JPH03218490A - 金属体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明はループコイルを用いる金属体検知装置に関する
。

〈従来の技術〉 例えば地面の中にループコイルを埋め、その上を例えば
金属部品が多く使用されている自動車等が通過するとル
ープコイルのインダクタンスが変化し、その変化を検出
することにより金属体を検知する金属体検知装置が知ら
れている．この金属体検知装置は、例えば鉄道交通等に
おいてはループコイルを踏み切り内に設置し、遮断機が
降りた時自動車が閉じ込められているかどうかを検出し
、自動車が閉じ込められている場合には例えば列車の運
転手に知らせるようにして安全に処置する為に使用され
ている。

このような金属体を検知する方法として、金属体がルー
プコイルの近傍にあると金属体とループコイルとが電磁
結合してループコイルのインダクタンスが変化するのを
利用して、ループコイルとコンデンサとのＬＣ発振回路
に交流信号を印加してインダクタンス変化による交流信
号の周波数の変化を検知する方法がある． かかる方式を用いた従来の金属体検知装置を示す第３図
において、交流信号を発生する信号発生器３の中にコン
デンサが内蔵されていて、ループコイル２と信号発生器
３のコンデンサとでＬＣ回路が構成され、信号発生器３
からこのＬＣ回路に交流信号が印加され、ＬＣ発振回路
が形成されている。ここで例えば自動車等の金属体ｌが
地上を通過すると金属体１とループコイル２とが電磁結
合し、ループコイル２のインダクタンスが変化し、信号
発住器３から出力された交流信号の周波数が変化する。

通常金属体ｌがあるとループコイル２のインダクタンス
が小さくなり、発振周波数は高くなる。周波数変化検出
部４はこの信号発生器３から出力された交流信号の周波
数の変化を監視し、周波数が閾値以上変化すると周波数
変化検出部４は金属体ｌが通過したことを検知して金属
体検知信号を金属検出部５に出力する。

く発明が解決しようとする課題〉 ところで、従来の金属体検知装置では、使用する交流信
号の周波数は１つである。またループコイル２の近傍に
金属体ｌがある時の交流信号の周波数の変化は通常１％
以下である。このような周波数の小さな変化を検出する
場合に例えば近くに強い雑音があるとその雑音と交流信
号とが結合して金属体ｌが無くても交流信号の周波数が
変化してしまうことがある。この雑音の交流信号への影
響は雑音の周波数が交流信号の周波数に近くなるにした
がって大きくなり、金属体検知用に使用している交流信
号の周波数が１つであると、この雑音の影響によって金
属体検知装置が誤検知してしまうおそれがあった。

本発明ではこのような従来の課題に鑑みてなされたもの
で、雑音の影響を受けないような信顧性の高い金属体検
出装置を徒供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、ループコイルのインダクタンス変化
に基づいて金属体の有無を検知する金属体検知装置にお
いて、前記ループコイルに印加する基準交流信号を発生
させる基準交流信号源と、前記ループコイルに印加され
た基準交流信号の周波数を一定の時間間隔で複数の周波
数に切り替えて前記複数の周波数を周回させると共に前
記ループコイルの周波数の切り替えに同期して同期信号
を出力する周波数切り替え制御手段と、順次一定時間間
隔で切り替えられる前記ループコイルの複数の交流信号
を出力する信号発生手段と、前記信号発生手段から順次
出力された複数の交流信号の各周波数を、前記各周波数
毎に対応して予め設定された其々の周波数変化の閾値と
前記同期信号に基づいて比較し、前記信号発生手段から
出力された各交流信号の周波数が前記閾値以上であると
きその周波数信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段
に記憶された周波数信号の数に基づいて金属体の有無を
判定する判定手段と、を備えた。

〈作用〉 上記の構成によれば、ループコイルに基準交流信号源で
発生した基準交流信号が印加され、周波数切り替え制御
手段により基準交流信号の周波数を一定の時間間隔で複
数の周波数に切り替えられ、複数の周波数は周回する。

そして順次一定時間間隔で切り替えられるループコイル
に流れる複数の交流信号は信号発生手段から記憶手段に
出力される。信号発生手段から順次出力された複数の交
流信号の各周波数と、各周波数に対応して予め設定され
た其々の周波数変化の閾稙とは、周波数切り替え制御手
段から出力された同期信号に基づいて順次比較される。

ループコイルの近傍に金属体がある時信号発生手段から
出力される交流信号の各周波数は変化する。この時信号
発生手段から出力された各交流信号の周波数が閾値以上
であるときその周波数信号は記憶手段に記憶される。判
定手段は記憶手段に記憶されている周波数信号の数に基
づいてループコイルの近傍の金属体の有無を判定する。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図〜第２図に基づいて説
明する。尚、第３図と同一要素のものについては同一符
号を付して説明は省略する。

本実施例を示す第１図において金属体検出装置は、金属
体ｌが近傍にあると金属体ｌと電磁結合してインダクタ
ンスが変化するループコイル２と、基準交流信号を発生
してループコイル２に基準交流信号を印加する基準交流
信号源と、ループコイル２に順次一定時間間隔で切り替
えられる複数の交流信号を出力する信号発生手段とを韮
ねる信号発生器３と、ループコイル２０１つの端子に並
列に接続しているコンデンサ００〜Ｃ，Ｉと各コンデン
サの端子との接続の切り替えスイッチＳとを備えた周波
数切替器７と、スイッチＳを一定の時間間隔で切り替え
ると共にループコイル２の周波数の切り替えに同期して
同期信号を出力する制御部６と、信号発生器３の出力端
に接続し、制御部６の同期信号に基づいて信号発生器３
から順次出力された複数の交流信号の各周波数を、閾値
記憶部８ｂに記憶されて前記各周波数に対応して予め設
定された其々の周波数変化の閾値と同期信号に基づいて
周波数比較器８ａにて比較し、信号発生器３から出力さ
れた各交流信号の周波数が閾値以上であるときその周波
数信号を周波数変化記憶部８Ｃに記憶する記憶手段であ
る周波数記憶部８と、周波数変化記憶部８Ｃに記憶され
た周波数信号の数に基づいて金属体１の有無を判定する
判定手段である金属体検出部５と、を備えることによっ
て構成される。ここで周波数切り替え制御手段は制御部
６と周波数切替器７とで構成される。

次に動作を説明する。

信号発生器３は基準交流信号を発生させ、発生した基準
交流信号はループコイル２、周波数切替器７、信号発生
器３とによって構成されたＬＣ発振回路に印加される。

制御部６は周波数切替器７のスイッチＳによりコンデン
サ００〜Ｃ，１、そして再びコンデンサ００〜Ｃ７を一
定時間間隔で切り替え、それにしたがって複数の周波数
１０〜ｆ７は第２図ｂの時間ｔ，％ｔ，のように一定時
間間隔ｔ０で切り替えられ、そして周回する。この複数
の交流信号は信号発生器３から周波数比較器８ａに出力
される。周波数比較器８ａは制御部６からの同期信号に
基づいて信号発生器３から出力された交流信号の各周波
数と、閾値記憶部８ｂに記憶されている各周波数に対応
した周波数変化の閾値とを比較する。

ここでループコイル２の近傍に金属体１がある場合、例
えば第２図ａの時間（３〜ｔ４のように周波数１７はｆ
．　ｌへ、・・・、ｆ１はｆ１゜へと変化する。

周波数比較器８ａにより周波数ｆａ　＋　は周波数ｆい
の周波数変化の閾値と比較され、閾値以上であれば周波
数ｆ７゛　は周波数変化記憶部８ｃに周波数信号として
記憶される。次に周波数ｆ０″が周波数ｆ０の周波数変
化の閾値と比較され、閾値以上であれば周波数ｆ０が周
波数変化記憶部８ｃに周波数信号として記憶され、順次
各周波数が対応した閾値と比較されて閾値以上の周波数
が周波数信号として周波数変化記憶部８ｃに記憶される
。そして時間ｔ，から（ｎ＋１）個目の周波数ｆａ−１
゜　が閾値と比較されると金属体検出部５は周波数変化
記憶部８ｃに記憶されている周波数信号から例えば論理
積演算を行い、雑音の影響で金属体ｌの誤検知をしない
ようにしてループコイル２の近傍に金属体ｌがあると判
定して金属体検知信号ｄを出力する。

かかる構成によれば、発生させた基準交流信号の周波数
を一定の時間間隔ｔ，で複数の周波数に切り替えてルー
プコイル２に印加し、複数の交流信号の各周波数を切り
替えに同期して周波数変化の閾値と比較し、閾値以上変
化した周波数信号の中で論理積演算を行ってループコイ
ル２の近傍に金属体ｌがあるかどうかを判定することに
より、ループコイル２の近くに雑音があってもすべての
交流信号の周波数が影響を受けることがないので、金属
体検知装置が誤検知することがなく、確実に金属体ｌを
検知することが出来、金属体検知装置の信顛性を向上さ
せることが出来る。また金属体検出部５を例えば多数決
や論理積等の論理演算回路で構成することにより、金属
体１をより確実に検知すること出来、さらに信軌性が向
上する．尚、この金属体検出部５の構成は論理積演算回
路に限らず、例えば多数決演算回路であってもよい．金
属体検出部５を多数決演算回路によって構成することに
より、金属体検知装置の近くに雑音があっても影響を受
ける交流信号は雑音に近い周波数の交流信号だけであり
誤信号を排除することが出来、金属体ｌをよりｉ１実に
検知することが出来、さらに信幀性を向上させることが
出来る。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、ループコイルに印
加された基準交流信号の周波数は、周波数切り替え制御
手段により一定の時間間隔で複数の周波数に切り替えら
れ、信号発生手段から順次出力された複数の交流信号の
各周波数が各周波数に対応して予め設定された其々の周
波数変化の閾値以上であれば、記憶手段に周波数信号が
記憶され、判定手段は周波数信号の数に基づいてループ
コイルの近傍の金属体の有無を判定することにより、金
属体検知装置の近傍に雑音があっても複数の交流信号の
すべての周波数が影響を受けることはなく、誤検知せず
に確実に金属体検知を行うことが出来、金属体検知装置
の信顛性を向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の信号波形図、第３図は従来のブロック図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ループコイルのインダクタンス変化に基づいて金属体の
   有無を検知する金属体検知装置において、前記ループコ
   イルに印加する基準交流信号を発生させる基準交流信号
   源と、 前記ループコイルに印加された基準交流信号の周波数を
   一定の時間間隔で複数の周波数に切り替えて前記複数の
   周波数を周回させると共に前記ループコイルの周波数の
   切り替えに同期して同期信号を出力する周波数切り替え
   制御手段と、 順次一定時間間隔で切り替えられる前記ループコイルの
   複数の交流信号を出力する信号発生手段と、 前記信号発生手段から順次出力された複数の交流信号の
   各周波数を、前記各周波数毎に対応して予め設定された
   其々の周波数変化の閾値と前記同期信号に基づいて比較
   し、前記信号発生手段から出力された各交流信号の周波
   数が前記閾値以上であるときその周波数信号を記憶する
   記憶手段と、前記記憶手段に記憶された周波数信号の数
   に基づいて金属体の有無を判定する判定手段と、を備え
   たことを特徴とする金属体検知装置。