JP6325327B2 - Device for detecting magnetic metal foreign objects - Google Patents
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Description
この発明は、一方向へ移動する被検査物に含まれた磁性金属異物を検出するための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for detecting a magnetic metal foreign object contained in an inspection object that moves in one direction.
一方向へ移動する被検査物、例えば配管の中を一方向へ向かって流れる食品や一方向へ流れる合成樹脂フィルムに含まれた磁性金属異物を検出するための装置は、公知である。 An apparatus for detecting a magnetic metal foreign substance contained in an object to be inspected moving in one direction, for example, a food flowing in one direction in a pipe or a synthetic resin film flowing in one direction is known.
例えば、特開２０１２−２２０３８２号公報（特許文献１）に記載された磁性金属異物を検出する装置は、配管の上流側にセットされている永久磁石によって配管の中を流れる流体に含まれた磁性金属異物を磁化し、永久磁石の下流側にセットされているＭＩセンサやフラックスゲートセンサ等の磁気センサによってその磁性金属異物からの磁力線を検出している。 For example, an apparatus for detecting a magnetic metal foreign object described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-220382 (Patent Document 1) includes a magnetic material contained in a fluid flowing in a pipe by a permanent magnet set on the upstream side of the pipe. Magnetic foreign matter is magnetized, and magnetic lines of force from the magnetic metallic foreign matter are detected by a magnetic sensor such as an MI sensor or a fluxgate sensor set on the downstream side of the permanent magnet.
また、特開２０１０−２３７０８１号公報（特許文献２）に記載の粉体材料中の磁性異物の検査装置は、粉体材料に磁場を印加する水平帯磁用磁石と、この磁石の下流側に配置されたＳＱＵＩＤ磁気検出装置とを備えている。 Further, an inspection apparatus for magnetic foreign matter in a powder material described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-237081 (Patent Document 2) is arranged on a downstream side of a magnet for horizontal magnetization that applies a magnetic field to the powder material. The SQUID magnetic detection device is provided.
配管の上流側で磁性金属異物を磁化した後に、下流側の磁気センサによってその磁性金属異物の磁気を検出する従来の装置では、磁性金属異物が上流側から下流側へと流れる間に磁性金属異物の磁力が低下して、磁性金属異物の検出精度が低下するということがある。 In a conventional apparatus that magnetizes a magnetic metal foreign object on the upstream side of the pipe and then detects the magnetism of the magnetic metal foreign object using a downstream magnetic sensor, the magnetic metal foreign object is detected while the magnetic metal foreign object flows from the upstream side to the downstream side. May reduce the magnetic metal foreign matter detection accuracy.
そこで、この発明では、磁性金属異物の検出精度を向上させることができるように、従来の検出装置に改良を施すことを課題にしている。 Therefore, the present invention has an object to improve the conventional detection apparatus so that the detection accuracy of the magnetic metal foreign matter can be improved.
前記課題を解決するために、この発明が対象とするのは、上流側から下流側に向かう移動方向に沿って進む被検査物に含まれた磁性金属異物を永久磁石と検出コイルとを使用して検出する装置である。 In order to solve the above-described problems, the present invention is directed to using a permanent magnet and a detection coil to detect magnetic metal foreign matter contained in an object to be inspected that travels along a moving direction from upstream to downstream. It is a device to detect.
この発明が特徴とするところは、以下のとおりである。前記検出コイルは、右巻きコイルおよび左巻きコイルいずれかの一方である第１コイルと、前記いずれかのもう一方である第２コイルとによって形成される差分型コイルであって、前記第１コイルと第２コイルとを前記被検査物を介して対向するように配置する。前記永久磁石は、前記第１コイルの空芯部に位置していて前記上流側から前記下流側に向かう方向において前記第１コイルの下流側部分に密着する第１永久磁石と、前記第２コイルの空芯部に位置していて前記下流側から前記上流側に向かう方向において前記第２コイルの上流側部分に密着する第２永久磁石とであって、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とによって静磁場を形成する。前記移動方向において、前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分との間の距離が前記第１コイルの上流側部分と前記第２コイルの下流側部分との間の距離よりも小さくなるように、前記第２コイルを前記第１コイルよりも下流側に偏倚させる。前記装置では、前記磁性金属異物が前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分との間を通過するときに前記静磁場が乱れて生じる前記差分型コイルにおける信号によって前記磁性金属異物を検出する。 The features of the present invention are as follows. The detection coil is a differential coil formed by a first coil that is one of a right-handed coil and a left-handed coil and a second coil that is one of the other of the right-handed coil and the first coil. The second coil is disposed so as to face the inspection object. The permanent magnet is located at an air core portion of the first coil and closely contacts a downstream portion of the first coil in a direction from the upstream side to the downstream side, and the second coil A second permanent magnet that is in close contact with the upstream portion of the second coil in a direction from the downstream side toward the upstream side, the first permanent magnet and the second permanent magnet. A static magnetic field is formed by the magnet. In the moving direction, the distance between the downstream portion of the first coil and the upstream portion of the second coil is between the upstream portion of the first coil and the downstream portion of the second coil. The second coil is biased to the downstream side of the first coil so as to be smaller than this distance. In the apparatus, when the magnetic metal foreign matter passes between the downstream portion of the first coil and the upstream portion of the second coil, the static magnetic field is disturbed and generated by a signal in the differential coil. The magnetic metal foreign matter is detected.
この発明の実施態様の一つにおいて、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とが前記第１コイルと第２コイルとにおける前記空芯部の一部分を埋めるものであって、前記第１コイルと第２コイルそれぞれの前記空芯部には、前記移動方向において前記第１永久磁石と第２永久磁石とのそれぞれによっては埋められることのない部分が残っている。 In one embodiment of the present invention, the first permanent magnet and the second permanent magnet fill a part of the air core part in the first coil and the second coil, and the first coil In the air core portion of each of the second coil and the second coil, there remains a portion that is not filled with each of the first permanent magnet and the second permanent magnet in the moving direction.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１コイルの前記空芯部と前記第２コイルの前記空芯部とのうちの少なくとも一方における前記部分は、磁化することのない材料によって埋められている。 In another embodiment of the present invention, at least one of the air core portion of the first coil and the air core portion of the second coil is filled with a material that is not magnetized. It has been.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とが、少なくとも部分的に、前記被検査物を介して互いに対向している。 In another embodiment of the present invention, the first permanent magnet and the second permanent magnet are at least partially opposed to each other via the object to be inspected.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１永久磁石と前記第２コイルの前記上流側部分とが少なくとも部分的に前記被検査物を介して互いに対向し、前記第２永久磁石と前記第１コイルの前記下流側部分とが少なくとも部分的に前記被検査物を介して互いに対向している。 In another embodiment of the present invention, the first permanent magnet and the upstream portion of the second coil are at least partially opposed to each other via the object to be inspected, and the second permanent magnet The downstream portion of the first coil is at least partially opposed to the inspection object.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分とが、少なくとも部分的に、前記被検査物を介して互いに対向している。 In another embodiment of the present invention, the downstream portion of the first coil and the upstream portion of the second coil are at least partially opposed to each other via the object to be inspected. Yes.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第２コイルの前記上流側部分は、前記移動方向において、前記第１コイルの前記下流側部分よりも下流側にあり、かつ、前記下流側部分から離間している。 In another embodiment of the present invention, the upstream portion of the second coil is downstream of the downstream portion of the first coil in the moving direction, and the downstream portion. It is away from.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１コイルにおける前記下流側部分の外側に第３永久磁石が追加され、前記第２コイルにおける前記上流側部分の外側に第４永久磁石が追加されている。 In another embodiment of the present invention, a third permanent magnet is added outside the downstream portion of the first coil, and a fourth permanent magnet is added outside the upstream portion of the second coil. Has been.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１永久磁石と第２永久磁石とが立方体または直方体のものである。 In another embodiment of the present invention, the first permanent magnet and the second permanent magnet are cubic or rectangular parallelepiped.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記差分型コイルが入力コイルに接続され、前記入力コイルからの信号を磁気センサによって検出する。 In another embodiment of the present invention, the differential coil is connected to an input coil, and a signal from the input coil is detected by a magnetic sensor.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記差分型コイルにおける信号を検流増幅器によって増幅する。 In another embodiment of the present invention, the signal in the differential coil is amplified by a galvanometer amplifier.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記装置が磁気シールドボックスの内部に設置されるものである。 In another embodiment of the present invention, the device is installed inside a magnetic shield box.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記装置は、前記上流側に前記被検査物に対しての静電気除去装置が使用されているものである。 In another embodiment of the present invention, the apparatus uses a static eliminator for the inspection object on the upstream side.
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記装置は、前記静電気除去装置で使用される高圧電源部の周波数と、前記装置の検出信号に対するローパスフィルタの設定値とを調整して前記磁性金属異物の信号を検出するものである。 In another embodiment of the present invention, the device adjusts the frequency of a high-voltage power supply unit used in the static eliminator and a set value of a low-pass filter for the detection signal of the device. It detects a foreign object signal.
この発明の実施態様の一つにおいて、前記第１コイルと前記第２コイルとが対向する方向において前記被検査物を介して同じ磁極が対向するように配置された一対の永久磁石によって磁石対が形成され、前記磁石対が前記装置の上流側と下流側とに配置されている。 In one embodiment of the present invention, a magnet pair is formed by a pair of permanent magnets arranged so that the same magnetic poles are opposed to each other through the inspection object in a direction in which the first coil and the second coil are opposed to each other. Formed and the magnet pairs are arranged upstream and downstream of the device.
磁性金属異物を検出するためのこの発明に係る装置では、永久磁石が差分型コイルにおける第１、第２コイルの空芯部に位置している。それゆえ、磁性金属異物は、永久磁石の磁束が作る静磁場を乱すと、差分型コイルに密着している第１、第２コイルによって即座に検出される。すなわち、磁性金属異物は、帯磁による磁力の低下を問題にすることなく容易に検出される。また、差分型コイルは、環境ノイズを減衰させるから、その意味においても、この発明に係る装置によれば磁性金属異物の検出が容易になる。 In the apparatus according to the present invention for detecting a magnetic metal foreign object, the permanent magnet is located at the air core portions of the first and second coils in the differential coil. Therefore, when the static magnetic field created by the magnetic flux of the permanent magnet is disturbed, the magnetic metal foreign matter is immediately detected by the first and second coils that are in close contact with the differential coil. In other words, the magnetic metal foreign matter is easily detected without causing a problem of a decrease in magnetic force due to the magnetization. Further, since the differential coil attenuates environmental noise, the magnetic metal foreign object can be easily detected according to the device according to the present invention.
添付の図面を参照して、この発明に係る磁性金属異物を検出するための装置の詳細を説明すると、以下のとおりである。 The details of an apparatus for detecting a magnetic metal foreign object according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図１は、この発明に係る装置１０の実施態様を例示するための検査システム１の概略図である。検査システム１では、被検査物である合成樹脂フィルム１１が矢印Ａで示す移動方向に向かって走行している。検査システム１に組込まれている装置１０は、巻き数が同じであって巻き方向が互いに逆になっている右巻きコイル１３と、左巻きコイル１４とが接続線１６によって直列に接続された差分型コイル１５を有し、図では右巻きコイル１３がフィルム１１の上方に位置し、左巻きコイル１４が下方に位置し、フィルム１１を介して右巻きコイル１３と左巻きコイル１４とが対向している。右巻きコイル１３と左巻きコイル１４の空芯部１７，１８には、直方体または立方体に形成されている第１永久磁石２１と第２永久磁石２２とが納められている。空芯部１７，１８は、移動方向Ａに寸法Ｘ１，Ｘ２を有し、第１、第２永久磁石２１，２２は、移動方向Ａに寸法Ｚ１，Ｚ２を有する（図２参照）。接続線１６は、増幅部３２に使用されている磁気トランスの入力コイル３３に接続されている。入力コイル３３の空芯部３４には、分解能が好ましくは１０μＴ／√Ｈｚ以下である常温高感度磁気センサまたはそれに代わる磁気センサ３６がセットされている。磁気センサ３６では、入力コイル３３からの磁気を電流信号に変換する。磁気センサ３６は信号処理電子回路３７に接続されている。信号処理電子回路３７は、増幅部とは別体の信号処理部（図示せず）につなげて、その信号処理部において検出結果の表示や検出のために必要な各種の操作をしてもよい。増幅部３２はまた、ＰＣパーマロイ製の磁気シールド容器部３８と蓋３９とを有する。図１において、双頭矢印Ｂは移動方向Ａに直交する装置１０の幅方向、換言すると移動方向Ａに対する交差方向を示し、双頭矢印Ｃは移動方向Ａと幅方向Ｂとに直交する装置１０の上下方向を示している。第１、第２コイル１３，１４と第１、第２永久磁石２１，２２とは、フィルム１１を横断するように幅方向Ｂへ延びている。 FIG. 1 is a schematic diagram of an inspection system 1 for illustrating an embodiment of an apparatus 10 according to the present invention. In the inspection system 1, the synthetic resin film 11 that is an object to be inspected travels in the moving direction indicated by the arrow A. The apparatus 10 incorporated in the inspection system 1 is a differential type in which a right-handed coil 13 and a left-handed coil 14 having the same number of turns and having opposite winding directions are connected in series by a connection line 16. In the figure, the right-handed coil 13 is located above the film 11, the left-handed coil 14 is located below, and the right-handed coil 13 and the left-handed coil 14 are opposed to each other through the film 11. A first permanent magnet 21 and a second permanent magnet 22 formed in a rectangular parallelepiped or a cube are accommodated in the air core portions 17 and 18 of the right-handed coil 13 and the left-handed coil 14. The air core portions 17 and 18 have dimensions X 1 and X 2 in the movement direction A, and the first and second permanent magnets 21 and 22 have dimensions Z 1 and Z 2 in the movement direction A (see FIG. 2). ). The connection line 16 is connected to an input coil 33 of a magnetic transformer used in the amplification unit 32. The air core portion 34 of the input coil 33 is set with a room temperature high sensitivity magnetic sensor having a resolution of preferably 10 μT / √Hz or less or a magnetic sensor 36 in place thereof. The magnetic sensor 36 converts magnetism from the input coil 33 into a current signal. The magnetic sensor 36 is connected to a signal processing electronic circuit 37. The signal processing electronic circuit 37 may be connected to a signal processing unit (not shown) separate from the amplification unit, and may perform various operations necessary for displaying and detecting the detection result in the signal processing unit. . The amplifying unit 32 also includes a magnetic shield container unit 38 and a lid 39 made of PC Permalloy. In FIG. 1, the double-headed arrow B indicates the width direction of the device 10 orthogonal to the moving direction A, in other words, the crossing direction with respect to the moving direction A, and the double-headed arrow C indicates the vertical direction of the device 10 orthogonal to the moving direction A and the width direction B. Shows direction. The first and second coils 13 and 14 and the first and second permanent magnets 21 and 22 extend in the width direction B so as to cross the film 11.
図２は、図１の装置１０についてのＩＩ−ＩＩ線断面図であって、フィルム１１は仮想線で示されている。図２において、差分型コイル１５を形成している右巻きコイル１３と左巻きコイル１４とは、右巻きコイル１３が移動方向Ａの上流側に位置し、左巻きコイル１４が移動方向Ａの下流側に位置するように、右巻きコイル１３に対して左巻きコイル１４が下流側に偏倚している。このように、差分型コイル１５のうちで移動方向Ａの上流側に位置するコイル、すなわち図２における右巻きコイル１３は、この発明において第１コイルと呼ばれ、下流側に位置するコイル、すなわち図における左巻きコイル１４は、この発明において第２コイルと呼ばれる。このように呼ばれる第１コイル１３と第２コイル１４とは、上流側部分１３ａ，１４ａと下流側部分１３ｂ，１４ｂとを有する。第１コイル１３の下流側部分１３ｂの直下には、第２コイル１４の上流側部分１４ａが位置している。また、第１コイル１３において、第１永久磁石２１が第１コイル１３の下流側部分１３ｂの内面側２３に対して、上流側から密着している。第２コイル１４においては、第２永久磁石２２が第２コイル１４の上流側部分１４ａの内面側２４に対して下流側から密着している。このように、第１コイル１３における下流側部分１３ｂと第２コイル１４における上流側部分１４ａとは、少なくとも部分的に、フィルム１１を介して対向していることがある。第１コイル１３と第２コイル１４との間では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂの内面側２３と第２コイル１４における上流側部分１４ａの内面側２４との間の移動方向Ａに沿う距離Ｄ１と、第１コイル１３における上流側部分１３ａの内面側２５と第２コイル１４における下流側部分１４ｂの内面側２６との距離Ｄ２とを比較すると、距離Ｄ１が距離Ｄ２よりも小さい。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the apparatus 10 of FIG. In FIG. 2, the right-handed coil 13 and the left-handed coil 14 forming the differential coil 15 are such that the right-handed coil 13 is located upstream in the moving direction A and the left-handed coil 14 is located downstream in the moving direction A. The left-handed coil 14 is biased downstream with respect to the right-handed coil 13 so as to be positioned. Thus, the coil located on the upstream side in the moving direction A among the differential coils 15, that is, the right-handed coil 13 in FIG. 2, is called the first coil in the present invention, that is, the coil located on the downstream side, The left-handed coil 14 in the figure is called a second coil in the present invention. The first coil 13 and the second coil 14 called in this way have upstream portions 13a and 14a and downstream portions 13b and 14b. An upstream portion 14 a of the second coil 14 is located immediately below the downstream portion 13 b of the first coil 13. In the first coil 13, the first permanent magnet 21 is in close contact with the inner surface 23 of the downstream portion 13 b of the first coil 13 from the upstream side. In the second coil 14, the second permanent magnet 22 is in close contact with the inner surface 24 of the upstream portion 14 a of the second coil 14 from the downstream side. Thus, the downstream portion 13b of the first coil 13 and the upstream portion 14a of the second coil 14 may be at least partially opposed via the film 11. Between the first coil 13 and the second coil 14, it follows the moving direction A between the inner surface side 23 of the downstream portion 13 b of the first coil 13 and the inner surface side 24 of the upstream portion 14 a of the second coil 14. the distance D 1, when compared with the inner surface 25 of the upstream portion 13a of the first coil 13 and the distance D 2 between the inner surface 26 of the downstream portion 14b of the second coil 14, the distance D 1 is than the distance D 2 Is also small.
図２においてはまた、第１コイル１３における上流側部分１３ａと第１永久磁石２１との間に空芯部１７の一部である間隙１７ａが形成され、間隙１７ａが移動方向Ａにおいて寸法Ｙ１を有している。第２コイル１４における下流側部分１４ｂと第２永久磁石２２との間には空芯部１８の一部である間隙１８ａが形成され、間隙１８ａが移動方向Ａにおいて寸法Ｙ２を有している。間隙１７ａ，１８ａは、そこを磁性金属異物５（図３参照）が通過しても第１、第２コイル１３，１４にその磁性金属異物５による顕著な信号が出ない部位であって、好ましい差分型コイル１５において、間隙１７ａ，１８ａの寸法Ｙ１，Ｙ２は後記するように少なくとも１５ｍｍである（図３参照）。 In FIG. 2, a gap 17 a that is a part of the air core portion 17 is formed between the upstream portion 13 a of the first coil 13 and the first permanent magnet 21, and the gap 17 a is dimension Y 1 in the moving direction A. have. Between the downstream portion 14b and the second permanent magnet 22 in the second coil 14 gap 18a which is a part of the air-core portion 18 is formed, the gap 18a has a dimension Y 2 in the direction of movement A . The gaps 17a and 18a are preferably portions where no significant signal is generated by the magnetic metal foreign matter 5 in the first and second coils 13 and 14 even if the magnetic metal foreign matter 5 (see FIG. 3) passes therethrough. In the differential coil 15, the dimensions Y 1 and Y 2 of the gaps 17a and 18a are at least 15 mm as will be described later (see FIG. 3).
図３は、図２の装置１０の移動方向Ａにおける磁束密度の変化を模式的に示す図である。ただし、第１、第２永久磁石２１，２２のそれぞれには、一例として移動方向Ａの寸法が１０ｍｍ、幅方向Ｂの寸法が７０ｍｍ、上下方向Ｃの寸法が２０ｍｍであって、表面磁束密度が４３２０ガウスのものが使用されている。第１、第２コイル１３，１４と第１、第２永久磁石２１，２２とは、被検査物であるフィルム１１を移動方向Ａへ進めることができるように、上下方向Ｃにおいて例えば６ｍｍ離間している。図にはまた、直径０．３ｍｍの鉄球である試験用の磁性金属異物５の位置が移動方向Ａの上流側から下流側に向かって５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄで示されている。 FIG. 3 is a diagram schematically showing a change in magnetic flux density in the moving direction A of the apparatus 10 of FIG. However, each of the first and second permanent magnets 21 and 22 has, as an example, a dimension in the moving direction A of 10 mm, a dimension in the width direction B of 70 mm, a dimension in the vertical direction C of 20 mm, and a surface magnetic flux density. The 4320 gauss one is used. The first and second coils 13 and 14 and the first and second permanent magnets 21 and 22 are separated by, for example, 6 mm in the vertical direction C so that the film 11 that is the object to be inspected can be advanced in the moving direction A. ing. In the figure, the position of the magnetic metal foreign object 5 for testing, which is an iron ball having a diameter of 0.3 mm, is indicated by 5a, 5b, 5c, 5d from the upstream side in the moving direction A toward the downstream side.
図３における磁性金属異物５ａは、第１永久磁石２１と第２永久磁石２２との磁束が錯交する静磁場にあって、その静磁場における磁束密度は５５００ガウスである。そこを通過する磁性金属異物５ａは、その静磁場における磁束を乱し、差分型コイル１５には検出可能なレベルの電流が流れる。 3 is a static magnetic field in which the magnetic fluxes of the first permanent magnet 21 and the second permanent magnet 22 are mixed, and the magnetic flux density in the static magnetic field is 5500 gauss. The magnetic metal foreign matter 5 a passing there disturbs the magnetic flux in the static magnetic field, and a current of a detectable level flows through the differential coil 15.
磁性金属異物５ｂは、第２永久磁石２２から下流側に向かってのオフセット距離が０ｍｍの点にあって、そこでの磁束密度は約２０００ガウスである。磁性金属異物５ｃは、第２永久磁石２２からのオフセット距離が７．５ｍｍであって、そこでの磁束密度は約１０００ガウスである。いずれの磁性金属異物５ｂ，５ｃも磁束を乱して差分型コイル１５には検出可能なレベルの電流が流れる。しかし、磁性金属異物５ｄは、オフセット距離が１５ｍｍであって、第２コイル１４における下流側部分１４ｂと同じ位置にある。そこでの磁束密度は約４００ガウスに過ぎないので、磁性金属異物５ｄは磁束を大きく乱すことができず、差分型コイル１５には検出可能なレベルの電流が流れない。 The magnetic metal foreign matter 5b is at a point where the offset distance from the second permanent magnet 22 toward the downstream side is 0 mm, and the magnetic flux density there is about 2000 gauss. The magnetic metallic foreign material 5c has an offset distance of 7.5 mm from the second permanent magnet 22, and the magnetic flux density there is about 1000 gauss. Any magnetic metal foreign matter 5b, 5c disturbs the magnetic flux, and a current of a detectable level flows through the differential coil 15. However, the magnetic metal foreign matter 5d has an offset distance of 15 mm and is located at the same position as the downstream portion 14b of the second coil 14. Since the magnetic flux density there is only about 400 gauss, the magnetic metal foreign matter 5d cannot greatly disturb the magnetic flux, and no detectable level of current flows through the differential coil 15.
このように形成されている装置１０では、後記するように差分型コイル１５の使用によって磁性金属異物５の検出に対する環境ノイズの影響を著しく減衰させることができる。それと同時に、磁性金属異物５は、第１コイル１３の下流側部分１３ｂと第２コイル１４の上流側部分１４ａとの近傍で第１永久磁石２１の磁束と第２永久磁石２２の磁束とが作る静磁場を通過するときに、その静磁場を乱すので、装置１０は、そのときに差分型コイル１５に生じる電流を磁性金属異物５による信号として捉えることができる。これらの結果として、装置１０では、Ｓ／Ｎ比が高い値のものになる。 In the apparatus 10 thus formed, the influence of environmental noise on the detection of the magnetic metal foreign material 5 can be significantly attenuated by using the differential coil 15 as will be described later. At the same time, the magnetic metal foreign object 5 is generated by the magnetic flux of the first permanent magnet 21 and the magnetic flux of the second permanent magnet 22 in the vicinity of the downstream portion 13b of the first coil 13 and the upstream portion 14a of the second coil 14. Since the static magnetic field is disturbed when passing through the static magnetic field, the apparatus 10 can capture the current generated in the differential coil 15 at that time as a signal from the magnetic metal foreign object 5. As a result, the device 10 has a high S / N ratio.
なお、図示例において、第１コイル１３と第１永久磁石２１とは上下方向Ｃの上方に位置し、第２コイル１４と第２永久磁石２２とは下方に位置しているが、第１コイル１３と第１永久磁石２１とが下方に位置し、第２コイル１４と第２永久磁石２２とが上方に位置する態様でこの発明を実施することもできる。 In the illustrated example, the first coil 13 and the first permanent magnet 21 are located above the vertical direction C, and the second coil 14 and the second permanent magnet 22 are located below, but the first coil 13 and the first permanent magnet 21 may be located below, and the present invention may be implemented in such a manner that the second coil 14 and the second permanent magnet 22 are located above.
図４の（ａ），（ｂ）のそれぞれは、実施態様を例示する図２と同様な図である。図４の（ａ），（ｂ）の装置１０は、それを図２の装置１０と比べると、第２コイル１４が上流側へ偏倚した状態にある。すなわち、図４の（ａ）では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂの直下に第２永久磁石２２が位置し、第１コイル１３における第１永久磁石２１の直下には第２コイル１４における上流側部分１４ａが位置している。第１コイル１３における下流側部分１３ｂの内面側２３と、第２コイル１４における上流側部分１４ａの内面側２４とは、上下方向Ｃへ延びる仮想線６の上にあり、第１コイル１３と第２コイル１４との間において、距離Ｄ１（図２参照）は距離Ｄ２よりも小さい。図４の（ｂ）では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂの直下に第２コイル１４における第２永久磁石２２の一部分が位置している。また、第１コイル１３における第１永久磁石２１の直下には第２コイル１４における上流側部分１４ａの一部分が位置している。第１コイル１３と第２コイル１４との間において、距離Ｄ１は距離Ｄ２よりも小さい。このように、装置１０では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂと第２コイル１４における第２永久磁石２２とが、少なくとも部分的に、フィルム１１を介して対向していることがある。また、第１コイル１３における第１永久磁石２１と第２コイル１４における第２永久磁石２２とが少なくとも部分的にフィルム１１を介して対向していることがある。 Each of (a) and (b) in FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 illustrating the embodiment. The device 10 of FIGS. 4A and 4B is in a state where the second coil 14 is biased to the upstream side as compared with the device 10 of FIG. That is, in FIG. 4A, the second permanent magnet 22 is located immediately below the downstream portion 13 b of the first coil 13, and the second coil 14 is directly below the first permanent magnet 21 of the first coil 13. The upstream portion 14a is located. An inner surface side 23 of the downstream portion 13b of the first coil 13 and an inner surface side 24 of the upstream portion 14a of the second coil 14 are on the imaginary line 6 extending in the vertical direction C. The distance D 1 (see FIG. 2) between the two coils 14 is smaller than the distance D 2 . In FIG. 4B, a part of the second permanent magnet 22 in the second coil 14 is located immediately below the downstream portion 13 b in the first coil 13. Further, a part of the upstream portion 14 a of the second coil 14 is located immediately below the first permanent magnet 21 in the first coil 13. Between the first coil 13 and second coil 14, the distance D 1 is less than the distance D 2. As described above, in the apparatus 10, the downstream portion 13 b in the first coil 13 and the second permanent magnet 22 in the second coil 14 may face at least partially through the film 11. Further, the first permanent magnet 21 in the first coil 13 and the second permanent magnet 22 in the second coil 14 may at least partially face each other through the film 11.
図５もまた、実施態様の一例を示す図２と同様な図である。ただし、図５における装置１０では、第１コイル１３に対して第２コイル１４が下流側に大きく偏倚していて、第１コイル１３の下流側部分１３ｂと第２コイル１４の上流側部分１４ａとの間には、間隙Ｇが生じている。このような状態にある第１コイル１３と第２コイル１４との間のおいても距離Ｄ１は距離Ｄ２よりも小さい。このように第１コイル１３の直下には第２コイル１４の一部分が存在していない場合の第１コイル１３と第２コイル１４とは、この発明において、フィルム１１を介して斜めに対向しているという。第１コイル１３と第２コイル１４とが斜めに対向していることは、第１コイル１３と第２コイル１４とが対向しているというときの一例である。 FIG. 5 is also a view similar to FIG. 2 showing an example of the embodiment. However, in the apparatus 10 in FIG. 5, the second coil 14 is largely biased to the downstream side with respect to the first coil 13, and the downstream portion 13 b of the first coil 13 and the upstream portion 14 a of the second coil 14 are There is a gap G between the two. Distance D 1 can have your between the first coil 13 in such a state and the second coil 14 is smaller than the distance D 2. Thus, in the present invention, the first coil 13 and the second coil 14 in a case where a portion of the second coil 14 does not exist immediately below the first coil 13 are opposed diagonally via the film 11 in the present invention. It is said. The fact that the first coil 13 and the second coil 14 face each other is an example when the first coil 13 and the second coil 14 face each other.
図６もまた実施態様の他の一例を示す図２と同様な図である。ただし、図６の装置１０の第１永久磁石２１と第２永久磁石２２とは、磁極の向きが移動方向Ａに一致している。この発明において、第１永久磁石２１と第２永久磁石２２とは、このような態様で使用することもできる。 FIG. 6 is also a view similar to FIG. 2 showing another example of the embodiment. However, the first permanent magnet 21 and the second permanent magnet 22 of the apparatus 10 of FIG. In this invention, the 1st permanent magnet 21 and the 2nd permanent magnet 22 can also be used in such a mode.
図７もまた実施態様の一例を示す図２と同様な図である。ただし、図７の装置１０では、図２における第１コイル１３の空芯部１７の一部分である間隙１７ａと第２コイル１４の空芯部１８の一部分である間隙１８ａとに、これら間隙１７ａ，１８ａを埋めるように、磁化することのない材料、例えばポリエチレン樹脂やＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂のブロック４１，４２が存在する。これらのブロック４１やブロック４２は、第１永久磁石２１や第２永久磁石２２とともに第１コイル１３や第２コイル１４の芯材となって、第１コイル１３や第２コイル１４の製作を容易にしたり、形状の保持や取り扱いを容易にしたりすることができる。ブロック４１やブロック４２は、図２に例示の第１コイル１３や第２コイル１４に限らず、例えば図６に例示の第１コイル１３や第２コイル１４でも使用することができる。 FIG. 7 is also a view similar to FIG. 2 showing an example of the embodiment. However, in the apparatus 10 of FIG. 7, the gap 17a, which is a part of the air core part 17 of the first coil 13 and the gap 18a that is a part of the air core part 18 of the second coil 14 in FIG. There are non-magnetized materials such as polyethylene resin, ABS resin, and synthetic resin blocks 41 and 42 such as epoxy resin so as to fill 18a. The block 41 and the block 42 become the core material of the first coil 13 and the second coil 14 together with the first permanent magnet 21 and the second permanent magnet 22, so that the first coil 13 and the second coil 14 can be easily manufactured. And the shape can be easily held and handled. The block 41 and the block 42 are not limited to the first coil 13 and the second coil 14 illustrated in FIG. 2, and can be used for the first coil 13 and the second coil 14 illustrated in FIG. 6, for example.
図８もまた、実施態様の一例を示す図２と同様な図である。ただし、図８の差分型コイル１５では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂの外面側４３に外付けの第３永久磁石２１ａが追加され、第２コイル１４における上流側部分１４ａの外面側４４に外付けの第４永久磁石２２ａが追加されている。このような差分型コイル１５は、図２のそれと比べると、第１コイル１３の下流側部分１３ｂと第２コイル１４の上流側部分１４ａとの近傍における磁束密度を高めて、磁性金属異物５の検出を容易にすることができる。 FIG. 8 is also a view similar to FIG. 2 showing an example of the embodiment. However, in the differential coil 15 of FIG. 8, an external third permanent magnet 21 a is added to the outer surface side 43 of the downstream portion 13 b of the first coil 13, and the outer surface side 44 of the upstream portion 14 a of the second coil 14. In addition, an external fourth permanent magnet 22a is added. Such a differential coil 15 increases the magnetic flux density in the vicinity of the downstream portion 13b of the first coil 13 and the upstream portion 14a of the second coil 14 as compared with that of FIG. Detection can be facilitated.
図９の（ａ），（ｂ）は、この発明に係る差分型コイル１５によって得られる環境ノイズの減衰効果を例示する図である。図９の（ａ）は、図４（ａ）の装置１０における第２コイル１４に代えて第１コイル１３と同じ右巻きのコイルが使用されている比較用装置（図示せず）によって、フィルム１１を走行させることはできるがそれを停止させた状態にある作業室（図示せず）のノイズを検出し、そのノイズを図１における増幅部３２につながる信号処理部（図示せず）で表示させたときの結果を示している。図の縦軸は電圧（Ｖ）であり、横軸は観測の経過時間（ｓｅｃ）である。（ａ）において、縦軸方向におけるピーク間距離の最大値は信号の幅ＶＰ−Ｐであって、その値は約１．１Ｖであった。（ｂ）は、図４（ａ）の装置１０、すなわち差分型コイル１５を含む装置１０を使用して同じ作業室のノイズを検出したときの結果を示している。（ｂ）において、縦軸方向のピーク間距離の最大値は信号の幅ＶＰ−Ｐであって、その値は約０．０６Ｖであり、比較用装置に比べると装置１０によるノイズの減衰効果は顕著であった。 FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating the attenuation effect of the environmental noise obtained by the differential coil 15 according to the present invention. FIG. 9A shows a film produced by a comparison device (not shown) in which the same right-handed coil as the first coil 13 is used instead of the second coil 14 in the device 10 of FIG. 11 is detected, but noise in a working room (not shown) in a state where it is stopped is detected, and the noise is displayed by a signal processing unit (not shown) connected to the amplifying unit 32 in FIG. The result is shown. The vertical axis in the figure is voltage (V), and the horizontal axis is the elapsed time of observation (sec). In (a), the maximum value of the peak-to-peak distance in the vertical axis direction is the signal width VP-P , and the value is about 1.1V. (B) has shown the result when the noise of the same working chamber is detected using the apparatus 10 of Fig.4 (a), ie, the apparatus 10 containing the difference type coil 15. FIG. In (b), the maximum value of the peak-to-peak distance in the vertical axis direction is the signal width VP -P , which is about 0.06 V, and the noise attenuation effect by the device 10 compared to the comparative device. Was remarkable.
図１０は、図４の（ａ）における装置１０と図１における増幅部３２とを使用して、磁性金属異物５を検出したときの試験結果を例示している。この試験で採用した主な条件は、次のとおりである。
（１）増幅部３２におけるＬＰＦ（ローパスフィルタ）の設定値：４００Ｈｚ
（２）磁性金属異物５：直径０．３ｍｍの鉄球
（３）磁性金属異物５の送り速度：１００ｍ／ｍｉｎ（鉄球をナイロン糸の表面に接着剤によって固定し、そのナイロン糸を１００ｍ／ｍｉｎの速度で走行させながら図１の装置１０を通過させた。）
（４）永久磁石２１，２２の種類と大きさ：ネオジウム磁石、移動方向Ａの寸法が１０ｍｍ、幅方向Ｂの寸法が７０ｍｍ、上下方向Ｃの寸法が２０ｍｍである直方体
（５）永久磁石２１，２２の表面磁束密度：４２３０ガウス
（６）第１、第２コイル１３，１４：直径０．５ｍｍの銅線、ターン数３００
（７）環境ノイズ：図１の装置１０が設置してある作業室において、差分型コイル１５から５００ｍｍ離れた位置でネオジウム磁石を周期的に振ることによって、環境ノイズを故意に作り出した。
FIG. 10 illustrates a test result when the magnetic metal foreign object 5 is detected using the apparatus 10 in FIG. 4A and the amplifying unit 32 in FIG. The main conditions adopted in this test are as follows.
(1) LPF (low-pass filter) set value in the amplifying unit 32: 400 Hz
(2) Magnetic metal foreign object 5: iron ball having a diameter of 0.3 mm (3) Feed speed of magnetic metal foreign object 5: 100 m / min (an iron ball is fixed to the surface of the nylon thread with an adhesive, and the nylon thread is 100 m / min) 1 was passed through the apparatus 10 while traveling at a speed of min.)
(4) Types and sizes of permanent magnets 21 and 22: a neodymium magnet, a rectangular parallelepiped having a dimension in the moving direction A of 10 mm, a dimension in the width direction B of 70 mm, and a dimension in the up and down direction C of 20 mm. 22 surface magnetic flux density: 4230 gauss (6) First and second coils 13, 14: copper wire having a diameter of 0.5 mm, number of turns 300
(7) Environmental noise: Environmental noise was intentionally created by periodically shaking a neodymium magnet at a position 500 mm away from the differential coil 15 in the working room where the apparatus 10 of FIG. 1 is installed.
図１０における縦軸は装置１０で検出した信号の幅（Ｖ）を示し、横軸は経過時間（ｓｅｃ）を示している。この試験では、ネオジウム磁石を振ることによって０．５１Ｖの幅で連続的に発生しているノイズに対して磁性金属異物５による３．５１Ｖの幅の信号が観察された。この試験におけるＳ／Ｎ比は、
３．５１／０．５１＝６．９
であって、磁性金属異物５を検出するための信号として十分なものであった。
The vertical axis in FIG. 10 indicates the width (V) of the signal detected by the apparatus 10, and the horizontal axis indicates the elapsed time (sec). In this test, a signal having a width of 3.51 V due to the magnetic metal foreign material 5 was observed with respect to noise continuously generated at a width of 0.51 V by shaking the neodymium magnet. The S / N ratio in this test is
3.51 / 0.51 = 6.9
Therefore, it was sufficient as a signal for detecting the magnetic metal foreign material 5.
図１１の（ａ）は、図１０における試験で使用した装置１０、およびその装置１０における第１コイル１３に対しての第２コイル１４の偏倚量を様々に変化させた装置（図示せず）で検出することのできた磁性金属異物５による信号の幅（Ｖ）を示している。縦軸は信号の幅（Ｖ）である。横軸は、移動方向Ａにおける第１永久磁石２１の寸法Ｚ１（図２参照）に対する第１コイル１３と第２コイル１４との間の寸法Ｄ１（図２参照）の割合を第２コイルの偏倚量として示している。上記（４）に記載のとおり、第１永久磁石２１の寸法Ｚ１は、１０ｍｍであり、第２永久磁石２２の寸法Ｚ２（図２参照）も１０ｍｍであった。図において、第２コイル１４の偏倚量が０であるときの第１コイル１３と第２コイル１４とは、図４の（ａ）の状態にあるもので、これら第１、第２コイル１３、１４は、内面側２３と内面側２４とが移動方向Ａにおいて同じ位置にある。偏倚量が−１であるときの第２コイル１４は、偏倚量が０であるときの位置から上流側へ１０mmだけ偏倚している。この偏倚している量は、第１永久磁石２１の寸法Ｚ１に等しい。このように偏倚量がマイナスであることは、図４の（ａ）における第２コイル１４が上流側へ偏倚していることを意味している。また、偏倚量が１であるときの第２コイル１４は、偏倚量が０であるときの位置から下流側へ１０ｍｍだけ偏倚していることを意味している。偏倚量がプラスであることは、図４の（ａ）における第２コイル１４が下流側へ偏倚していることを意味している。図１１の（ａ）にはまた、図１０の試験におけると同様にして検出された環境ノイズによる信号の幅（Ｖ）も示されている。図１１の（ａ）において、第１コイル１３と第２コイル１４とは、第２コイル１４の偏倚量が小さいほど、検出される信号の幅が大きくなっていて、磁性金属異物５の検出が容易になることが分かる。 FIG. 11A shows the apparatus 10 used in the test in FIG. 10 and an apparatus (not shown) in which the amount of deviation of the second coil 14 with respect to the first coil 13 in the apparatus 10 is changed variously. The width (V) of the signal due to the magnetic metal foreign object 5 that can be detected in FIG. The vertical axis represents the signal width (V). The horizontal axis represents the ratio of the dimension D 1 (see FIG. 2) between the first coil 13 and the second coil 14 to the dimension Z 1 (see FIG. 2) of the first permanent magnet 21 in the movement direction A. The amount of deviation is shown. As described in (4) above, the dimension Z 1 of the first permanent magnet 21 was 10 mm, and the dimension Z 2 (see FIG. 2) of the second permanent magnet 22 was also 10 mm. In the figure, the first coil 13 and the second coil 14 when the amount of deviation of the second coil 14 is 0 are in the state of FIG. 4A, and the first and second coils 13, 14, the inner surface side 23 and the inner surface side 24 are in the same position in the moving direction A. The second coil 14 when the deviation amount is −1 is biased by 10 mm from the position when the deviation amount is 0 to the upstream side. This biased amount is equal to the dimension Z 1 of the first permanent magnet 21. Thus, the negative amount of bias means that the second coil 14 in FIG. 4A is biased upstream. Further, the second coil 14 when the deviation amount is 1 means that the second coil 14 is displaced by 10 mm from the position when the deviation amount is 0 to the downstream side. A positive bias means that the second coil 14 in FIG. 4A is biased downstream. FIG. 11 (a) also shows the signal width (V) due to environmental noise detected in the same manner as in the test of FIG. In FIG. 11A, the first coil 13 and the second coil 14 have a larger detected signal width as the deviation amount of the second coil 14 is smaller. It turns out that it becomes easy.
図１１の（ｂ）には、図１１の（ａ）から得られたＳ／Ｎ比が示されている。発明者が知見したところによれば、図１における装置１０と増幅部３２とを使用して磁性金属異物５の信号をノイズと区別して確実に検出するには、Ｓ／Ｎ比が３以上であることが好ましい。図１１の（ｂ）に基づけば、そのような検出を可能にするために、第１コイル１３に対する第２コイル１４の偏倚量は、−１から２．５の範囲にあることが好ましい。なお、この発明において、装置１０は、差分型コイル１５を有することによって、それ自身で外部ノイズを減衰させることができ、当該技術分野で慣用のヨークによって外部ノイズの侵入を防ぐ必要はないのであるが、この発明はヨークを使用して実施することも可能である。 FIG. 11 (b) shows the S / N ratio obtained from FIG. 11 (a). According to the inventor's knowledge, in order to reliably detect the signal of the magnetic metal foreign material 5 from the noise using the apparatus 10 and the amplifying unit 32 in FIG. 1, the S / N ratio is 3 or more. Preferably there is. Based on (b) of FIG. 11, in order to enable such detection, the amount of deviation of the second coil 14 with respect to the first coil 13 is preferably in the range of −1 to 2.5. In addition, in this invention, the apparatus 10 can attenuate external noise by itself by having the differential coil 15, and it is not necessary to prevent the invasion of external noise by a yoke commonly used in the technical field. However, the present invention can also be implemented using a yoke.
図１２（ａ）は、この発明の実施態様の一例を示すための検査システム１の概略図であって、図４（ａ）の装置１０が磁気シールドボックス５１の内部に設置されている。磁気シールドボックス５１は、ＰＣパーマロイで形成された内外二層構造のもので、外側シールド層５２と内側シールド層５３とを有している。 FIG. 12A is a schematic view of an inspection system 1 for showing an example of an embodiment of the present invention, and the apparatus 10 of FIG. 4A is installed inside a magnetic shield box 51. The magnetic shield box 51 has an inner and outer two-layer structure formed of PC permalloy, and has an outer shield layer 52 and an inner shield layer 53.
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の装置１０と磁気シールドボックス５１とを図９で使用した作業室に設置し、フィルム１１の走行を停止させた状態でその作業室のノイズを検出したときの結果を示す図９（ｂ）と同様な図である。図１２（ｂ）における縦軸方向のピーク間距離の最大値、すなわち最大の信号の幅ＶＰ−Ｐは、０．０１Ｖであった。図９（ｂ）においてＶＰ−Ｐ＝０．０６Ｖであったことと比較して明らかなように、この発明に係る装置１０は、磁気シールドボックス５１の使用によって環境ノイズを顕著に減衰させることができた。 FIG. 12 (b) detects the noise in the work room when the apparatus 10 and the magnetic shield box 51 of FIG. 12 (a) are installed in the work room used in FIG. It is a figure similar to FIG.9 (b) which shows the result at the time of doing. Longitudinal axis of the maximum value of the distance between peaks in FIG. 12 (b), the ie width V P-P of the maximum signal was 0.01 V. As apparent from comparison with V P−P = 0.06 V in FIG. 9B, the device 10 according to the present invention significantly attenuates environmental noise by using the magnetic shield box 51. I was able to.
図１３は、実施態様の一例を示すための検査システム１についての図１２と同様な図である。ただし、図１３の検査システム１では、装置１０に対して磁気シールドボックス５１が使用されていることに加えて、上側ヨーク５８ａと、下側ヨーク５８ｂと、これら両ヨーク５８ａ,５８ｂを接続する側部ヨーク５８ｃ（後記図１６の（ｂ）参照）とを有するヨーク５８が使用されていて、下側ヨーク５８ｂが絶縁性ブロック６５に載せられている。磁気シールドボックス５１では、外側シールド層５２と内側シールド層５３とがアルミニウム製角パイプ５９で固定されていて、外側シールド層５２が、絶縁性の防振マウント６０を介して架台６１に載せられている。また、図１２における増幅部３２で使用されていた磁気トランスに代えて検流増幅器５６が使用されている。検流増幅器５６の使用を可能にするために、図１３では、ＢＮＣ形同軸ケーブル６２のジャック側６２ａが外側シールド層５２に組付けられていて、外側シールド層５２がアース６３の一部になっている。アース６３は、接続線１６のうちの接続線部分１６ａに接続されているため、アース６３と鉄製のヨーク５８とは同電位になる。また、アース６３は、ジャック側６２ａと接続されているため、アース６３と外側シールド層５２、パイプ５９、内側シールド層５３は同電位となる。絶縁性防振マウント６０は、架台６１から侵入する電界ノイズをカットする。絶縁性ブロック６５は、内側シールド層５３と差分型コイル１５で形成された検出コイルとを離間させることによって、良好な磁界シールド効果を発揮する。 FIG. 13 is a view similar to FIG. 12 for the inspection system 1 for showing an example of the embodiment. However, in the inspection system 1 of FIG. 13, in addition to the use of the magnetic shield box 51 for the apparatus 10, the upper yoke 58a, the lower yoke 58b, and the side connecting these two yokes 58a, 58b. A yoke 58 having a partial yoke 58c (see FIG. 16B described later) is used, and the lower yoke 58b is placed on the insulating block 65. In the magnetic shield box 51, the outer shield layer 52 and the inner shield layer 53 are fixed by an aluminum square pipe 59, and the outer shield layer 52 is placed on a pedestal 61 via an insulating vibration-proof mount 60. Yes. Further, a galvanometer amplifier 56 is used in place of the magnetic transformer used in the amplifying unit 32 in FIG. In FIG. 13, the jack side 62 a of the BNC type coaxial cable 62 is assembled to the outer shield layer 52, and the outer shield layer 52 becomes a part of the ground 63 in order to enable the use of the galvanic amplifier 56. ing. Since the ground 63 is connected to the connection line portion 16a of the connection line 16, the ground 63 and the iron yoke 58 have the same potential. In addition, since the earth 63 is connected to the jack side 62a, the earth 63, the outer shield layer 52, the pipe 59, and the inner shield layer 53 have the same potential. The insulating vibration-proof mount 60 cuts electric field noise that enters from the mount 61. The insulating block 65 exhibits a good magnetic field shielding effect by separating the inner shield layer 53 from the detection coil formed by the differential coil 15.
磁性金属異物５が付着または混入しているフィルム１１が永久磁石２１，２２の作る静磁場を走行すると、磁性金属異物５は静磁場を乱し、その磁場の変化によって差分型コイル１５に電圧が生じ、接続線部分１６ａを伝って電流６６が流れる。同軸ケーブル６７の同軸線中芯導体６７ｂは、接続線部分１６ｄと接続されているため、電流６６は、同軸線中芯導体６７ｂを伝って検流増幅器５６に流れる。同軸ケーブル６７の同軸線外導体６７ａは、接続線部分１６ａと接続されているため、検出部側のアース６３と増幅器側のアース６４とは、同電位となる。また、第２コイル１４の片側の接続線部分１６ｂは、下側ヨーク５８ｂと接続されているため、接続線部分１６ｂとアース６４とは同電位となる。検流増幅器５６では、アース６４を基準として電流６６を増幅し、出力電圧６８は同軸ケーブル６９を介して信号処理部５７で異物信号として検出される。 When the film 11 to which the magnetic metal foreign material 5 is attached or mixed travels in the static magnetic field formed by the permanent magnets 21 and 22, the magnetic metal foreign material 5 disturbs the static magnetic field, and the voltage is applied to the differential coil 15 by the change of the magnetic field. The current 66 flows through the connecting line portion 16a. Since the coaxial line core conductor 67b of the coaxial cable 67 is connected to the connection line portion 16d, the current 66 flows through the coaxial line core conductor 67b to the galvanometer amplifier 56. Since the coaxial line outer conductor 67a of the coaxial cable 67 is connected to the connection line portion 16a, the ground 63 on the detection unit side and the ground 64 on the amplifier side have the same potential. Further, since the connection line portion 16b on one side of the second coil 14 is connected to the lower yoke 58b, the connection line portion 16b and the ground 64 have the same potential. In the galvanic amplifier 56, the current 66 is amplified with reference to the ground 64, and the output voltage 68 is detected as a foreign substance signal by the signal processing unit 57 via the coaxial cable 69.
図１４は、実施態様の一例を示すための検査システム１についての図１３と同様な図である。ただし、図１４の検査システム１における装置１０では、被検査物であるフィルム１１に対して、交流式の静電気除去装置７０が使用されている。この静電気除去装置７０は、磁気シールドボックス５１の上流側にセットされた除電電極７１と除電電極７１につながる高圧電源部７２とを含んでいる。ポリプロピレン樹脂フィルムやポリエステル樹脂フィルム等の合成樹脂フィルムがフィルム１１として使用されるときに、フィルム１１が静電気を帯びていることによって、検出装置１０の検出結果には磁性金属異物５の信号と静電気ノイズとが混在し、磁性金属異物５の信号を容易に識別できる状態で検出することが困難になる、ということがある。図１４の装置１０では、その静電気を除去して、検出装置１０の検出結果から静電気ノイズをカットすることができるように、静電気除去装置７０が使用されている。ただし、このときには、フィルム１１から静電気を除去することができても、除電電極７１に対して使用した高圧電源部７２に起因するノイズが検出装置１０の検出結果に混在して、磁性金属異物５の検出を困難にするという場合がある。 FIG. 14 is a view similar to FIG. 13 for the inspection system 1 for showing an example of the embodiment. However, in the apparatus 10 in the inspection system 1 of FIG. 14, an AC static eliminating device 70 is used for the film 11 that is an object to be inspected. The static eliminator 70 includes a static elimination electrode 71 set on the upstream side of the magnetic shield box 51 and a high-voltage power supply unit 72 connected to the static elimination electrode 71. When a synthetic resin film such as a polypropylene resin film or a polyester resin film is used as the film 11, the film 11 is charged with static electricity. May be difficult to detect in a state where the signal of the magnetic metal foreign object 5 can be easily identified. In the apparatus 10 of FIG. 14, the static eliminator 70 is used so that the static electricity can be removed and the static noise can be cut from the detection result of the detection apparatus 10. However, at this time, even if the static electricity can be removed from the film 11, noise caused by the high-voltage power source 72 used for the static elimination electrode 71 is mixed in the detection result of the detection device 10, and the magnetic metal foreign material 5 May be difficult to detect.
そのような場合の検出装置１０においては、磁性金属異物５の信号周波数がフィルム１１の送り速度に依存していることを考慮に入れて、高圧電源部７２の周波数と検出装置１０に接続された増幅部３２（図１参照）におけるローパスフィルタ（ＬＰＦ）の設定値とを適宜選択すると、磁性金属異物５による異物信号をノイズと区別して検出することができるようになる。 In the detection device 10 in such a case, the frequency of the high voltage power source 72 and the detection device 10 are connected in consideration of the fact that the signal frequency of the magnetic metal foreign material 5 depends on the feed speed of the film 11. When the setting value of the low pass filter (LPF) in the amplifying unit 32 (see FIG. 1) is appropriately selected, the foreign substance signal generated by the magnetic metal foreign substance 5 can be detected separately from noise.
本発明者が知見した一例によれば、次のとおりであった。図１４において、８ｋＨｚの高圧電源に接続した静電気除去装置７０（春日電機（株）製除電電極ＣＦＢ３００）を外側シールド層５２の上流側８０ｍｍの位置にセットした。厚さ０．０８ｍｍのポリプロピレン樹脂フィルムの表面に磁性金属異物５として直径０．０７ｍｍの鉄球を接着剤で取付けて、被検査物であるフィルム１１を得た。フィルム１１は、１５０ｍ／ｍｉｎの速度で走行させた。ローパスフィルタの設定値が１００−１５０Ｈｚであるときに、磁性金属異物５の信号を検出することは容易であったが、５０Ｈｚおよび４００Ｈｚであるときにはその信号をノイズと識別することが困難であった。 According to an example found by the present inventors, it was as follows. In FIG. 14, the static eliminator 70 (static discharge electrode CFB300 manufactured by Kasuga Electric Co., Ltd.) connected to an 8 kHz high voltage power source was set at a position 80 mm upstream of the outer shield layer 52. An iron ball having a diameter of 0.07 mm was attached to the surface of a polypropylene resin film having a thickness of 0.08 mm as a magnetic metallic foreign material 5 with an adhesive to obtain a film 11 as an inspection object. The film 11 was run at a speed of 150 m / min. When the set value of the low-pass filter is 100-150 Hz, it was easy to detect the signal of the magnetic metal foreign object 5, but when it was 50 Hz and 400 Hz, it was difficult to distinguish the signal from noise. .
一般的にいえば、図１４において、被検査物が１０−６００ｍ／ｍｉｎの速度で走行する合成樹脂フィルムである場合、ローパスフィルタの設定値は３０−３００Ｈｚであることが好ましい。 Generally speaking, in FIG. 14, when the object to be inspected is a synthetic resin film traveling at a speed of 10 to 600 m / min, the setting value of the low-pass filter is preferably 30 to 300 Hz.
図１５と図１６の（ａ），（ｂ）とは、図１３の装置１０の使用態様の一例を含む検査システム１を示す図であって、図１５の検査システム１では複数の装置１０それぞれの頂面部分を形成している第１コイル１３と、第１永久磁石２１と、複数の装置１０を囲む磁気シールドボックス５１の外側シールド層５２と内側シールド層５３と、同軸コネクタのジャック側６２ａと、被検査物１１１とが見えている。図１６の（ａ）は、図１５の部分図であるが、同軸ケーブル６７と被検査物１１１との図示を省略して、第１コイル１３と第２コイル１４とが配置される状態を示し、図１６の（ｂ）は、図１６の（ａ）のＦ−Ｆ線矢視図である。 15 (a) and 16 (b) are diagrams showing an inspection system 1 including an example of a usage mode of the apparatus 10 of FIG. 13. In the inspection system 1 of FIG. The first coil 13 forming the top surface portion, the first permanent magnet 21, the outer shield layer 52 and the inner shield layer 53 of the magnetic shield box 51 surrounding the plurality of devices 10, and the jack side 62a of the coaxial connector. And the inspection object 111 are visible. FIG. 16A is a partial view of FIG. 15, but shows a state in which the first coil 13 and the second coil 14 are arranged without the illustration of the coaxial cable 67 and the inspection object 111. FIG. 16B is a view taken along the line F-F in FIG.
図１５に示されているように、被検査物１１１が図１に例示のフィルム１１等の被検査物よりも幅の広いものである場合や被検査物を載せた走行ベルトの幅が広いものである場合には、複数の装置１０を例えば被検査物１１１の幅方向Ｂへ一列に並べて被検査物１１１の幅全体が検査対象となるような態様で使用することができる。また、装置１０のそのような列を移動方向Ａに複数並べることもできる。例えば、図示例の如く移動方向Ａにおいて隣り合う一列目１０１の装置１０と二列目１０２の装置１０とを設け、これらの列１０１と１０２との間では、上流側に位置する一列目１０１の装置１０と装置１０との間に、下流側に位置する二列目１０２の装置１０をセットすることができる。外側シールド層５２には、装置１０のそれぞれから延びた接続線１６のそれぞれと電気的につながるＢＮＣ形同軸コネクタ（図１３参照）のジャック側６２ａが取付けられている。 As shown in FIG. 15, the inspection object 111 is wider than the inspection object such as the film 11 illustrated in FIG. 1, or the traveling belt on which the inspection object is placed is wide. In such a case, a plurality of devices 10 can be used in such a manner that, for example, the entire width of the inspection object 111 becomes an inspection object by arranging in a line in the width direction B of the inspection object 111. It is also possible to arrange a plurality of such rows of the apparatus 10 in the movement direction A. For example, as shown in the illustrated example, a device 10 in the first row 101 and a device 10 in the second row 102 that are adjacent in the moving direction A are provided, and between these rows 101 and 102, the first row 101 located upstream is provided. Between the apparatus 10 and the apparatus 10, the apparatus 10 of the 2nd row 102 located downstream can be set. Attached to the outer shield layer 52 is a jack side 62a of a BNC type coaxial connector (see FIG. 13) that is electrically connected to each of the connecting wires 16 extending from each of the devices 10.
図１６の（ａ）には、図１３における上側ヨーク５８ａの図示を省くことによって、一列目１０１と二列目１０２との第１コイル１３と第２コイル１４とが示されている。図１６の（ａ）にはまた、下側ヨーク５８ｂ、および下側ヨーク５８ｂと上側ヨーク５８ａとの間に介在する側部ヨーク５８ｃが示されている。 FIG. 16A shows the first coil 13 and the second coil 14 in the first row 101 and the second row 102 by omitting the illustration of the upper yoke 58a in FIG. FIG. 16A also shows the lower yoke 58b and the side yoke 58c interposed between the lower yoke 58b and the upper yoke 58a.
図１６の（ｂ）には、図１３の上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとに相当する上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとが示されていることに加えて、側部ヨーク５８ｃも示されている。一列目１０１と二列目１０２とにおいて第１永久磁石２１と第２永久磁石２２との間に延びる磁力線７４と７５とは互いに並行している。磁力線７４と７５とは、上下方向Ｃにおいて、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとを互いに接近させるように作用する他に、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとを流れ方向Ａまたはその逆方向へ動かすように作用する。このような上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとは、側部ヨーク５８ｃに対する取付け方を強固なものにして、相互の位置を安定させる。 In FIG. 16B, in addition to the upper yoke 58a and the lower yoke 58b corresponding to the upper yoke 58a and the lower yoke 58b of FIG. 13, a side yoke 58c is also shown. ing. Magnetic field lines 74 and 75 extending between the first permanent magnet 21 and the second permanent magnet 22 in the first row 101 and the second row 102 are parallel to each other. The magnetic lines 74 and 75 act in the vertical direction C so as to bring the upper yoke 58a and the lower yoke 58b closer to each other, and in addition, the upper yoke 58a and the lower yoke 58b move in the flow direction A or in the opposite direction. Acts to move. The upper yoke 58a and the lower yoke 58b are firmly attached to the side yoke 58c to stabilize the mutual position.
図１５，１６に示された態様で実施されるこの発明においても、増幅部（図１３参照）での検流増幅器（図示せず）の使用が可能であり、また、磁気シールドボックス５１によって環境ノイズを減衰させることが可能である。 Also in the present invention implemented in the mode shown in FIGS. 15 and 16, a galvanic amplifier (not shown) can be used in the amplifying unit (see FIG. 13). Noise can be attenuated.
図１７の（ａ），（ｂ）は、実施態様の一例を示す図１６の（ａ），（ｂ）と同様な図であって、図１７の（ａ）では上側ヨーク５８ａの図示が省かれて複数の装置１０の配置状態が示されている。図１７の（ｂ）は、図１７の（ａ）のＧ−Ｇ線矢視図である。ただし、図１７の一列目１０１では、図１６の一列目１０１と同様に第１コイル１３と第１永久磁石２１とが上側ヨーク５８ａに取付けられていて、第２コイル１４と第２永久磁石２２とが下側ヨーク５８ｂに取付けられているが、図１７の二列目１０２では、図１６の二列目１０２と異なっていて、第１コイル１３と第１永久磁石２１とが下側ヨーク５８ｂに取付けられ、第２コイル１４と第２永久磁石２２とが上側ヨーク５８ａに取付けられている。その結果として、磁力線７４と７５とは、互いに交差する方向へ延びている。また、一列目１０１における装置１０の上流側、好ましくは図示の如くそれぞれの装置１０の上流側には緩衝用の第１磁石対８１が設けられ、二列目１０２における装置１０の下流側、好ましくは図示の如くそれぞれの装置１０の下流側には緩衝用の第２磁石対８２が設けられている。 FIGS. 17A and 17B are views similar to FIGS. 16A and 16B showing an example of the embodiment. In FIG. 17A, the upper yoke 58a is not shown. The arrangement state of the plurality of devices 10 is shown. FIG. 17B is a GG line arrow view of FIG. However, in the first row 101 of FIG. 17, the first coil 13 and the first permanent magnet 21 are attached to the upper yoke 58 a as in the first row 101 of FIG. 16, and the second coil 14 and the second permanent magnet 22 are attached. Are attached to the lower yoke 58b. However, the second row 102 in FIG. 17 is different from the second row 102 in FIG. 16, and the first coil 13 and the first permanent magnet 21 are connected to the lower yoke 58b. The second coil 14 and the second permanent magnet 22 are attached to the upper yoke 58a. As a result, the magnetic force lines 74 and 75 extend in directions that intersect each other. Also, a first buffer pair 81 for buffering is provided on the upstream side of the device 10 in the first row 101, preferably on the upstream side of each device 10 as shown in the figure, and preferably on the downstream side of the device 10 in the second row 102, preferably on the downstream side. As shown in the drawing, a second magnet pair 82 for buffering is provided on the downstream side of each device 10.
第１、第２磁石対８１，８２のそれぞれは、上側ヨーク５８ａに取付けられた上方永久磁石８１ａ，８２ａのそれぞれと、下側ヨーク５８ｂに取付けられた下方永久磁石８１ｂ，８２ｂのそれぞれとを有する。上方永久磁石８１ａと下方永久磁石８１ｂ、および上方永久磁石８２ａと下方永久磁石８２ｂは、被検査物１１１（図１５参照）を介して同じ磁極が対向するようにヨーク５８に取り付けられていて、第１永久磁石２１と第２永久磁石２２との作用によって生じる上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとの互いに引付け合う力を弱める緩衝材になっている。 Each of the first and second magnet pairs 81 and 82 includes upper permanent magnets 81a and 82a attached to the upper yoke 58a and lower permanent magnets 81b and 82b attached to the lower yoke 58b. . The upper permanent magnet 81a and the lower permanent magnet 81b, and the upper permanent magnet 82a and the lower permanent magnet 82b are attached to the yoke 58 so that the same magnetic poles are opposed to each other via the inspection object 111 (see FIG. 15). This cushioning material weakens the attractive force between the upper yoke 58a and the lower yoke 58b generated by the action of the first permanent magnet 21 and the second permanent magnet 22.
図１７の実施態様によれば、一列目１０１の装置１０と二列目１０２の装置１０との間では、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとを流れ方向Ａまたはその逆方向へ動かそうとする第１永久磁石２１と第２永久磁石２２との力が互いに打ち消し合うように作用し、流れ方向Ａにおいて上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとの相互の位置を安定させることが容易になる。緩衝材である第１磁石対８１と第２磁石対８２との存在によって、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとは強く引付け合うことがなくなって、ヨーク５８の組立や分解の作業が容易になる。 According to the embodiment of FIG. 17, between the device 10 in the first row 101 and the device 10 in the second row 102, the upper yoke 58a and the lower yoke 58b are moved in the flow direction A or in the opposite direction. The forces of the first permanent magnet 21 and the second permanent magnet 22 act so as to cancel each other, and it becomes easy to stabilize the mutual position of the upper yoke 58a and the lower yoke 58b in the flow direction A. Due to the presence of the first magnet pair 81 and the second magnet pair 82 which are buffer materials, the upper yoke 58a and the lower yoke 58b are not attracted strongly, and the assembly and disassembly work of the yoke 58 is easy. Become.
第１磁石対８１と第２磁石対８２とによって例示されるような、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとを上下方向Ｃにおいて離間させるように作用する緩衝用の磁石対は、図１等に例示の装置１０に対しても使用することができる。１台または複数台の装置１０と共に１台または複数台の磁石対を使用するときに、磁石対の配置パターンに格別の規定はない。しかし、装置１０を取付けた上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとをバランスよく離間させるために、例えば１台の装置１０に対して図示例の第１磁石対８１と第２磁石対８２とを使用するときには、第１磁石対８１と第２磁石対８２とを装置１０の上流側と下流側とに配置するか、または幅方向Ｂ（図１参照）における装置１０の両側に配置することが好ましい。また、第１磁石対８１と第２磁石対８２とは、装置１０に関して対称となる位置にあることが一般的には好ましい。 A buffer magnet pair that acts to separate the upper yoke 58a and the lower yoke 58b in the vertical direction C as exemplified by the first magnet pair 81 and the second magnet pair 82 is shown in FIG. It can also be used for the exemplary device 10. When one or a plurality of magnet pairs are used together with one or a plurality of devices 10, there is no special rule for the arrangement pattern of the magnet pairs. However, in order to separate the upper yoke 58a and the lower yoke 58b to which the device 10 is attached in a balanced manner, for example, the first magnet pair 81 and the second magnet pair 82 of the illustrated example are used for one device 10. When doing so, it is preferable to arrange the first magnet pair 81 and the second magnet pair 82 on the upstream side and the downstream side of the device 10 or on both sides of the device 10 in the width direction B (see FIG. 1). . Further, it is generally preferable that the first magnet pair 81 and the second magnet pair 82 are in a symmetric position with respect to the apparatus 10.
合成樹脂フィルムが被検査物である場合を例にとって説明したこの発明に係る装置は、被検査物の種類を特定するものではなく、合成樹脂フィルム以外の被検査物に対しても使用することができる。 The apparatus according to the present invention described taking the case where the synthetic resin film is an object to be inspected as an example does not specify the type of the object to be inspected, and can be used for an object to be inspected other than the synthetic resin film. it can.
５ 磁性金属異物
１１ 被検査物（フィルム）
１３ 第１コイル（右巻きコイル）
１４ 第２コイル（左巻きコイル）
１７ 空芯部
１７ａ 部分（間隙）
１８ 空芯部
１８ａ 部分（間隙）
２１ 第１永久磁石
２１ａ 第３永久磁石
２２ 第２永久磁石
２２ａ 第４永久磁石
３２ 増幅部
５１ 磁気シールドボックス
７０ 静電気除去装置
８１ 磁石対（第１磁石対）
８１ａ 永久磁石
８１ｂ 永久磁石
８２ 磁石対（第２磁石対）
８２ａ 永久磁石
８２ｂ 永久磁石
１１１ 被検査物
Ａ 移動方向
Ｂ 幅方向
Ｃ 上下方向
Ｄ１ 距離
Ｄ２ 距離
5 Magnetic metal foreign matter 11 Inspected object (film)
13 First coil (right-handed coil)
14 Second coil (left-handed coil)
17 Air core part 17a part (gap)
18 Air core part 18a part (gap)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 1st permanent magnet 21a 3rd permanent magnet 22 2nd permanent magnet 22a 4th permanent magnet 32 Amplifying part 51 Magnetic shield box 70 Static electricity removal apparatus 81 Magnet pair (1st magnet pair)
81a Permanent magnet 81b Permanent magnet 82 Magnet pair (second magnet pair)
82a Permanent magnet 82b Permanent magnet 111 Inspected object A Movement direction B Width direction C Vertical direction D 1 distance D 2 distance
Claims (15)
前記検出コイルが、右巻きコイルおよび左巻きコイルいずれかの一方である第１コイルと、前記いずれかのもう一方である第２コイルとによって形成される差分型コイルであって、前記第１コイルと第２コイルとを前記被検査物を介して対向するように配置し、
前記永久磁石が、前記第１コイルの空芯部に位置していて前記上流側から前記下流側に向かう方向において前記第１コイルの下流側部分に密着する第１永久磁石と、前記第２コイルの空芯部に位置していて前記下流側から前記上流側に向かう方向において前記第２コイルの上流側部分に密着する第２永久磁石とであって、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とによって静磁場を形成し、
前記移動方向において、前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分との間の距離が前記第１コイルの上流側部分と前記第２コイルの下流側部分との間の距離よりも小さくなるように、前記第２コイルを前記第１コイルよりも下流側に偏倚させ、
前記磁性金属異物が前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分との間を通過するときに前記静磁場が乱れて生じる前記差分型コイルにおける信号によって前記磁性金属異物を検出することを特徴とする前記装置。 An apparatus for detecting a magnetic metal foreign matter contained in an object to be inspected that travels along a moving direction from the upstream side toward the downstream side, using a permanent magnet and a detection coil,
The detection coil is a differential coil formed by a first coil that is one of a right-handed coil and a left-handed coil and a second coil that is any one of the other, the first coil, The second coil is disposed so as to face the inspection object,
A first permanent magnet that is located in an air core portion of the first coil and is in close contact with a downstream portion of the first coil in a direction from the upstream side to the downstream side; and the second coil A second permanent magnet that is in close contact with the upstream portion of the second coil in a direction from the downstream side toward the upstream side, the first permanent magnet and the second permanent magnet. Create a static magnetic field with a magnet,
In the moving direction, the distance between the downstream portion of the first coil and the upstream portion of the second coil is between the upstream portion of the first coil and the downstream portion of the second coil. The second coil is biased downstream of the first coil so as to be smaller than the distance of
The magnetic metal foreign matter is generated by a signal in the differential coil that is generated when the static magnetic field is disturbed when the magnetic metal foreign matter passes between the downstream portion of the first coil and the upstream portion of the second coil. The apparatus according to claim 1, wherein:
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