JP2943033B2 - 金属検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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６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Ｖｒ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Ｖｒ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７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Ｖｒ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、被検査体によっては、金属混入
検査を行なえない品種もある。

【００１３】例えば、アルミ箔で包装された品種や、酸
化防止のための脱酸素材（金属）を含む品種では、アル
ミ箔や脱酸素材等による磁界への影響が著しいため、包
装後の金属混入の検査は不可能で無意味となる。

【００１４】従って、これらの品種に対しては、包装前
のラインで金属の混入チェックを行ない、包装後のライ
ンでは、被検査体の金属混入チェックが不要となる。

【００１５】しかし、被検査体の品種が切換わるたび
に、金属検出装置１の代りに中継用のコンベアを用いる
のは、非効率である。

【００１６】このため、従来の金属検出装置１では、図
６に示したように連動式のスイッチ１０、１１の操作に
よって、電源の切換えができるように構成されている。

【００１７】即ち、スイッチ１０、１１が接点１０ａ、
１１ａ側に接続操作されると、コンベア２のモータ２ａ
のみに電源が供給されることになり、金属検出装置１
は、搬入ライン１５と選別ライン１６との間を中継する
中継コンベアとして動作することになる。

【００１８】また、スイッチ１０、１１が接点１０ｂ、
１１ｂ側に接続操作されると、コンベアのモータ２ａを
含む全回路へ電源が供給されて、前述した金属検出動作
が可能となる。

【００１９】なお、スイッチ１２は、コンベア２をパネ
ル操作あるいは外部からのライン異常を示す信号等で停
止させるためのスイッチである。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように、電源をモータ２ａのみに供給してコンベアのみ
を作動させる従来の金属検出装置では、品種の切換わり
時に、新たな被検査体が金属検出を行なう品種か否か
を、作業者が判断して、スイッチ１０、１１の操作をし
なければならず、この判断を誤まると良品をすべて不良
品として選別したり、不良品を良品として通過させてし
まう。

【００２１】また、電源の切換えによって、コンベア２
のみを作動させている状態では、他回路への電源供給が
停止されているため、ライン異常時のコンベア停止処理
等を受け付けることができない。

【００２２】特に、前段の検査ライン（例えば重量検査
ライン）や集中管理装置等からの制御信号によって、金
属検出条件等が設定できるように構成された金属検出装
置では、前記電源切換えによって、外部信号の受付けす
ら不可能になってしまう。

【００２３】本発明は、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。

【００２４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の金属検出装置は、被検査体を搬送するコン
ベアと、前記コンベアの搬送経路に磁界を発生する磁界
発生手段と、前記コンベアを被検査体が通過したときの
前記磁界の変化に対応した信号を出力する磁界センサ
と、前記磁界センサの出力に基づいて、前記磁界中を通
過した被検査体に金属が混入しているか否かを判定する
判定手段とを備えた金属検出装置において、混入金属の
検出判定が必要か否かを示す判定指定情報を、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、指定品種の判定指定
情報を読出す読出手段とを設け、前記記憶手段から読出
された判定指定情報によって前記判定手段の判定機能を
作動または停止させるように構成されている。

【００２５】

【作用】このように構成したため、本発明の金属検出装
置では、読出手段によって品種指定がなされると、指定
された品種の判定指定情報が読出され、この情報に応じ
て判定手段の判定機能が作動または停止する。

【００２６】

【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。

【００２７】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。

【００２８】この金属検出装置２０の磁界発生手段は、
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。

【００２９】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。

【００３０】２つの受信コイル２６、２７は、１対の磁
界センサとしてコンベア２５をはさんで送信コイル２４
に対向し、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。

【００３１】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。

【００３２】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３５からの位相データＤφによって設定される。

【００３３】検波回路２９の出力信号は、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。

【００３４】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。

【００３５】判定手段３３は、判定オンを示す“１”の
判定指定データＤｈを受けている間、このディジタル化
された検波出力と基準値データＤｖ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し、判定オフを
示す“０”の判定指定データＤｈを受けている間、金属
混入の判定を停止する。

【００３６】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、例えば混入金
属有りを示す判定信号を受けると、遅延時間データＤｔ
に対応した時間（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）だけ、その判定結果を遅延し
て選別機１６へ出力する。

【００３７】品種別データ記憶手段３５には、図２に示
すように、被検査体の混入金属の有無を高感度でしかも
安定に判定し、確実に選別するための位相データＤφ、
基準値データＤｖ、遅延時間データＤｔと、混入判定が
必要か否かを“１”または“０”で示す判定指定データ
Ｄｈとが、各品種コードＡ、Ｂ、Ｃ、…に対応付けされ
て記憶されている。

【００３８】データ読出手段３６は、操作部３７のキー
操作あるいは後述するインタフェース回路４０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３５から読出して、移相器３０、判定手
段３３および遅延手段３４へ設定する。

【００３９】データ書込手段３８は、品種別データ記憶
手段３５のデータの追加、変更等を操作部３７の操作に
従って行なう。

【００４０】表示手段３９は、品種別データ記憶手段３
５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。

【００４１】インタフェース回路４０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３６へ出力し、異常信号をコンベア停止手段４１へ
出力する。

【００４２】コンベア停止手段４１は、操作部３７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４０から異常信号を受けると、スイッチ４２を開ら
いてコンベア２５のモータ２５ａへの電源供給を停止さ
せる。なお、モータ２５ａ以外の各回路への電源供給
は、メインスイッチ４３が開操作されない限り常時なさ
れている。

【００４３】次に、この金属検出装置２０の動作につい
て説明する。

【００４４】例えば、外部装置からの信号あるいは操作
部３７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、Ｖａ、Ｔａが、移相器３０、判定手段３３および
遅延手段３４にそれぞれ設定されるとともに、判定オン
を示す“１”の判定指定データが判定手段３３へ出力さ
れる。

【００４５】このため、判定手段３３は、基準値データ
Ｖａと検波出力との比較によって混入金属の有無を判定
できる状態となる。

【００４６】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。

【００４７】一方、移相器３０からの出力信号の位相
は、位相データφａによって、この被検査体Ｗａ自身
（混入金属を含まない）による不平衡信号の検波出力が
最小となる位相に予め設定されているため、被検査体Ｗ
ａに金属が混入していなければ、図３の（ａ）に示すよ
うに、検波出力は極めて小さく、基準値データＶａを越
えることはない。

【００４８】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。

【００４９】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３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Ｖａを越える。

【００５０】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、不良信号を遅延手段３
４へ出力する。

【００５１】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不良信
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。

【００５２】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。

【００５３】ここで、搬入ラインから搬入される被検査
体の品種が、脱酸素材を含む被検査体Ｗｃに切換わると
ともに、インタフェース回路４０を介して、品種コード
Ｃを指定する信号が入力されると、品種別データ記憶手
段３５からは、品種コードＣに対応した各データが各回
路に設定される。

【００５４】この品種の判定指定データは、判定オフを
示す“０”のデータであるため、判定手段３３の判定機
能は停止状態となる。

【００５５】したがって、搬入ライン１５からコンベア
２５に搬入され、磁界中を通過した被検査体Ｗｃは、混
入金属の判定を受けずに選別ライン１６へ搬出され、選
別機１７を通過して後続ラインへ搬送される。

【００５６】この被検査体Ｗｃが搬送されている間に、
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４０を介して入力される
と、モータ停止手段４１によってスイッチ４２が開か
れ、コンベア２５が停止して、被検査体Ｗｃの搬送が停
止される。

【００５７】異常が解消されて、異常信号の入力が停止
すると、スイッチ４２が閉じて、コンベア２５が再駆動
し、被検査体Ｗｃは後続ラインへ中継搬送される。

【００５８】また、被検査体Ｗｃの次に、金属検出が必
要な被検査体Ｗｂが、外部装置からの信号によって指定
されると、品種別データ記憶手段３５から品種コードＢ
に対応した各データが読出され、判定オンを示す“１”
の判定指定データが判定手段３３に出力される。このた
め、判定手段３３は、被検査体Ｗｂの磁界通過時の検波
出力と基準値データＶｂとの比較によって、金属混入の
有無を判定する。

【００５９】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３７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、
次の品種が金属検出の不要な被検査体か否かを判断する
必要はない。

【００６０】また、この実施例では、判定手段３３の機
能を判定指定データＤｈによって直接停止させるように
していたが、判定手段３３に対する検波出力の入力をデ
ータＤｈによって停止させたり、データＤｈによって、
図４に示すように判定の基準値を、極端に高い値Ｖｍに
固定させて、すべての被検査体を良品判定させてもよ
い。

【００６１】また、この実施例では、外部装置からの異
常信号によってコンベア２５の駆動を停止するようにし
ていたが、金属検出を行なっている場合でも、このコン
ベア２５停止が可能であり、この金属検出装置自身に異
常判定機能を設け、その異常判定機能によって異常が判
定されたとき、自からコンベア２５を停止させるととも
に、この異常をインタフェース回路４０を介して外部装
置へ知らせ、ライン全体を停止させるようにしてもよ
い。

【００６２】また、この金属検出装置に集中管理機能を
設けておけば、たとえ金属検出の判定を停止している中
断コンベア動作状態でも、ライン管理が行なえる。

【００６３】また、この実施例では、判定機能のオン、
オフ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発明
を適用していたが、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、本発明を同様に適用
できる。

【００６４】また、本発明は、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５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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属検出
装置は、被検査体の品種についての金属検出の判定が必
要か否かを示す判定指定情報を、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、指定品種の判定指定情報を読出す読
出手段とを設け、読出した判定指定情報によって、判定
手段の判定機能を作動または停止させるように構成され
ている。

【００６８】このため、作業者が金属検出の必要、不必
要を判断する必要がなくなり、品種コードを指定するだ
けで、通常の金属検出動作あるいは中継コンベア動作が
自動的にかつ正確に切換わる。

【００６９】また、中継コンベア動作時にも、判定手段
以外の機能が作動できる状態にあるため、外部からの信
号等に対処することができ、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】一実施例の要部のメモリテーブル図である。

【図３】一実施例の動作を説明するための図である。

【図４】本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例を説明するための概略斜視
図である。

【図６】従来装置の構成を示す図である。

【図７】従来装置の動作を説明するための図である。

【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 品種別データ記憶手段 ３６ データ読出手段 ３７ 操作部 ４０ インタフェース回路 ４２ スイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査体を搬送するコンベアと、 前記コンベアの搬送経路に磁界を発生する磁界発生手段
   と、 前記コンベアを被検査体が通過したときの前記磁界の変
   化に対応した信号を出力する磁界センサと、 前記磁界センサの出力に基づいて、前記磁界中を通過し
   た被検査体に金属が混入しているか否かを判定する判定
   手段とを備えた金属検出装置において、 混入金属の検出判定が必要か否かを示す判定指定情報
   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、指定品種の判定
   指定情報を読出す読出手段とを設け、 前記記憶手段から読出された判定指定情報によって前記
   判定手段の判定機能を作動または停止させることを特徴
   とする金属検出装置。