JPH06160542A - Metal detector - Google Patents
Metal detectorInfo
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- JPH06160542A JPH06160542A JP33797592A JP33797592A JPH06160542A JP H06160542 A JPH06160542 A JP H06160542A JP 33797592 A JP33797592 A JP 33797592A JP 33797592 A JP33797592 A JP 33797592A JP H06160542 A JPH06160542 A JP H06160542A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は食品、薬品を含む各種
の生活関連物資や、加工用原材料などの被検査対象物体
内に混入した金属片を検出する金属検出機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal detector for detecting various metal-related substances including foods and medicines, and metal fragments mixed in an object to be inspected such as raw materials for processing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】製品中に金属異物が混入している場合
（例えばハム、みそ、菓子などの食品、あるいは薬品、
あるいはゴム、ビニール、ペイントなどの加工材料など
に金属異物が混入している場合）、衛生上の大きなトラ
ブルとなったり、製造機械に損傷を与えるおそれがある
ため、金属検出を行うことが必要である。この種の金属
検出機として、出願人発行のアンリツテクニカルＮｏ．
６４，１９９２年１０月発行ｐｐ６２〜６８に紹介記事
があるし、本願と同一発明者、同一出願人の第一発明
（特開昭６４−５４２８１号公報記載のもの）、第二発
明（特願平０３−２９０６１６号に開示したもの）など
があり、ほかにも別出願人の特開平０３−１１５９９２
号公報に記載の第四発明が知られている。2. Description of the Related Art When a metallic foreign matter is mixed in a product (for example, food such as ham, miso, confectionery, chemicals,
If metal foreign matter is mixed in the processing material such as rubber, vinyl, paint, etc.), it may cause a great hygiene problem or damage the manufacturing machine.Therefore, it is necessary to detect the metal. is there. As this type of metal detector, Anritsu Technical No.
64, pp62-68, issued October 1992, and the first invention of the same inventor and the same applicant of the present application (as described in JP-A-64-54281), second invention (Japanese Patent Application No. (Disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 03-290616), etc.
The fourth invention described in Japanese Patent Publication is known.
【０００３】図７、図８は上記の各発明において一般に
用いられている金属検出機の検出原理を示す図である。
すなわち、送信コイルＰに所定周波数の基準信号と同一
周波数をもつ高周波電流を供給して交番磁界を発生させ
る。この送信コイルＰからの交番磁界による磁力線を等
量受ける位置に、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２が図７の
ように対向して、あるいは図８のように同軸状に配置さ
れていて、各受信コイルＳ１、Ｓ２はそれぞれ交番磁界
によって送信コイルＰ１の交番磁界と同一周波数の正弦
波形の誘起電圧出力を生じている。FIGS. 7 and 8 are views showing the detection principle of a metal detector generally used in the above inventions.
That is, a high frequency current having the same frequency as the reference signal of a predetermined frequency is supplied to the transmission coil P to generate an alternating magnetic field. Two receiving coils S1 and S2 are arranged facing each other as shown in FIG. 7 or coaxially as shown in FIG. 8 at a position where the magnetic lines of force due to the alternating magnetic field from the transmitting coil P are equally received. The coils S1 and S2 each generate an induced voltage output of a sinusoidal waveform having the same frequency as the alternating magnetic field of the transmission coil P1 by the alternating magnetic field.
【０００４】前記第四発明では、受信コイルＳ１、Ｓ２
から得られる受信信号を高周波増幅回路で同調増幅し、
その出力をＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換し、ディジタル信
号処理するという技術思想に特徴があるとしている。前
記第一乃至第三発明それぞれ、金属検出機がかかえてき
た特定の課題を解決するためにされているが、いずれも
共通の構成を有し、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２の出力
は、両コイルの出力の差（不平衡信号）を出力するよう
に差動接続されている。In the fourth invention, the receiving coils S1 and S2 are provided.
The received signal obtained from is tuned and amplified by the high frequency amplifier circuit,
It is said that the technical idea that the output is A / D converted by an A / D converter and digital signal processing is characteristic. Each of the first to third inventions has been made to solve a specific problem that the metal detector has, but both have a common configuration, and the outputs of the two receiving coils S1 and S2 are It is differentially connected so as to output the difference (unbalanced signal) between the outputs of the coils.
【０００５】この磁界中をコンベアなどで被検査体Ｗを
矢印方向に通過させる。磁界中を通る被検査体Ｗに金属
が混入していない場合には、磁力線に被検査体Ｗは影響
を与えないので、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２の出力電
圧は同一となるため、不平衡出力は生じない。The object W to be inspected is passed through the magnetic field in the direction of the arrow by a conveyor or the like. When no metal is mixed in the inspected object W passing through the magnetic field, the inspected object W does not affect the lines of magnetic force, so that the output voltages of the two receiving coils S1 and S2 are the same, so that there is an imbalance. No output is produced.
【０００６】しかして、被検査体Ｗに金属がもし混入し
ていれば、混入した金属が磁性体であっても、非磁性体
であっても金属によって磁力線に変化が生じて、受信コ
イルに生ずる所定周波数の交番磁界は、混入した金属の
形状及び特質に対応して、基準信号を位相及び振幅変調
したものとなり、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２に交わる
磁力線は、等量でなくなる。このため、被検査体Ｗの通
過中に、被検査体内に金属が混入していれば、両受信コ
イルＳ１、Ｓ２における誘起電圧出力信号の位相、振幅
に変化が生じ、両信号の差を表わす不平衡信号が出力さ
れる。この不平衡信号を直流化してそのレベルが基準以
上の場合に金属有りと判定する。However, if a metal is mixed in the object W to be inspected, the magnetic force line is changed by the metal regardless of whether the mixed metal is a magnetic material or a non-magnetic material, so that the receiving coil is affected. The generated alternating magnetic field of a predetermined frequency is a phase and amplitude modulated version of the reference signal corresponding to the shape and quality of the mixed metal, and the lines of magnetic force intersecting the two receiving coils S1 and S2 are not equal. For this reason, if metal is mixed in the body to be inspected while passing through the body to be inspected W, the phases and amplitudes of the induced voltage output signals in both receiving coils S1 and S2 change, which represents the difference between the two signals. An unbalanced signal is output. This unbalanced signal is converted into a direct current, and when the level is above the reference, it is determined that there is metal.
【０００７】図９は、このような検出原理による従来の
金属検出機の具体的な構成を示している。即ち、基準信
号発生器１から出力される所定周波数の基準パルス信号
はフィルタ２によって正弦波に変換され、この正弦波信
号が電力増幅器３によって増幅されて送信コイルＰに励
磁電流として与えられて、送信コイルＰから交番磁界が
発生する。送信コイルＰから発生する磁界の磁束を等量
受ける位置に、１対の受信コイルＳ１、Ｓ２が図７の対
向型あるいは図８の同軸型に配置されていて、このた
め、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２には等しい大きさの誘
起電圧が生じる。２つの受信コイルＳ１、Ｓ２は差動増
幅器４に接続されている。FIG. 9 shows a specific structure of a conventional metal detector based on such a detection principle. That is, the reference pulse signal of a predetermined frequency output from the reference signal generator 1 is converted into a sine wave by the filter 2, this sine wave signal is amplified by the power amplifier 3 and given to the transmission coil P as an exciting current. An alternating magnetic field is generated from the transmission coil P. A pair of receiving coils S1 and S2 are arranged in the opposing type of FIG. 7 or the coaxial type of FIG. 8 at positions where equal amounts of magnetic flux of the magnetic field generated from the transmitting coil P are received. , S2 generate an induced voltage of equal magnitude. The two receiving coils S1 and S2 are connected to the differential amplifier 4.
【０００８】この交番磁界中を被検査体Ｗが、一方の受
信コイルＳ１から他方の受信コイルＳ２方向に、コンベ
ヤなどで搬送される。被検査体中に金属が混入していな
い場合には、理想的には両受信コイルＳ１、Ｓ２の誘起
電圧に変化が生じず、両コイルの出力は等しいので、不
平衡信号は出力されず、差動増幅器４の出力は零とな
る。もし、被検査体Ｗに金属が含まれていると、金属に
よって磁界が変化して各受信コイルＳ１、Ｓ２の誘起電
圧の出力信号の位相及び振幅が変化し、一方の受信コイ
ルＳ１から他方の受信コイルＳ２方向に移動する間に２
つの受信コイルＳ１、Ｓ２の出力信号に差が生じ、この
不平衡出力が差動増幅器４から出力される。The object W to be inspected is conveyed in the alternating magnetic field from one receiving coil S1 toward the other receiving coil S2 by a conveyor or the like. When no metal is mixed in the object to be inspected, ideally, the induced voltages of both receiving coils S1 and S2 do not change, and the outputs of both coils are equal, so an unbalanced signal is not output. The output of the differential amplifier 4 becomes zero. If the object W to be inspected contains a metal, the magnetic field changes due to the metal, and the phase and amplitude of the output signal of the induced voltage of each of the receiving coils S1 and S2 change. 2 while moving in the direction of the receiving coil S2
A difference occurs between the output signals of the two receiving coils S1 and S2, and this unbalanced output is output from the differential amplifier 4.
【０００９】この不平衡出力は検波回路５で、位相差の
検出がされる。すなわち、検波回路５は、基準信号発生
器１からの基準パルス信号の位相が可変された移相回路
６からの移相基準信号によって同期検波されて直流化さ
れ、その検波出力信号をフィルタ７、Ａ／Ｄ変換器８を
介して判定回路９へ出力される。The unbalanced output is detected by the detection circuit 5 as a phase difference. That is, the detection circuit 5 is synchronously detected by the phase-shifting reference signal from the phase-shifting circuit 6 in which the phase of the reference pulse signal from the reference signal generator 1 is changed, and is converted into a direct current. It is output to the determination circuit 9 via the A / D converter 8.
【００１０】判定回路９は、基準値と比較して、入力さ
れた検波出力信号のレベルが基準値を越えたとき、被検
査体Ｗに金属が混入していることを示す判定信号を出力
する。なお、表示器１０は、フィルタ７の出力レベルを
表示する。The determination circuit 9 compares the reference value with a reference value and outputs a determination signal indicating that metal is mixed in the object W to be inspected when the level of the input detection output signal exceeds the reference value. . The display 10 displays the output level of the filter 7.
【００１１】しかして、実際には、このように被検査体
中の金属によってだけでなく、被検査体が例えば水分や
塩分などの導電性物質などを含んでいる場合、被検査体
自身によっても磁束に変化が生じ、受信コイルＳ１、Ｓ
２の誘起電圧出力信号の位相、振幅に変化が生じて、差
動増幅器４から不平衡出力が生じる。この被検査体自身
による不平衡出力は、金属検出感度を著しく低下させる
原因となる。However, in practice, not only by the metal in the object to be inspected as described above, but also by the object to be inspected itself when the object to be inspected contains a conductive substance such as moisture or salt. A change occurs in the magnetic flux, and the receiving coils S1, S
A change occurs in the phase and amplitude of the induced voltage output signal 2 and the unbalanced output is generated from the differential amplifier 4. This unbalanced output by the inspected object itself causes a significant decrease in metal detection sensitivity.
【００１２】従って、この被検査体自身による不平衡出
力が生じていても、この影響が最も小さくなるように、
不平衡出力を直流化する検波回路５へ与えられる移相基
準信号の位相角を、調整する必要がある。Therefore, even if the unbalanced output is generated by the object to be inspected, this effect is minimized.
It is necessary to adjust the phase angle of the phase shift reference signal supplied to the detection circuit 5 that converts the unbalanced output into a direct current.
【００１３】このため、従来の金属検出機では、被検査
体の基準サンプルすなわち、金属の含まれていないとさ
れる被検査体をコンベヤで何度も搬送を繰り返して、移
相回路６で移相基準信号の位相角を変化させつつ検波し
て、表示器１０で検波出力信号のレベルを表示して、繰
り返し操作により漸近式にそのレベルが最小となる位相
角を求め、以後、この予め定めた１つの位相角で検波回
路５の同期検波を行なって被検査体中の金属の有無を検
査している。このように従来は、漸近式にレベル最小と
なる位相角への追い込みを自動化することはできるが、
基準サンプルを何度も繰り返して搬送させる必要は避け
られない初期調整作業があった。For this reason, in the conventional metal detector, the reference sample of the object to be inspected, that is, the object to be inspected that does not contain metal is repeatedly conveyed by the conveyor and moved by the phase shift circuit 6. Detection is performed while changing the phase angle of the phase reference signal, the level of the detection output signal is displayed on the display unit 10, and the phase angle at which the level is minimized is obtained in an asymptotic expression by repeated operation. The presence or absence of metal in the inspected object is inspected by performing synchronous detection of the detection circuit 5 with only one phase angle. As described above, conventionally, it is possible to automate the approach to the phase angle that minimizes the level in an asymptotic manner,
There was an unavoidable initial adjustment work in which it was necessary to repeatedly convey the reference sample.
【００１４】さらにここで、第三発明が解決しようとす
る課題について考察しておく。この発明は、例えば長さ
の長い被検査体では、その長手方向（移動方向）の全体
にわたって太さが均一でなかったり、形状に変化がある
場合や、また、長手方向の全体にわたって材質が均一で
ない場合に対処するものである。このような被検査体Ｗ
では、前記した方法で被検査体自身による検波出力レベ
ルが最小となる１つの位相角を選ぼうとしても、被検査
体の長手方向移動方向の全体にわたって検波出力レベル
が一定とならず、例えば図１０に示すように被検査体の
先端が第１の受信コイルＳ１に到達した時刻ｔａから被
検査体の後端が第２の受信コイルＳ２を通り過ぎる時刻
ｔｂの間において、初めのＡ及びＣの部分では被検査体
自身による影響を無視できる程度に低減できても、Ｂ及
びＤの部分では、被検査体自身による大きな検波出力を
生ずるような場合がある。このことは、図１１に示すよ
うに被検査体Ｗが矢印方向に移動するとすると、その
Ａ′、Ｃ′部分では被検査体自身の影響がないが、
Ｂ′、Ｄ′の部分では被検査体自身の影響が検波出力に
大きく顕われていることを意味している。Further, the problem to be solved by the third invention will now be considered. According to the present invention, for example, in the case of a test object having a long length, the thickness is not uniform in the entire longitudinal direction (moving direction), the shape is changed, or the material is uniform in the entire longitudinal direction. If not, it will be dealt with. Such an inspection object W
Then, even if one phase angle that minimizes the detection output level by the inspection object itself is selected by the above-described method, the detection output level does not become constant over the entire longitudinal movement direction of the inspection object. As shown in 10, between the time ta when the tip of the DUT reaches the first receiving coil S1 and the time tb when the rear end of the DUT passes the second receiving coil S2, Even if the influence of the object to be inspected can be reduced to such an extent that it can be ignored, there is a case where a large detection output is generated by the object to be inspected in the portions B and D. This means that when the inspection object W moves in the direction of the arrow as shown in FIG. 11, the inspection object itself is not affected by the portions A ′ and C ′.
In the portions B'and D ', it is meant that the influence of the object to be inspected is significantly shown in the detection output.
【００１５】このため、被検査体自身すなわち基準サン
プルによる影響が最小レベルとなるように、いかに移相
回路６で位相角を調整しても、被検査体の長手方向のあ
る部分では被検査体自身による無視できないレベルの検
波出力が生じるのを避けられず、このため金属検出機の
精度ひいては高感度の金属検出には限界があった。Therefore, no matter how the phase angle is adjusted by the phase shift circuit 6 so that the effect of the object to be inspected itself, that is, the reference sample, becomes a minimum level, the object to be inspected is present at a portion in the longitudinal direction of the object to be inspected. It is unavoidable that a detection output of a level that cannot be ignored is generated by itself, so that there is a limit to the accuracy of the metal detector and thus to the high-sensitivity metal detection.
【００１６】このような問題点を解決するために第三発
明の金属検出機では、図１２に示す構成をとり、不平衡
信号の直流化を、被検査体の移動に伴って被検査体の部
分ごとに、被検査体自身による直流出力レベルが最小と
なる予め定めた異なる位相角に切替えて直流化を行なう
ことを特徴としており、被検査体の移動に合わせて、被
検査体の各部分ごとに被検査体自身（基準サンプル）に
よる直流出力レベルが最小となる予め定めた位相角に、
切替えて不平衡信号を直流化するため、被検査体の移動
方向にわたって太さや形状が変化したり、材質が変化す
る場合でも、移動方向の全体にわたって、被検査体自身
による影響が最小にされるようにしている。そのために
時間設定回路２２と位相角設定回路２３とを図９の構成
に付加した構成としている。前述した基準サンプルの繰
り返し搬送作業と、この被検査体の部分ごとの調整とを
組み合わせる初期調整作業は、煩雑で煩わしいとされる
ものであった。In order to solve such a problem, the metal detector of the third invention has the structure shown in FIG. 12, and the unbalanced signal is converted into a direct current and the object to be inspected is moved along with the movement of the object to be inspected. Each part is characterized by switching to a predetermined different phase angle that minimizes the DC output level by the inspected object itself and converting to direct current, and each part of the inspected object is changed according to the movement of the inspected object. For each predetermined phase angle that minimizes the DC output level of the DUT itself (reference sample),
Since the unbalanced signal is switched to direct current, even if the thickness or shape changes or the material changes in the moving direction of the DUT, the influence of the DUT itself is minimized over the entire moving direction. I am trying. Therefore, the time setting circuit 22 and the phase angle setting circuit 23 are added to the configuration of FIG. The initial adjustment work that combines the above-described repeated conveyance work of the reference sample and the adjustment for each part of the inspected object is considered to be complicated and troublesome.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、こ
れまでの金属検出機では高周波磁界中を被検査体を通過
させるときに、送信及び受信コイルのもつ構造の非対称
性と、被検査体のもつ複素導電率（導電率と誘電率の相
乗効果）など被検査体自身が持つ位相、振幅特性並びに
形状の影響から、受信コイルで生ずる不平衡電位を最も
小さい値とする初期設定作業には、基準サンプルを何回
も機械に通過させるという作業が必要とされていた。こ
の発明では、基準サンプルを通過させたときに、不平衡
電圧が最も小さくなるように、位相差検出器に加える基
準信号の位相の選定、信号処理回路の利得の選定及び検
出限界の設定を唯一回の基準サンプルの機械通過だけで
行えるようにすることを目的としている。したがって、
自動的な初期条件設定作業（いわゆるオート設定）をき
わめて容易なものとすることを目的としている。加え
て、前記第三発明のように場所により性質の異なる被検
査体を対象とする場合にも応用できて、煩わしさからの
解放がされるような手段を実現することも目的としてい
る。As described above, in the conventional metal detectors, when the object to be inspected is passed through a high frequency magnetic field, the asymmetry of the structure of the transmitting and receiving coils and the object to be inspected. Due to the effect of the phase, amplitude characteristics, and shape of the DUT itself, such as the complex conductivity of (synergistic effect of conductivity and permittivity), the initial setting work to minimize the unbalanced potential generated in the receiving coil The work of passing the reference sample through the machine many times was required. According to the present invention, only the phase of the reference signal applied to the phase difference detector, the gain of the signal processing circuit, and the detection limit are set so that the unbalanced voltage is minimized when the reference sample is passed. The purpose is to make it possible to pass the reference sample only once through the machine. Therefore,
The purpose is to make automatic initial condition setting work (so-called automatic setting) extremely easy. In addition, the present invention is also applicable to the case where an object to be inspected having different properties depending on the location is used as in the third aspect of the invention, and it is also an object to realize a means for relieving the trouble.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】この発明では二つの受信
コイルＳ１、Ｓ２の間の不平衡信号を出力する回路（差
動増幅器）と、位相差を検出する手段（検波回路）との
間で、被検査体の基準サンプルが送信コイルと受信コイ
ルとの間を移動する際に発生する不平衡信号をメモリに
記憶するようにする。それとともにメモリに記憶した信
号すなわち、一回の基準サンプルの移動で得られたデー
タを利用して、基準信号と不平衡信号との間の位相を数
回にわたって処理し、不平衡信号が最小となるような位
相検波が実現できるようにする位相制御手段を備えた。
実施例を示す図１について説明すると、図１２に示した
従来技術の構成に代わって、鎖線で示したブロック１０
０が差動増幅器１４と検波回路１５との間に挿入され、
回路ブロック１００は端子ＩＰから差動増幅器１４の出
力信号を受け、端子ＯＰから検波回路１５に出力信号を
発し、端子Ｃ１およびＣ２から被検査体によるデータ出
力要請信号をそれぞれ受ける構成である。図１の構成部
品の番号は波形表示記憶装置３０を除き、図１２のそれ
に１０を加えた項番で示してある。例えばフィルタ２は
フィルタ１２となっている。According to the present invention, a circuit (differential amplifier) for outputting an unbalanced signal between two receiving coils S1 and S2 and a means (detection circuit) for detecting a phase difference are provided. The unbalanced signal generated when the reference sample of the device under test moves between the transmitting coil and the receiving coil is stored in the memory. Along with that, the signal stored in the memory, that is, the data obtained in one movement of the reference sample is used to process the phase between the reference signal and the unbalanced signal several times, and the unbalanced signal is minimized. The phase control means is provided for realizing such phase detection.
Referring to FIG. 1 showing an embodiment, a block 10 shown by a chain line is substituted for the configuration of the prior art shown in FIG.
0 is inserted between the differential amplifier 14 and the detection circuit 15,
The circuit block 100 is configured to receive the output signal of the differential amplifier 14 from the terminal IP, issue the output signal to the detection circuit 15 from the terminal OP, and receive the data output request signals from the device under test from the terminals C1 and C2, respectively. The component numbers in FIG. 1 are indicated by the item numbers added with 10 in FIG. 12 except the waveform display storage device 30. For example, the filter 2 is the filter 12.
【００１９】[0019]
【作用】本発明の金属検出機によれば、被検査体の基準
サンプルを一回限り移動して得たデータを記憶すること
とし、記憶したデータを同期検波するときに基準信号と
記憶したデータである不平衡信号との間の位相を変化す
るようにした制御手段を備えたから、一回限りの被検査
体の基準サンプルの移動作業で、これまでの金属検出機
に必要とされた初期条件設定作業を自動的に行えるよう
になる。According to the metal detector of the present invention, the data obtained by moving the reference sample of the object to be inspected only once is stored, and when the stored data is synchronously detected, the reference signal and the stored data are stored. Since it is equipped with a control means that changes the phase between the unbalanced signal and the unbalanced signal, the initial condition required for the metal detectors in the past is a one-time movement work of the reference sample of the DUT. The setting work can be done automatically.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、図１に基づいて本発明の一実施例を説
明する。本発明の構成の基本は、従来技術の実施例（図
１２）に記憶手段を加え、信号処理のための制御手段を
備えた点に特徴がある。図１の実施例では記憶手段１０
０としてデータ記憶メモリ１０２をディジタルメモリと
したので、メモリ１０２を中心とした回路ブロック１０
０として構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The basic feature of the configuration of the present invention is that a storage means is added to the embodiment of the prior art (FIG. 12) and a control means for signal processing is provided. In the embodiment of FIG. 1, the storage means 10
Since the data storage memory 102 is set to 0 and the digital memory is used, the circuit block 10 centered on the memory 102
It is configured as 0.
【００２１】回路ブロック１００にはＡ／Ｄ変換器１０
１、データ記憶用のメモリ１０２、データ出力制御１０
３、Ｄ／Ａ変換器１０４があり、入力端子ＩＰと出力端
子ＯＰとがある。また被検査体による信号全体を取り込
むタイミングを合わせる指令信号を受ける端子Ｃ１と、
データ出力を要請する制御信号を受ける端子Ｃ２とがあ
る。The circuit block 100 includes an A / D converter 10
1, memory 102 for data storage, data output control 10
3, the D / A converter 104, and the input terminal IP and the output terminal OP. Also, a terminal C1 for receiving a command signal for adjusting the timing of capturing the entire signal from the inspection object,
There is a terminal C2 for receiving a control signal for requesting data output.
【００２２】基準信号発生器１１から出力される所定周
波数の基準パルス信号はフィルタ１２によって正弦波に
変換され、この正弦波信号が電力増幅器１３によって増
幅されて送信コイルＰに励磁電流として与えられて、送
信コイルＰから交番磁界が発生する。送信コイルＰから
発生する磁界の磁束を等量受ける位置に、１対の受信コ
イルＳ１、Ｓ２が図７の対向型あるいは図８の同軸型に
配置されていて、このため、２つの受信コイルＳ１、Ｓ
２には等しい大きさの誘起電圧が生じる。２つの受信コ
イルＳ１、Ｓ２は差動増幅器１４に接続されている。The reference pulse signal of a predetermined frequency output from the reference signal generator 11 is converted into a sine wave by the filter 12, the sine wave signal is amplified by the power amplifier 13 and given to the transmission coil P as an exciting current. An alternating magnetic field is generated from the transmission coil P. A pair of receiving coils S1 and S2 are arranged in the opposing type of FIG. 7 or the coaxial type of FIG. 8 at positions where equal amounts of magnetic flux of the magnetic field generated from the transmitting coil P are received. , S
An induced voltage of equal magnitude is generated in 2. The two receiving coils S1 and S2 are connected to the differential amplifier 14.
【００２３】この交番磁界中を被検査体Ｗが、一方の受
信コイルＳ１から他方の受信コイルＳ２方向に、コンベ
ヤなどで搬送される。被検査体中に金属が混入していな
い場合には、理想的には両受信コイルＳ１、Ｓ２の誘起
電圧に変化が生じないで、両コイルの出力は等しいので
不平衡信号は出力されず、差動増幅器１４の出力は零と
なる。もし、被検査体Ｗに金属が含まれていると、金属
によって磁界が変化して各コイルＳ１、Ｓ２の誘起電圧
出力信号の位相、振幅が変化し、一方の受信コイルＳ１
から他方の受信コイルＳ２方向に移動する間に２つの受
信コイルＳ１、Ｓ２の誘起電圧出力信号に差が生じ、こ
の不平衡出力が差動増幅器１４から出力される。The object W to be inspected is conveyed in the alternating magnetic field from one receiving coil S1 toward the other receiving coil S2 by a conveyor or the like. When no metal is mixed in the object to be inspected, ideally, the induced voltages of both receiving coils S1 and S2 do not change, and the outputs of both coils are equal, so an unbalanced signal is not output. The output of the differential amplifier 14 becomes zero. If the object W to be inspected contains a metal, the magnetic field changes due to the metal, and the phase and amplitude of the induced voltage output signals of the coils S1 and S2 change.
From the other to the other receiving coil S2, a difference occurs between the induced voltage output signals of the two receiving coils S1 and S2, and this unbalanced output is output from the differential amplifier 14.
【００２４】また、実際には金属だけでなく、被検査体
（ワーク）Ｗ自身によってもそれが不均一であって非対
称性をもてば、磁界に変化が生じて不平衡出力が生じ
る。金属検出機どは、被検査体（ワーク）中に金属があ
るかないかを検査する作業に先立って、この不平衡出力
ができるだけ小さくなるような検波状態を作り出さなけ
ればならない。この作業を一回のワークの搬送で自動的
に行うようにする。In fact, if not only the metal but also the object to be inspected (work) W itself is not uniform and has asymmetry, the magnetic field is changed and an unbalanced output is generated. Prior to the work of inspecting the work (work) for metal, the metal detector must create a detection state in which this unbalanced output becomes as small as possible. This work is automatically carried out by one-time work transfer.
【００２５】被検査体の基準サンプルをワークＷとし、
そのときの差動増幅器１４から発せられる不平衡信号出
力をスイッチＳＷを経て記憶手段１００の入力端子ＩＰ
に導き、Ａ／Ｄ変換器１０１を経てメモリ１０２に記憶
する。メモリ１０２への記憶のタイミング信号は、被検
査体Ｗを検出する検出装置（例えば光源と光センサとを
用いる）２１からの信号による。基準サンプルをワーク
Ｗとしたときにそれが移動したときの不平衡信号出力の
波形（時間対振幅）を記憶する。A reference sample of the object to be inspected is a work W,
The unbalanced signal output generated from the differential amplifier 14 at that time is input through the switch SW to the input terminal IP of the storage means 100.
And is stored in the memory 102 via the A / D converter 101. The timing signal for storage in the memory 102 is a signal from a detection device (for example, using a light source and an optical sensor) 21 that detects the inspection object W. When the reference sample is the work W, the waveform (time vs. amplitude) of the unbalanced signal output when it moves is stored.
【００２６】次にこの波形をアナログ量として読み出し
て、検波回路１５に加え、基準信号発生器１１からのあ
る位相の信号（この位相は移相回路２４によって決めら
れる）との間の位相差として同期検波する。検波回路１
５からの検波出力は低域ろ波器（ＬＰＦ）１７により高
周波成分を除去され、Ａ／Ｄ変換器１８を経て、判定回
路１９に送られ、必要に応じて波形表示記憶装置３０に
送られる。Next, this waveform is read out as an analog quantity and applied to the detection circuit 15 as a phase difference with a signal of a certain phase (this phase is determined by the phase shift circuit 24) from the reference signal generator 11. Synchronous detection. Detection circuit 1
The detection output from 5 has its high-frequency component removed by a low-pass filter (LPF) 17, is sent to a determination circuit 19 via an A / D converter 18, and is sent to a waveform display storage device 30 as necessary. .
【００２７】判定回路１９では不平衡信号出力の検波後
の振幅（直流分の大きさ）を判定し、同期検波に用いる
基準信号の位相角を設定する位相角設定回路２３に信号
を送り、移相回路２４に作用して基準信号と不平衡信号
との間の位相を変化させる。図中、鎖線１０５がこの位
相を変化させる位相制御手段を表している。メモリから
の基準サンプルの不平衡信号出力の読出しと同期検波→
判定→位相設定→同期検波を繰り返して、基準サンプル
について、不平衡信号の検波出力が実質的に最小となる
位相角度を設定する。この作業はマイクロコンピュータ
を用いて自動化することができ、オート設定が唯一回の
基準サンプルの移動で実現できる。The determination circuit 19 determines the amplitude (size of the DC component) of the unbalanced signal output after detection, and sends the signal to the phase angle setting circuit 23 for setting the phase angle of the reference signal used for synchronous detection. It acts on the phase circuit 24 to change the phase between the reference signal and the unbalanced signal. In the figure, the chain line 105 represents the phase control means for changing this phase. Reading the unbalanced signal output of the reference sample from the memory and synchronous detection →
By repeating judgment → phase setting → coherent detection, a phase angle is set for the reference sample at which the detection output of the unbalanced signal is substantially minimized. This operation can be automated by using a microcomputer, and automatic setting can be realized by moving the reference sample only once.
【００２８】初期設定が終了後、スイッチを切り換え
て、差動増幅器１４と検波回路１５とを直結して、金属
検出の作業を行う。あるいは、各被検査体Ｗのデータを
記憶するようにしてもよい。図１の構成から、金属検出
機の動作を制御する手段としてのＣＰＵおよびプログラ
ムメモリなどを省略してある。After the initial setting is completed, the switches are switched to directly connect the differential amplifier 14 and the detection circuit 15 to perform the metal detection work. Alternatively, the data of each inspection object W may be stored. From the configuration of FIG. 1, a CPU as a means for controlling the operation of the metal detector, a program memory and the like are omitted.
【００２９】次に実施例の変形として、図１に含まれて
いる別の機能について述べる。基準サンプルについても
その形状、組成によって、位置により不平衡信号出力が
変わるような被検査体を処理する特別な機能を説明す
る。図１に示すように、第１の受信コイルＳ１の入口側
には、被検査体Ｗを例えば光学的手段で検出する検出装
置２１が設けられていて、コンベヤなどで搬送される被
検査体Ｗが通過する間、検出信号（図２の（イ）に示
す）を出力する。Next, as a modification of the embodiment, another function included in FIG. 1 will be described. With respect to the reference sample as well, a special function of processing the object under test in which the unbalanced signal output changes depending on the position depending on the shape and composition thereof will be described. As shown in FIG. 1, a detection device 21 for detecting the object W to be inspected by, for example, optical means is provided on the inlet side of the first receiving coil S1, and the object W to be inspected is conveyed by a conveyor or the like. A detection signal (shown in (a) of FIG. 2) is output while the signal passes.
【００３０】時間設定回路２２には、前記検出装置２１
の検出信号の出力時から位相角切替えまでの時間（例え
ばｔ1 、ｔ2 ）及び被検査体Ｗの後端部が第２の受信コ
イルＳ２を去るまでの時間（例えばｔ3 ）が予め設定さ
れていて、図２の（ロ）に示すように、前記被検査体検
出信号を受けると、その立上りから時間ｔ1 、時間ｔ2
後、時間ｔ3 後にそれぞれパルスを出力する。The time setting circuit 22 includes the detecting device 21.
The time from the output of the detection signal of ( 1 ) to the phase angle switching (eg, t 1 , t 2 ) and the time until the rear end of the object to be inspected W leaves the second receiving coil S2 (eg, t 3 ) are set in advance. As shown in FIG. 2B, when the inspection object detection signal is received, it rises from time t 1 to time t 2.
After that, a pulse is output after time t 3 .
【００３１】位相角設定回路２３には、切替えるべき位
相角のα、β、γがディジタル値として予め設定されて
いて、検出装置２１の検出信号の立上り時にディジタル
値αを出力し、次に時間設定回路２２からの時間ｔ1 後
のパルスを受けるとディジタル値βを出力し、次に時間
ｔ2 後のパルスを受けるとディジタル値γを出力し、時
間ｔ3 後のパルスで出力を停止する。The phase angles α, β and γ of the phase angles to be switched are preset in the phase angle setting circuit 23 as digital values, and the digital value α is output when the detection signal of the detection device 21 rises, and then the time. When the pulse after the time t 1 from the setting circuit 22 is received, the digital value β is output, when the pulse after the time t 2 is received, the digital value γ is output, and the output is stopped at the pulse after the time t 3. .
【００３２】移相回路２４は、基準信号発生器１からの
基準パルスの位相を、位相角設定回路２３からの位相角
を表わす信号に応じて移相した移相基準信号を、検波回
路１５へ出力する。検波回路１５はこの順次位相が変わ
る移相基準信号によって不平衡出力を同期検波する。検
波回路１５の検波出力は、フィルタ１７、Ａ／Ｄ変換器
１８を経て、判定回路１９で基準値と比較され、基準値
以上の場合、金属有りの判定信号が出力される。The phase shift circuit 24 shifts the phase of the reference pulse from the reference signal generator 1 according to the signal representing the phase angle from the phase angle setting circuit 23 to the detection circuit 15. Output. The detection circuit 15 synchronously detects the unbalanced output by the phase shift reference signal whose phase is sequentially changed. The detection output of the detection circuit 15 passes through the filter 17 and the A / D converter 18, and is compared with the reference value by the determination circuit 19, and when it is equal to or more than the reference value, the determination signal of the presence of metal is output.
【００３３】前記時間設定回路２２の時間及び位相角設
定回路２３の位相角の設定は、次のように行なう。ま
ず、位相角設定回路２３で１つのある任意の位相角を設
定して、検査すべき種類の被検査体（金属が混入してい
ないもの）をコンベヤで搬送して、このある１つの任意
の位相角で不平衡出力を検波し、その検波出力波形を波
形表示記憶回路３０に表示させ、記憶させる。次に、異
なる位相角を設定して、同じ被検査体を搬送して同様に
検波出力波形を表示記憶させる。このようにして、幾つ
かの異なる位相角で検波出力波形を得て、被検査体自身
による検波出力が部分的に最小となる検波出力波形を選
択する。このようにして例えば図３の（イ）、（ロ）、
（ハ）に示すように被検査体の長手方向（移動方向）の
いずれかの部分で被検査体自身による検波出力が最小と
なる３つの検波出力波形を選ぶと、被検査体Ｗの前端部
が検出された検出信号（図３の（ニ）に示す）の立上り
時から時間ｔ1 後に（イ）から（ロ）へ、時間ｔ2 後に
（ロ）から（ハ）に切替えれば良いことがわかる。検出
出力波形（イ）の位相角がα、（ロ）の位相角がβ、
（ハ）の位相角がγであるとすると、時間設定回路２２
には、時間ｔ1 、ｔ2 及び被検査体の後端部が第２の受
信コイルＳ２を去るまでの時間ｔ3 を設定し、位相角設
定回路２３には位相角α、β、γをその順序で設定すれ
ばよい。The time of the time setting circuit 22 and the phase angle of the phase angle setting circuit 23 are set as follows. First, one certain arbitrary phase angle is set by the phase angle setting circuit 23, and an object to be inspected (not mixed with metal) of a type to be inspected is conveyed by a conveyor, and this certain one arbitrary one is set. The unbalanced output is detected at the phase angle, and the detected output waveform is displayed and stored in the waveform display storage circuit 30. Next, different phase angles are set, the same object to be inspected is conveyed, and the detected output waveform is similarly displayed and stored. In this way, the detection output waveforms are obtained at several different phase angles, and the detection output waveform that partially minimizes the detection output by the device under test is selected. In this way, for example, (a), (b) in FIG.
As shown in (c), if three detection output waveforms that minimize the detection output by the inspected object in any part in the longitudinal direction (moving direction) of the inspected object are selected, the front end portion of the inspected object W is selected. It is only necessary to switch from (a) to (b) after a time t 1 from the rise of the detection signal (shown in (d) of FIG. 3) that has been detected, and from (b) to (c) after a time t 2. I understand. The phase angle of the detection output waveform (a) is α, the phase angle of (b) is β,
Assuming that the phase angle of (C) is γ, the time setting circuit 22
Is set to the times t 1 and t 2 and the time t 3 until the rear end of the DUT leaves the second receiving coil S2, and the phase angle setting circuit 23 sets the phase angles α, β and γ. It may be set in that order.
【００３４】このように被検査体の種類ごとに切替える
ための複数の位相角及び切替タイミングを設定した後、
その種類の被検査体の金属検出にとりかかる。After setting a plurality of phase angles and switching timings for switching for each type of the inspection object in this way,
It begins with the metal detection of that type of inspected object.
【００３５】このように被検査体Ｗの移動に伴なって時
間ｔ1 、ｔ2 において被検査体自身による検波出力が最
も小さくなる位相角、即ち、まずα、次にβ、次にγに
自動的に切替えて、不平衡信号が同期検波されるから、
被検査体の長手方向の全体にわたって被検査体の材質に
よる影響をなくすことができる。従って、検波回路１５
からの検波出力には、被検査体自身の材質による出力が
ほとんど含まれていないから、フィルタ１７、Ａ／Ｄ変
換器１８を経て判定回路１９で基準値と比較され、金属
の有無は極めて高感度に正確に判定されることになる。In this way, the phase angle at which the detection output by the inspection object itself becomes smallest at the times t 1 and t 2 with the movement of the inspection object W, that is, first α, then β, then γ It switches automatically and the unbalanced signal is detected synchronously.
It is possible to eliminate the influence of the material of the inspection object over the entire length of the inspection object. Therefore, the detection circuit 15
Since the detection output from the output hardly includes the output due to the material of the inspection object itself, it is compared with the reference value by the determination circuit 19 via the filter 17 and the A / D converter 18, and the presence or absence of metal is extremely high. The sensitivity will be accurately judged.
【００３６】このように、検査すべき被検査体の種類ご
とに、その長手方向の各部分ごとの被検査体自身の影響
の最も小さい位相角に切替えるように設定して、金属検
出を行なえばよい。As described above, for each type of the inspection object to be inspected, it is set so as to switch to the phase angle having the smallest influence of the inspection object itself for each part in the longitudinal direction, and the metal detection is performed. Good.
【００３７】図４は、本発明の他の実施例を示してい
る。この実施例では、位相角設定回路２３のディジタル
出力のα、β、γは、図５の（ハ）に示すようにＤ／Ａ
変換器２５でアナログの電圧レベル信号α′、β′、
γ′にそれぞれ変換され、比較回路２６へ出力される。
（なお、図５の（イ）は検出装置２１の検出信号、
（ロ）は時間設定回路の出力信号である。）一方、基準
信号発生器１１の基準信号は、三角波発生回路２７で図
６の（イ）に示すような三角波にされて、比較回路２６
へ入力している。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the digital outputs α, β and γ of the phase angle setting circuit 23 are D / A as shown in FIG.
In the converter 25, analog voltage level signals α ′, β ′,
Each is converted into γ ′ and output to the comparison circuit 26.
(Note that (a) of FIG. 5 is a detection signal of the detection device 21,
(B) is an output signal of the time setting circuit. On the other hand, the reference signal of the reference signal generator 11 is converted into a triangular wave as shown in FIG.
You are typing into.
【００３８】比較回路２６は、Ｄ／Ａ変換器２５のアナ
ログ電圧レベル信号と三角波信号とを比較して、三角波
信号のレベルがアナログ電圧レベルを上回ると出力を生
じる。このため、比較回路２６からは、図６の（ロ）、
（ハ）、（ニ）に示すようにそれぞれアナログ電圧レベ
ルα′、β′、γ′に対応して位相角がそれぞれ異なる
移相基準信号が、検波回路１５へ出力され、同期検波さ
れる。The comparator circuit 26 compares the analog voltage level signal of the D / A converter 25 with the triangular wave signal and produces an output when the level of the triangular wave signal exceeds the analog voltage level. Therefore, from the comparison circuit 26, (B) of FIG.
As shown in (c) and (d), phase shift reference signals having different phase angles corresponding to the analog voltage levels α ', β', and γ ', respectively, are output to the detection circuit 15 and are synchronously detected.
【００３９】なお、以上の実施例の金属検出機では、送
信コイルＰに対向するように配置された１対の受信コイ
ルＳ１、Ｓ２によって磁気センサを構成していたが、ホ
ール素子等の半導体センサを磁気センサとして用いた金
属検出機についても本発明を同様に適用できる。In the metal detector of the above embodiment, the magnetic sensor is constituted by the pair of receiving coils S1 and S2 arranged so as to face the transmitting coil P, but a semiconductor sensor such as a Hall element is used. The present invention can be similarly applied to a metal detector that uses as a magnetic sensor.
【００４０】また、不平衡信号を直流レベルに変換する
ものであれば、前記実施例の検波回路１５の代りにサン
プルホールド回路などを用いてもよい。If the unbalanced signal is converted to a direct current level, a sample hold circuit or the like may be used instead of the detection circuit 15 of the above embodiment.
【００４１】[0041]
【発明の効果】この発明によれば次のような効果が得ら
れる。 １．ワークすなわち被検査体を送信、受信コイルの間を
流す回数が１回で済む。容易に初期条件を設定できるの
で、とくに重い重量のワークの場合には有効である。つ
まり、検出ヘッドからの信号を一度記憶しておき、これ
を用いて不平衡電圧が最小となる位相検波の条件を設定
することができる。 ２．設定の正確さが向上する。一回のワークのデータで
オート設定（自動条件設定作業）を完了させるので、流
し方によるばらつきでワークの影響が最小になる位相と
違った位相で完了する可能性がなくなる。 ３．被検査体の形状、特性などにより、位置により不平
衡電圧が異なる場合にも、この発明を応用することがで
きる。According to the present invention, the following effects can be obtained. 1. The work, that is, the object to be inspected is transmitted once and passed between the receiving coils only once. Since the initial condition can be easily set, it is effective especially for a heavy work piece. That is, it is possible to store the signal from the detection head once and use it to set the condition for phase detection that minimizes the unbalanced voltage. 2. The setting accuracy is improved. Since the automatic setting (automatic condition setting work) is completed with one piece of work data, there is no possibility of completing the work in a phase different from the phase in which the influence of the work is minimized due to variation due to the flow method. 3. The present invention can be applied even when the unbalanced voltage varies depending on the position due to the shape and characteristics of the device under test.
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す実施例を特定の態様で使用する際の
各部の動作を示す信号波形図である。FIG. 2 is a signal waveform diagram showing an operation of each unit when the embodiment shown in FIG. 1 is used in a specific mode.
【図３】本発明における位相角及び切替えタイミングの
設定の原理を説明するための信号波形図である。FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining the principle of setting the phase angle and the switching timing in the present invention.
【図４】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention.
【図５】図４に示す実施例を特定の態様で使用する際の
各部の動作を示す信号波形図である。5 is a signal waveform diagram showing an operation of each unit when the embodiment shown in FIG. 4 is used in a specific mode. FIG.
【図６】図４に示す実施例の各部の動作を示す信号波形
図である。FIG. 6 is a signal waveform diagram showing the operation of each part of the embodiment shown in FIG.
【図７】金属検出の原理説明図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of metal detection.
【図８】金属検出の原理説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of the principle of metal detection.
【図９】従来装置の構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional device.
【図１０】従来装置の動作を説明するための信号波形図
である。FIG. 10 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the conventional device.
【図１１】従来装置の動作を説明するための説明図であ
る。FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the operation of the conventional device.
【図１２】従来装置の構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional device.
Ｐ 送信コイル Ｓ１、Ｓ２ 受信コイル Ｗ 被検査体 ＳＷ スイッチ １１ 基準信号発生器 １４ 差動増幅器 １５ 検波回路 １８ Ａ／Ｄ変換器 １９ 判定回路 ２１ 検出装置 ２２ 時間設定回路 ２３ 位相角設定回路 ２４ 移相回路 ２５ Ｄ／Ａ変換器 ２６ 比較回路 ２７ 三角波発生回路 ３０ 波形表示記憶回路 １００ 記憶手段 １０１ Ａ／Ｄ変換器。 P transmission coil S1, S2 reception coil W device under test SW switch 11 reference signal generator 14 differential amplifier 15 detection circuit 18 A / D converter 19 determination circuit 21 detection device 22 time setting circuit 23 phase angle setting circuit 24 phase shift Circuit 25 D / A converter 26 Comparison circuit 27 Triangular wave generation circuit 30 Waveform display storage circuit 100 Storage means 101 A / D converter.
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年７月２８日[Submission date] July 28, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は食品、薬品を含む各種
の生活関連物資や、加工用原材料などの被検査対象物体
内に混入した金属片を検出する金属検出機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal detector for detecting various metal-related substances including foods and medicines, and metal fragments mixed in an object to be inspected such as raw materials for processing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】製品中に金属異物が混入している場合
（例えばハム、みそ、菓子などの食品、あるいは薬品、
あるいはゴム、ビニール、ペイントなどの加工材料など
に金属異物が混入している場合）、衛生上の大きなトラ
ブルとなったり、製造機械に損傷を与えるおそれがある
ため、金属検出を行うことが必要である。この種の金属
検出機として、出願人発行のアンリツテクニカルＮｏ．
６４，１９９２年１０月発行ｐｐ６２〜６８に紹介記事
があるし、本願と同一発明者、同一出願人の第一発明
（特開昭６４−５４２８１号公報記載のもの）、第二発
明（特願平０３−２９０６１６号に開示したもの）など
があり、ほかにも別出願人の特開平０３−１１５９９２
号公報に記載の第四発明が知られている。2. Description of the Related Art When a metallic foreign matter is mixed in a product (for example, food such as ham, miso, confectionery, chemicals,
If metal foreign matter is mixed in the processing material such as rubber, vinyl, paint, etc.), it may cause a great hygiene problem or damage the manufacturing machine.Therefore, it is necessary to detect the metal. is there. As this type of metal detector, Anritsu Technical No.
64, pp62-68, issued October 1992, and the first invention of the same inventor and the same applicant of the present application (as described in JP-A-64-54281), second invention (Japanese Patent Application No. (Disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 03-290616), etc.
The fourth invention described in Japanese Patent Publication is known.
【０００３】図７、図８は上記の各発明において一般に
用いられている金属検出機の検出原理を示す図である。
すなわち、送信コイルＰに所定周波数の基準信号と同一
周波数をもつ高周波電流を供給して交番磁界を発生させ
る。この送信コイルＰからの交番磁界による磁力線を等
量受ける位置に、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２が図７の
ように対向して、あるいは図８のように同軸状に配置さ
れていて、各受信コイルＳ１、Ｓ２はそれぞれ交番磁界
によって送信コイルＰ１の交番磁界と同一周波数の正弦
波形の誘起電圧出力を生じている。FIGS. 7 and 8 are views showing the detection principle of a metal detector generally used in the above inventions.
That is, a high frequency current having the same frequency as the reference signal of a predetermined frequency is supplied to the transmission coil P to generate an alternating magnetic field. Two receiving coils S1 and S2 are arranged facing each other as shown in FIG. 7 or coaxially as shown in FIG. 8 at a position where the magnetic lines of force due to the alternating magnetic field from the transmitting coil P are equally received. The coils S1 and S2 each generate an induced voltage output of a sinusoidal waveform having the same frequency as the alternating magnetic field of the transmission coil P1 by the alternating magnetic field.
【０００４】前記第四発明では、受信コイルＳ１、Ｓ２
から得られる受信信号を高周波増幅回路で同調増幅し、
その出力をＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換し、ディジタル信
号処理するという技術思想に特徴があるとしている。前
記第一乃至第三発明それぞれ、金属検出機がかかえてき
た特定の課題を解決するためにされているが、いずれも
共通の構成を有し、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２の出力
は、両コイルの出力の差（不平衡信号）を出力するよう
に差動接続されている。In the fourth invention, the receiving coils S1 and S2 are provided.
The received signal obtained from is tuned and amplified by the high frequency amplifier circuit,
It is said that the technical idea that the output is A / D converted by an A / D converter and digital signal processing is characteristic. Each of the first to third inventions has been made to solve a specific problem that the metal detector has, but both have a common configuration, and the outputs of the two receiving coils S1 and S2 are It is differentially connected so as to output the difference (unbalanced signal) between the outputs of the coils.
【０００５】この磁界中をコンベアなどで被検査体Ｗを
矢印方向に通過させる。磁界中を通る被検査体Ｗに金属
が混入していない場合には、磁力線に被検査体Ｗは影響
を与えないので、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２の出力電
圧は同一となるため、不平衡出力は生じない。The object W to be inspected is passed through the magnetic field in the direction of the arrow by a conveyor or the like. When no metal is mixed in the inspected object W passing through the magnetic field, the inspected object W does not affect the lines of magnetic force, so that the output voltages of the two receiving coils S1 and S2 are the same, so that there is an imbalance. No output is produced.
【０００６】しかして、被検査体Ｗに金属がもし混入し
ていれば、混入した金属が磁性体であっても、非磁性体
であっても金属によって磁力線に変化が生じて、受信コ
イルに生ずる所定周波数の交番磁界は、混入した金属の
形状及び特質に対応して、基準信号を位相及び振幅変調
したものとなり、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２に交わる
磁力線は、等量でなくなる。このため、被検査体Ｗの通
過中に、被検査体内に金属が混入していれば、両受信コ
イルＳ１、Ｓ２における誘起電圧出力信号の位相、振幅
に変化が生じ、両信号の差を表わす不平衡信号が出力さ
れる。この不平衡信号を直流化してそのレベルが基準以
上の場合に金属有りと判定する。However, if a metal is mixed in the object W to be inspected, the magnetic force line is changed by the metal regardless of whether the mixed metal is a magnetic material or a non-magnetic material, so that the receiving coil is affected. The generated alternating magnetic field of a predetermined frequency is a phase and amplitude modulated version of the reference signal corresponding to the shape and quality of the mixed metal, and the lines of magnetic force intersecting the two receiving coils S1 and S2 are not equal. For this reason, if metal is mixed in the body to be inspected while passing through the body to be inspected W, the phases and amplitudes of the induced voltage output signals in both receiving coils S1 and S2 change, which represents the difference between the two signals. An unbalanced signal is output. This unbalanced signal is converted into a direct current, and when the level is above the reference, it is determined that there is metal.
【０００７】図９は、このような検出原理による従来の
金属検出機の具体的な構成を示している。即ち、基準信
号発生器１から出力される所定周波数の基準パルス信号
はフィルタ２によって正弦波に変換され、この正弦波信
号が電力増幅器３によって増幅されて送信コイルＰに励
磁電流として与えられて、送信コイルＰから交番磁界が
発生する。送信コイルＰから発生する磁界の磁束を等量
受ける位置に、１対の受信コイルＳ１、Ｓ２が図７の対
向型あるいは図８の同軸型に配置されていて、このた
め、２つの受信コイルＳ１、Ｓ２には等しい大きさの誘
起電圧が生じる。２つの受信コイルＳ１、Ｓ２は差動増
幅器４に接続されている。FIG. 9 shows a specific structure of a conventional metal detector based on such a detection principle. That is, the reference pulse signal of a predetermined frequency output from the reference signal generator 1 is converted into a sine wave by the filter 2, this sine wave signal is amplified by the power amplifier 3 and given to the transmission coil P as an exciting current. An alternating magnetic field is generated from the transmission coil P. A pair of receiving coils S1 and S2 are arranged in the opposing type of FIG. 7 or the coaxial type of FIG. 8 at positions where equal amounts of magnetic flux of the magnetic field generated from the transmitting coil P are received. , S2 generate an induced voltage of equal magnitude. The two receiving coils S1 and S2 are connected to the differential amplifier 4.
【０００８】この交番磁界中を被検査体Ｗが、一方の受
信コイルＳ１から他方の受信コイルＳ２方向に、コンベ
ヤなどで搬送される。被検査体中に金属が混入していな
い場合には、理想的には両受信コイルＳ１、Ｓ２の誘起
電圧に変化が生じず、両コイルの出力は等しいので、不
平衡信号は出力されず、差動増幅器４の出力は零とな
る。もし、被検査体Ｗに金属が含まれていると、金属に
よって磁界が変化して各受信コイルＳ１、Ｓ２の誘起電
圧の出力信号の位相及び振幅が変化し、一方の受信コイ
ルＳ１から他方の受信コイルＳ２方向に移動する間に２
つの受信コイルＳ１、Ｓ２の出力信号に差が生じ、この
不平衡出力が差動増幅器４から出力される。The object W to be inspected is conveyed in the alternating magnetic field from one receiving coil S1 toward the other receiving coil S2 by a conveyor or the like. When no metal is mixed in the object to be inspected, ideally, the induced voltages of both receiving coils S1 and S2 do not change, and the outputs of both coils are equal, so an unbalanced signal is not output. The output of the differential amplifier 4 becomes zero. If the object W to be inspected contains a metal, the magnetic field changes due to the metal, and the phase and amplitude of the output signal of the induced voltage of each of the receiving coils S1 and S2 change. 2 while moving in the direction of the receiving coil S2
A difference occurs between the output signals of the two receiving coils S1 and S2, and this unbalanced output is output from the differential amplifier 4.
【０００９】この不平衡出力は検波回路５で、位相差の
検出がされる。すなわち、検波回路５は、基準信号発生
器１からの基準パルス信号の位相が可変された移相回路
６からの移相基準信号によって同期検波されて直流化さ
れ、その検波出力信号をフィルタ７、Ａ／Ｄ変換器８を
介して判定回路９へ出力される。The unbalanced output is detected by the detection circuit 5 as a phase difference. That is, the detection circuit 5 is synchronously detected by the phase-shifting reference signal from the phase-shifting circuit 6 in which the phase of the reference pulse signal from the reference signal generator 1 is changed and converted into a direct current. It is output to the determination circuit 9 via the A / D converter 8.
【００１０】判定回路９は、基準値と比較して、入力さ
れた検波出力信号のレベルが基準値を越えたとき、被検
査体Ｗに金属が混入していることを示す判定信号を出力
する。なお、表示器１０は、フィルタ７の出力レベルを
表示する。The determination circuit 9 compares the reference value with a reference value, and when the level of the input detection output signal exceeds the reference value, outputs a determination signal indicating that metal is mixed in the object W to be inspected. . The display 10 displays the output level of the filter 7.
【００１１】しかして、実際には、このように被検査体
中の金属によってだけでなく、被検査体が例えば水分や
塩分などの導電性物質などを含んでいる場合、被検査体
自身によっても磁束に変化が生じ、受信コイルＳ１、Ｓ
２の誘起電圧出力信号の位相、振幅に変化が生じて、差
動増幅器４から不平衡出力が生じる。この被検査体自身
による不平衡出力は、金属検出感度を著しく低下させる
原因となる。However, in practice, not only by the metal in the object to be inspected as described above, but also by the object to be inspected itself when the object to be inspected contains a conductive substance such as moisture or salt. A change occurs in the magnetic flux, and the receiving coils S1, S
A change occurs in the phase and amplitude of the induced voltage output signal 2 and the unbalanced output is generated from the differential amplifier 4. This unbalanced output by the inspected object itself causes a significant decrease in metal detection sensitivity.
【００１２】従って、この被検査体自身による不平衡出
力が生じていても、この影響が最も小さくなるように、
不平衡出力を直流化する検波回路５へ与えられる移相基
準信号の位相角を、調整する必要がある。Therefore, even if the unbalanced output is generated by the object to be inspected, this effect is minimized.
It is necessary to adjust the phase angle of the phase shift reference signal supplied to the detection circuit 5 that converts the unbalanced output into a direct current.
【００１３】このため、従来の金属検出機では、被検査
体の基準サンプルすなわち、金属の含まれていないとさ
れる被検査体をコンベヤで何度も搬送を繰り返して、移
相回路６で移相基準信号の位相角を変化させつつ検波し
て、表示器１０で検波出力信号のレベルを表示して、繰
り返し操作により漸近式にそのレベルが最小となる位相
角を求め、以後、この予め定めた１つの位相角で検波回
路５の同期検波を行なって被検査体中の金属の有無を検
査している。このように従来は、漸近式にレベル最小と
なる位相角への追い込みを自動化することはできるが、
基準サンプルを何度も繰り返して搬送させる必要は避け
られない初期調整作業があった。For this reason, in the conventional metal detector, the reference sample of the object to be inspected, that is, the object to be inspected that does not contain metal is repeatedly conveyed by the conveyor and moved by the phase shift circuit 6. Detection is performed while changing the phase angle of the phase reference signal, the level of the detection output signal is displayed on the display unit 10, and the phase angle at which the level is minimized is obtained in an asymptotic expression by repeated operation. The presence or absence of metal in the inspected object is inspected by performing synchronous detection of the detection circuit 5 with only one phase angle. As described above, conventionally, it is possible to automate the approach to the phase angle that minimizes the level in an asymptotic manner,
There was an unavoidable initial adjustment work in which it was necessary to repeatedly convey the reference sample.
【００１４】さらにここで、第三発明が解決しようとす
る課題について考察しておく。この発明は、例えば長さ
の長い被検査体では、その長手方向（移動方向）の全体
にわたって太さが均一でなかったり、形状に変化がある
場合や、また、長手方向の全体にわたって材質が均一で
ない場合に対処するものである。このような被検査体Ｗ
では、前記した方法で被検査体自身による検波出力レベ
ルが最小となる１つの位相角を選ぼうとしても、被検査
体の長手方向移動方向の全体にわたって検波出力レベル
が一定とならず、例えば図１０に示すように被検査体の
先端が第１の受信コイルＳ１に到達した時刻ｔａから被
検査体の後端が第２の受信コイルＳ２を通り過ぎる時刻
ｔｂの間において、初めのＡ及びＣの部分では被検査体
自身による影響を無視できる程度に低減できても、Ｂ及
びＤの部分では、被検査体自身による大きな検波出力を
生ずるような場合がある。このことは、図１１に示すよ
うに被検査体Ｗが矢印方向に移動するとすると、その
Ａ′、Ｃ′部分では被検査体自身の影響がないが、
Ｂ′、Ｄ′の部分では被検査体自身の影響が検波出力に
大きく顕われていることを意味している。Further, the problem to be solved by the third invention will now be considered. According to the present invention, for example, in the case of a test object having a long length, the thickness is not uniform in the entire longitudinal direction (moving direction), the shape is changed, or the material is uniform in the entire longitudinal direction. If not, it will be dealt with. Such an inspection object W
Then, even if one phase angle that minimizes the detection output level by the inspection object itself is selected by the above-described method, the detection output level is not constant over the entire longitudinal movement direction of the inspection object. As shown in 10, between the time ta when the tip of the DUT reaches the first receiving coil S1 and the time tb when the rear end of the DUT passes the second receiving coil S2, the initial A and C Even if the influence of the object to be inspected can be reduced to such an extent that it can be ignored, there is a case where a large detection output is generated by the object to be inspected in the portions B and D. This means that when the inspection object W moves in the direction of the arrow as shown in FIG. 11, the inspection object itself is not affected by the portions A ′ and C ′.
In the portions B'and D ', it is meant that the influence of the object to be inspected is significantly shown in the detection output.
【００１５】このため、被検査体自身すなわち基準サン
プルによる影響が最小レベルとなるように、いかに移相
回路６で位相角を調整しても、被検査体の長手方向のあ
る部分では被検査体自身による無視できないレベルの検
波出力が生じるのを避けられず、このため金属検出機の
精度ひいては高感度の金属検出には限界があった。Therefore, no matter how the phase angle is adjusted by the phase shift circuit 6 so that the effect of the object to be inspected itself, that is, the reference sample, becomes a minimum level, the object to be inspected is present at a portion in the longitudinal direction of the object to be inspected. It is unavoidable that a detection output of a level that cannot be ignored is generated by itself, so that there is a limit to the accuracy of the metal detector and thus to the high-sensitivity metal detection.
【００１６】このような問題点を解決するために第三発
明の金属検出機では、図１２に示す構成をとり、不平衡
信号の直流化を、被検査体の移動に伴って被検査体の部
分ごとに、被検査体自身による直流出力レベルが最小と
なる予め定めた異なる位相角に切替えて直流化を行なう
ことを特徴としており、被検査体の移動に合わせて、被
検査体の各部分ごとに被検査体自身（基準サンプル）に
よる直流出力レベルが最小となる予め定めた位相角に、
切替えて不平衡信号を直流化するため、被検査体の移動
方向にわたって太さや形状が変化したり、材質が変化す
る場合でも、移動方向の全体にわたって、被検査体自身
による影響が最小にされるようにしている。そのために
時間設定回路２２と位相角設定回路２３とを図９の構成
に付加した構成としている。前述した基準サンプルの繰
り返し搬送作業と、この被検査体の部分ごとの調整とを
組み合わせる初期調整作業は、煩雑で煩わしいとされる
ものであった。In order to solve such a problem, the metal detector of the third invention has the structure shown in FIG. 12, and the unbalanced signal is converted into a direct current and the object to be inspected is moved along with the movement of the object to be inspected. Each part is characterized by switching to a predetermined different phase angle that minimizes the DC output level by the inspected object itself and converting to direct current, and each part of the inspected object is changed according to the movement of the inspected object. For each predetermined phase angle that minimizes the DC output level of the DUT itself (reference sample),
Since the unbalanced signal is switched to direct current, even if the thickness or shape changes or the material changes in the moving direction of the DUT, the influence of the DUT itself is minimized over the entire moving direction. I am trying. Therefore, the time setting circuit 22 and the phase angle setting circuit 23 are added to the configuration of FIG. The initial adjustment work that combines the above-described repeated conveyance work of the reference sample and the adjustment for each part of the inspected object is considered to be complicated and troublesome.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、こ
れまでの金属検出機では高周波磁界中を被検査体を通過
させるときに、送信及び受信コイルのもつ構造の非対称
性と、被検査体のもつ複素導電率（導電率と誘電率の相
乗効果）など被検査体自身が持つ位相、振幅特性並びに
形状の影響から、受信コイルで生ずる不平衡電位を最も
小さい値とする初期設定作業には、基準サンプルを何回
も機械に通過させるという作業が必要とされていた。こ
の発明では、基準サンプルを通過させたときに、不平衡
電圧が最も小さくなるように、位相差検出器に加える基
準信号の位相の選定、信号処理回路の利得の選定及び検
出限界の設定を唯一回の基準サンプルの機械通過だけで
行えるようにすることを目的としている。したがって、
自動的な初期条件設定作業（いわゆるオート設定）をき
わめて容易なものとすることを目的としている。加え
て、前記第三発明のように場所により性質の異なる被検
査体を対象とする場合にも応用できて、煩わしさからの
解放がされるような手段を実現することも目的としてい
る。As described above, in the conventional metal detectors, when the object to be inspected is passed through a high frequency magnetic field, the asymmetry of the structure of the transmitting and receiving coils and the object to be inspected. Due to the effect of the phase, amplitude characteristics, and shape of the DUT itself, such as the complex conductivity of (synergistic effect of conductivity and permittivity), the initial setting work to minimize the unbalanced potential generated in the receiving coil The work of passing the reference sample through the machine many times was required. According to the present invention, only the phase of the reference signal applied to the phase difference detector, the gain of the signal processing circuit, and the detection limit are set so that the unbalanced voltage is minimized when the reference sample is passed. The purpose is to make it possible to pass the reference sample only once through the machine. Therefore,
The purpose is to make automatic initial condition setting work (so-called automatic setting) extremely easy. In addition, the present invention is also applicable to the case where an object to be inspected having different properties depending on the location is used as in the third aspect of the invention, and it is also an object to realize a means for relieving the trouble.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】この発明では二つの受信
コイルＳ１、Ｓ２の間の不平衡信号を出力する回路（差
動増幅器）と、位相差を検出する手段（検波回路）との
間で、被検査体の基準サンプルが送信コイルと受信コイ
ルとの間を移動する際に発生する不平衡信号をメモリに
記憶するようにする。それとともにメモリに記憶した信
号すなわち、一回の基準サンプルの移動で得られたデー
タを利用して、基準信号と不平衡信号との間の位相を数
回にわたって処理し、不平衡信号が最小となるような位
相検波が実現できるようにする位相制御手段を備えた。
実施例を示す図１について説明すると、図１２に示した
従来技術の構成に代わって、鎖線で示したブロック１０
０が差動増幅器１４と検波回路１５との間に挿入され、
回路ブロック１００は端子ＩＰから差動増幅器１４の出
力信号を受け、端子ＯＰから検波回路１５に出力信号を
発し、端子Ｃ１およびＣ２から被検査体によるデータ出
力要請信号をそれぞれ受ける構成である。図１の構成部
品の番号は波形表示記憶装置３０を除き、図１２のそれ
に１０を加えた項番で示してある。例えばフィルタ２は
フィルタ１２となっている。According to the present invention, a circuit (differential amplifier) for outputting an unbalanced signal between two receiving coils S1 and S2 and a means (detection circuit) for detecting a phase difference are provided. The unbalanced signal generated when the reference sample of the device under test moves between the transmitting coil and the receiving coil is stored in the memory. Along with that, the signal stored in the memory, that is, the data obtained in one movement of the reference sample is used to process the phase between the reference signal and the unbalanced signal several times, and the unbalanced signal is minimized. The phase control means is provided for realizing such phase detection.
Referring to FIG. 1 showing an embodiment, a block 10 shown by a chain line is substituted for the configuration of the prior art shown in FIG.
0 is inserted between the differential amplifier 14 and the detection circuit 15,
The circuit block 100 is configured to receive the output signal of the differential amplifier 14 from the terminal IP, issue the output signal to the detection circuit 15 from the terminal OP, and receive the data output request signals from the device under test from the terminals C1 and C2, respectively. The component numbers in FIG. 1 are indicated by the item numbers added with 10 in FIG. 12 except the waveform display storage device 30. For example, the filter 2 is the filter 12.
【００１９】[0019]
【作用】本発明の金属検出機によれば、被検査体の基準
サンプルを一回限り移動して得たデータを記憶すること
とし、記憶したデータを同期検波するときに基準信号と
記憶したデータである不平衡信号との間の位相を変化す
るようにした制御手段を備えたから、一回限りの被検査
体の基準サンプルの移動作業で、これまでの金属検出機
に必要とされた初期条件設定作業を自動的に行えるよう
になる。According to the metal detector of the present invention, the data obtained by moving the reference sample of the object to be inspected only once is stored, and when the stored data is synchronously detected, the reference signal and the stored data are stored. Since it is equipped with a control means that changes the phase between the unbalanced signal and the unbalanced signal, the initial condition required for the metal detectors in the past is a one-time movement work of the reference sample of the DUT. The setting work can be done automatically.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、図１に基づいて本発明の一実施例を説
明する。本発明の構成の基本は、従来技術の実施例（図
１２）に記憶手段を加え、信号処理のための制御手段を
備えた点に特徴がある。図１の実施例では記憶手段１０
０としてデータ記憶メモリ１０２をディジタルメモリと
したので、メモリ１０２を中心とした回路ブロック１０
０として構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The basic feature of the configuration of the present invention is that a storage means is added to the embodiment of the prior art (FIG. 12) and a control means for signal processing is provided. In the embodiment of FIG. 1, the storage means 10
Since the data storage memory 102 is set to 0 and the digital memory is used, the circuit block 10 centered on the memory 102
It is configured as 0.
【００２１】回路ブロック１００にはＡ／Ｄ変換器１０
１、データ記憶用のメモリ１０２、データ出力制御１０
３、Ｄ／Ａ変換器１０４があり、入力端子ＩＰと出力端
子ＯＰとがある。また被検査体による信号全体を取り込
むタイミングを合わせる指令信号を受ける端子Ｃ１と、
データ出力を要請する制御信号を受ける端子Ｃ２とがあ
る。The circuit block 100 includes an A / D converter 10
1, memory 102 for data storage, data output control 10
3, the D / A converter 104, and the input terminal IP and the output terminal OP. Also, a terminal C1 for receiving a command signal for adjusting the timing of capturing the entire signal from the inspection object,
There is a terminal C2 for receiving a control signal for requesting data output.
【００２２】基準信号発生器１１から出力される所定周
波数の基準パルス信号はフィルタ１２によって正弦波に
変換され、この正弦波信号が電力増幅器１３によって増
幅されて送信コイルＰに励磁電流として与えられて、送
信コイルＰから交番磁界が発生する。送信コイルＰから
発生する磁界の磁束を等量受ける位置に、１対の受信コ
イルＳ１、Ｓ２が図７の対向型あるいは図８の同軸型に
配置されていて、このため、２つの受信コイルＳ１、Ｓ
２には等しい大きさの誘起電圧が生じる。２つの受信コ
イルＳ１、Ｓ２は差動増幅器１４に接続されている。The reference pulse signal of a predetermined frequency output from the reference signal generator 11 is converted into a sine wave by the filter 12, the sine wave signal is amplified by the power amplifier 13 and given to the transmission coil P as an exciting current. An alternating magnetic field is generated from the transmission coil P. A pair of receiving coils S1 and S2 are arranged in the opposing type of FIG. 7 or the coaxial type of FIG. 8 at positions where equal amounts of magnetic flux of the magnetic field generated from the transmitting coil P are received. , S
An induced voltage of equal magnitude is generated in 2. The two receiving coils S1 and S2 are connected to the differential amplifier 14.
【００２３】この交番磁界中を被検査体Ｗが、一方の受
信コイルＳ１から他方の受信コイルＳ２方向に、コンベ
ヤなどで搬送される。被検査体中に金属が混入していな
い場合には、理想的には両受信コイルＳ１、Ｓ２の誘起
電圧に変化が生じないで、両コイルの出力は等しいので
不平衡信号は出力されず、差動増幅器１４の出力は零と
なる。もし、被検査体Ｗに金属が含まれていると、金属
によって磁界が変化して各コイルＳ１、Ｓ２の誘起電圧
出力信号の位相、振幅が変化し、一方の受信コイルＳ１
から他方の受信コイルＳ２方向に移動する間に２つの受
信コイルＳ１、Ｓ２の誘起電圧出力信号に差が生じ、こ
の不平衡出力が差動増幅器１４から出力される。The object W to be inspected is conveyed in the alternating magnetic field from one receiving coil S1 toward the other receiving coil S2 by a conveyor or the like. When no metal is mixed in the object to be inspected, ideally, the induced voltages of both receiving coils S1 and S2 do not change, and the outputs of both coils are equal, so an unbalanced signal is not output. The output of the differential amplifier 14 becomes zero. If the object W to be inspected contains a metal, the magnetic field changes due to the metal, and the phase and amplitude of the induced voltage output signals of the coils S1 and S2 change.
From the other to the other receiving coil S2, a difference occurs between the induced voltage output signals of the two receiving coils S1 and S2, and this unbalanced output is output from the differential amplifier 14.
【００２４】また、実際には金属だけでなく、被検査体
（ワーク）Ｗ自身によってもそれが不均一であって非対
称性をもてば、磁界に変化が生じて不平衡出力が生じ
る。金属検出機どは、被検査体（ワーク）中に金属があ
るかないかを検査する作業に先立って、この不平衡出力
ができるだけ小さくなるような検波状態を作り出さなけ
ればならない。この作業を一回のワークの搬送で自動的
に行うようにする。In fact, if not only the metal but also the object to be inspected (work) W itself is not uniform and has asymmetry, the magnetic field is changed and an unbalanced output is generated. Prior to the work of inspecting the work (work) for metal, the metal detector must create a detection state in which this unbalanced output becomes as small as possible. This work is automatically carried out by one-time work transfer.
【００２５】被検査体の基準サンプルをワークＷとし、
そのときの差動増幅器１４から発せられる不平衡信号出
力をスイッチＳＷを経て記憶手段１００の入力端子ＩＰ
に導き、Ａ／Ｄ変換器１０１を経てメモリ１０２に記憶
する。メモリ１０２への記憶のタイミング信号は、被検
査体Ｗを検出する検出装置（例えば光源と光センサとを
用いる）２１からの信号による。基準サンプルをワーク
Ｗとしたときにそれが移動したときの不平衡信号出力の
波形（時間対振幅）を記憶する。A reference sample of the object to be inspected is a work W,
The unbalanced signal output generated from the differential amplifier 14 at that time is input through the switch SW to the input terminal IP of the storage means 100.
And is stored in the memory 102 via the A / D converter 101. The timing signal for storage in the memory 102 is a signal from a detection device (for example, using a light source and an optical sensor) 21 that detects the inspection object W. When the reference sample is the work W, the waveform (time vs. amplitude) of the unbalanced signal output when it moves is stored.
【００２６】次にこの波形をアナログ量として読み出し
て、検波回路１５に加え、基準信号発生器１１からのあ
る位相の信号（この位相は移相回路２４によって決めら
れる）との間の位相差として同期検波する。検波回路１
５からの検波出力は低域ろ波器（ＬＰＦ）１７により高
周波成分を除去され、Ａ／Ｄ変換器１８を経て、判定回
路１９に送られ、必要に応じて波形表示記憶装置３０に
送られる。Next, this waveform is read out as an analog quantity and applied to the detection circuit 15 as a phase difference with a signal of a certain phase (this phase is determined by the phase shift circuit 24) from the reference signal generator 11. Synchronous detection. Detection circuit 1
The detection output from 5 has its high-frequency component removed by a low-pass filter (LPF) 17, is sent to a determination circuit 19 via an A / D converter 18, and is sent to a waveform display storage device 30 as necessary. .
【００２７】判定回路１９では不平衡信号出力の検波後
の振幅（直流分の大きさ）を判定し、同期検波に用いる
基準信号の位相角を設定する位相角設定回路２３に信号
を送り、移相回路２４に作用して基準信号と不平衡信号
との間の位相を変化させる。図中、鎖線１０５がこの位
相を変化させる位相制御手段を表している。メモリから
の基準サンプルの不平衡信号出力の読出しと同期検波→
判定→位相設定→同期検波を繰り返して、基準サンプル
について、不平衡信号の検波出力が実質的に最小となる
位相角度を設定する。この作業はマイクロコンピュータ
を用いて自動化することができ、オート設定が唯一回の
基準サンプルの移動で実現できる。The determination circuit 19 determines the amplitude (size of the DC component) of the unbalanced signal output after detection, and sends the signal to the phase angle setting circuit 23 for setting the phase angle of the reference signal used for synchronous detection. It acts on the phase circuit 24 to change the phase between the reference signal and the unbalanced signal. In the figure, the chain line 105 represents the phase control means for changing this phase. Reading the unbalanced signal output of the reference sample from the memory and synchronous detection →
By repeating judgment → phase setting → coherent detection, a phase angle is set for the reference sample at which the detection output of the unbalanced signal is substantially minimized. This operation can be automated by using a microcomputer, and automatic setting can be realized by moving the reference sample only once.
【００２８】初期設定が終了後、スイッチを切り換え
て、差動増幅器１４と検波回路１５とを直結して、金属
検出の作業を行う。あるいは、各被検査体Ｗのデータを
記憶するようにしてもよい。図１の構成から、金属検出
機の動作を制御する手段としてのＣＰＵおよびプログラ
ムメモリなどを省略してある。After the initial setting is completed, the switches are switched to directly connect the differential amplifier 14 and the detection circuit 15 to perform the metal detection work. Alternatively, the data of each inspection object W may be stored. From the configuration of FIG. 1, a CPU as a means for controlling the operation of the metal detector, a program memory and the like are omitted.
【００２９】次に実施例の変形として、図１に含まれて
いる別の機能について述べる。基準サンプルについても
その形状、組成によって、位置により不平衡信号出力が
変わるような被検査体を処理する特別な機能を説明す
る。図１に示すように、第１の受信コイルＳ１の入口側
には、被検査体Ｗを例えば光学的手段で検出する検出装
置２１が設けられていて、コンベヤなどで搬送される被
検査体Ｗが通過する間、検出信号（図２の（イ）に示
す）を出力する。Next, as a modification of the embodiment, another function included in FIG. 1 will be described. With respect to the reference sample as well, a special function of processing the object under test in which the unbalanced signal output changes depending on the position depending on the shape and composition thereof will be described. As shown in FIG. 1, a detection device 21 for detecting the object W to be inspected by, for example, optical means is provided on the inlet side of the first receiving coil S1, and the object W to be inspected is conveyed by a conveyor or the like. A detection signal (shown in (a) of FIG. 2) is output while the signal passes.
【００３０】時間設定回路２２には、前記検出装置２１
の検出信号の出力時から位相角切替えまでの時間（例え
ばｔ1 、ｔ2 ）及び被検査体Ｗの後端部が第２の受信コ
イルＳ２を去るまでの時間（例えばｔ3 ）が予め設定さ
れていて、図２の（ロ）に示すように、前記被検査体検
出信号を受けると、その立上りから時間ｔ1 、時間ｔ2
後、時間ｔ3 後にそれぞれパルスを出力する。The time setting circuit 22 includes the detecting device 21.
The time from the output of the detection signal of ( 1 ) to the phase angle switching (eg, t 1 , t 2 ) and the time until the rear end of the object to be inspected W leaves the second receiving coil S2 (eg, t 3 ) are set in advance. As shown in FIG. 2B, when the inspection object detection signal is received, it rises from time t 1 to time t 2.
After that, a pulse is output after time t 3 .
【００３１】位相角設定回路２３には、切替えるべき位
相角のα、β、γがディジタル値として予め設定されて
いて、検出装置２１の検出信号の立上り時にディジタル
値αを出力し、次に時間設定回路２２からの時間ｔ1 後
のパルスを受けるとディジタル値βを出力し、次に時間
ｔ2 後のパルスを受けるとディジタル値γを出力し、時
間ｔ3 後のパルスで出力を停止する。The phase angles α, β and γ of the phase angles to be switched are preset in the phase angle setting circuit 23 as digital values, and the digital value α is output when the detection signal of the detection device 21 rises, and then the time. When the pulse after the time t 1 from the setting circuit 22 is received, the digital value β is output, when the pulse after the time t 2 is received, the digital value γ is output, and the output is stopped at the pulse after the time t 3. .
【００３２】移相回路２４は、基準信号発生器１からの
基準パルスの位相を、位相角設定回路２３からの位相角
を表わす信号に応じて移相した移相基準信号を、検波回
路１５へ出力する。検波回路１５はこの順次位相が変わ
る移相基準信号によって不平衡出力を同期検波する。検
波回路１５の検波出力は、フィルタ１７、Ａ／Ｄ変換器
１８を経て、判定回路１９で基準値と比較され、基準値
以上の場合、金属有りの判定信号が出力される。The phase shift circuit 24 shifts the phase of the reference pulse from the reference signal generator 1 according to the signal representing the phase angle from the phase angle setting circuit 23 to the detection circuit 15. Output. The detection circuit 15 synchronously detects the unbalanced output by the phase shift reference signal whose phase is sequentially changed. The detection output of the detection circuit 15 passes through the filter 17 and the A / D converter 18, and is compared with the reference value by the determination circuit 19, and when it is equal to or more than the reference value, the determination signal of the presence of metal is output.
【００３３】前記時間設定回路２２の時間及び位相角設
定回路２３の位相角の設定は、次のように行なう。ま
ず、位相角設定回路２３で１つのある任意の位相角を設
定して、検査すべき種類の被検査体（金属が混入してい
ないもの）をコンベヤで搬送して、このある１つの任意
の位相角で不平衡出力を検波し、その検波出力波形を波
形表示記憶回路３０に表示させ、記憶させる。次に、異
なる位相角を設定して、同じ被検査体を搬送して同様に
検波出力波形を表示記憶させる。このようにして、幾つ
かの異なる位相角で検波出力波形を得て、被検査体自身
による検波出力が部分的に最小となる検波出力波形を選
択する。このようにして例えば図３の（イ）、（ロ）、
（ハ）に示すように被検査体の長手方向（移動方向）の
いずれかの部分で被検査体自身による検波出力が最小と
なる３つの検波出力波形を選ぶと、被検査体Ｗの前端部
が検出された検出信号（図３の（ニ）に示す）の立上り
時から時間ｔ1 後に（イ）から（ロ）へ、時間ｔ2 後に
（ロ）から（ハ）に切替えれば良いことがわかる。検出
出力波形（イ）の位相角がα、（ロ）の位相角がβ、
（ハ）の位相角がγであるとすると、時間設定回路２２
には、時間ｔ1 、ｔ2 及び被検査体の後端部が第２の受
信コイルＳ２を去るまでの時間ｔ3 を設定し、位相角設
定回路２３には位相角α、β、γをその順序で設定すれ
ばよい。The time of the time setting circuit 22 and the phase angle of the phase angle setting circuit 23 are set as follows. First, one certain arbitrary phase angle is set by the phase angle setting circuit 23, and an object to be inspected (not mixed with metal) of a type to be inspected is conveyed by a conveyor, and this certain one arbitrary one is set. The unbalanced output is detected at the phase angle, and the detected output waveform is displayed and stored in the waveform display storage circuit 30. Next, different phase angles are set, the same object to be inspected is conveyed, and the detected output waveform is similarly displayed and stored. In this way, the detection output waveforms are obtained at several different phase angles, and the detection output waveform that partially minimizes the detection output by the device under test is selected. In this way, for example, (a), (b) in FIG.
As shown in (c), if three detection output waveforms that minimize the detection output by the inspected object in any part in the longitudinal direction (moving direction) of the inspected object are selected, the front end portion of the inspected object W is selected. It is only necessary to switch from (a) to (b) after a time t 1 from the rise of the detection signal (shown in (d) of FIG. 3) that has been detected, and from (b) to (c) after a time t 2. I understand. The phase angle of the detection output waveform (a) is α, the phase angle of (b) is β,
Assuming that the phase angle of (C) is γ, the time setting circuit 22
Is set to the times t 1 and t 2 and the time t 3 until the rear end of the DUT leaves the second receiving coil S2, and the phase angle setting circuit 23 sets the phase angles α, β and γ. It may be set in that order.
【００３４】このように被検査体の種類ごとに切替える
ための複数の位相角及び切替タイミングを設定した後、
その種類の被検査体の金属検出にとりかかる。After setting a plurality of phase angles and switching timings for switching for each type of the inspection object in this way,
It begins with the metal detection of that type of inspected object.
【００３５】このように被検査体Ｗの移動に伴なって時
間ｔ1 、ｔ2 において被検査体自身による検波出力が最
も小さくなる位相角、即ち、まずα、次にβ、次にγに
自動的に切替えて、不平衡信号が同期検波されるから、
被検査体の長手方向の全体にわたって被検査体の材質に
よる影響をなくすことができる。従って、検波回路１５
からの検波出力には、被検査体自身の材質による出力が
ほとんど含まれていないから、フィルタ１７、Ａ／Ｄ変
換器１８を経て判定回路１９で基準値と比較され、金属
の有無は極めて高感度に正確に判定されることになる。In this way, the phase angle at which the detection output by the inspection object itself becomes smallest at the times t 1 and t 2 with the movement of the inspection object W, that is, first α, then β, then γ It switches automatically and the unbalanced signal is detected synchronously.
It is possible to eliminate the influence of the material of the inspection object over the entire length of the inspection object. Therefore, the detection circuit 15
Since the detection output from the output hardly includes the output due to the material of the inspection object itself, it is compared with the reference value by the determination circuit 19 via the filter 17 and the A / D converter 18, and the presence or absence of metal is extremely high. The sensitivity will be accurately judged.
【００３６】このように、検査すべき被検査体の種類ご
とに、その長手方向の各部分ごとの被検査体自身の影響
の最も小さい位相角に切替えるように設定して、金属検
出を行なえばよい。As described above, for each type of the inspection object to be inspected, it is set so as to switch to the phase angle having the smallest influence of the inspection object itself for each part in the longitudinal direction, and the metal detection is performed. Good.
【００３７】図４は、本発明の他の実施例を示してい
る。この実施例では、位相角設定回路２３のディジタル
出力のα、β、γは、図５の（ハ）に示すようにＤ／Ａ
変換器２５でアナログの電圧レベル信号α′、β′、
γ′にそれぞれ変換され、比較回路２６へ出力される。
（なお、図５の（イ）は検出装置２１の検出信号、
（ロ）は時間設定回路の出力信号である。）一方、基準
信号発生器１１の基準信号は、三角波発生回路２７で図
６の（イ）に示すような三角波にされて、比較回路２６
へ入力している。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the digital outputs α, β and γ of the phase angle setting circuit 23 are D / A as shown in FIG.
In the converter 25, analog voltage level signals α ′, β ′,
Each is converted into γ ′ and output to the comparison circuit 26.
(Note that (a) of FIG. 5 is a detection signal of the detection device 21,
(B) is an output signal of the time setting circuit. On the other hand, the reference signal of the reference signal generator 11 is converted into a triangular wave as shown in FIG.
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【００３８】比較回路２６は、Ｄ／Ａ変換器２５のアナ
ログ電圧レベル信号と三角波信号とを比較して、三角波
信号のレベルがアナログ電圧レベルを上回ると出力を生
じる。このため、比較回路２６からは、図６の（ロ）、
（ハ）、（ニ）に示すようにそれぞれアナログ電圧レベ
ルα′、β′、γ′に対応して位相角がそれぞれ異なる
移相基準信号が、検波回路１５へ出力され、同期検波さ
れる。The comparator circuit 26 compares the analog voltage level signal of the D / A converter 25 with the triangular wave signal and produces an output when the level of the triangular wave signal exceeds the analog voltage level. Therefore, from the comparison circuit 26, (B) of FIG.
As shown in (c) and (d), phase shift reference signals having different phase angles corresponding to the analog voltage levels α ', β', and γ ', respectively, are output to the detection circuit 15 and are synchronously detected.
【００３９】なお、以上の実施例の金属検出機では、送
信コイルＰに対向するように配置された１対の受信コイ
ルＳ１、Ｓ２によって磁気センサを構成していたが、ホ
ール素子等の半導体センサを磁気センサとして用いた金
属検出機についても本発明を同様に適用できる。In the metal detector of the above embodiment, the magnetic sensor is constituted by the pair of receiving coils S1 and S2 arranged so as to face the transmitting coil P, but a semiconductor sensor such as a Hall element is used. The present invention can be similarly applied to a metal detector that uses as a magnetic sensor.
【００４０】また、不平衡信号を直流レベルに変換する
ものであれば、前記実施例の検波回路１５の代りにサン
プルホールド回路などを用いてもよい。If the unbalanced signal is converted to a direct current level, a sample hold circuit or the like may be used instead of the detection circuit 15 of the above embodiment.
【００４１】[0041]
【発明の効果】この発明によれば次のような効果が得ら
れる。 １．ワークすなわち被検査体を送信、受信コイルの間を
流す回数が１回で済む。容易に初期条件を設定できるの
で、とくに重い重量のワークの場合には有効である。つ
まり、検出ヘッドからの信号を一度記憶しておき、これ
を用いて不平衡電圧が最小となる位相検波の条件を設定
することができる。 ２．設定の正確さが向上する。一回のワークのデータで
オート設定（自動条件設定作業）を完了させるので、流
し方によるばらつきでワークの影響が最小になる位相と
違った位相で完了する可能性がなくなる。 ３．被検査体の形状、特性などにより、位置により不平
衡電圧が異なる場合にも、この発明を応用することがで
きる。According to the present invention, the following effects can be obtained. 1. The work, that is, the object to be inspected is transmitted once and passed between the receiving coils only once. Since the initial condition can be easily set, it is effective especially for a heavy work piece. That is, it is possible to store the signal from the detection head once and use it to set the condition for phase detection that minimizes the unbalanced voltage. 2. The setting accuracy is improved. Since the automatic setting (automatic condition setting work) is completed with one piece of work data, there is no possibility of completing the work in a phase different from the phase in which the influence of the work is minimized due to variation due to the flow method. 3. The present invention can be applied even when the unbalanced voltage varies depending on the position due to the shape and characteristics of the device under test.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項１[Name of item to be corrected] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
Claims (1)
生する磁界発生部と、前記磁界の磁束をほぼ等量受ける
位置に配置された一対の磁気センサと、前記一対の磁気
センサの不平衡信号出力回路からの不平衡信号と前記基
準信号との位相差を検出する位相差検出手段とを備えた
移動する被検査体中に混入している金属の有無を判定す
る金属検出機において、 前記不平衡信号出力回路と前記位相差検出手段の間に備
えられていて、被検査体の基準サンプルが移動して発生
する不平衡信号を記憶する記憶手段（１００）と、前記
記憶手段の出力により前記基準信号と前記不平衡信号と
の間の位相を変化させる位相制御手段（１０５）とを備
えたことを特徴とする金属検出機。1. A magnetic field generating section for generating an alternating magnetic field based on a reference signal of a predetermined frequency, a pair of magnetic sensors arranged at positions for receiving substantially equal amounts of magnetic flux of the magnetic field, and a pair of magnetic sensors not provided. In a metal detector for determining the presence or absence of metal mixed in a moving object to be inspected, which comprises a phase difference detection means for detecting the phase difference between the unbalanced signal from the balanced signal output circuit and the reference signal, A storage unit (100) which is provided between the unbalanced signal output circuit and the phase difference detection unit and stores an unbalanced signal generated when a reference sample of the device under test moves, and an output of the storage unit. 2. A metal detector comprising: a phase control means (105) for changing the phase between the reference signal and the unbalanced signal.
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Cited By (2)
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