JP3324840B2 - 金属検出装置 - Google Patents
金属検出装置Info
- Publication number
- JP3324840B2 JP3324840B2 JP23831393A JP23831393A JP3324840B2 JP 3324840 B2 JP3324840 B2 JP 3324840B2 JP 23831393 A JP23831393 A JP 23831393A JP 23831393 A JP23831393 A JP 23831393A JP 3324840 B2 JP3324840 B2 JP 3324840B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- circuit
- signal
- phase shift
- synchronous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
被検査体について金属混入の検査をする上で磁界に対す
る被検査体の影響が最小限になる状態に精度良く、かつ
短時間に設定することを可能とした金属検出装置に関す
るものである。
装置の概要について図5により説明する。この図におい
て、1は発振回路、2は前記発振回路に接続されている
発振コイルである。磁界の変化を受信する2つの受信コ
イル3a,3bは発振コイル2の交番磁界中に置かれ、
その磁束が等しく鎖交するように配置されている。この
受信コイル3a,3bに誘起される起電力の差動電圧
が、信号処理回路に入力される受信信号となる。4は差
動バランス調整用の可変抵抗で、受信電圧の振幅が最も
小さくなるように調整される。5は受信信号を増幅する
増幅回路、6は同期信号により同期検波を行う同期検波
回路、7は同期検波回路によって復調された信号の大き
さを判定する電圧比較回路である。なお、10は前記同
期検波回路6に供給する同期信号の位相を変更する移相
回路で、手動等の手段により移相量が調整可能な移相回
路である。
いて、金属を発振コイル2と受信コイル3a,3b間に
通過させた場合、金属により2つの受信コイル3a,3
bに鎖交する磁束数が不平衡になるため、受信信号が出
力される。出力された受信信号には発振周波数により変
調された金属検出信号(以下変調信号と呼ぶ)が含まれ
ているが、その変調信号は微弱であるため、増幅回路5
により増幅する。変調信号から金属検出信号を抽出する
為に、同期検波回路6において発振周波数と同一の周波
数で同期検波を行い、金属検出信号を復調する。復調さ
れた信号は、アナログフィルタ7を通過することで金属
検出信号のみとなり、整流回路8により整流された後、
電圧比較回路9により金属の検出結果として出力され
る。
まれている物質等、磁界に影響を及ぼす被検査体を金属
検出機に通過させた場合について説明する。このような
被検査体の場合、乾燥物等の被検査体と異なり、被検査
体が磁界に影響を及ぼすため、被検査体が金属と同様に
反応してしまい、正常な金属検出ができなくなってしま
う。そこで被検査体による影響を消去し、被検査体に混
入された金属を検出するため、検査の前に以下のような
操作が必要となる。その操作について以下に説明する。
図(図6参照)において、被検査体による変調信号で同
期検波した場合、整流回路からの出力信号の大きさは変
調信号と同期信号の位相差θの余弦の絶対値(|cos
θ|)に比例することが知られている(図7参照)。従
って、被検査体による変調信号に対し90°の位相差と
なる同期信号により同期検波を行えば、被検査体による
影響を最小限に抑えることができる。このように磁界に
影響を及ぼす被検査体を検査する場合には、同期信号の
位相を調整し、被検査体の磁界に対する影響を最小限に
抑えて混入金属を検査する必要がある。
査体を通す毎に電圧比較回路9に付属されている表示器
を見て、被検査体による出力の大きさを確認し、移相回
路10を調整して、被検査体による出力の大きさが最小
となる位相を見つけていた。次に、その方法について詳
しく説明する。初期状態では調整すべき位相の見当がつ
かないため、図8に示すように、まず初期位相(図中1
回目)に調整した状態で被検査物を通し、その時の整流
回路の出力信号の大きさを表示器により確認する。次
に、ある位相間隔で位相を変えた時(図中2回目)の出
力の大きさを確認し、出力の大きさが小さくなる方向に
位相を変えていく。出力が最小となる位相付近になった
ら位相間隔を狭くし、さらにその位相付近の出力を確認
して、被検査体の影響が最小となる位相を追込み、見つ
けていた。また、被検査体によって被検査体の影響が消
去できる位相は異なるため、被検査体が変わるたびに以
上のような位相の調整をしなければならず、検査をする
までに相当の手間と時間を要していた。
を解決し、被検査体の影響が最小となる位相に精度良
く、短時間で設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。
に本発明の金属検出装置では、交番磁界を発生させる発
振コイルと、該磁界の磁束変化を検出する複数の受信コ
イルと、該受信コイルに誘導される差電圧を増幅する増
幅回路と、該増幅回路の出力信号を同期検波して金属検
出信号を出力する第1の同期検波回路と、該同期検波回
路に供給する同期信号の位相を変更する第1の移相回路
とを備えてなる金属検出装置において、該増幅回路の出
力信号を同期検波して金属検出信号を出力する第2の同
期検波回路と、該同期検波回路に供給する同期信号の位
相を変更する第2の移相回路と、金属が混入してない被
検査体を該発振コイルと受信コイルの間に通過させたと
きの該第1及び第2の同期検波回路の出力信号の大きさ
から該被検査体による変調信号と同期信号との位相差を
算出し、算出された位相値から該被検査体自体の磁界に
対する影響を消去できるように該第1及び第2の移相回
路を制御するコンピュータとを設けたことを特徴とす
る。
混入していない被検査体を1回通過させることにより、
被検査体による変調信号と同時信号の位相差をコンピュ
ータにより算出する。そして、位相回路の移相量を調整
して、コンピュータにより変調信号と同期信号の移相差
が90度になるようにする。このようにして、被検査体
による影響を最小限に抑えることが即時にできるので、
実際に被検査体の検査を開始するまでの調整時間を短縮
することができる。
で、符号1、2、3a、3b、4、5は図5と同じ構成
要素を示す。11a,11bは第1及び第2同期信号で
同期検波を行う同期検波回路、12a,12bはアナロ
グフィルタ、13a,13bは整流回路、14a,14
bはA/D変換回路、15a,15bは前記同期検波回
路11a,11bに供給する第1、第2同期信号の位相
を変更するための第1、第2移相回路で、コンピュータ
からの設定に応じて第1、第2同期信号の位相を変更す
る。16は2つのA/D変換回路により測定した結果を
入力し、種々の演算を行い、第1、第2移相回路の移相
量の制御を行うコンピュータである。ここで同期検波回
路11aから、アナログフィルタ12aを通過し、整流
回路13aまでの経路を第1経路、同期検波回路11b
から、アナログフィルタ12bを通過し、整流回路13
bまでの経路を第2経路と呼ぶ。
め位相調整は、第1段階と第2段階の2つに大別され
る。
回路15bの移相量はある移相量φに設定されている。
移相量φは0〜360度の任意の値である。第1移相回
路15aの移相量は0度とする。被検査体を金属検出機
に通過させると、2つの受信コイル3a,3bに鎖交す
る磁束数が不平衡状態になり、受信信号が出力される。
受信信号には被検査体により発生した変調信号が含まれ
ており、その変調信号は同期信号に対し被検査体特有の
位相差を持っている。第1及び第2の同期信号で同期検
波され、復調された被検査体の検出信号は、アナログフ
ィルタ12a,12bを通過し、整流回路13a,13
bにはいる。この整流回路13a,13bからの出力信
号は、A/D変換回路14a,14bにより大きさを測
定される。ここで、大きさと称するものは、出力信号の
ピーク値や出力波形の積分値等である。第1同期信号と
第2同期信号は、第2の移相回路15bによりφ度の位
相差をもつ。図2のように第1同期信号の移相をX軸に
とる信号ベクトル図において、被検査体による変調信号
と第1同期信号の位相差をθ1 とすると、前述したよう
に出力信号の大きさは変調信号と同期信号の位相差θの
余弦の絶対値|cosθ|に比例するから、第1経路で
得られる出力信号の大きさは|cosθ1 |に比例し、
第2経路で得られる出力信号の大きさは|cos(φ−
θ1 )|=|sin(90−φ+θ1 )|に比例する。
従って、それぞれの経路で得られる出力信号の大きさの
関係から、被検査体による変調信号と第1同期信号の位
相差θ 1 は、次式により求めることができる。
90度以内の場合に有効であり、もし第2移相回路の移
相量を90度に設定できる場合は、次式のように簡略化
できる。
4bから送られるデジタル値をコンピュータにより演算
することで行われる。
信号と同期信号の位相差を90度にすれば良いから、コ
ンピュータにより現在の第1移相回路15aの位相値に
対しθ1 −90度、もしくはθ1 +90度に移相するこ
とで、変調信号と同期信号の位相差が90度となり、被
検査体の影響が消去される。ここまでは第1段階の位相
調整である。
響が最小となる位相にほぼ一致させることができる。し
かしながら、A/D変換回路での測定誤差、第1、第2
経路のゲイン誤差等によりこのような位相に完全に一致
しているとは限らないので、さらに精度よく位相設定を
行う場合は第2段階の位相調整を行う。以下に第2段階
の位相調整の方法について説明する。
5bの移相量をφ(度)としていたが、第2段階では移
相量を数度以下になるように移相量を変更する。この状
態において、再度被検査体を金属検出機に通過させ、第
1経路と第2経路から出力される最終出力の大きさをA
/D変換回路により測定し、コンピュータにより2つの
出力信号の大きさの比較を行う。第1経路と第2経路の
出力の大きさを比較することにより、実際の被検査体の
影響が最小となる位相がどちら側にずれているか判定す
る。例えば、第1経路側の出力が大きければ第2同期信
号側に位相がずれており、第2経路側の出力が大きけれ
ば第1同期信号側に位相がずれていることが判定され
る。そして判定される方向に位相を変更する。このよう
な位相調整を数回繰り返し行い第1経路と第2経路の出
力の大きさの差がある範囲内に入ったとき、第2段階の
位相調整を終了する。第2段階の位相調整は、従来の方
法に似ているが、従来では一つの経路で出力を判定して
いたのに対し、第2移相回路15bの移相量を可変とす
ることで、同時に2つの位相値での出力を比較すること
ができる。
第2段階の位相調整を行うことで、精度良く、短時間に
被検査体による影響を消去することができる。
に第1移相回路と第2移相回路を並列に配置する場合も
同様に上記の位相調整を行うことができる。
被検査体の温度等により被検査体の変調信号の位相が長
期的に変化してしまい、被検査体の設定が変化してしま
う場合にも有効で、図3のアルゴリズムのように、第1
経路と第2経路の出力の大きさをN回平均をとり、その
平均値を比較し第2段階と同様に位相調整を行うことに
より、温度等による被検査体の位相の変化に対して自動
的に追従し、被検査体の影響を消去することができる。
が金属検出信号に与える影響を精度よく最小化すること
ができ、さらには稼動中の温度等の変動に対する調整を
自動化することもでき、有用性の高い金属検出装置を提
供することができる。
示すフローチャートである。
示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 交番磁界を発生させる発振コイルと、該
磁界の磁束変化を検出する複数の受信コイルと、該受信
コイルに誘導される差電圧を増幅する増幅回路と、該増
幅回路の出力信号を同期検波して金属検出信号を出力す
る第1の同期検波回路と、該同期検波回路に供給する同
期信号の位相を変更する第1の移相回路とを備えてなる
金属検出装置において、 該増幅回路の出力信号を同期検波して金属検出信号を出
力する第2の同期検波回路と、前記第1の検波回路に供給する同期信号の位相と比較し
て、前記第2の同期検波回路に供給する同期信号の位相
を所定の移相量だけ予め 変更する第2の移相回路と、 金属が混入してない被検査体を該発振コイルと該受信コ
イルの間に通過させたときの該第1及び第2の同期検波
回路の出力信号の大きさから該被検査体による変調信号
と同期信号との位相差を算出し、算出された位相値から
該被検査体自体の磁界に対する影響と、前記第1経路及
び第2経路のゲイン誤差の影響とを消去するように前記
第2の同期検波回路における前記所定の移相量を変更し
て該第1及び第2の移相回路を制御するコンピュータと
を設けたことを特徴とする金属検出装置。 - 【請求項2】 前記第2の移相回路の前記所定の移相量
が、0度から360度の範囲にあることを特徴とする請
求項1に記載の金属検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23831393A JP3324840B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 金属検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23831393A JP3324840B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 金属検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0792273A JPH0792273A (ja) | 1995-04-07 |
JP3324840B2 true JP3324840B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=17028355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23831393A Expired - Fee Related JP3324840B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 金属検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3324840B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106646628A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 合肥通用机械研究院 | 一种基于金属探测仪的金属检出装置及其金属检出方法 |
CN106646627A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 合肥通用机械研究院 | 用于定位检测金属杂质的金属探测仪及其金属定位方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040035975A (ko) * | 2002-10-14 | 2004-04-30 | 주식회사 한국이미지 | 물체감지용 써치코일 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23831393A patent/JP3324840B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106646628A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 合肥通用机械研究院 | 一种基于金属探测仪的金属检出装置及其金属检出方法 |
CN106646627A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 合肥通用机械研究院 | 用于定位检测金属杂质的金属探测仪及其金属定位方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0792273A (ja) | 1995-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4191922A (en) | Electromagnetic flaw detection system and method incorporating improved automatic coil error signal compensation | |
JP3324840B2 (ja) | 金属検出装置 | |
US20210063255A1 (en) | Stress Distribution Measurement Device and Stress Distribution Measurement Method | |
US4237419A (en) | Method and apparatus for non-destructive testing using a plurality of frequencies | |
JP3779508B2 (ja) | 金属検出機 | |
JP4741900B2 (ja) | インピーダンス測定用自動平衡回路 | |
JPS63308556A (ja) | 物体の試験装置 | |
JPS599552A (ja) | 電磁誘導試験装置 | |
JPH11258355A (ja) | 金属検出装置及びその調整方法及びコンピュータ読み取りが可能な記憶媒体 | |
JP2617324B2 (ja) | 絶縁抵抗測定方法 | |
CN111830572A (zh) | 用于操作金属检测器的方法和金属检测器 | |
JPS6285857A (ja) | 渦流探傷装置 | |
JP2004251712A (ja) | 金属検出装置 | |
JP4164274B2 (ja) | インピーダンス測定用自動平衡回路 | |
JPH07270383A (ja) | 渦流探傷装置 | |
JPS62239050A (ja) | 渦流探傷装置 | |
JPH09126780A (ja) | 磁気方位センサ | |
JPH0792274A (ja) | 金属検出装置の自動平衡調整回路 | |
JPH0854475A (ja) | 金属検出装置 | |
JP3122572B2 (ja) | 金属検出機 | |
JP2005189184A (ja) | インピーダンス測定用自動平衡回路 | |
JPS586458A (ja) | 鋼材の熱間渦流探傷方法 | |
JPS6285858A (ja) | 渦流探傷装置の位相設定方法 | |
JP3096788B2 (ja) | 金属検出装置 | |
JP4339493B2 (ja) | 異物検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070705 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090705 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100705 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100705 Year of fee payment: 8 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100705 Year of fee payment: 8 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100705 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110705 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |