の近傍に配置されている。
In the configuration example shown in FIGS. 7A and 7B, the
図7(a)に示すように、励磁コイル21a及び検出コイル22が上側ベルト41bと下側ベルト41cとの間にあって、検出コイル22を上側ベルト41b側に、励磁コイル21aを下側ベルト41c側に、それぞれ設ける構成とすることもできる。
As shown in FIG. 7A, the
また、図7(b)に示すように、検出コイル22が上側ベルト41bと下側ベルト41cとの間にあって、励磁コイル21aを下側ベルト41cの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。
Further, as shown in FIG. 7B, the
図7(c)及び(d)に示した構成例では、検出コイル22が下側ベルト41cの下面の近傍に配置されている。
In the configuration example shown in FIGS. 7C and 7D, the
図7(c)に示すように、励磁コイル21a及び検出コイル22が下側ベルト41cの下側にあって、検出コイル22を励磁コイル21aの内側(図2と同様)に設ける構成とすることもできる。
As shown in FIG. 7C, the
また、図7(d)に示すように、励磁コイル21a及び検出コイル22が下側ベルト41cの下側にあって、励磁コイル21aを検出コイル22の下側に設ける構成とすることもできる。
Further, as shown in FIG. 7D, the
図8は、励磁コイル21a及び21bが、搬送面41aを挟み、搬送面41aに対して平行な互いに対向する2つの平面内に環状にそれぞれ巻かれ、励磁コイル21b及び検出コイル22が上側ベルト41bよりも上側に、励磁コイル21aが上側ベルト41bよりも下側に配置された構成例を模式的に示している。
In FIG. 8, the
図8(e)及び(f)に示した構成例では、検出コイル22が励磁コイル21bの内側(図2と同様)に設けられている。
In the configuration example shown in FIGS. 8E and 8F, the
図8(e)に示すように、検出コイル22を励磁コイル21bの内側に設け、励磁コイル21aを上側ベルト41bの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。
As shown in FIG. 8E, the
図8(f)に示すように、検出コイル22を励磁コイル21bの内側に設け、励磁コイル21aを下側ベルト41cの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。
As shown in FIG. 8 (f), the
図8(g)及び(h)に示した構成例では、励磁コイル21b及び検出コイル22が上側ベルト41bの上側に配置され、検出コイル22が励磁コイル21bの下側に設けられている。この場合、被検査物5は、検出コイル22と上側ベルト41bとの間を通過する。
In the configuration example shown in FIGS. 8G and 8H, the
図8(g)に示すように、励磁コイル21b及び検出コイル22が上側ベルト41bの上側にあって、励磁コイル21bと上側ベルト41bとの間に検出コイル22を設け、励磁コイル21aを上側ベルト41bの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。
As shown in FIG. 8G, the
また、図8(h)に示すように、励磁コイル21b及び検出コイル22が上側ベルト41bの上側にあって、励磁コイル21bと上側ベルト41bとの間に検出コイル22を設け、励磁コイル21aを下側ベルト41cの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。
Further, as shown in FIG. 8 (h), the
図9は、励磁コイル21a及び21bが、搬送面41aに対して垂直な互いに対向する2つの平面内に環状にそれぞれ巻かれ、搬送方向に向かって、励磁コイル21a及び検出コイル22がコンベアベルト41の右側に、励磁コイル21bがコンベアベルト41の左側に配置された構成例を模式的に示している。
In FIG. 9, the
図9(a)に示すように、搬送方向に向かってコンベアベルト41の右側において、検出コイル22を励磁コイル21aの内側(図2と同様)に設ける構成とすることもできる。
As shown to Fig.9 (a), it can also be set as the structure which provides the
また、図9(b)に示すように、搬送方向に向かってコンベアベルト41の右側において、励磁コイル21aとコンベアベルト41との間に検出コイル22を配置する構成とすることもできる。
Further, as shown in FIG. 9B, the
なお、図9(a)及び(b)において、搬送方向に向かって、コンベアベルト41の左側に検出コイル22を配置する構成としてもよい。
9A and 9B, the
[変形例3]
次に、変形例3について図10、図11を用いて説明する。この変形例3は、本実施形態における搬送手段としてのコンベア40に代わるものである。
[Modification 3]
Next, Modification 3 will be described with reference to FIGS. 10 and 11. This modified example 3 replaces the
図10は、滑り台状の搬送部45を搬送手段として備えた金属検出機の主要部を示している。搬送部45は、非金属の材料、例えば樹脂で形成されている。被検査物5は、重力により加速されながら搬送部45を滑り落ちていく。
FIG. 10 shows a main part of a metal detector equipped with a slide-
図10に示すように、搬送部45を挟んで、例えば、搬送部45側に励磁コイル21a及び検出コイル22を配置し、その対向側に励磁コイル21bを配置することにより、搬送手段が滑り台状であっても、図1に示した実施形態と同様に被検査物5中の金属6を検出することができる。
As shown in FIG. 10, for example, the
図11は、例えば筒状の通過部46を搬送手段として備えた金属検出機の主要部を示している。通過部46は、非金属の材料、例えば樹脂で形成されている。被検査物5は、重力により加速されながら通過部46の内部を自然落下していく。
FIG. 11 shows a main part of a metal detector provided with, for example, a
図11に示すように、通過部46を挟んで、励磁コイル21a及び検出コイル22と、励磁コイル21bとを対向配置することにより、被検査物5を自然落下させる場合であっても、図1に示した実施形態と同様に被検査物5中の金属6を検出することができる。
As shown in FIG. 11, even if the
[変形例4]
前述の実施形態では、互いに逆方向に巻かれて直列に接続されたコイル22b及び22cを例に挙げて説明した(図2、図3参照)。これに代わる変形例4の構成を図12に示す。
[Modification 4]
In the above-described embodiment, the
図12に示すように、変形例4における検出コイル26は、細長い矩形平板状の複数の磁気コア26aと、この磁気コア26aに巻かれた一対のコイル26b及び26cと、を備えている。
As shown in FIG. 12, the
コイル26b及び26cは、それぞれ、積層された磁気コア26aに、互いに同方向に巻かれている。コイル26bの一端は差動増幅器38の一方の入力端子に接続されている。コイル26bの他端はグランドに接続されている。コイル26cの一端は差動増幅器38の他方の入力端子に接続されている。コイル26cの他端はグランドに接続されている。
The
差動増幅器38の出力端子は、検波部33に接続されている。検波部33以降の構成は、図1、図6等に示した構成と同じである。
The output terminal of the
前述の構成により、変形例4における検出コイル26は、前述した互いに逆方向に巻かれて直列に接続されたコイル22b及び22cと同等な機能を有することとなる。
With the above-described configuration, the
以上のように、本実施形態における金属検出機1は、互いに対向する励磁コイル21a及び21bと、励磁コイル21a若しくは励磁コイル21bの内側、又は励磁コイル21aと励磁コイル21bとの間に設けられた検出コイル22と、を備えるため、1つの励磁コイルの内側に検出コイルが設けられた従来のものよりも、金属を検出可能とする感度領域を広げることができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。
As described above, the
(第2実施形態)
本実施形態における金属検出機の構成について図12を用いて説明する。
(Second Embodiment)
The structure of the metal detector in this embodiment is demonstrated using FIG.
図12に示すように、本実施形態における金属検出機は、第1実施形態における金属検出処理装置10(図2参照)に代えて金属検出処理装置50を備えた点が異なっている。したがって、第1実施形態と重複する構成の説明は省略する。
As shown in FIG. 12, the metal detector in this embodiment is different in that a metal
金属検出処理装置50は、金属検出部60、金属検出回路70を備えている。金属検出部60は、励磁コイル21a及び21b、検出コイル61を備えている。金属検出回路70は、発振器31、増幅手段としての増幅器32(32a〜32b)、検波部33(33a〜33b)、ADC34(34a〜34b)、判定手段としての判定部35(35a〜35b)、結果表示部36を備えている。
The metal
検出コイル61は、搬送方向とほぼ一致する方向に配置されている。なお、本実施形態では、搬送方向とほぼ直交する方向に1つの検出コイル61を配置した例を挙げているが、本発明はこれに限定されず、複数の検出コイルを配置する構成としてもよい。
The
検出コイル61は、第1実施形態における変形例1(図6参照)と同様に積層されたコア22aと、積層された磁気コア22aに巻かれた二対のコイル62a及び62b、コイル63a及び63bと、を有する。
The
一方の一対のコイルであるコイル62a及び62bにおいて、コイル62aの一端は増幅器32bの入力端子に接続され、コイル62aの他端はコイル62bの一端に接続され、コイル62bの他端はグランドに接続されている。
In the
他方の一対のコイルであるコイル63a及び63bにおいて、コイル63aの一端は増幅器32aの入力端子に接続され、コイル63aの他端はコイル63bの一端に接続され、コイル63bの他端はグランドに接続されている。
In the
本実施形態では、検出コイル61が二対のコイル62a及び62b、コイル63a及び63bを有し、一方の一対のコイル62aと62bとのコイル間隔と、他方の一対のコイル63aと63bとのコイル間隔とが互いに異なっている。すなわち、一方の一対のコイル62a及び62bのコイル間隔は、他方の一対のコイル63a及び63bのコイル間隔よりも広い。
In the present embodiment, the
この構成により、本実施形態における金属検出処理装置50は、互いに異なるコイル間隔の二対のコイル62a及び62bとコイル63a及び63bとにより、より広範な感度領域に感度を有することとなる。具体的には、金属検出処理装置50は、一方の一対のコイル62a及び62bにより比較的遠方での金属検出感度を有し、他方の一対のコイル63a及び63bにより比較的近辺での金属検出感度を有する。
With this configuration, the metal
したがって、本実施形態における金属検出機は、第1実施形態の効果に加えて、被検査物5中の金属6の検出感度の向上及び省スペース化を図ることができるとともに、低コスト化を図ることもでき、さらに、より広範な感度領域に感度を有する。
Therefore, in addition to the effects of the first embodiment, the metal detector in the present embodiment can improve the detection sensitivity of the metal 6 in the
なお、第2実施形態では、二対のコイルを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、三対以上のコイルを磁気コア22aに設けた構成であってもよい。この構成を備えた金属検出機は、二対のコイルを用いたものよりも、より広範な感度領域に感度を有することとなる。
In the second embodiment, two pairs of coils have been described as examples. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which three or more pairs of coils are provided in the
また、第2実施形態で説明した二対のコイルを、第1実施形態の変形例4で説明したように、互いに同方向に巻かれた二対のコイルとし、これらのコイルの出力を差動増幅器で増幅する構成としても同様な効果が得られる。 Further, the two pairs of coils described in the second embodiment are replaced with two pairs of coils wound in the same direction as described in the fourth modification of the first embodiment, and the outputs of these coils are differentially set. The same effect can be obtained by a configuration in which amplification is performed by an amplifier.
以上のように、本発明に係る金属検出機は、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができるという効果を有し、食品や医薬品等の被検査物中の金属の有無を検出する金属検出機として有用である。 As described above, the metal detector according to the present invention has an effect that the detection sensitivity of the metal in the inspection object can be improved, and the presence / absence of the metal in the inspection object such as food or medicine is detected. It is useful as a metal detector to detect.
1 金属検出機
5 被検査物
6 金属
10、50 金属検出処理装置
20、60 金属検出部
21a 励磁コイル(第1の励磁コイル)
21b 励磁コイル(第2の励磁コイル)
22、23、24、25、61 検出コイル
22a、23a、24a 磁気コア
22b、22c、23b、24b、62a、62b、63a、63b コイル
30、70 金属検出回路
31 発振器(電流供給手段)
32(32a〜32d) 増幅器(増幅手段)
35(35a〜35d) 判定部(判定手段)
37 周波数設定部(周波数設定手段)
38 差動増幅器
41 コンベアベルト(搬送手段)
41a 搬送面
45 搬送部(搬送手段)
46 通過部(搬送手段)
DESCRIPTION OF
21b Excitation coil (second excitation coil)
22, 23, 24, 25, 61
32 (32a to 32d) amplifier (amplifying means)
35 (35a-35d) determination part (determination means)
37 Frequency setting part (frequency setting means)
38
46 Passing part (conveying means)
Claims (6)
前記被検査物が移動する領域を挟み互いに対向する2つの平面内にそれぞれ環状に巻かれ前記磁界を発生する第1及び第2の励磁コイル(21a及び21b)と、
前記第1若しくは前記第2の励磁コイルの内側、又は前記第1の励磁コイルと前記第2の励磁コイルとの間に設けられ前記金属を検出する検出コイル(22)と、
を備え、
前記検出コイルは、
長手方向が前記被検査物の移動方向に沿うよう配置され、前記第1及び前記第2の励磁コイルの面と平行な方向、かつ、前記移動方向に直交する方向に板厚方向を有する矩形平板状の磁気コア(22a、23a、24a)と、
前記磁気コアに互いに逆方向に巻かれ直列に接続された少なくとも一対のコイル(22b及び22c、62a及び62b、63a及び63b)と、
を備えたことを特徴とする金属検出機。 A metal detector for detecting the presence or absence of a metal (6) in an inspection object (5) moving in a magnetic field,
First and second exciting coils (21a and 21b) that are respectively annularly wound in two planes facing each other across an area in which the inspection object moves, and generate the magnetic field;
A detection coil (22) for detecting the metal provided inside the first or second excitation coil or between the first excitation coil and the second excitation coil;
With
The detection coil is
A rectangular plate having a plate thickness direction in a direction parallel to the surfaces of the first and second exciting coils and perpendicular to the moving direction, the longitudinal direction being arranged along the moving direction of the inspection object Magnetic cores (22a, 23a, 24a),
At least a pair of coils (22b and 22c, 62a and 62b, 63a and 63b) wound in opposite directions around the magnetic core and connected in series;
A metal detector characterized by comprising:
前記電流の周波数を設定する周波数設定手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の金属検出機。 Current supply means for supplying a current of a predetermined frequency for generating the magnetic field in the first and second exciting coils;
Frequency setting means for setting the frequency of the current;
The metal detector according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記第1及び前記第2の励磁コイルは、前記搬送面に対して平行又は垂直な互いに対向する2つの平面内にそれぞれ環状に巻かれたものであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の金属検出機。 A transport means (41) having a transport surface (41a) for transporting the inspection object in the moving direction;
The first and second exciting coils are each wound in an annular shape in two planes facing each other parallel or perpendicular to the transport surface. 5. The metal detector according to any one of up to 4.
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