JP4145883B2 - Metal detector - Google Patents
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Description
本発明は、被検査体中の金属の有無を検出する金属検出機に関するものである。 The present invention relates to a metal detector that detects the presence or absence of a metal in a test object.
従来、金属検出機として、被検査体の通過によって受信コイルに誘起される電圧に基づいて生成され被検査体中の金属の有無の判定に使用される判定対象値であって被検査体中に金属が無いときの判定対象値より大きい閾値が設定され、判定対象値が閾値以上になったときに被検査体中に金属が有ると判定し、判定対象値が閾値未満であるときに被検査中に金属が無いと判定するものが知られている(例えば特許文献1、2参照。)。
Conventionally, as a metal detector, a determination target value that is generated based on a voltage induced in a receiving coil due to passage of an object to be inspected and is used to determine the presence or absence of metal in the object to be inspected. A threshold value larger than the determination target value when there is no metal is set, and when the determination target value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that there is metal in the object to be inspected, and when the determination target value is less than the threshold value What determines that there is no metal in is known (for example, refer
しかしながら、従来の金属検出機においては、被検査体に混入した金属の種類及び大きさによっては、被検査体中の金属を検出することができないという問題があった。即ち、被検査体に混入した金属の種類及び大きさによっては、被検査体に混入した金属のみが通過したと仮定したときに受信コイルに誘起される電圧と、金属が混入していない被検査体のみが通過したと仮定したときに受信コイルに誘起される電圧とが図10(a)及び図10(b)に示すように略逆位相で略同レベルである結果、金属が混入した被検査体の通過によって受信コイルに誘起される電圧が図10(c)に示すように小さく、金属が混入した被検査体の判定対象値が閾値より小さい場合があり、金属が混入した被検査体の判定対象値が閾値より小さい場合には、被検査体中の金属を検出することができなかった。 However, the conventional metal detector has a problem that the metal in the inspection object cannot be detected depending on the type and size of the metal mixed in the inspection object. That is, depending on the type and size of the metal mixed in the object to be inspected, the voltage induced in the receiving coil when only the metal mixed in the object to be inspected passes, and the object to be inspected in which no metal is mixed As shown in FIG. 10 (a) and FIG. 10 (b), the voltage induced in the receiving coil when it is assumed that only the body has passed is substantially at the same level with the opposite phase, and as a result, The voltage induced in the receiving coil due to the passage of the inspection object is small as shown in FIG. 10C, and the determination target value of the inspection object mixed with metal may be smaller than the threshold value. When the determination target value is smaller than the threshold value, the metal in the inspection object cannot be detected.
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、被検査体中の金属の有無を従来より高感度に検出す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 to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a metal detector capable of detecting the presence or absence of a metal in an object to be inspected with higher sensitivity.
本発明の金属検出機は、被検査体中の金属の有無の判定に使用される判定対象値を所定の閾値と比較することによって前記被検査体中の前記金属の有無を判定する判定手段と、前記被検査体の通過によって変化する磁界に基づいて前記判定対象値を生成する対象値生成手段と、前記被検査体の通過を検知する通過検知手段と、を備え、前記所定の閾値には、前記金属が混入していない前記被検査体に基づいて前記対象値生成手段によって生成される前記判定対象値の最大値より小さい閾値である小閾値が含まれ、前記判定手段は、前記通過検知手段によって検知された前記被検査体の通過によって前記磁界が変化する期間内に前記判定対象値が前記小閾値以下であったときに前記被検査体中に前記金属が有ると判定する構成を有している。 The metal detector of the present invention comprises a determination means for determining the presence or absence of the metal in the inspection object by comparing a determination target value used for determination of the presence or absence of metal in the inspection object with a predetermined threshold value. A target value generating means for generating the determination target value based on a magnetic field that changes due to the passage of the object to be inspected, and a passage detecting means for detecting the passage of the object to be inspected. A small threshold value that is smaller than a maximum value of the determination target value generated by the target value generation means based on the object to be inspected not containing the metal, and the determination means includes the passage detection A configuration for determining that the metal is present in the object to be inspected when the determination target value is equal to or less than the small threshold value within a period in which the magnetic field is changed by the passage of the object to be inspected detected by a means. is doing.
この構成により、本発明の金属検出機は、従来検出することができなかった被検査体中の金属を検出することができるので、被検査体中の金属の有無を従来より高感度に検出することができる。 With this configuration, the metal detector of the present invention can detect the metal in the object to be inspected that could not be detected in the past, so the presence or absence of metal in the object to be inspected is detected with higher sensitivity than in the past. be able to.
また、本発明の金属検出機は、前記小閾値が有用であるか否かを判定する有用判定手段を備え、前記有用判定手段は、前記金属が混入していない前記被検査体に基づいて前記対象値生成手段によって生成される前記判定対象値の最大値が前記対象値生成手段によって前記期間外に生成される前記判定対象値より大きいときに、前記小閾値が有用であると判定する構成を有している。 Further, the metal detector of the present invention includes useful determination means for determining whether or not the small threshold is useful, and the useful determination means is based on the object to be inspected not containing the metal. A configuration in which the small threshold is determined to be useful when the maximum value of the determination target value generated by the target value generation unit is larger than the determination target value generated outside the period by the target value generation unit. Have.
本発明は、被検査体中の金属の有無を従来より高感度に検出することができ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 capable of detecting the presence or absence of a metal in a test object with higher sensitivity than in the past.
以下、本発明の実施の形態について、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の実施の形態)
まず、第1の実施の形態に係る金属検出機の構成について説明する。
(First embodiment)
First, the configuration of the metal detector according to the first embodiment will be described.
図1に示すように、本実施の形態に係る金属検出機10は、正弦波信号を発生させる信号発生器11と、信号発生器11によって発生させられた正弦波信号によって励磁されて被検査体80(図2参照。)の搬送路90上に交番磁界を発生させる送信コイル12と、送信コイル12によって発生させられた交番磁界を略等量ずつ受ける位置に配置されて互いに差動接続された2つの受信コイル13、14と、受信コイル13、14の接続点の電圧を増幅する増幅器15と、信号発生器11によって発生させられた正弦波信号を移相する移相器16と、移相器16によって移相された正弦波信号によって増幅器15の出力を乗算検波することによって被検査体80中の金属の有無の判定に使用される判定対象値30(図3参照。)を生成する対象値生成手段としての検波回路17と、検波回路17によって生成された判定対象値30のピーク値を閾値31、32(図3参照。)と比較することによって被検査体80中の金属の有無を判定する判定手段としての判定部18とを備えている。
As shown in FIG. 1, a metal detector 10 according to this embodiment includes a signal generator 11 that generates a sine wave signal, and an object to be inspected by being excited by a sine wave signal generated by the signal generator 11. A transmission coil 12 that generates an alternating magnetic field on a conveyance path 90 of 80 (see FIG. 2) and a position that receives substantially the same amount of the alternating magnetic field generated by the transmission coil 12 are differentially connected to each other. Two receiving
ここで、移相器16は、金属が混入されていない被検査体80(以下「良品」という。)が送信コイル12によって発生させられた交番磁界中を通過するときに検波回路17の出力が小さくなり、金属が混入されている被検査体80(以下「不良品」という。)が送信コイル12によって発生させられた交番磁界中を通過するときに検波回路17の出力が大きくなるように、移相量が設定されている。
Here, the
また、判定部18は、検波回路17によって生成された判定対象値30のピーク値が図3(a)に示すように閾値31以上になったときに、被検査体80中に金属が有ると判定し、検波回路17によって生成された判定対象値30のピーク値が図3(b)に示すように閾値31未満であって閾値32より大きくなったときに、被検査体80中に金属が無いと判定し、検波回路17によって生成された判定対象値30のピーク値が図3(c)に示すように閾値32以下であったときに、被検査体80中に金属が有ると判定するようになっている。
Further, the
また、閾値31は、良品に基づいて予め検波回路17によって生成される判定対象値30の最大値である良品値33(図3参照。)より大きくなるように手動又は自動で設定されている。また、閾値32は、良品値33より小さくなるように手動又は自動で設定されており、小閾値を構成している。
The
なお、金属検出機10より搬送路90の下流には、搬送路90上を搬送されている被検査体80を選別する選別装置20が設けられている。選別装置20は、搬送路90上を搬送されている被検査体80の進行方向を切り替える切替部21を有しており、金属が混入していない被検査体80を矢印90aで示す方向に進行させ、金属が混入している被検査体80を矢印90bで示す方向に進行させるようになっている。
A
次に、金属検出機10の動作について説明する。 Next, the operation of the metal detector 10 will be described.
搬送路90上を搬送されている被検査体80が送信コイル12によって発生させられた交番磁界中を通過するとき、2つの受信コイル13、14に誘起される電圧が変化し、検波回路17によって判定対象値30が生成される。
When the
そして、判定部18は、交番磁界中を通過する被検査体80について、検波回路17によって生成された判定対象値30のピーク値が図3(a)に示すように閾値31以上になったとき、被検査体80中に金属が有ると判定し、検波回路17によって生成された判定対象値30のピーク値が図3(b)に示すように閾値31未満であって閾値32より大きくなったとき、被検査体80中に金属が無いと判定し、検波回路17によって生成された判定対象値30のピーク値が図3(c)に示すように閾値32以下であったとき、被検査体80中に金属が有ると判定する。
Then, when the peak value of the
したがって、例えば複数の被検査体80が良品、良品、位置A(図2参照。)のみに金属が混入した不良品、位置B(図2参照。)のみに金属が混入した不良品、位置C(図2参照。)のみに金属が混入した不良品、位置D(図2参照。)のみに金属が混入した不良品、位置E(図2参照。)のみに金属が混入した不良品、位置F(図2参照。)のみに金属が混入した不良品、位置G(図2参照。)のみに金属が混入した不良品、位置H(図2参照。)のみに金属が混入した不良品、位置I(図2参照。)のみに金属が混入した不良品の順番で交番磁界中を通過するとき、検波回路17によって生成された判定対象値30が図4に示すようになるので、金属検出機10は、位置Dのみに金属が混入した不良品、位置Eのみに金属が混入した不良品、位置Hのみに金属が混入した不良品及び位置Iのみに金属が混入した不良品を不良品として検出することができる。なお、不良品における金属の混入位置によって判定対象値30が異なる理由としては、次のような理由等がある。例えば、不良品のうち金属を除いた被検査体80のみの誘起電圧と、不良品のうち金属のみの誘起電圧との相互の位相関係が、不良品における金属の混入位置によって異なるので、不良品のうち金属を除いた被検査体80のみの誘起電圧と、不良品のうち金属のみの誘起電圧との重畳信号である不良品の判定対象値30は、不良品における金属の混入位置によって異なる。また、送信コイル12と受信コイル13、14との間の磁界強度分布が被検査体80の搬送方向に対して必ずしも一様でないので、不良品の判定対象値30は、不良品中の金属が送信コイル12と受信コイル13、14との間の何れの位置を通過するかによって異なる。
Therefore, for example, the plurality of
なお、判定部18による判定結果は、被検査体80が金属検出機10の交番磁界中に進入したか否かに関わらず所定の時間間隔で選別装置20に入力される。選別装置20は、被検査体80中に金属が有るという判定結果から被検査体80中に金属が無いという判定結果に判定部18の判定結果が変化したとき、被検査体80を矢印90aで示す方向に進行させるように所定のタイミングで切替部21を切り替える。また、選別装置20は、被検査体80中に金属が無いという判定結果から被検査体80中に金属が有るという判定結果に判定部18の判定結果が変化したとき、被検査体80を矢印90bで示す方向に進行させるように所定のタイミングで切替部21を切り替える。したがって、金属検出機10によって不良品として検出されなかった被検査体80は、矢印90aで示す方向に搬送されるが、金属検出機10によって不良品として検出された被検査体80は、矢印90bで示す方向に搬送される。
Note that the determination result by the
以上に説明したように、金属検出機10は、不良品の判定対象値30のピーク値が閾値31より小さかった場合でも閾値32以下であった場合には、被検査体80中に金属が有ると判定する。即ち、金属検出機10は、従来検出することができなかった良品値33よりも判定対象値30のピーク値が小さい被検査体80(図4に示す例においては、位置Dのみに金属が混入した不良品及び位置Eのみに金属が混入した不良品)中の金属を検出することができる。したがって、金属検出機10は、被検査体80中の金属の有無を従来より高感度に検出することができる。
As described above, in the metal detector 10, when the peak value of the
また、金属検出機10は、良品であっても判定対象値30のピーク値が閾値32以下であったときには、被検査体80中に金属が有ると判定する。したがって、金属検出機10は、良品であっても、判定対象値30のピーク値が閾値32以下である程度に水分量、塩分量等が極端に基準より少ない被検査体80を検出することができる。即ち、金属検出機10は、被検査体80の品質チェックに利用されることもできる。
Moreover, even if the metal detector 10 is a non-defective product, when the peak value of the
なお、金属検出機10は、判定対象値30のピーク値を閾値31、32と比較することによって被検査体80中の金属の有無を判定するようになっているが、判定対象値30のピーク値の絶対値又は判定対象値30の絶対値のピーク値を閾値31、32と比較することによって被検査体80中の金属の有無を判定するようになっていても良い。
The metal detector 10 is configured to determine the presence or absence of metal in the
(第2の実施の形態)
まず、第2の実施の形態に係る金属検出機の構成について説明する。
(Second Embodiment)
First, the configuration of the metal detector according to the second embodiment will be described.
なお、本実施の形態に係る金属検出機の構成のうち、第1の実施の形態に係る金属検出機10(図1参照。)の構成と同様な構成については、金属検出機10の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Of the configuration of the metal detector according to the present embodiment, the same configuration as the configuration of the metal detector 10 (see FIG. 1) according to the first embodiment is the same as the configuration of the metal detector 10. The same reference numerals are assigned and detailed description is omitted.
図5に示すように、本実施の形態に係る金属検出機40の構成は、光等を利用して被検査体80の通過を検知する通過検知手段としての被検査体通過センサ41を金属検出機10が備えた構成と同様である。
As shown in FIG. 5, the configuration of the metal detector 40 according to the present embodiment is configured to detect the inspection
また、判定部18は、被検査体通過センサ41によって検知された被検査体80の通過によって磁界が変化する期間50(図6参照。)内に、被検査体80中の金属の有無を判定するようになっている。ここで、期間50は、被検査体80の通過が被検査体通過センサ41によって検知されたときから開始され、被検査体80の搬送方向の長さと、被検査体80の搬送速度とに基づいて算出される期間であり、自動又は手動で設定される。
Further, the
次に、金属検出機40の動作について説明する。 Next, the operation of the metal detector 40 will be described.
搬送路90上を搬送されている被検査体80が送信コイル12によって発生させられた交番磁界中を通過するとき、被検査体80の通過が被検査体通過センサ41によって検知された後、2つの受信コイル13、14に誘起される電圧が変化し、検波回路17によって判定対象値30が生成される。
When the
そして、判定部18は、交番磁界中を通過する被検査体80について、検波回路17によって生成された判定対象値30の最大値が図6(a)に示すように期間50内に閾値31以上になったとき、被検査体80中に金属が有ると判定し、検波回路17によって生成された判定対象値30の最大値が図6(b)に示すように期間50内に閾値31未満であって閾値32より大きくなったとき、被検査体80中に金属が無いと判定し、検波回路17によって生成された判定対象値30の最大値が図6(c)に示すように期間50内に閾値32以下であったとき、被検査体80中に金属が有ると判定する。
Then, the
なお、判定部18による判定結果は、期間50が終了する度に選別装置20に入力される。選別装置20は、判定部18から入力された判定結果が被検査体80中に金属が無いという判定結果であるとき、被検査体80を矢印90aで示す方向に進行させるように切替部21を切り替える。また、選別装置20は、判定部18から入力された判定結果が被検査体80中に金属が有るという判定結果であるとき、被検査体80を矢印90bで示す方向に進行させるように切替部21を切り替える。したがって、金属検出機40によって不良品として検出されなかった被検査体80は、矢印90aで示す方向に搬送されるが、金属検出機40によって不良品として検出された被検査体80は、矢印90bで示す方向に搬送される。
The determination result by the
以上に説明したように、金属検出機40は、期間50内においてのみ金属の有無を判定するようになっているので、例えば不良品の発生をブザーを鳴動させて報知する等、判定部18による判定結果を表示や音声等によって報知するようになっている場合に、期間50外において不良品の発生を誤報してしまうことを防止することができる。
As described above, since the metal detector 40 determines the presence or absence of metal only within the
なお、金属検出機40は、通過検知手段として被検査体通過センサ41を備えているが、他の方法によって被検査体80の通過を検知するものを通過検知手段として備えるようになっていても良い。
The metal detector 40 includes the inspection
例えば、金属検出機40は、検波回路17によって生成される判定対象値30を処理することによって被検査体80の通過を検知するものを通過検知手段として備えるようになっていても良い。具体的には、金属検出機40は、例えば、図7に示すように、被検査体80が通過していない状態において検波回路17によって生成される判定対象値30であるノイズレベルを測定してノイズレベルの範囲35を予め設定しておき、検波回路17によって生成される判定対象値30が範囲35外になったときに、被検査体80が通過していると検知することができる。判定対象値30が範囲35外になったときに被検査体80の通過を検知する場合、期間50は、判定対象値30が範囲35外になったときから開始され、被検査体80の搬送方向の長さと、被検査体80の搬送速度とに基づいて算出される期間であり、自動又は手動で設定される。
For example, the metal detector 40 may be provided with what detects the passage of the inspected
また、被検査体80中に金属が有ると判定部18が判定したときに搬送路90の動作を停止させるようにすれば、金属が混入している被検査体80を利用者が手動で排除することができるので、選別装置20が設けられていなくても良い。
Further, if the operation of the transport path 90 is stopped when the
なお、金属検出機40は、判定対象値30の最大値を閾値31、32と比較することによって被検査体80中の金属の有無を判定するようになっているが、判定対象値30の絶対値の最大値を閾値31、32と比較することによって被検査体80中の金属の有無を判定するようになっていても良い。
The metal detector 40 determines the presence or absence of metal in the
(第3の実施の形態)
まず、第3の実施の形態に係る金属検出機の構成について説明する。
(Third embodiment)
First, the configuration of the metal detector according to the third embodiment will be described.
なお、本実施の形態に係る金属検出機の構成のうち、第2の実施の形態に係る金属検出機40(図5参照。)の構成と同様な構成については、金属検出機40の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Of the configuration of the metal detector according to the present embodiment, the same configuration as the configuration of the metal detector 40 (see FIG. 5) according to the second embodiment is the same as the configuration of the metal detector 40. The same reference numerals are assigned and detailed description is omitted.
図8に示すように、本実施の形態に係る金属検出機60の構成は、閾値32が有用であるか否かを判定する有用判定手段としての有用判定部61を金属検出機40が備えた構成と同様である。
As shown in FIG. 8, in the configuration of the metal detector 60 according to the present embodiment, the metal detector 40 includes a
有用判定部61は、検波回路17によって期間50外に生成される判定対象値30であるノイズレベルの最大値34(図9参照。)より良品値33が大きいときに、閾値32が有用であると判定するようになっている。
The
次に、金属検出機60の動作について説明する。 Next, the operation of the metal detector 60 will be described.
金属検出機60は、交番磁界中を通過する所定数(例えば50個)の良品について、検波回路17によって生成された判定対象値30に応じた良品値33を記憶し、記憶した所定数(例えば50個)の良品値33のうちの最小値がノイズレベルの最大値34より大きいときに、閾値32が有用であると判定して閾値32を自動的に設定する。
The metal detector 60 stores a
そして、金属検出機60は、自動的に設定した閾値32を利用して第2の実施の形態に係る金属検出機40と同様の動作を実行する。
And the metal detector 60 performs the operation | movement similar to the metal detector 40 which concerns on 2nd Embodiment using the
なお、金属検出機60は、閾値32を自動的に設定するようになっているが、閾値32が有用であると有用判定部61が判定したときに閾値32が有用であることを表示や音声等によって利用者に報知し、利用者からの指示に応じて閾値32を設定するようになっていても良い。
The metal detector 60 is configured to automatically set the
以上のように、本発明に係る金属検出機は、被検査体中の金属の有無を従来より高感度に検出することができるという効果を有し、食品等の生産ライン上に設置される金属検出機等として有用である。 As described above, the metal detector according to the present invention has the effect of being able to detect the presence or absence of metal in an object to be inspected with higher sensitivity than before, and is installed on a production line such as food. It is useful as a detector.
10 金属検出機
17 検波回路(対象値生成手段)
18 判定部(判定手段)
30 判定対象値
31 閾値
32 閾値(小閾値)
33 良品値(最大値)
40 金属検出機
41 被検査体通過センサ(通過検知手段)
50 期間
60 金属検出機
61 有用判定部(有用判定手段)
80 被検査体
10
18 determination part (determination means)
30
33 Good value (maximum value)
40
50 period 60
80 Inspected object
Claims (2)
前記所定の閾値には、前記金属が混入していない前記被検査体に基づいて前記対象値生成手段によって生成される前記判定対象値の最大値(33)より小さい閾値である小閾値(32)が含まれ、
前記判定手段は、前記通過検知手段によって検知された前記被検査体の通過によって前記磁界が変化する期間(50)内に前記判定対象値が前記小閾値以下であったときに前記被検査体中に前記金属が有ると判定することを特徴とする金属検出機(10、40、60)。 The presence / absence of the metal in the object to be inspected is determined by comparing the determination target value (30) used for determining the presence / absence of the metal in the object to be inspected (80) with a predetermined threshold (31, 32). Determination means (18), target value generation means (17) for generating the determination target value based on a magnetic field that changes due to the passage of the object to be inspected, and passage detection for detecting the passage of the object to be inspected (80) Means (41) ,
The predetermined threshold value is a small threshold value (32) which is a threshold value smaller than the maximum value (33) of the determination target value generated by the target value generation means based on the object to be inspected in which the metal is not mixed. Contains
The determination means is in the inspection object when the determination target value is equal to or less than the small threshold value within a period (50) in which the magnetic field changes due to the passage of the inspection object detected by the passage detection means. It is determined that the metal is present in the metal detector (10, 40, 60).
前記有用判定手段は、前記金属が混入していない前記被検査体(80)に基づいて前記対象値生成手段(17)によって生成される前記判定対象値(30)の最大値(33)が前記対象値生成手段によって前記期間(50)外に生成される前記判定対象値より大きいときに、前記小閾値が有用であると判定することを特徴とする請求項1に記載の金属検出機(60)。 Useful determination means (61) for determining whether or not the small threshold (32) is useful ;
The useful determination means has a maximum value (33) of the determination target value (30) generated by the target value generation means (17) based on the object to be inspected (80) in which the metal is not mixed. when greater than the period (50) the decision target values that are generated outside the target value generation means, said small threshold metal detector according to claim 1, characterized in that determined to be useful (60 ).
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