JP4281974B1 - 金属検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 励磁器1による一次磁界で受信器3、5と検出領域を覆い、検出領域の一次磁界中に金属体が存在すると、二次磁界の発生又は一次磁界の変形によって受信器の出力信号が変化し、出力信号の変化で金属体を検出する方法において、励磁器は、両側に、極性が逆になる対の一次磁界を発生する対の電流線路を有し、受信器は、磁界の無感方向を有する。受信器は、励磁器に対して非対称になる位置であって励磁器の片側になる位置に配置し、励磁コイルの片側の一次磁界中に位置させ、その励磁コイルの片側の一次磁界に対して無感方向に配置する。検出領域の一次磁界中に金属体が存在しないときには、受信コイルの出力信号を零ないし微小量にする。
【選択図】 図3
Description
金属の検出能力を高めるため、検出領域に金属体が存在しないときには、受信コイルの出力信号が零ないし微小量になる構成にすることが望まれる。
1)受信コイルの接線配置
励磁コイルは、両側に、電流の向きが反対になる対の電流線路を有する。両側の電流線路は、極性が逆になる対の一次磁界を発生する。受信コイルは、磁界に対して無感方向を有する。即ち、受信コイルは、両側の電流線路を含む面、コイル面を磁界の磁力線の接線方向に配置すると、出力信号が零ないし微小量になる。
励磁コイルは、従来、コイル面を検出面に対して平行又は直交して、即ち検出方向に対して直交又は平行して配置していた。励磁コイルの平行配置と直交配置の外に傾斜配置を着想したのである。
励磁コイルを検出面に対して平行に配置したときには、上記の受信コイルの接線配置は、図1の上部に示すようになる。方形状の励磁コイル1は、コイル面を検出面2に平行し、両側の電流線路を前後に配置する。受信コイル3は、励磁コイル1の後側に配置し、励磁コイル1の後側の電流線路を囲う磁力線群の一次磁界、励磁コイルの後側の一次磁界中に位置させる。受信コイル3のコイル面は、励磁コイル1の後側の一次磁界の磁力線の接線方向に配置する。
励磁コイルを検出面に対して直交して配置したときには、上記の受信コイルの接線配置は、図2の上部に示すようになる。励磁コイル1は、コイル面を検出面2に直交し、両側の電流線路を上下に配置する。受信コイル3は、励磁コイル1の後側に配置し、励磁コイル1の下側の電流線路を囲う磁力線群の一次磁界、励磁コイル1の下側の一次磁界中に位置させる。受信コイル3のコイル面は、励磁コイル1の下側、検出面2側の一次磁界の磁力線の接線方向に配置する。
励磁コイルを検出面に対して傾斜して配置したときには、上記の受信コイルの接線配置は、図3の上部に示すようになる。励磁コイル1は、コイル面を検出面2に対して傾斜し、両側の電流線路を前下側と後上側に配置する。受信コイル3は、励磁コイル1の後上側の電流線路の後下側に配置し、励磁コイル1の後上側の電流線路を囲う磁力線群の一次磁界、励磁コイル1の後上側の一次磁界中に位置させる。受信コイル3のコイル面は、励磁コイル1の後上側の一次磁界の磁力線の接線方向に配置し、励磁コイル1のコイル面に対して傾斜する。
上記のように、受信コイル3は、接線配置する。励磁コイル1は、平行配置、直交配置又は傾斜配置する。鋼棒Rは、検出領域に左右方向に沿って配置し、検出基準軸6上を移動する。すると、受信コイル3の出力電圧は、図4に示すように、鋼棒Rが検出面2に近付くに従って、大きさが増加する。極性は、反転しない。検出範囲が検出方向4に最も広い励磁コイル1の配置は、傾斜配置である。次に広い励磁コイル1の配置は、平行配置である。3番目に広い励磁コイル1の配置は、直交配置である。
検出領域の金属を検出するに当たり、受信コイル3は、検出領域以外に位置する金属では出力しないことが望まれる。励磁コイル1と受信コイル3は、検出面2以外の外回りを磁気シールドすることにした。そして、磁気シールドは、検出面2の検出方向4側、検出領域の一次磁界を凝縮させないため、非磁性金属を用いることにした。
検出領域に複数の金属体が存在してその内の1個の金属体を検出するには、検出範囲は狭いことが望まれる。金属検出装置は、図7と図8に示すように、励磁コイル1の左右の両側にアルミニウムのような非磁性金属の絞り板9を並列することにした。
励磁器と受信器は、ケースに内蔵して前後に配置し、ケースの下面には、検出領域に隣接させる検出面を設け、
励磁器の励磁コイルは、コイル面を検出面に対して傾斜し、極性が逆になる対の一次磁界を発生する両側の電流線路を前下側と後上側に配置し、励磁コイルの後上側の電流線路の後下側には、受信器の受信コイルを配置し、
受信コイルは、コイル面を、励磁コイルの後上側の電流線路の一次磁界の磁力線接線方向に配置し、励磁コイルのコイル面に対して傾斜し、
検出領域の一次磁界中に金属体が存在しないときには、受信コイルの出力信号を零ないし微小量にすることを特徴とする金属検出装置。
2)上記の金属検出装置において、
受信器は、受信コイルに軟質磁性材料の鉄心を同心状に挿入し、鉄心が励磁コイルの前下側の電流線路の一次磁界を拡大する構成にしたことを特徴とする。
3)上記の金属検出装置において、
励磁器と受信器は、検出面以外の外回りを非磁性金属の壁で囲い、励磁器と非磁性金属の壁の間、又は、受信器と非磁性金属の壁の間に、低損失磁性材料の板を配置し、
低損失磁性材料の板は、非磁性金属の壁に接し、励磁器又は受信器から離し、非磁性金属の壁の一部に配置し、
励磁器と受信器は、検出面以外の外回りを磁気シールドしたことを特徴とする。
4)上記の金属検出装置において、
受信器は、2個にし、左側と右側に並べて配置し、
左側と右側の受信器は、移動体の移動路に沿って配した金属線が前後方向になる位置に配置し、検出領域の金属線を左右の両受信器で検出し、両受信器の出力信号から金属線に対する左右方向位置を得る構成にしたことを特徴とする。
5)上記の金属検出装置において、
励磁器の左右の両側には、非磁性金属の絞り板を並列し、
検出領域の一次磁界は両側の絞り板の並列方向を絞って、検出範囲は両側の絞り板の並列方向を狭くしたことを特徴とする。
6)上記の1)、2)、3)又は5)の金属検出装置において、
受信器は、2個にし、前側と後側に並べて配置し、
前側と後側の受信器は、検出領域の金属棒が左右方向になって前側受信器又は後側受信器の出力信号が最大になる前後方向位置に配置し、前側受信器の出力信号と後側受信器の出力信号から金属棒の太さと金属棒までの距離を得る構成にしたことを特徴とする。
検出領域の金属体が受信コイル側に位置する時と、その反対側に位置する時とで出力信号の極性が異ならない。
本例の金属検出装置は、磁気シールドを施し、金属の接近でスイッチを作動する近接スイッチにしている。
この近接スイッチは、図10と図11に示すように、励磁器11、12と受信器13、14をケース21〜27に内蔵している。
本例の金属検出装置は、磁気シールドを施し、案内用の金属線に沿って移動する移動体の金属線検出装置にしている。第1例の近接スイッチと異なる点を中心に説明する。
本例の金属検出装置は、検出範囲絞り機能を付設し、鉄筋検出装置にしている。第1例の近接スイッチと異なる点を中心に説明する。
2 検出面
3 受信器の受信コイル、
4 検出方向
5 受信器の鉄心、フェライトコア、軟質磁性材料の鉄心
6 検出基準軸
7 磁気シールドの非磁性金属のケース
8 磁気シールドの低損失磁性材料の板
9 絞り板
R 鋼棒、金属体
k 検出範囲
実施形態の第1例
11、12 励磁器
11 非磁性不導体の枠
12 方形状のコイル、励磁コイル
13、14 受信器
13 軟質磁性材料の鉄心
14 方形状のコイル、受信コイル
21〜27 非磁性金属のケース
21 左側の壁
22 右側の壁
23 前上側の壁
24 後上側の壁
25 下面、開口面
26 取付板
27 取付孔
31 前上側の低損失磁性材料の板
32 後上側の低損失磁性材料の板
33 左側の低損失磁性材料の板
34 右側の低損失磁性材料の板
35 磁界拡大用の低損失磁性材料の板
37 ケーブル
38 非磁性不導体の可塑性充填剤、充填剤
39 検出面
実施形態の第2例
13、14 左側受信器
14 受信コイル
15、16 右側受信器
16 受信コイル
w 案内用の金属線
実施形態の第3例
13、14 前側受信器
15、16 後側受信器
41 非磁性不導体のケース
42 非磁性金属の絞り板
43 前側検出基準軸
44 後側検出基準軸
45 前側目印
46 後側目印
R 鉄筋
Claims (6)
- 励磁器と受信器を検出領域に隣接して配置し、励磁器による一次磁界で受信器と検出領域を覆い、検出領域の一次磁界中に金属体が存在すると、二次磁界の発生又は一次磁界の変形によって受信器の配置位置の磁界が変わり、受信器の出力信号が変化し、出力信号の変化で金属体を検出する装置において、
励磁器と受信器は、ケースに内蔵して前後に配置し、ケースの下面には、検出領域に隣接させる検出面を設け、
励磁器の励磁コイルは、コイル面を検出面に対して傾斜し、極性が逆になる対の一次磁界を発生する両側の電流線路を前下側と後上側に配置し、励磁コイルの後上側の電流線路の後下側には、受信器の受信コイルを配置し、
受信コイルは、コイル面を、励磁コイルの後上側の電流線路の一次磁界の磁力線接線方向に配置し、励磁コイルのコイル面に対して傾斜し、
検出領域の一次磁界中に金属体が存在しないときには、受信コイルの出力信号を零ないし微小量にすることを特徴とする金属検出装置。 - 受信器は、受信コイルに軟質磁性材料の鉄心を同心状に挿入し、鉄心が励磁コイルの前下側の電流線路の一次磁界を拡大する構成にしたことを特徴とする請求項1に記載の金属検出装置。
- 励磁器と受信器は、検出面以外の外回りを非磁性金属の壁で囲い、励磁器と非磁性金属の壁の間、又は、受信器と非磁性金属の壁の間に、低損失磁性材料の板を配置し、
低損失磁性材料の板は、非磁性金属の壁に接し、励磁器又は受信器から離し、非磁性金属の壁の一部に配置し、
励磁器と受信器は、検出面以外の外回りを磁気シールドしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属検出装置。 - 受信器は、2個にし、左側と右側に並べて配置し、
左側と右側の受信器は、移動体の移動路に沿って配した金属線が前後方向になる位置に配置し、検出領域の金属線を左右の両受信器で検出し、両受信器の出力信号から金属線に対する左右方向位置を得る構成にしたことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の金属検出装置。 - 励磁器の左右の両側には、非磁性金属の絞り板を並列し、
検出領域の一次磁界は両側の絞り板の並列方向を絞って、検出範囲は両側の絞り板の並列方向を狭くしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の金属検出装置。 - 受信器は、2個にし、前側と後側に並べて配置し、
前側と後側の受信器は、検出領域の金属棒が左右方向になって前側受信器又は後側受信器の出力信号が最大になる前後方向位置に配置し、前側受信器の出力信号と後側受信器の出力信号から金属棒の太さと金属棒までの距離を得る構成にしたことを特徴とする請求項1、2、3又は5に記載の金属検出装置。
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