JPH0411187Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は被検査体に混入した金属を検出する
金属検出装置に関し、特に一つの検出ヘツドによ
つて鉄および非鉄金属を同時に高感度に検出でき
るようにした金属検出装置に関する。

製品中に混入した金属を検出するなどの目的で
用いられる金属検出装置は、一般に第１図に示す
検出原理によつている。

第１図において、１は検出ヘツドで、発振器か
らの交番信号を与えられて交番磁界を発生させる
送信コイルＰと、この送信コイルＰに対向して、
送信コイルＰによる交番磁界の磁力線が等量交わ
り交番磁界によつて生じる誘起電圧Ｅ１，Ｅ２が
等しくなるように配置された二つの受信コイルＳ
１，Ｓ２とを備えている。このように配置された
送信コイルＰと受信コイルＳ１，Ｓ２との間を、
一方に受信コイルＳ１からの他方の受信コイルＳ
２方向へと、所定速度で被検査体Ｗを搬送装置
（図示せず）によつて搬送する。被検査体Ｗ中に
金属が混入していれば、金属によつて磁力線に変
化が生じる。すなわち、被検査体Ｗが鉄が混入し
ている場合には、第２図に示すように、被検査体
Ｗが例えば受信コイルＳ１を通過するとき鉄の存
在によつて磁路が変形された受信コイルＳ１に交
わる磁力線が増えて誘起電圧Ｅ１が増え、他方の
受信コイルＳ２の誘起電圧Ｅ２より大となる。非
鉄金属が混入している場合には、第３図に示すよ
うに非鉄金属内に渦電流が流れ、渦電流のエネル
ギーとして電磁束が消費されて一方の受信コイル
Ｓ１に交わる磁力線が減り、誘起電圧Ｅ１が減
り、他方の受信コイルＳ２の誘起電圧Ｅ２より小
となる。このように被検査体Ｗ中に金属が混入し
ている場合には検出ヘツド通過時において第１、
第２の受信コイルＳ１，Ｓ２の誘起電圧Ｅ１、Ｅ
２に差が生じ、この両者の差電圧を不平衡信号と
して出力して金属を検出している。

第４図は上記検出原理に基づいた従来の金属検
出装置の構成の概略を示す図である。すなわち発
振器２からは所定周波数の信号を検出ヘツド１の
送信コイルＰの出力して、送信コイルＰに交番磁
界を発生させる。被検査体Ｗを送信コイルＰと第
１、第２の受信コイルＳ１，Ｓ２との間を搬送装
置によつて移動させる。被検査体Ｗ中に金属が混
入している場合、この移動中に第１、第２の受信
コイルＳ１，Ｓ２における誘起電圧Ｅ１，Ｅ２に
差が生じ、この差信号をバランス回路３から不平
衡信号として出力させる。

金属のうち鉄の場合と非鉄金属の場合とでは前
記したように誘起電圧に変動に関して逆の現象が
生じており、送信コイルに印加される高周波数電
流の位相と検出感度との関係は、鉄の場合の金属
感度の最良点と非鉄金属の検出感度の最良点の位
相が約90°ずれることが知られている。従つて、
この不平衡信号を増幅器４を介して二つの位相検
波器５ａおよび５ｂへ送り、互いに90°位相をず
らして前記不平衡信号を検波して、位相検波器５
ａの検波出力に基づいて鉄の検出信号を出力さ
せ、90°進んだ位相検波器５ｂの検波出力に基づ
いて非鉄金属に検出信号を出力させる。

このように従来の金属検出装置では、一つの検
出ヘツドを用い、その受信コイルを１つの周波数
の駆動信号で駆動して鉄と非鉄金属とを同時に検
出するようにしている。

また、前記送信コイルを駆動する駆動信号に周
波数によつて、金属検出の感度が変化することは
すでに知られているが、被検査体に材質自体によ
つても磁力線への影響（マテリアル・エフエク
ト）が生じ、しかもマテリアル・エフエクトの度
合の周波数によつて変化するため、鉄に検出に最
適の周波数と非鉄金属に検出に最適の周波数とは
異なる。

しかして従来の金属装置では、被検査体の材質
自体による影響に少なく鉄も非鉄金属も共に高感
度に検出できるように１つの周波数を選択して送
信コイルを駆動し、検出を行つているが、前記し
たように検出に最適の周波数およびマテリアル・
エフエクトの最も少ない周波数が、鉄と非鉄金属
とでは異なるため、１つの周波数を選択しても、
一方の検出感度を良くすると他方の検出感度が悪
くなり鉄と非鉄金属との両者共に高感度にするこ
とは難しかつた。このため、検出ヘツドを２個設
け、それぞれ異なる周波数で鉄、非鉄金属を別個
に検出していた。

この考案は上記に問題を解決し、鉄と非鉄金属
とを送信コイルを１つしか用いなくても最高感度
に検出するようにした金属検出装置を提供するこ
とを目的といている。この目的のため、この考案
では、鉄および非鉄金属を検出するのにそれぞれ
最適の二つの周波数の駆動信号によつて一つの送
信コイルを同時に駆動し、受信コイル側からの不
平衡信号を前記二つの周波数成分に分波し、この
分波した２つの信号を互いに90°異なる位相検波
することによつて、それぞれ鉄および非鉄金属に
検出信号を出力させるようにしたことを特徴とし
ている。

以下、図面に基づいてこの考案の実施例を説明
する。

第５図はこの考案の一実施例による金属検出装
置に構成に概略を示すブロツク図である。

第５図において、１１ａ，１１ｂは被検査体Ｗ
の種類に応じてそれぞれ鉄、非鉄金属に最適の周
波数の駆動信号を出力する発振器、１２ａ，１２
ｂはそれぞれ発振器１１ａ，１１ｂの出力信号を
増幅する電圧増幅器、１３は検出ヘツド１４の送
信コイルＰを駆動するトランスであつて、一次巻
線Ｃ１，Ｃ２に印加される二つの異つた周波数の
駆動信号によつて、送信コイルＰは駆動される。
１４は送信コイルＰとこれに対向して配置された
二つの受信コイルＳ１，Ｓ２とから成る検出ヘツ
ドであつて、二つの受信コイルＳ１，Ｓ２は金属
が存在しない場合のは送信コイルＰが発生する交
番磁界の磁力線が等量交わつて各誘起電圧Ｅ１，
Ｅ２が等しくなるように配置されている。

１５が受信コイルＳ１，Ｓ２にそれぞれ生じる
誘起電圧Ｅ１，Ｅ２に差を不平衡信号として出力
するバランス回路である。１６は不平衡信号を増
幅する交流増幅器である。１７はバランス回路１
５の不平衡信号から、二つの発振器１１ａ，１１
ｂの二つの駆動信号に２つの周波数成分に分離す
る分波である。１８ａ，１８ｂはそれぞれ鉄、非
鉄金属を検出するための位相検波器であつて、そ
れぞれ移相器１９ａ，１９ｂを介した電圧増幅器
１２ａ，１２ｂからの出力信号によつて位相検波
器１８ｂ側検波器１８ａより90°位相が進んで検
波される。２０ａ，２０ｂはそれぞれ位相検波器
１８ａ，１８ｂに検波出力信号から被検査体Ｗを
移動させる搬送装置の振動あるいは検出コイルＳ
１，Ｓ２に近在する他の金属などによるノイズを
除去するためのフイルタ、２１ａ，２１ｂはそれ
ぞれフイルタ、２０ａ，２０ｂの出力信号を増幅
器、２２ａ，２２ｂは増幅器２１ａ，２１ｂの出
力信号レベルが、設定された基レベルを超えてい
る場合に、それぞれ鉄の検出信号、非鉄金属の検
出信号を出力する比較器、２３はオア回路であ
る。

次に上記構成の金属検出装置に動作について説
明する。

発振器１１ａ，１１ｂからは被検査体に種類に
応じて選定された、それぞれ鉄、非鉄金属の検出
に最適な２つの異なる周波数の駆動信号が出力さ
れ、それぞれ電圧増幅器１２ａ，１２ｂで増幅さ
れて、駆動トランス１３の一次巻線Ｃ１，Ｃ２に
送られるこれによつて検出ヘツド１４の送信コイ
ルＰは二つの異なる周波数で駆動されて交番磁界
を発生する。この交番磁界に磁力線は金属が存在
じない場合に２個の受信コイルＳ１，Ｓ２に等量
交わつて各誘起電圧Ｅ１，Ｅ２は等しくなつてい
る。

送信コイルＰと２個の受信コイルＳ１，Ｓ２と
の間をＳ１からＳ２方向に所定速度で、搬送装置
によつて被検査体Ｗを搬送すると、被検査体Ｗに
金属が存在している場合には磁力線は変化して２
個の受信コイルＳ１，Ｓ２の誘起電圧Ｅ１，Ｅ２
は等しくなくなり、バランス回路１５から不平衡
信号が生じる。バランス回路１５からの不平衡信
号は交流増幅器１６で増幅され、分波器１６によ
つて発振器１１ａに周波数成分と発振器１１ｂの
周波数成分とに分離され、それぞれ鉄を検出する
ための位相検波器１８ａ、非鉄金属を検出するた
めの位相検波器１８ｂに送られる。位相検波器１
８ａ，１８ｂでは、移相器１９ａ，１９ｂの互い
に90°位相の異なる信号（位相検波器１９ｂが90°
位相が進んでいる。）によつてそれぞれ検波され
る。

位相検波器１８ａ位相検波器１８ｂの出力信号
はそれぞれフイルタ２０ａ，２０ｂによつて、被
検査体を移動させる搬送装置の振動によるノイ
ズ、検出コイル部４の近在の他の金属によるノイ
ズなどが除去され、増幅回路２１ａ，２１ｂで増
幅され、比較器２２ａ，２２ｂで所定に基準レベ
ルより大であるか否かが比較され、このレベルを
超えている場合にそれぞれ鉄の検出信号、非鉄金
属の検出信号を、オア回路２２を介して出力す
る。

上記の各発振器１１ａ，１１ｂに出力信号に周
波数は被検査体Ｗの種類に応じて最も高感度にそ
れぞれ鉄、非鉄金属が検出される周波数に選択さ
れる。

以上説明したようにこの考案の金属検出装置で
は、鉄および非鉄金属を検出するのにそれぞれ最
適の二つの周波数を選択して、この二つの周波数
の駆動信号によつて１つの送信コイルＰを同時に
駆動し、受信コイル側の不平衡信号を前記二つの
周波数成分にそれぞれ分波し、この分波した２つ
の信号を互いに90°異なる位相で位相検波するこ
とによつて、それぞれ鉄、非鉄金属を検出するよ
うにしたので、一つの送信コイルのみで鉄および
非鉄金属の双方を最高感度で検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属検出装置に検出原理を示す図、第
２図は鉄による磁力線への影響を示す図、第３図
は非鉄金属による磁力線への影響を示す図、第４
図は従来の金属検出装置に概略構成を示すブロツ
ク図、第５図はこの考案の金属検出装置に一実施
例を示すブロツク図である。 １１ａ，１１ｂ……発振器、１２ａ，１２ｂ…
…電圧増幅器、１３……駆動トランス、１４……
検出ヘツド、１５……バランス回路、１６……交
流増幅器、１７……分波器、１８ａ，１８ｂ……
位相検波器、１９ａ，１９ｂ……移相器、２０
ａ，２０ｂ……フイルタ、２１ａ，２１ｂ……増
幅器、２２ａ，２２ｂ……比較器、２３……オア
回路、Ｐ……送信コイル、Ｓ１，Ｓ２……受信コ
イル、Ｅ１，Ｅ２……誘起電圧、Ｗ……被検査
体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １つの送信コイルと、該１つの送信コイルを駆
   動して交番磁界を発生させる駆動回路と、該１つ
   の送信コイルが発生させる磁界を受けるように配
   置された第１および第２の受信コイルと、前記磁
   界中を通過する被検査体に混入した金属によつて
   生じる前記第１、第２の受信コイルの誘起電圧の
   変動に基づいて不平衡信号を出力するバランス回
   路と、該不平衡信号に基づいて金属検出信号を出
   力する検出回路とを備えた金属検出装置におい
   て、 前記一つの送信コイルを鉄、非鉄金属にそれぞ
   れ最適の異なる二つの周波数の駆動信号によつて
   同時に駆動すると共に、前記バランス回路から得
   た前記不平衡信号を前記駆動信号と同じ二つの周
   波数成分に分波し、該分波された二つの周波数成
   分をそれぞれ第１の位相検波器、第２の位相検波
   器によつて互いに90°異なる位相で検波して、そ
   れぞれ鉄および非鉄についての検出信号を出力す
   るようにしたことを特徴とする金属検出装置。