JP3857271B2 - 金属異物検知方法とその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、被検出物中に混入した金属異物を検知する金属異物検知装置に関する。詳しくは、アルミニウム等の導電性の包装材料で包まれた食品、医薬品、工業用材料等の被検出物中に混入した金属異物を検知する金属異物検知方法とその装置に関する。更に詳しくは、アルミニウム蒸着、又はアルミニウム箔等で作られた包装容器、袋内の被検出物中の金属異物を検知する金属異物検知方法とその装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
食料品、医薬品等の検知対象物の製造工程などにおいて、検知対象物の中に金属破片などをはじめとする異物が混入されることがある。検知対象物の安全性を保証するためには、金属異物が混入した検知対象物からこれを排除する必要があるので、この金属異物を検知することが不可欠である。
【０００３】
耐食性に優れているステンレス鋼を用いた製品は、主に厨房器具、建材、家電用機器、自動車用部品、酪農・醸造タンク、化学機器、保冷装置などの分野に幅広く利用されている。特に、食品容器、食品製造ライン、食品製造機械などをはじめとする食品関係のあらゆる機械の構造部品、及び容器等がステンレス鋼製のものが多い。このステンレス鋼の摩耗粉、部品が食品中に混入することは避けられない。ステンレス鋼は、ステンレス鋼の通称で、耐食性にすぐれた合金鋼である。
【０００４】
ステンレス鋼は、オーステナイト（ａｕｓｔｅｎｉｔｅ）系ステンレス、マルテンサイト（ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ）系ステンレス、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）系ステンレスと大別される。これらのステンレス鋼は、磁性を示すことが知られているので、この特性を利用して各種ステンレス鋼も金属異物として検知できる。
【０００５】
［従来の検知技術］
従来から、鉄心に銅線を巻いた構造のセンサーコイルにより磁界を発生させ、金属物がこの磁界を通過するときの磁界への影響を検知して金属物を検知するセンサーコイルはよく利用されている。詳しくは、磁界を発生させるための磁界発生コイルと、この磁界を受信するための磁界受信コイルから構成され、この磁界発生コイルと磁界受信コイルを対向にするように配置し、その間に被検出物を通過させて金属異物を検知するものである。
【０００６】
磁界受信コイルは、金属物中に流れる渦電流による磁界を受信する。受信コイルにとっては、大きな磁界が受信しやすい。図６は、受信コイルを構成する鉄心の磁気履歴曲線（磁化の強さ−磁化力）であるＢ−Ｈ特性図（「磁束密度」対「磁界」）を示す。前述した磁界発生コイルによる金属異物の検知には、この磁気履歴曲線の線形領域Ｐ２または緩和領域Ｐ３を使うのが一般的である。
【０００７】
強い磁界により、大きな磁束が発生させられ、被検出物に含まれる金属物中に大きな渦電流が流れる。よって、この渦電流により発生した大きな磁界を磁界受信コイルが受信する。前述の磁界発生コイルは、被検出物に対して１ＭＨｚ〜３３３ｋＨｚの周波数帯の電磁波を送信し、被検出物の反対側に設置されている磁界受信コイルがこれを検出して、金属異物を特定していることが多い。
【０００８】
電磁波は、被検出物を通過する成分、反射する成分、吸収される成分からなる。被検出物が小さくなるとできるだけ強力な電磁波を発生させて、検出感度を上げている。そのために電磁波の周波数を上げることがあり、周波数が高くなるにつれて反射成分の割合が大きくなり、逆に受信感度が落ちることがある。
【０００９】
食料品・医薬品等は製造工程でパッケージ処理されて出荷されることが多く、パッケージは、紙、アルミニウム等をはじめする様々な種類の素材で作られている。しかし、従来のセンサーコイルを用いてアルミニウムパウチ、又はフィルム等の導電性材料で作られた包装袋、又は容器内の食品中の金属異物を検知することは難しかった。この磁界が強くなると容器に渦電流が発生して、容器内の金属異物を検知しにくくなるためである。
【００１０】
このために、包装袋、容器内の金属異物の検知にＸ線装置が用いられている。Ｘ線装置でＸ線を被検出物に照射し、その反対側に投影のためのフィルム又は検出器をおいて、被検出物を透過したＸ線を受信している。受信した映像を処理して金属異物を判定している。即ち、強いＸ線を導電性材料で作られた包装袋を透過させてこれを受信し、この受信したＸ線による画像データを画像処理して金属異物を検知し特定している。
【００１１】
この検知方法は、検出精度が悪い（例えば、直径６ｍｍ、８ｍｍ程度のボルト、ナットが検知できる程度である。）。そして、このＸ線装置を操作しているオペレーターが被爆する恐れもある。また、Ｘ線装置が大型になり、維持費がかかるなど多くの問題点がある。また、食品などが封入されている包装袋などの場合、この端の部分と中央部分との厚みが異なっているので、その厚さによってＸ線の透過量が異なる。このために包装袋の端の部分と中心部分とに同じ強度のＸ線を照射してもＸ線の強度が違ので、精度の高い金属異物の検知が困難である。
【００１２】
また、センサーコイルを用いて、金属の種類を特定するものも提案されている。特公平３−１８１４３号公報に開示されているセンサ装置では、共振回路を用いて、センサーコイルの近辺を通過する金属の種類を特定できる。共振回路から出力される電圧が、銅、アルミ、鉄等の金属によって変化するため金属の種別を判定ができる。また、特開２０００−３２９８５８号公報には、共振回路からなる磁気センサーを有する金属異物の検出装置が開示されている。
【００１３】
しかしながら、従来から提案されているセンサーコイルを用いた金属異物検知では、金属異物である金属破片が数ミリ程度に小さくなると検知感度が悪くなり、効率よく検知できない。また、アルミニウム等の導電性材料で作られた包装袋、容器内の金属異物の検知が困難である。導電性材料で作られた包装袋、容器から発せられる信号が金属異物による信号と比べ大きくなり区別できないためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、以上のような技術背景で発明されたものであり、次のような目的を達成するものである。
【００１５】
本発明の目的は、導電性材料で作られた包装袋、容器中の金属異物を磁界により検知する金属異物検知方法とその装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、アルミニウム等の導電性材料で作られた包装袋、容器中の小サイズの金属異物を高感度で検知できる金属異物検知方法とその装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の更に他の目的は、上記小サイズの金属異物を高感度で検出するためには、微少磁界を有効に検出できる検知回路又は信号処理回路を備えた金属異物検知方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の金属異物検知方法は、
包装内の被検出物に製造する過程で混入した金属異物を検知するために、前記被検出物を搬送路で搬送する搬送工程と、
前記搬送路の途中に設けられ、コアに導線を巻いた構成のコイルを有した検出部により磁界を発生させて、前記被検出物に混入した金属異物を検出するための金属異物検出工程と
からなる金属異物検知方法において、
一つの前記コイルに電圧を印加又は電流を供給することにより微少磁界を発生させて、前記微少磁界に応答した前記金属異物からの検出磁界を前記コイルの検出電圧又は検出電流として検出して検出信号を出力する検出信号出力工程と、
前記検出信号を解析して前記金属異物を特定するために信号を解析する信号解析工程とからなり、
前記微少磁界は、前記コイルに印加される前記電圧又は供給される前記電流が微少で、かつ前記コイルを構成する前記コアの磁化（Ｂ−Ｈ）特性の内、前記磁化特性を表わす磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）が０付近の微少の値である非線形部分を利用したものであり、
前記電流、又は電圧が数百Ｈｚから数十ｋＨｚの周波数であり、前記金属異物が前記コイル付近を通過するとき、前記周波数が変化するものである。低周波数は、前記包装の表面に渦電流が発生しにくく、被検出物中の金属異物の検出の感度が高い。
【００１８】
前記検出部は、前記金属異物からの前記検出磁界は、前記微少磁界に影響を与えて前記コイルに印加された前記電圧、又は前記コイルを流れる前記電流の周波数が変化して、前記検出信号を出力させると良い。前記被検出物は、導電性材料で作られた包装を有すると良い。前記微少磁界による前記導電性材料の渦電流は、前記コイルを流れる電圧又は電流に影響を実質的に与えない程度の小さい渦電流となることが好ましい。
【００１９】
前記信号解析工程は、前記検出信号を前記コイルに前記微少磁界を発生させた交流励磁電源を位相反転させた位相反転信号と前記検出信号との和をとることによって、前記検出信号中の前記交流励磁電源による信号を消去して、一定のしきい値以上の信号を取り出すことによって、前記検出信号中の前記被検出物による磁界信号を分離する。
【００２０】
前記金属異物検出工程は、第１検出工程と第２検出工程とからなり、前記被検出物が前記第１検出工程を通過した後、前記第２検出工程を通過するように前記第１検出工程と前記第２検出工程が配置され、前記第１検出工程と前記第２検出工程に同時に検出された前記検出信号を前記信号解析工程により消去すると良い。
【００２１】
この消去により周辺の機器等から発せられた雑音の影響を取り除くことができる。前記金属異物検出工程の前に、前記搬送路中に磁石要素から構成され前記金属異物を磁化する磁石ブースターを有する磁化工程を有すると良い。磁石ブースターは、金属異物の磁化を行い、金属異物からの検出磁界をより確実にすることができる。
【００２２】
前記包装は、アルミニューム金属、クロム、マンガン等の常磁性体、又は銅、銀、金等の反磁性体の金属であれば如何なるものでも良い。前記金属異物は、オーステナイト系ステンレス又はマルテンサイト系ステンレスのステンレス材料等の合金であっても良い。低周波数は、前記包装の表面に渦電流が発生しにくく、被検出物中の金属異物の検出の感度が高い。
【００２３】
前記検出部は、第１コイルと、第２コイルを有し、前記第１コイルを含む発振回路である第１回路と、前記第２コイルを含む発振回路である第２回路からなり、前記第１回路と前記第２回路は並列に接続されていると良い。
【００２４】
前記被検出物の一面を検出する前記第１コイルと、前記一面と対向する前記被検出物の他面を検出する前記第２コイルとは、前記被検出物の進行方向に対して所定の角度で配置され、前記第１コイルと第２コイルが所定の角度を有して配置されていると良い。
【００２５】
前記磁石ブースターは、前記搬送路を挟んで対向する位置に配置されている少なくとも２つの構成部から構成され、前記２つの構成部を構成している各々の前記磁石要素は同じ磁極を前記搬送路へ向けて配置されていると良い。
【００２６】
本発明の金属異物検知装置は、
包装内の被検出物に製造する過程で混入した金属異物を検知するために、前記被検出物を搬送するための搬送路を有する搬送手段と、
前記搬送路の途中に設けられ、コアに導線を巻いた構成のコイルを有した検出部により磁界を発生させて前記被検出物に混入した金属異物を検出するための金属異物検出手段と
からなる金属異物検知装置において、
一つの前記コイルに電圧を印加又は電流を供給することにより微少磁界を発生させ、前記微少磁界に応答した前記金属異物からの検出磁界を前記コイルの検出電圧又は検出電流として検出して検出信号を出力する検出信号出力手段と、
前記検出信号を解析して前記金属異物を特定する信号解析による信号解析手段とを有し、
前記微少磁界は、前記コイルに印加される前記電圧又は供給される前記電流が微少で、かつ前記コイルを構成する前記コアの磁化（Ｂ−Ｈ）特性の内、前記磁化特性を表わす磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）が０付近の微少の値である非線形部分を利用したものであり、
前記コイルに流される電流、又は電圧が数百Ｈｚから数十ｋＨｚの周波数であり、前記金属異物が前記コイル付近を通過するとき、前記周波数が変化するものである
ことを特徴とする。
【００２７】
前記検出部は、前記金属異物からの前記検出磁界は、前記微少磁界に影響を与えて前記コイルに印加された前記電圧、又は前記コイルを流れる前記電流の周波数が変化して、前記検出信号を出力すると良い。前記被検出物は、導電性材料で作られた包装を有すると良い。前記微少磁界による前記導電性材料の渦電流は、前記コイルを流れる電圧又は電流に影響を実質的に与えない程度の小さい渦電流であると良い。
【００２８】
前記信号解析手段は、前記検出信号を前記コイルに前記微少磁界を発生させた交流励磁電源を位相反転させた位相反転信号と前記検出信号との和をとることによって、前記検出信号中の前記交流励磁電源による信号を消去して、一定のしきい値以上の信号を取り出すことによって、前記検出信号中の前記被検出物による磁界信号を分離するものであると良い。
【００２９】
前記金属異物検出手段は、第１検出手段と第２検出手段とからなり、前記被検出物が前記第１検出手段を通過した後、前記第２検出手段を通過するように前記第１検出手段と前記第２検出手段が配置され、前記第１検出手段と前記第２検出手段により同時に検出された前記検出信号を前記信号解析手段により消去すると良い。
【００３０】
前記金属異物検出手段の前に、前記搬送路中に磁石要素から構成される磁石ブースターを配置すると良い。この磁化手段は、金属異物を磁化して検知の感度を高めることができる。
前記包装は、アルミニュウム、クロム、マンガン等の常磁性体、又は銅、銀、金等の反磁性体の金属であっても検知可能である。
【００３１】
前記検出部は、第１コイルと、第２コイルを有し、前記第１コイルを含む発振回路である第１回路と、前記第２コイルを含む発振回路である第２回路からなり、前記第１回路と前記第２回路は並列に接続されていることを特徴とする。
【００３２】
前記被検出物の一面を検出する前記第１コイルと、前記一面と対向する前記被検出物の他面を検出する前記第２コイルとは、前記被検出物の進行方向に対して所定の角度で配置され、前記第１コイルと第２コイルが所定の角度を有して配置されていても良い。
前記磁石ブースターは、前記搬送路を挟んで対向する位置に配置されている少なくとも２つの構成部から構成され、前記２つの記構成部を構成している各々の前記磁石要素は同じ磁極を前記搬送路へ向けて配置されていると良い。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の金属異物検知装置の利点は、センサーコイルと可変周波数電源および可変抵抗を有するブリッジ回路のＱ値を大きく設定し金属異物を感度よく検知できることにある。このＱ値を大きく設定することで検知回路の電流が大きな位相偏移を起こし、微少磁界を発生する金属異物を感度よく検知できるようになった。
【００３４】
本発明の金属異物検知装置の他の利点は、特にアルミニウム等の導電性材料で包装された包装袋・容器中の金属異物を検知できるという効果がある。検知回路の共振状態は可変抵抗と可変周波数電源により供給周波数を調整し大きなＱ値を得ることができ、回路全体の調整がスムーズに行われるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の金属異物の検出原理の概略をまず説明する。
（検知原理）
本発明の金属異物を検知するための検知回路を図１１（ａ）に図示している。可変周波数電源から電気エネルギーが整合トランスＴｓｒを介して検知回路に給されている。検知回路は、センサーコイルを有するブリッジ回路を含む構成になっている。センサーコイルは、平衡または非平衡のブリッジ回路の一辺を担っている。センサーコイルは鉄心にコイルを巻いた構造である。
この検知回路の一番重要な働きを担うものは、センサーコイルである。センサーコイルは可変周波数電源から供給された交流電流によって、交番磁界をコイル検出面の近傍に直接放射する役割と、微小金属片を有する被検出物がその交番磁界の磁場配位を乱した時の動揺磁場を検出し、異物検知信号としての出力を作り出す役目が共に備わっている。最後は、ブリッジ回路からの出力を増幅器で増幅して次段の回路へ出力している。
【００３６】
可変周波数電源より周波数ωの電気エネルギーが、整合トランスＴｓｒを介してブリッジ回路の可変ボリウムＶＲ０の両端に供給される。ブリッジ回路は可変周波数電源から整合トランスＴｓｒにより絶縁されている。可変ボリウムＶＲ０の片方端にセンサーコイルの一端が接続され、センサーコイルの他端は接地されている。
【００３７】
この検知回路は、図１１（ｂ）に示す等価回路として示すことが出来る。図１１（ｂ）に示されたコンデンサＣは、センサーコイルが持つ浮遊容量であり、図１１（ａ）では図示されていない。回路の調整などの都合上、センサーコイルに並列にコンデンサを外付けすることができる。図１１（ｂ）のインダクタンスＬｔｓは、整合トランスＴｓｒの自己インダクタンスと相互インダクタンスを２次側換算したインダクタンスである。
【００３８】
図１１（ｂ）の等価回路は、可変周波数電源の機能構成により、図１２（ａ）の定電流駆動回路、又は図１２（ｂ）の定電圧駆動回路と等価に考えることが出来る。図１２（ａ）の定電流駆動回路は、トランジスタのコレクタ出力などから電気エネルギーを供給する可変周波数電源の場合（定電流源）、図１２（ｂ）の定電圧駆動回路は、ＯＰアンプなどの低出力インピーダンス回路で本回路を駆動した場合（定電圧源）を想定している。
【００３９】
インダクタンスＬとコンデンサＣの値は、センサーコイルの構造及び材質などで決まる一定値であり、可変抵抗ＶＲの値を任意の値で固定して、可変周波数電源の周波数ωを変化させると、この回路はある周波数ω０で共振する。回路の共振特性の目安として良く使われる性能指数Ｑ値（Ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ ｖａｌｕｅ）を用いて説明することができる。
【００４０】
（特性の計算）
共振周波数は式１で、ＬとＣの比率で決まるインピーダンスＺは式２で表される。
例えば、ＶＲが１ｋΩでＺ＝１ｋΩのとき、性能指数Ｑ値はＱ＝１である。

Ｑ値が比較的小さな値のとき、必要とするＱからＶＲの値を式３で算出できる。

【００４１】
図１７（ａ）のグラフ１は、ＶＲ１からＶＲ６の順に抵抗値を大きくするようにＶＲを段階的に変化させ、各周波数に対してプロットした一例であり、縦軸はインピーダンスＺを対数目盛で図示している。このグラフ１ではノーマライズ周波数４を共振周波数と想定している。グラフ１からは、抵抗ＶＲの値を大きくしていくと共振特性が鋭くなっている。
【００４２】
図１７（ｂ）のグラフ２には、同様の位相特性を図示している。Ｑ値が大きくなると、つまり、ＶＲの値が大きくなると、周波数に対する位相変化が大きくなっている。本発明では、このグラフ１とグラフ２から分かるように、検知回路のＱ値を大きく設定すると大きな位相偏移が生じる特性を利用している。インダクタンスＬと浮遊容量Ｃはセンサーコイルの材質と特性から決まる一定値である。インダクタンススＬは、整合トランスＴｓｒの２次側換算インダクタンス、相互インダクタンスを含むものである。
【００４３】
よって、供給電源の周波数と可変抵抗値ＶＲを変化させることによって大きなＱ値の値に設定することが可能である。実際は、被検出金属異物のサイズ、供給電源の周波数、回路の他の素子、後段回路の特性や増幅器の特性等によりＱ値を設定する。検知回路のブリッジ回路が非平衡の場合は、検知回路が被検出金属異物がないときでも常に出力している状態になっている。この出力を、後段の回路で電源周波数の位相を反転して、取り除く。これは、差動アンプなどを用いて行われる。
【００４４】
また、本発明では、センサーコイルに流れる電流を微少に設定している。つまり、図６に図示したように、センサーコイルを構成する鉄心のＢ−Ｈ特性のＰ１の領域である。この領域は、非線形であり、磁界Ｈ、磁束密度Ｂがともに微少である。この領域を使うことによって、被検出物中の金属異物が小さいときでも、良好な感度の検出が可能である。
【００４５】
（微少磁界について）
一定の温度で、被検出物がコイル近辺を一定の通過速度で通過する場合を考える。このとき、センサーコイルの電流が変化する要因としては、被検出物の渦電流、透磁率、誘電率、そして、センサーコイルの近辺を通過する速度の大きさなどが代表的であり、その中で金属異物の透磁率が一番の影響を与えていると推定される。被検出物中の金属異物が高い透磁率を有する材料でできている場合、上記のような微少電流をセンサーコイルに供給しているときは、金属異物の透磁率がセンサーコイルの磁界変化に大きな影響を与えるためである。
【００４６】
表１の金属物の比透磁率に示すように、金属でもその種類によって、比透磁率が大きく異なる。鉄、ステンレス、ニッケル、コバルト等の金属の比透磁率は、数百から数万になっている。また、アルミニウム等の比透磁率の小さい金属に渦電流が発生しない程度の微弱な磁界を与えると、アルミニウム等に包まれている比透磁率の大きい金属の反応が大きく、センサーコイル発生磁界に影響を与える程度になる。

【００４７】
本発明では、センサーコイルに流れる電流の位相偏移を用いて金属異物を検知しているが、その代わりにセンサーコイルに印加されている電圧またはインピーダンスを測定して金属異物を検知することが可能である。以下は、センサーコイルに流れる電流を検出信号とする発明を説明する。
【００４８】
また、本発明では、可変周波数電源から検知回路に供給される周波数を数百Ｈｚから数十ｋＨｚまでのオーディオ領域を利用している。更に詳しくは、４．５ｋＨｚ或いは７ｋＨｚ付近の周波数の電源供給を行っている。このような低周波数を利用すると、センサーコイルから発生する交番磁界によって被検出金属物中に発生する渦電流が微少になり、この渦電流を起因として元の交番磁界への影響が殆ど無視できる程度に少なくなる。
【００４９】
（位相偏移の考察）
ここで、位相偏移について説明をする。パッシブなアナログ回路の入出力にアクティブ回路が接続されている場合、信号伝送及びノイズ発生の観点から、定在波を定常的な現象として捉える必要がある。ドライバ側の低出力インピーダンスが、レシーバ側の高入力インピーダンス回路に接続されている場合を想定する。これは、ハイゲインのＯＰアンプ同士が、長い配線で接続をされていている場合や、本実施の形態のブリッジ回路のように整合トランスＴｓｒを介して絶縁された大きなインダクタンスを持つパッシブ回路が接続されているような場合に当る。
【００５０】
レシーバ側に終端抵抗を入れて反射を無くせば信号は一定の速度で進み、測定点によって逐次位相がずれる。しかし、通常は回路素子同士の接続なので、終端とはならず、かつマッチング（完全整合）を取ることは必ずしも容易でないことから反射が起こる。反射によって信号が何回も往復することになるので共鳴が起って定在波が発生し信号がこの定在波の振幅で全体が大きく振動する。これは、振幅変調としてとらえる。
【００５１】
このとき各部の信号は一斉に動き、各部の信号の位相は等しく波動としての進行は起こらない。これが定在波である。この共鳴が発生する条件は回路を引き回す信号に関わる信号線の長さが、信号の１／４波長のとき、或いは、その奇数倍の周波数である。その共鳴している本発明の検出部で言えば、磁界を作るための数ｋＨｚのセンサーコイル電圧（又は電流）がこの定在波（０．２Ｈｚ〜２Ｈｚ程度）で振幅変調されている。
【００５２】
［発明の実施の形態１］
（金属異物検知装置の構造）
図１は、金属異物検知装置１の概要を図示している。金属異物検知装置１は、被検出物中の金属異物、特に食品を包む容器であるアルミニウム包装袋内の食品に混入した金属異物を検知して通知するためのものである。金属異物検知装置１は、ベルトコンベヤ２、駆動用モータ３、センサー格納部４、制御部５、磁石ブースター６などから構成される。ベルトコンベヤ２は、脚つきのフレームに搭載されたベルトコンベア装置であり、被検出物８を一定速度で搬送するためのものである。
【００５３】
ベルトコンベヤ２は、その片方に設けられた駆動用モータ３によってエンドレスのベルト９を回転駆動し、このベルト９の上に被検出物８を載せて搬送する。被検出物８が搬送される搬送路中、ベルト９の長さ方向の中央付近にセンサー格納部４が配置されている。センサー格納部４は、被検出物の金属異物を検知するための第１センサーコイル１０、第２センサーコイル１１、光センサー７等が内蔵されている。
【００５４】
センサー格納部４からの出力信号は、制御部５に送られる。第１センサーコイル１０と第２センサーコイル１１は同一構造のものである（詳細な説明は後述する）。制御部５は、センサー格納部４からの信号を解析して、被検出物中に金属異物があるか否かの判定を行い、その旨を通知（警告音、表示等）するものである。図１に示すように、本実施の形態では制御部５がセンサー格納部４の上に設置されている。
【００５５】
ベルトコンベヤ２によって搬送される被検出物８は、磁石ブースター６を通って、センサー格納部４へと搬送される。センサー格納部４の手前（進行方向）に磁石ブースター６が配置されている。磁石ブースター６は、被検出物中の金属異物を磁化させるための補助磁化装置であり、被検出物８が磁石ブースター６を通過すると、被検出物中の磁性物の磁化が強くなるため、センサー格納部４での検出感度が向上する。
【００５６】
光センサー７は、第１センサーコイル１０の手前に設置されており、被検出物が搬送されて第１センサーコイル１０に入るタイミングを検知し、この検知を制御部５へ送信するためのものである。駆動用モータ３を起動させてベルトコンベヤ２のベルト９を回転駆動させる。そのとき被検出物は、ベルト９の一方である搭載側で載せられ、他方の方へ搬送される。被検出物がベルト９上で搬送される途中に、磁石ブースター６を通って、センサー格納部４へと搬送される。
【００５７】
そして、光センサー７が被検出物を検出し、第１センサーコイル１０へ被検出物が入るタイミングを制御部５に通知する。制御部５は、光センサー７からの通知を受けて、被検出物が第１センサーコイル１０、及び第２センサーコイル１１を通過する際の各センサーコイルの出力信号を解析し、被検出物に金属異物が含まれているかを検知する。金属異物が含まれている場合は、その旨の出力信号を出力する。この出力信号は、金属異物検知装置１に配置されている、又は接続されている電動アーム等に送られ、この電動アーム等により金属異物を含む被検出物は排除などの必要な処理が行われる。
【００５８】
制御部５は、必ずしもセンサー格納部４の上に設置される必要はなく、センサー格納部４からの信号を受け取り、この信号処理できる環境であればどこでも設置しても良い。また、駆動されているベルト９の速度を把握するためには、駆動用モータ３の回転速度等の信号を制御部５が受信できる必要がある。光センサー７は、被検出物が第１センサーコイル１０に入るときのタイミングを検出できるものであれば、公知の如何なる形状・方式のものを使用可能である。
【００５９】
図２には、センサー格納部４の概要を図示している。センサー格納部４は、第１センサーコイル１０と第２センサーコイル１１から構成されている。第１センサーコイル１０は、ベルト９を挟んで上下に対向して配置されたセンサーコイル１０ａとセンサーコイル１０ｂから構成され、同様に、第２センサーコイル１１は、センサーコイル１１ａとセンサーコイル１１ｂが対向して配置されたものである。
【００６０】
第１センサーコイル１０と第２センサーコイル１１は、ベルト９に沿って距離Ｌ離れて設置されている。各センサーコイル１０ａ、１０ｂ、１１ａ、及び１１ｂは、図３に示すように細長い箱形形状の形をし、基本的に同一のものであり、ベルト９の搬送方向と直交するようにベルト９の面と平行に配置固定されている。
【００６１】
第１センサーコイル１０の搬送方向の手前側に設置されている光センサー７は、被検出物が第１センサーコイル１０に入力されるタイミングを特定するのに必要である。第２センサーコイル１１に被検出物が入力されるタイミングは、第１センサーコイル１０に入力されたタイム、距離Ｌ、そして、ベルト９の搬送速度をもって計算できる。ベルト９の搬送速度は、駆動用モータ３の回転速度から計算できる。なお、この計算方法は、本発明の要旨でもなく、かつ周知の技術のためこの説明は省略する。
【００６２】
センサーコイル１０ａ、１１ａは、ベルト９上を流れている被検出物の上の部分を主に検出するためのものであり、被検出物が通過するためにベルト９の上に一定の隙間をあけて設置されている。センサーコイル１０ｂ、１１ｂは、被検出物の下部を主に検出するためのものであり、ベルト９の下部に設置されている。
【００６３】
図３（ａ）及び（ｂ）は、センサーコイルの構造を図示している。センサーコイル１０ａ，１０ｂ，１１ａ及び１１ｂは、実質的に同一構造であるので、センサーコイル１０ａだけを例示して説明する。センサーコイル１０ａは、細長い箱状の形状をし、断面構造がＥ形である導電性材料の芯１２の溝部に沿ってコイル１３を巻き付けた構成である。
【００６４】
図４は、制御部５の概要を示す機能ブロック図である。制御部５は、発振回路２１、ブリッジ回路２２、アルミ信号消去回路２３、増幅位相変換回路２４、増幅／位相反転回路２５、波形処理部２６、デジタルコンピュータ処理部２７、信号出力部２８等から構成されている。
【００６５】
発振回路２１は、制御部５、センサーコイル１０，１１への交流電力を供給するための回路である。発振回路２１は、トランスを介して交流電力の供給を行う。トランスを用いることによって、電源回路と、センサーコイル１０，１１、ブリッジ回路２２を含む測定部分が独立の回路と見なせる利点がある。ブリッジ回路２２は、センサーコイル１０，１１からの信号を受信する回路である。
【００６６】
ブリッジ回路２２からの信号はアルミ信号消去回路２３に送られ、このアルミ信号消去回路２３により、これに含まれる導電材料であるアルミ包装体からの信号を消却する。このときの信号処理は、増幅／位相反転回路２５の信号を用いて次のように行われる。増幅／位相反転回路２５は、発振回路２１の電流から取り出して増幅し、位相反転させる。
アルミ信号消去回路２３は、ブリッジ回路２２からの信号（検出電流）と、増幅／位相反転回路２５からの位相反転電流との和をとり、交流電源の信号（元の電流）を消去する。そして、一定のしきい値以上の信号だけを取り出して、雑音信号を消却する。
【００６７】
次に、アルミ信号消去回路２３から出力される信号を増幅位相変換回路２４で増幅して、位相変換調整処理を行って波形処理部２６へ出力する。波形処理部２６では、入力された信号の波形整形をし、ディジタル信号に変換して、かつ受信感度の調整を行って、デジタルコンピュータ処理部２７へ出力する。なお、アルミ信号消去回路２３で設けているしきい値処理は、波形処理部２６の中で行っても良い。このときは、ディジタル信号に変換された信号のしきい値処理となる。
【００６８】
デジタルコンピュータ処理部２７は、メモリ回路、演算回路、振幅比較／信号抽出回路、ベルト速度タイミング回路などから構成されている。デジタルコンピュータ処理部２７は、駆動用モータ３からモータの回転速度の情報を受取り、ベルト９の流れる速度を計算する。また、光センサー７から被検出物の信号を受け取り、被検出物がセンサーコイル１０，１１を通過する情報を得る。
【００６９】
よって、デジタルコンピュータ処理部２７は、波形処理部２６からのディジタル信号を受信し、上記のベルト速度、被検出物通過信号などと合わせて、被検出物中に含まれる金属異物を検知する。デジタルコンピュータ処理部２７では、金属異物が検知されたと判断された場合は、信号出力部２８に金属異物の信号を出力する。
【００７０】
図５は、デジタルコンピュータ処理部２７が金属異物を検知するときのフローチャートである。デジタルコンピュータ処理部２７では、常に金属異物の判定が光センサー７のセンシング信号により、判定が行われる。デジタルコンピュータ処理部２７は、一定時間の間待機し経過したら（Ｓ１）、光センサー７からの信号があるか否かを確認する（Ｓ２）。被検出物が、光センサー７を通過する際に（図２参照）、被検出物が通過中の信号を制御部５へ出力する。この信号をデジタルコンピュータ処理部２７が受信する。
【００７１】
被検出物が通過中の判定が出ると（Ｓ２、Ｙｅｓ）、駆動用モータ３の回転速度を受信する（Ｓ３）。この回転速度を用いて、ベルト９の搬送速度を計算する（Ｓ４）。その後、波形処理部２６からの第１センサーコイル１０のディジタル信号を受信し（Ｓ５）、メモリ領域に格納する（Ｓ６）。そして、同様に、第２センサーコイル１１のディジタル信号を受信し（Ｓ７）、メモリ領域に格納する（Ｓ８）。
【００７２】
メモリ領域に格納されている、第１センサーコイル１０と第２センサーコイル１１のディジタル信号を比較計算し（Ｓ９）、被検出物中に異物あるか否かを判定する（Ｓ１０）。判定の結果、異物が無いと判断された場合は（Ｓ１０，Ｎｏ）、所定時間の間待機する（Ｓ１）。判定の結果、異物ありと判断された場合は（Ｓ１０，Ｙｅｓ）は、その旨の信号を出力する（Ｓ１１）。よって、一連の金属異物の判定がなされる。
【００７３】
（検知回路の説明）
図９は、検知回路１００を示している。上述の発振回路、ブリッジ回路、センサーコイル１０を合わせて検知回路１００を説明する。実際は、前述したセンサーコイル１０はブリッジ回路１０１の一辺を担っている。この実施の形態１では、２つセンサーコイル１０ａ、１０ｂがある。センサーコイル１０は供給された交流電流によって、交番磁界をコイル検出面の近傍に直接放射し、微小金属片を有する被検出物８がその交番磁場の配位を乱した時の動揺磁場を検出して、異物検知信号としての出力を作り出す。
【００７４】
検知回路１００はブリッジ回路１０１を有しており、センサーコイル１０は、非平衡ブリッジ回路１０１の１辺（アーム）を担っている。このブリッジ回路１０１に、可変周波数電源１０３より周波数ωの電気エネルギーを、整合トランス１０３を介して供給している。センサーコイル１０を含むブリッジ回路１０１が可変周波数電源１０３から整合トランス１０２により絶縁されている。
【００７５】
検知回路１００は、図示するように、直列又は並列に接続されている複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ６からなっている。抵抗の片方端にセンサーコイル１０の一端を接続し、センサーコイル１０の他端は接地している。通常のとき非検知時は、センサーコイル１０ａ、１０ｂはバランスが取れており（図１０参照）、出力１０４から信号が出力されない。被検出物中に含まれる金属異物がセンサーコイル１０ａ、１０ｂの間を通過する際に、この状態が変更されて、出力１０４から出力信号を出力する。
【００７６】
または、検知回路１００を設定するときに、非検知時でも出力１０４から出力されるように設定しても良い。この場合は、ブリッジ回路１０１が非平衡になる。図１０には、センサーコイル１０ａ、１０ｂを含むブリッジ回路１０１の周波数の特性を図示している。横軸は、周波数を示す周波数軸で、縦軸は、波の強度を示す軸である。センサーコイル１０ａ、１０ｂは、同一のインダクタから構成されているが、製造上の精度誤差などを受けて、まったく同一の周波数で動作することは少ない。
【００７７】
そして検知回路１００の設定は前述の原理で説明した通り、７ｋＨｚ付近の低周波数の電源を供給し、供給電源の周波数と抵抗値（Ｒ１〜Ｒ６）の値を変更させることで高いＱ値を得るように設定する。センサーコイル１０ａ、１０ｂの中心周波数をそれぞれω０１、ω０２とすると、Δω（＝｜ω０１−ω０２｜）だけ離れていることになる。図１０は、センサーコイル１０ａの特性をグラフ１０５、センサーコイル１０ｂの特性をグラフ１０６で示しており、その和はグラフ１０７になっている。グラフ１０７の中心周波数はω０となっている。
【００７８】
センサーコイル１０の周辺を金属異物が通過していないときは、検知回路はω０の状態にある。そして、センサーコイル１０の周辺を金属異物が通過すると、金属異物はセンサーコイル１０の磁界に影響を与え、センサーコイル１０ａ、１０ｂの周波数ω０１、ω０２が変わり、検知回路全体の中心周波数ω０も変化する。よって、検知信号が検知回路の出力１０４から出力される。
このように、２つの回路を利用すると、センサーコイル１０の磁界の微少な変化に対応して中心周波数ω０の中心周波数が変動し、高感度で金属異物を感知できる。なお、検知回路１００は、センサーコイル１０ａだけを有し金属異物を検知しても良い。
【００７９】
［実施の形態２］
（センサーコイルのクローズ配置）
図７は、センサーコイルをクローズして配置した実施の形態を示す図である。本実施の形態２は、基本的に上記の実施の形態１と同じであり、異なる部分だけの説明をして、実施の形態１と同じ部分の詳細な説明は省略する。本実施の形態２では、センサーコイルの配置がクローズして配置されている。
【００８０】
詳しくは、第１センサーコイルのセンサーコイル１０ａとセンサーコイル１０ｂを互いに所定の角度θ（上から見た場合）でクローズするように配置されている。センサーコイル１０ａ，１０ｂは、ベルト９と水平に配置されており、ベルト９の搬送方向と（π−θ）／２（＝θ’）の角度と（π＋θ）／２（＝θ’＋θ）の角度をそれぞれしている（図７参照。）。また、これらの配置は、その逆でもかまわない。
【００８１】
第２センサーコイルのセンサーコイル１１ａとセンサーコイル１１ｂの配置は同様であり、説明は省略する。このように、センサーコイルをクローズして配置すると、被検出物中に含まれた金属異物がどんな方向を向いて流れてきても良好に検知することができる。
例えば、金属異物は細長い形状をしているのが多く、それがセンサーコイルに平行に、又は立った形で通過すると検知感度が悪くなる。この場合は、センサーコイルをクローズした形で検知すると、どんな方向を向いて通過しても良好に検知できる。
【００８２】
［実施の形態３］
（磁石ブースターの構成）
本実施の形態３、基本的に実施の形態１又は２と同じであり、異なる部分のみを説明して、実施の形態１又は２と同じ部分の詳細な説明は省略する。図８は、磁石ブースター６の構成を示す図である。磁石ブースター６は、磁石要素６ａと磁石要素６ｂから構成されている。磁石要素６ａと磁石要素６ｂは、ベルト９を挟んでこの上下に設置され、それぞれ同じ磁極Ｎをベルト９へ向かう方向に配置されている。被検出物８は、磁石要素６ａと磁石要素６ｂとの間を通過する仕組みになっている。
【００８３】
なお、この磁石要素６ａと磁石要素６ｂは複数の磁石要素から構成されても良い。また、磁石要素６ａと磁石要素６ｂは、被検出物が搬送される搬送路の両側に配置され、更に同じ磁極を搬送路へ向かわせて配置されていれば、どのように配置・設置されてもかまわない。このように磁石ブースター６を配置すると、磁石ブースター６を通過した被検出物に混入した金属異物が両側の磁石要素６ａ，６ｂの磁界反発によりベルト９の搬送方向に倒れて、センサー格納部４で検出しやすくなる。
【００８４】
［実施の形態４］
（周波数・波形の解析）
本実施の形態４は、基本的に実施の形態１ないし３と同じであり、異なる部分のみの説明をして、実施の形態１ないし３と同じ部分の詳細な説明は省略する。図４に示したデジタルコンピュータ処理部２７では、フーリエ変換などの手法を利用してディジタル信号を構成する周波数・波形の解析を行って、これらの周波数・波形が起因するものを特定して金属異物を検出しても良い。このためには、予め準備されたその周波数・波形についての解析データが必要である。
【００８５】
また、デジタルコンピュータ処理部２７では、アルミ信号消去回路２３で行われている交流電源（交流励磁電源）の信号の消去を同様に行ってもかまわない。アルミ信号消去回路２３に入力された信号が、ディジタル信号に変換されてデジタルコンピュータ処理部２７に入力される。そして、このディジタル信号を周波数毎に分波して、交流電源、雑音などに起因する信号を消去する。被検出物からの雑音信号も同様に周波数・波形を解析で消去してもかまわない。
【００８６】
［実施の形態５］
図１３〜１６は、上記の金属異物検知装置１の回路の実際の構成例を図示している。この実施の形態５の回路の信号は、アナログ回路で処理している回路霊である。ブリッジ回路２２から出力される信号をディジタル化して、それ以後は上記のアルミ信号消去、位相変換・波形整形、感度調整等を全て、又は一部をディジタル的にコンピュータ処理しても良い。
【００８７】
以下、回路の重要な部分の概要のみを説明する。図１３には、交流電源１０９とセンサ回路１１０及び位相変換回路１１１を図示している。交流電源１０９は、図４に示す発振回路２１である。同様に、センサ回路１１０はセンサーコイル１０、１１とブリッジ回路２２を合わせた回路で、位相反転回路１１１は増幅／位相反転回路２５である（図４を参照）。
【００８８】
図１４には、差動アンプ回路１１２、波形整形回路１１３を図示している。差動アンプ回路１１２はアルミ信号消去回路２３と増幅／位相変換回路２４で、波形整形回路１１３は波形処理部２６である（図４を参照）。センサ回路１１０は、被検出物８からの信号を受信するセンサ回路であり、その信号は出力「１」へと出力され、図１４の「１」から差動アンプ回路１１２に入力される。
【００８９】
図１３に示している位相変換回路１１１は、交流電源１０９からの信号を取り出して位相を調整して「２」から出力している。これは、図１４の「２」であり、差動アンプ回路１１２に入力される。差動アンプ回路１１２は、受信された信号、つまりセンサ回路１１０が出力する信号の中から交流電源１０９による信号を取り除くための回路である。差動アンプ回路１１２からは被検出物による信号だけが取り出され、回路１１３によって波形整形されて出力される。
【００９０】
図１５および図１６は、検被出物の信号を解析するための回路であり、アナログ処理を行っている。この部分は、ディジタル化されてコンピュータ処理されてもかまわない。図１５R>５には、整流回路１１４、アンプ回路１１５、整流回路１１６、アンプ回路１１７、直流電源カット回路１１８、波形処理回路１１９が図示されている。図１６には、感度調整回路１２０、波形閾値回路１２１、アンプ回路１２１が図示されている。
【００９１】
整流回路１１４、１１６は信号を整流し、波形を整えるための回路である。アンプ回路１１５、１１７、１２２は、信号増幅するための回路である。直流電源カット回路１１８は、信号に含まれる直流信号をカットするための回路である。感度調整回路１２０は、被検出物の検出感度を調整するための回路である。この回路の抵抗の値を変化させることによって検出感度を設定できる。波形閾値回路１２１は出力信号のレベルを調整するための回路である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、アルミニウム蒸着、又はアルミニウム箔等で等の導電性の包装材料で包まれた被検出物中に混入した磁性体の金属異物を検知する。被検出物としては、冷凍食食品、穀物等の食品素材、医薬品、工業用材料等に混入した磁性体金属異物を検知する分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】図１は、金属異物検知装置１の概要図である。
【図２】図２は、センサー格納部４の構成例を示す図である。
【図３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、センサーコイル１０ａを図であり、
図３（ａ）は正面図、図３（ｃ）は平面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】図４は、金属異物検知装置１の制御部５の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、制御部５のデジタルコンピュータ処理部２７の動作例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、Ｂ−Ｈ特性を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２のセンサーコイルの配置例を示す平面略図、正面略図である。
【図８】図８は、実施の形態３の磁石ブースター６の構成例を示す図である。
【図９】図９は、センサーコイルを含む実施の形態１の検知回路の概要を図示している。
【図１０】図１０は、実施の形態１の検知回路の周波数の特性を示す図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態１の検知回路を示すもであり、図１１（ａ）は検知回路の概要であり、図１１（ｂ）はその等価回路を示す図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、図１１（ｂ）の等価回路を簡略化した回路を示す図面である。
【図１３】図１３は、実施の形態６の回路例を図示している。
【図１４】図１４は、実施の形態６の回路例を図示している。
【図１５】図１５は、実施の形態６の回路例を図示している。
【図１６】図１６は、実施の形態６の回路例を図示している。
【図１７】図１７（ａ），（ｂ）は、図１１の回路の特性を示すグラフである。

Claims (21)

1. 包装内の被検出物に製造する過程で混入した金属異物を検知するために、前記被検出物を搬送路で搬送する搬送工程と、
   前記搬送路の途中に設けられ、コアに導線を巻いた構成のコイルを有した検出部により磁界を発生させて、前記被検出物に混入した金属異物を検出するための金属異物検出工程と
   からなる金属異物検知方法において、
   一つの前記コイルに電圧を印加又は電流を供給することにより微少磁界を発生させて、前記微少磁界に応答した前記金属異物からの検出磁界を前記コイルの検出電圧又は検出電流として検出して検出信号を出力する検出信号出力工程と、
   前記検出信号を解析して前記金属異物を特定するために信号を解析する信号解析工程とからなり、
   前記微少磁界は、前記コイルに印加される前記電圧又は供給される前記電流が微少で、かつ前記コイルを構成する前記コアの磁化（Ｂ−Ｈ）特性の内、前記磁化特性を表わす磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）が０付近の微少の値である非線形部分を利用したものであり、
   前記電流、又は電圧が数百Ｈｚから数十ｋＨｚの周波数であり、前記金属異物が前記コイル付近を通過するとき、前記周波数が変化するものである
   ことを特徴とする金属異物検知方法。
2. 請求項１に記載の金属異物検知方法において、
   前記検出部は、
   前記金属異物からの前記検出磁界は、前記微少磁界に影響を与えて前記コイルに印加された前記電圧、又は前記コイルを流れる前記電流の前記周波数が変化して、前記検出信号を出力する
   ことを特徴とする金属異物検知方法。
3. 請求項１又は２に記載の金属異物検知方法において、
   前記被検出物は、導電性材料で作られた包装を有する
   ことを特徴とする金属異物検知方法。
4. 請求項１又は２に記載の金属異物検知方法において、
   前記信号解析工程は、
   前記検出信号を前記コイルに前記微少磁界を発生させた交流励磁電源を位相反転させた位相反転信号と前記検出信号との和をとることによって、前記検出信号中の前記交流励磁電源による信号を消去して、
   一定のしきい値以上の信号を取り出すことによって、前記検出信号中の前記被検出物による磁界信号を分離する
   ことを特徴とする金属異物検知方法。
5. 請求項１又は２に記載の金属異物検知方法において、
   前記金属異物検出工程は、第１検出工程と第２検出工程とからなり、
   前記被検出物が前記第１検出工程を通過した後、前記第２検出工程を通過するように前記第１検出工程と前記第２検出工程が配置され、
   前記第１検出工程と前記第２検出工程に同時に検出された前記検出信号を前記信号解析工程により消去する
   ことを特徴とする金属異物検知方法。
6. 請求項１又は２に記載の金属異物検知方法において、
   前記金属異物検出工程の前に、前記搬送路中に磁石要素から構成され前記金属異物を磁化する磁石ブースターによる磁化工程を有する
   ことを特徴とする金属異物検知方法。
7. 請求項１又は２に記載の金属異物検知方法において、
   前記包装は、常磁性体又は反磁性体の金属である
   ことを特徴とする金属異物検知方法。
8. 請求項１又は２に記載の金属異物検知方法において、
   前記金属異物は、
   オーステナイト系ステンレス又はマルテンサイト系ステンレスのステンレス材料である
   ことを特徴とする金属異物検知方法。
9. 請求項１又は２に記載の金属異物検知方法において、
   前記検出部は、
   第１コイルと、第２コイルを有し、
   前記第１コイルを含む発振回路である第１回路と、前記第２コイルを含む発振回路である第２回路からなり、
   前記第１回路と前記第２回路は並列に接続されている
   ことを特徴とする金属異物検知方法。
10. 請求項６に記載の金属異物検知方法において、
    前記磁石ブースターは、
    前記搬送路を挟んで対向する位置に配置されている少なくとも２つの構成部から構成され、
    前記２つの構成部を構成している各々の前記磁石要素は同じ磁極を前記搬送路へ向けて配置されている
    ことを特徴とする金属異物検知方法。
11. 請求項９に記載の金属異物検知方法において、
    前記被検出物の一面を検出する前記第１コイルと、前記一面と対向する前記被検出物の他面を検出する前記第２コイルとは、前記被検出物の進行方向に対して所定の角度で配置され、
    前記第１コイルと第２コイルが所定の角度を有して配置されている
    ことを特徴とする金属異物検知方法。
12. 包装内の被検出物に製造する過程で混入した金属異物を検知するために、前記被検出物を搬送するための搬送路を有する搬送手段と、
    前記搬送路の途中に設けられ、コアに導線を巻いた構成のコイルを有した検出部により磁界を発生させて前記被検出物に混入した金属異物を検出するための金属異物検出手段と
    からなる金属異物検知装置において、
    一つの前記コイルに電圧を印加又は電流を供給することにより微少磁界を発生させ、前記微少磁界に応答した前記金属異物からの検出磁界を前記コイルの検出電圧又は検出電流として検出して検出信号を出力する検出信号出力手段と、
    前記検出信号を解析して前記金属異物を特定する信号解析による信号解析手段とを有し、
    前記微少磁界は、前記コイルに印加される前記電圧又は供給される前記電流が微少で、かつ前記コイルを構成する前記コアの磁化（Ｂ−Ｈ）特性の内、前記磁化特性を表わす磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）が０付近の微少の値である非線形部分を利用したものである
    前記コイルに流される電流、又は電圧が数百Ｈｚから数十ｋＨｚの周波数であり、前記金属異物が前記コイル付近を通過するとき、前記周波数が変化するものである
    ことを特徴とする金属異物検知装置。
13. 請求項１２に記載の金属異物検知装置において、
    前記検出部は、
    前記金属異物からの前記検出磁界は、前記微少磁界に影響を与えて前記コイルに印加された前記電圧、又は前記コイルを流れる前記電流の前記周波数が変化して、前記検出信号を出力する
    ことを特徴とする金属異物検知装置。
14. 請求項１２又は１３に記載の金属異物検知装置において、
    前記被検出物は、導電性材料で作られた包装を有する
    ことを特徴とする金属異物検知装置。
15. 請求項１２又は１３に記載の金属異物検知装置において、
    前記信号解析手段は、
    前記検出信号を前記コイルに前記微少磁界を発生させた交流励磁電源を位相反転させた位相反転信号と前記検出信号との和をとることによって、前記検出信号中の前記交流励磁電源による信号を消去して、
    一定のしきい値以上の信号を取り出すことによって、前記検出信号中の前記被検出物による磁界信号を分離するものである
    ことを特徴とする金属異物検知装置。
16. 請求項１２又は１３に記載の金属異物検知装置において、
    前記金属異物検出手段は、第１検出手段と第２検出手段とからなり、
    前記被検出物が前記第１検出手段を通過した後、前記第２検出手段を通過するように前記第１検出手段と前記第２検出手段が配置され、
    前記第１検出手段と前記第２検出手段により同時に検出された前記検出信号を前記信号解析手段により消去する
    ことを特徴とする金属異物検知装置。
17. 請求項１２又は１３に記載の金属異物検知装置において、
    前記金属異物検出手段の前に、前記搬送路中に磁石要素から構成される磁石ブースターが配置されている
    ことを特徴とする金属異物検知装置。
18. 請求項１２又は１３に記載の金属異物検知装置において、
    前記包装は、常磁性体又は反磁性体の金属である
    ことを特徴とする金属異物検知装置。
19. 請求項１７に記載の金属異物検知装置において、
    前記磁石ブースターは、
    前記搬送路を挟んで対向する位置に配置されている少なくとも２つの構成部から構成され、前記２つの構成部を構成している各々の前記磁石要素は同じ磁極を 前記搬送路へ向けて配置されている
    ことを特徴とする金属異物検知装置。
20. 請求項１７に記載の金属異物検知装置において、
    前記検出部は、
    第１コイルと、第２コイルを有し、
    前記第１コイルを含む発振回路である第１回路と、前記第２コイルを含む発振回路である第２回路からなり、
    前記第１回路と前記第２回路は並列に接続されている
    ことを特徴とする金属異物検知装置。
21. 請求項２０に記載の金属異物検知装置において、
    前記被検出物の一面を検出する前記第１コイルと、前記一面と対向する前記被検出物の他面を検出する前記第２コイルとは、前記被検出物の進行方向に対して所定の角度で配置され、
    前記第１コイルと前記第２コイルが所定の角度を有して配置されている
    ことを特徴とする金属異物検知装置。

Images