JP2583560Y2 - 金属検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、被検査体が磁界中を通
過したときの磁界の変化によって、被検査体に混入して
いる金属の有無を判定する金属検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品等の生産ラインでは、製品内に金属
が混入しているか否かを検査するために、図８に示す金
属検出装置１が用いられている。

【０００３】この金属検出装置１は、受け入れた被検査
体Ｗを所定速度で搬送するためのコンベア２を有してお
り、信号発生器３からの励磁信号で送信コイル４を励磁
して、コンベア２の搬送経路に交番磁界Ｍを発生させ、
この交番磁界を、２つの受信コイル５、６で受ける。

【０００４】受信コイル５、６は、コンベア２の搬送経
路をはさんで、送信コイル４と対向し、送信コイル４か
ら発生する交番磁界をほぼ等量ずつ受けるように並んで
設けられている。

【０００５】２つの受信コイル５、６に誘起される信号
の不平衡成分は、差動増幅器７から検波回路８へ出力さ
れて、検波される。

【０００６】この検波出力は、判定手段９において、予
め決められた基準値Ｒと比較され、この比較結果に基づ
いて被検査体Ｗの混入金属の有無が判定される。

【０００７】このような構成の金属検出装置１では、被
検査体Ｗが磁界中にないときには、２つの受信コイル
５、６に誘起される信号は、同相で等しいため、不平衡
成分はなく、検波出力も基準値Ｒ以下のレベルとなる。

【０００８】ここで、例えば鉄金属の混入している被検
査体が、搬入ライン１５から搬入されて受信コイル５上
に進入すると、この金属によって受信コイル５側の磁束
密度が増し、受信コイル６側の磁束密度が減少する。そ
して、この被検査体が受信コイル６上まで進入すると、
受信コイル６側の磁束密度が増し、受信コイル５側の磁
束密度が減少する。

【０００９】このため、被検査体の通過にともなって、
図９の（ａ）に示す不平衡検波出力が検波回路８から出
力されることになる。

【００１０】この不平衡検波出力が、基準値Ｒを越える
と、判定手段８から例えば同図の（ｂ）に示すような判
定信号が出力され、この被検査体に金属が混入している
と判定される。

【００１１】このようにして、コンベア２に搬入された
被検査体Ｗの金属混入検査がなされ、検査された被検査
体Ｗは、後続の選別ライン１６へ搬出され、検査結果に
応じて選別される。

【００１２】ところが、被検査体が磁界中を通過すると
き、大きく揺動したり、転動すると、正確な金属検出を
行うことができない。

【００１３】コンベア２上での被検査体の揺動や転動
は、主に搬入ライン１５とコンベア２との速度差によっ
て起こり、被検査体の搬入速度は、被検査体の品種によ
って異なる。このため、従来の金属検出装置では、品種
が変わる毎に、コンベア２とモータ２ａの間の減速比の
切り換え作業（プーリ交換作業）や、コンベア２のモー
タ２ａへの電源電圧の調整作業を行って、搬入ラインに
コンベア２の速度を合わせていた。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、減速比
の切り換えやモータの電圧調整等のような時間のかかる
作業を、品種の切り換え毎に行っていたのでは、ライン
の稼働率が著しく低下してしまうとともに、作業者の熟
練度等によって搬送速度に大きなバラツキが生じてしま
うという問題があり、また、ラインの無人化に全く対応
出来なかった。

【００１５】本考案は、この課題を解決した金属検出装
置を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本考案の金属検出装置は、コンベアの搬送経路に磁
界を発生し、前記コンベアによって被検査体が前記磁界
中を通過したときの磁界の変化に基づいて、被検査体に
金属が混入しているか否かを判定する金属検出装置にお
いて、前記コンベアによる被検査体の最適搬送速度に対
応した搬送速度情報を、被検査体の品種に対応づけて予
め記憶している記憶手段と、前記記憶手段に対して品種
指定を行い、指定品種の搬送速度情報を読出す読出手段
と、前記コンベアの搬送速度を、前記記憶手段から読出
された判定速度情報に対応した速度に可変制御するコン
ベア速度制御手段とを備えている。

【００１７】

【作用】このように構成したため、本考案の金属検出装
置では、読出手段によって品種指定がなされると、指定
された品種の搬送速度情報が読出され、コンベアの搬送
速度がこの情報に応じた最適な速度に可変制御される。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。

【００１９】図１は、一実施例の金属検出装置２０の構
成を示す図である。

【００２０】この金属検出装置２０は、基準信号発生器
２１から出力される所定周波数の矩形波信号を、フィル
タ２２によって正弦波に変換して、電力増幅器２３へ入
力し、その増幅出力によって送信コイル２４を励磁し
て、コンベア２５の搬送経路へ交番磁界Ｍを発生させて
いる。

【００２１】コンベア２５は、搬入ライン１５から搬入
される被検査体Ｗをモータ２５ａの駆動によって磁界Ｍ
中を通過させ、選別ライン１６へ搬出する。

【００２２】このモータ２５ａは、図２に示すように、
２つのモータ巻線Ｌ₁ 、Ｌ₂ に、後述する搬送速度制御
手段３５から９０度位相の異なる駆動電流Ｉ₁ 、Ｉ₂ を
流すと、駆動電流の周波数に応じた回転速度で回転子Ｒ
Ｔを回転させる交流型のモータである。

【００２３】２つの受信コイル２６、２７は、コンベア
２５をはさんで送信コイル２４に対向し、コンベア２５
の搬送経路に沿って並んで交番磁界を等しく受けるよう
に配置されている。

【００２４】受信コイル２６、２７の誘起信号の不平衡
出力は、差動増幅器２８から検波回路２９へ出力されて
いる。

【００２５】一方、基準信号発生器２１からの矩形波信
号は、移相器３０で所定位相遅延され、検波回路２９へ
入力されている。検波回路２９は、移相器３０からの矩
形波信号によって不平衡出力を同期検波する。なお、移
相器３０による位相遅延量は、後述する品種別データ記
憶手段３６から読み出される位相データＤφによって設
定される。

【００２６】検波回路２９の出力信号は、帯域可変型の
ＬＰＦ（低域通過フィルタ）３１によって、搬送波成分
（基準信号発生器２１の出力周波数成分）が除去され、
Ａ／Ｄ変換器３２に入力される。このＬＰＦ３１は、品
種別データ記憶手段３６から読み出される搬送速度デー
タＤｖが例えば所定値Ｖ₁ 以下の範囲のとき、図３のＡ
の周波数特性となり、ＤｖがＶ₁ とＶ₁ より高いＶ₂ と
の間にあるときＢの周波数特性となり、ＤｖがＶ₂ 以上
のとき、Ｃの周波数特性となるように切り換わり、常に
検波成分より高い周波数成分を効果的に除去する。

【００２７】Ａ／Ｄ変換器３２は、検波出力を高速にサ
ンプリングして、各サンプリング値に対応したディジタ
ル信号を出力する。

【００２８】判定手段３３は、このディジタル化された
検波出力と品種別データ記憶手段３６から読み出される
基準値データＤｒとを比較して、被検査体に金属が混入
しているか否かを判定する。

【００２９】判定手段３３からの判定信号は、遅延手段
３４へ出力されている。遅延手段３４は、品種別データ
記憶手段３６から読み出される搬送速度データＤｖに基
づいて、磁界を通過した被検査体が選別ライン１６上の
選別機１７に達するまでの時間Ｔを算出し、例えば混入
金属有りを示す判定信号を、Ｔ時間だけ遅延して選別機
１６へ出力する。

【００３０】搬送速度制御手段３５は、例えば図２に示
すような２相式のインバータで構成されている。

【００３１】即ち、商用電源を整流平滑回路３５ａによ
って直流電源に変換し、２相パルス幅変調回路３５ｂへ
供給する。

【００３２】２相パルス幅変調回路３５ｂは、分周器３
５ｃからの分周パルスによって、直流電源をスイッチン
グし、正弦状にパルス幅および極性が変化する２相の変
調パルスを発生して、モータ２５ａのモータ巻線Ｌ₁ 、
Ｌ₂ に９０度位相の異なる電流Ｉ₁ 、Ｉ₂ を流す。

【００３３】分周比設定手段３５ｄは、品種別データ記
憶手段３６から読み出された搬送速度データＤｖにほぼ
反比例した分周比を分周器３５ｃに設定し、モータ２５
ａの回転速度（コンベア２５の搬送速度）をデータＤｖ
に対応した速度に可変制御する。

【００３４】品種別データ記憶手段３６（図１）には、
図４に示すように、被検査体を安定に搬送し、その混入
金属の有無を高感度でしかも安定に判定するための位相
データＤφ、基準値データＤｒおよび搬送速度データＤ
ｖが、各品種コードＡ、Ｂ、Ｃ、…に対応付けされて記
憶されている。

【００３５】データ読出手段３７は、操作部３８のキー
操作あるいは後述するインタフェース回路４１から指定
された品種コード信号に対応した前記各データを品種別
データ記憶手段３６から読出して、移相器３０、判定手
段３３、遅延手段３４および搬送速度制御手段３５へ設
定する。

【００３６】データ書込手段３９は、品種別データ記憶
手段３６のデータの追加、変更等を操作部３８の操作に
従って行なう。

【００３７】表示手段４０は、品種別データ記憶手段３
６に記憶されている品種毎の各データを画面上に表示す
る。

【００３８】インタフェース回路４１は、例えば、搬入
ライン１５側に設置された重量選別装置（図示せず）、
あるいはライン全体を集中管理する集中管理装置等の外
部装置からの品種指定信号や異常信号を受けるための回
路であって、外部装置からの品種指定信号をデータ読出
手段３７へ出力し、異常信号をコンベア停止手段４２へ
出力する。

【００３９】コンベア停止手段４２は、操作部３８のキ
ー操作によるコンベア停止信号あるいはインタフェース
回路４１から異常信号を受けると、停止信号を搬送速度
制御手段３５へ出力して、モータ２５ａへの電源供給を
停止させる。

【００４０】次に、この金属検出装置２０の動作につい
て説明する。

【００４１】例えば、外部装置からの信号あるいは操作
部３８のキー操作によって品種コードＡの被検査体Ｗａ
が指定されると、この被検査体Ｗａに対応した各データ
φａ、Ｒａ、Ｖａが、移相器３０、判定手段３３、遅延
手段３４および搬送速度制御手段３５にそれぞれ設定さ
れる。

【００４２】このため、移相器３０の出力信号は、この
被検査体Ｗａ自身（金属を含まない）の影響による不平
衡信号の検波出力が最小となる位相に設定され、判定手
段３３の基準値も判定誤差の少ない高感度な値に設定さ
れる。

【００４３】また、被検査体Ｗａの搬送速度データＶａ
を受けた搬送速度制御手段３５は、被検査体Ｗａを速度
差の無い安定した状態でコンベア２５へ受け入れるため
の周波数でモータ２５ａを駆動し、ＬＰＦ３１は、この
搬送速度で磁界中を通過する被検査体Ｗａの検波成分の
みを通過させる帯域に設定され、遅延手段３４の遅延時
間は、この搬送速度で磁界を通過した被検査体Ｗａが選
別機１７に達するまでの時間に設定される。

【００４４】ここで、搬入ライン１５からコンベア２５
上に搬入された被検査体Ｗａが、送信コイル２４から発
生する交番磁界中を通過すると、その被検査体Ｗａの影
響によって磁界が変化し、２つの受信コイル２６、２７
の誘起電圧に差が生じる。この不平衡信号は、差動増幅
器２８から検波回路２９へ出力され、同期検波される。

【００４５】この検波出力は、被検査体Ｗａに金属が混
入していなければ、図５の（ａ）に示すように極めて小
さく、基準値データＲａを越えることはない。

【００４６】この場合、判定手段３３はこの被検査体Ｗ
ａを良品と判定し、不良信号は出力されず、この良品判
定された被検査体Ｗａは、コンベア２５から選別ライン
１６に搬入され、選別機１７をそのまま通過して、後続
ラインへ搬送される。

【００４７】また、金属が混入している被検査体Ｗａが
磁界中を通過すると、混入金属の影響によって不平衡信
号の振幅は大きくなり、その位相も被検査体Ｗａのみに
よる位相と異なるため、検波出力は、図５の（ｂ）に示
すように、その不平衡信号の振幅にほぼ比例した信号と
なり、基準値データＲａを越える。

【００４８】このため、判定手段３３は、被検査体Ｗａ
に金属が混入していると判定し、その判定信号を遅延手
段３４へ出力する。

【００４９】遅延手段３４は、この被検査体Ｗａが磁界
を通過してから選別機１７に達するタイミングに、正確
にこの判定信号を選別機１７へ出力して、この不良品を
ライン上から排除させる。

【００５０】以下、同様にして品種コードＡの被検査体
Ｗａの金属混入検査が継続する。

【００５１】ここで、例えばインタフェース回路４１を
介して、品種コードＣを指定する信号が入力されると、
品種コードＣに対応した各データが、品種別データ記憶
手段３６から読み出されて各回路に設定される。

【００５２】このため、コンベア２５の搬送速度が被検
査体Ｗｃに最適な速度に切り換わるとともに、被検査体
Ｗｃに対する混入金属の検出感度および選別のための遅
延時間が最良状態に直ちに設定され、品種コードＣの被
検査体Ｗｃの金属検出が可能となる。

【００５３】この被検査体Ｗｃの検査がなされている間
に、外部装置から他のラインに異常が発生したことを示
す異常信号がインタフェース回路４１を介して入力され
ると、モータ停止手段４２の停止信号によって搬送速度
制御手段３５によるモータ２５ａへの電源供給が停止
し、被検査体Ｗｃの搬送が停止される。

【００５４】異常が解消されて、異常信号の入力が停止
すると、コンベア２５が再駆動し、被検査体Ｗｃに対す
る金属検出動作が再開される。

【００５５】なお、上記の説明では、品種の指定を外部
装置からの信号によって行なっていたが、操作部３８の
操作によって品種を指定するようにしてもよい。この場
合でも、作業者は、単に品種指定のみを行なえばよく、
次の品種の最適搬送速度を調べたり、調整作業を行う必
要はない。

【００５６】また、前記実施例の搬送速度制御手段３５
は、モータ２５ａへの駆動電流の周波数を可変すること
によって、コンベア２５の速度を搬送速度データＤｖに
対応した速度に設定するようにしていたが、例えば図６
の（ａ）、（ｂ）に示すように、電源とモータ２５ａの
間に、搬送速度制御手段として可変抵抗器５０やサイリ
スタ回路５１を設け、その抵抗値や導通角を、搬送速度
データＤｖに対応した値に可変制御することによって、
コンベア２５の搬送速度を品種毎に最適な速度に設定し
てもよい。

【００５７】また、この実施例では、コンベア速度を指
定するデータとともに各品種毎に最適な既知のデータを
読出して各部に設定する金属検出装置に本考案を適用し
ていたが、搬送速度データ以外の各データが未知の被検
査体の金属検出を行なう場合に、その被検査体を複数回
磁界中を通過させるだけで、最適な位相データや基準値
データを自動的に検出して、そのデータを記憶できるオ
ート設定機能を有する金属検出装置についても、本考案
を同様に適用できる。

【００５８】また、本考案は、前記実施例のように２つ
の受信コイル２６、２７と、送信コイル１５とがコンベ
アの搬送経路をはさんで対向する対向形式の金属検出装
置だけでなく、図７に示すように、２つの受信コイル２
６、２７を送信コイル２４の両側に同軸状に配置し、各
コイルを貫通するようにコンベア２５を配置した同軸形
式の金属検出装置にも同様に適用できる。

【００５９】また、磁界センサとして、前記のようなコ
イル形式のものだけでなく、ホール素子等の磁気センサ
を用いることもできる。

【００６０】また、前記実施例の判定手段３３は、検波
出力の＋側が基準値データを越えるか否かを判定してい
たが、混入金属が鉄あるいは非鉄のいずれにも対応で
き、しかも被検査体の進入を検知できるように、検波出
力の＋側と−側とを区別なく判定するようにしてもよ
い。

【００６１】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の金属検出
装置は、被検査体に最適なコンベアの搬送速度情報を、
予め品種ごとに対応して記憶している記憶手段と、記憶
手段に対し品種を指定することによって、指定品種の搬
送速度情報を読出す読出手段と、コンベアの搬送速度
を、読み出された搬送速度情報に対応した速度に可変制
御する搬送速度制御手段とを備えているため、煩雑な減
速比の切り換え作業や電圧調整作業をすることなく、品
種コードを指定するだけで、コンベアの搬送速度を指定
品種に対して最適な速度にバラツキのない状態で確実に
設定することができる。また、外部装置からの品種指定
に対応することができ、無人運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成を示す図である。

【図２】一実施例の要部の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】一実施例のＬＰＦ３１の帯域の変化を示す図で
ある。

【図４】一実施例の要部のメモリテーブル図である。

【図５】一実施例の動作を説明するための信号図であ
る。

【図６】本考案の他の実施例を説明するための図であ
る。

【図７】本考案の他の実施例を説明するための概略斜視
図である。

【図８】従来装置の構成を示す図である。

【図９】従来装置の動作を説明するための信号図であ
る。

【符号の説明】

１５ 搬入ライン １６ 選別ライン ２０ 金属検出装置 ２１ 基準信号発生器 ２２ フィルタ ２４ 送信コイル ２５ コンベア ２６、２７ 受信コイル ２９ 検波回路 ３０ 移相器 ３３ 判定手段 ３４ 遅延手段 ３５ 搬送速度制御手段 ３６ 品種別データ記憶手段 ３７ データ読出手段 ３８ 操作部 ４１ インタフェース回路 ４２ コンベア停止手段

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】コンベアの搬送経路に磁界を発生し、前記
   コンベアによって被検査体が前記磁界中を通過したとき
   の磁界の変化に基づいて、被検査体に金属が混入してい
   るか否かを判定する金属検出装置において、 前記コンベアによる被検査体の最適搬送速度に対応した
   搬送速度情報を、被検査体の品種に対応づけて予め記憶
   している記憶手段と、 前記記憶手段に対して品種指定を行い、指定品種の搬送
   速度情報を読出す読出手段と、 前記コンベアの搬送速度を、前記記憶手段から読出され
   た判定速度情報に対応した速度に可変制御するコンベア
   速度制御手段とを具備したことを特徴とする金属検出装
   置。