JPH0743650Y2 - 磁性物質識別装置 - Google Patents
磁性物質識別装置Info
- Publication number
- JPH0743650Y2 JPH0743650Y2 JP1988139571U JP13957188U JPH0743650Y2 JP H0743650 Y2 JPH0743650 Y2 JP H0743650Y2 JP 1988139571 U JP1988139571 U JP 1988139571U JP 13957188 U JP13957188 U JP 13957188U JP H0743650 Y2 JPH0743650 Y2 JP H0743650Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- signal
- differential
- magnetic substance
- phase difference
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 考案の目的； （産業上の利用分野） この考案は、カード，小切手，紙幣などに用いられる薄
膜磁性材料等の磁性材料又は磁性材料でできた硬貨，ゲ
ームコインなどの磁性物質を識別するための磁性物質識
別装置に関する。
膜磁性材料等の磁性材料又は磁性材料でできた硬貨，ゲ
ームコインなどの磁性物質を識別するための磁性物質識
別装置に関する。
（従来の技術） 従来は磁性物質の磁性材質の識別をするのに、磁性材質
の飽和磁束量φmを検出して最大磁束密度Ｂmを求めると
共に、残留磁束量φrを検出して残留磁束密度Ｂrを求め
る手段や、検出した飽和磁束量φm及び残留磁束量φrよ
り比φm／φrを求めて磁性材質を識別する手段が公知で
ある。本出願人による特開昭59-120857号にも、最大磁
束密度Ｂm，残留磁束密度Ｂr及び最大磁束密度Ｂmと残
留磁束密度Ｂrとの比Ｂm/Brを検出して、磁性物質の材
質を検出する手段が開示されている。
の飽和磁束量φmを検出して最大磁束密度Ｂmを求めると
共に、残留磁束量φrを検出して残留磁束密度Ｂrを求め
る手段や、検出した飽和磁束量φm及び残留磁束量φrよ
り比φm／φrを求めて磁性材質を識別する手段が公知で
ある。本出願人による特開昭59-120857号にも、最大磁
束密度Ｂm，残留磁束密度Ｂr及び最大磁束密度Ｂmと残
留磁束密度Ｂrとの比Ｂm/Brを検出して、磁性物質の材
質を検出する手段が開示されている。
（考案が解決しようとする課題） しかしながら、従来の磁性物質の飽和磁束量φmを求め
る方法や残留磁束量φrを求める方法では、飽和磁束量
や残留磁束量が材質そのものの固有の値ではなくて、磁
性物質の形状，密度，体積により変動する要素であるた
め、飽和磁束量φm及び残留磁束量φrの検出によって磁
性物質を識別するのは非常に面倒であった。又、飽和磁
束量φm及び残留磁束量φrを検出してその比φm／φrを
求め磁性物質を識別する方法では、特開昭59-120857号
に開示されている様に、飽和磁束量φmと残留磁束量φr
とを検出する磁気センサが別々に必要であると共に、飽
和磁束量φm及び残留磁束量φrを求める信号処理部も別
々に必要であり、構成が複雑となって大型化してしまう
問題があり、新たな磁性物質の識別手段の出現が望まれ
ていた。
る方法や残留磁束量φrを求める方法では、飽和磁束量
や残留磁束量が材質そのものの固有の値ではなくて、磁
性物質の形状，密度，体積により変動する要素であるた
め、飽和磁束量φm及び残留磁束量φrの検出によって磁
性物質を識別するのは非常に面倒であった。又、飽和磁
束量φm及び残留磁束量φrを検出してその比φm／φrを
求め磁性物質を識別する方法では、特開昭59-120857号
に開示されている様に、飽和磁束量φmと残留磁束量φr
とを検出する磁気センサが別々に必要であると共に、飽
和磁束量φm及び残留磁束量φrを求める信号処理部も別
々に必要であり、構成が複雑となって大型化してしまう
問題があり、新たな磁性物質の識別手段の出現が望まれ
ていた。
ところで、磁性物質の保磁力Ｈcは磁性物質固有の値で
あり、磁性物質の形状，大きさ等により変動することの
ない固有の値である。よって、磁性物質の識別には、飽
和磁束量φmや残留磁束量φrを検出して行なうよりも、
保磁力Ｈcを検出して行なう方が適切と考えられる。
あり、磁性物質の形状，大きさ等により変動することの
ない固有の値である。よって、磁性物質の識別には、飽
和磁束量φmや残留磁束量φrを検出して行なうよりも、
保磁力Ｈcを検出して行なう方が適切と考えられる。
しかし、保磁力Ｈcを求める手段として、従来よりＢ−
Ｈ曲線のヒステリシスループを求めてから保磁力Ｈcを
求める方法があるが、手間がかかり実用的でなく、この
分野では使用されていなかった。
Ｈ曲線のヒステリシスループを求めてから保磁力Ｈcを
求める方法があるが、手間がかかり実用的でなく、この
分野では使用されていなかった。
以上より、本考案は、簡単な方法で磁性物質の保磁力を
検出可能とすることにより、実用的でかつ確実に磁性物
質を識別することができる磁性物質識別装置を提供する
ことを目的とする。
検出可能とすることにより、実用的でかつ確実に磁性物
質を識別することができる磁性物質識別装置を提供する
ことを目的とする。
考案の構成； （課題を解決するための手段） この考案は磁性物質識別装置に関するもので、この考案
の上記目的は、励磁用の１次側コイルとこれが作る磁気
回路を並列に分岐させ対称に配設して成る２つの磁気回
路にエアギャップを各々形設して前記２つの磁気回路の
差動出力を得る２次側差動コイルを設けた差動型磁気セ
ンサと、前記差動型磁気センサの１次側コイルに励磁信
号を供給する発信手段と、前記差動型磁気センサの２次
側差動コイルの出力を積分する積分手段と、前記励磁信
号の正負によって１と０の出力をする励磁信号コンパレ
ート手段と、前記積分手段の積分信号の正負によって１
と０の出力をする積分信号コンパレート手段と、前記２
種のコンパレート手段の双方の出力の論理積信号を取出
し、これを平滑して電圧値として位相差を検出する位相
差検出手段と、前記差動型磁気センサの２つの磁気回路
に設けたエアギャップの一方の近傍に磁性物質を位置さ
せた際に、前記位相差検出手段の出力電圧と所定値とを
比較して前記磁性物質を識別する比較手段とを具備する
ことによって達成される。
の上記目的は、励磁用の１次側コイルとこれが作る磁気
回路を並列に分岐させ対称に配設して成る２つの磁気回
路にエアギャップを各々形設して前記２つの磁気回路の
差動出力を得る２次側差動コイルを設けた差動型磁気セ
ンサと、前記差動型磁気センサの１次側コイルに励磁信
号を供給する発信手段と、前記差動型磁気センサの２次
側差動コイルの出力を積分する積分手段と、前記励磁信
号の正負によって１と０の出力をする励磁信号コンパレ
ート手段と、前記積分手段の積分信号の正負によって１
と０の出力をする積分信号コンパレート手段と、前記２
種のコンパレート手段の双方の出力の論理積信号を取出
し、これを平滑して電圧値として位相差を検出する位相
差検出手段と、前記差動型磁気センサの２つの磁気回路
に設けたエアギャップの一方の近傍に磁性物質を位置さ
せた際に、前記位相差検出手段の出力電圧と所定値とを
比較して前記磁性物質を識別する比較手段とを具備する
ことによって達成される。
（作用） この考案では第１図に示すように、所定周波数の励磁信
号EXを発振出力する発振手段１と、励磁信号EXによって
励磁され、磁性物質６に対向するように設けられる第２
図に示すような差動型磁気センサ２と、この差動型磁気
センサ２の検出信号SSと励磁信号EXの位相差を検出する
位相差検出手段３と、各種磁性物質の保磁力を予め記憶
している記憶手段５と、位相差検出手段３で検出された
位相差PSを記憶手段５の記憶データと比較して、差動型
磁気センサ２に対する磁性物質６を識別する比較手段と
を具備している。差動型磁気センサ２は第２図に示すよ
うにＨ字状の磁気コア21で成っており、連結アーム部に
は１次コイル23が巻回されて発振手段１から励磁信号EX
が印加され、ヘッド部22に磁性物質６が対向もしくは近
接されるようになっている。励磁信号EXとしては第４図
（Ａ）又は第５図（Ａ）に示すような三角波が用いら
れ、差動的に巻回された２次コイル24から検出信号SSが
出力されるようになっている。
号EXを発振出力する発振手段１と、励磁信号EXによって
励磁され、磁性物質６に対向するように設けられる第２
図に示すような差動型磁気センサ２と、この差動型磁気
センサ２の検出信号SSと励磁信号EXの位相差を検出する
位相差検出手段３と、各種磁性物質の保磁力を予め記憶
している記憶手段５と、位相差検出手段３で検出された
位相差PSを記憶手段５の記憶データと比較して、差動型
磁気センサ２に対する磁性物質６を識別する比較手段と
を具備している。差動型磁気センサ２は第２図に示すよ
うにＨ字状の磁気コア21で成っており、連結アーム部に
は１次コイル23が巻回されて発振手段１から励磁信号EX
が印加され、ヘッド部22に磁性物質６が対向もしくは近
接されるようになっている。励磁信号EXとしては第４図
（Ａ）又は第５図（Ａ）に示すような三角波が用いら
れ、差動的に巻回された２次コイル24から検出信号SSが
出力されるようになっている。
磁性物質６が存在しない状態で、第５図（Ａ）に示す三
角波の励磁信号EXを差動型磁気センサ２の１次コイル23
に供給すると、差動型磁気センサ２の１次コイル23と２
次コイル24との間に生じる磁束量をφとすると差動型磁
気センサ２の検出信号SSは、ｄφ/dtとなるため、検出
信号SSの波形は第５図（Ｂ）のようになる。そして、こ
の検出信号SSを積分すれば第５図（Ｃ）に示す如く差動
型磁気センサ２の１次側入力、つまり励磁信号EXと同様
な三角波となる。物質の材質が非磁性材料のときも、上
述と同様な動作となる。
角波の励磁信号EXを差動型磁気センサ２の１次コイル23
に供給すると、差動型磁気センサ２の１次コイル23と２
次コイル24との間に生じる磁束量をφとすると差動型磁
気センサ２の検出信号SSは、ｄφ/dtとなるため、検出
信号SSの波形は第５図（Ｂ）のようになる。そして、こ
の検出信号SSを積分すれば第５図（Ｃ）に示す如く差動
型磁気センサ２の１次側入力、つまり励磁信号EXと同様
な三角波となる。物質の材質が非磁性材料のときも、上
述と同様な動作となる。
一方、所定の残留磁気Ｂr，保磁力Ｈcを有する磁性物質
のＢ−Ｈ曲線は、たとえば第３図に示すようなヒステリ
シスループ曲線になる。このような磁性物質６が差動型
磁気センサ２のヘッド部22に置かれたときの各部信号波
形を、第４図（Ａ）〜（Ｃ）に示す。すなわち、差動型
磁気センサ２の１次コイル23に第４図（Ａ）に示す三角
波の励磁信号EXを供給すると、磁束密度は磁性物質６の
影響を受けるために磁束量φはＢ−Ｈ曲線に従い、差動
型磁気センサ２の検出信号SS（ｄφ/dt）は第４図
（Ｂ）の如くなる。ここで、差動型磁気センサ２の検出
信号SS（ｄφ/dt）を時間的に積分すれば、同図（Ｃ）
の実線Ａに示すような磁束量φとなる。この磁束量φは
第３図のＢ−Ｈ曲線に対応した波形となるため、磁性物
質が無いときの磁束量の波形（第４図（Ｃ）の点線Ｂ）
との間にずれψを生じる。
のＢ−Ｈ曲線は、たとえば第３図に示すようなヒステリ
シスループ曲線になる。このような磁性物質６が差動型
磁気センサ２のヘッド部22に置かれたときの各部信号波
形を、第４図（Ａ）〜（Ｃ）に示す。すなわち、差動型
磁気センサ２の１次コイル23に第４図（Ａ）に示す三角
波の励磁信号EXを供給すると、磁束密度は磁性物質６の
影響を受けるために磁束量φはＢ−Ｈ曲線に従い、差動
型磁気センサ２の検出信号SS（ｄφ/dt）は第４図
（Ｂ）の如くなる。ここで、差動型磁気センサ２の検出
信号SS（ｄφ/dt）を時間的に積分すれば、同図（Ｃ）
の実線Ａに示すような磁束量φとなる。この磁束量φは
第３図のＢ−Ｈ曲線に対応した波形となるため、磁性物
質が無いときの磁束量の波形（第４図（Ｃ）の点線Ｂ）
との間にずれψを生じる。
ところで、第３図のＢ−Ｈ曲線において保磁力Ｈcを示
すＰ3は、第４図（Ｃ）に示す点Ｐ3に対応している。ま
た、磁性物質がないときには第３図では原点であり、第
４図（Ｃ）では時間軸上のｔ＝1/4Tに対応している。従
って、この第４図（Ｃ）に見られる位相差ψは、磁性物
質の保磁力Ｈcに対応していることになり、保磁力Ｈcが
大きければ位相差ψも大きくなり、保磁力Ｈcと位相差
ψは比例関係にある。
すＰ3は、第４図（Ｃ）に示す点Ｐ3に対応している。ま
た、磁性物質がないときには第３図では原点であり、第
４図（Ｃ）では時間軸上のｔ＝1/4Tに対応している。従
って、この第４図（Ｃ）に見られる位相差ψは、磁性物
質の保磁力Ｈcに対応していることになり、保磁力Ｈcが
大きければ位相差ψも大きくなり、保磁力Ｈcと位相差
ψは比例関係にある。
よって、上記位相差ψを検出することにより磁性物質の
保磁力を検出することができ、より的確で容易な磁性物
質の識別が可能となるのである。
保磁力を検出することができ、より的確で容易な磁性物
質の識別が可能となるのである。
（実施例） 第６図はこの考案の一実施例を示すブロック構成図であ
り、発振器100は所定周波数の励磁信号EXSを出力し、増
幅器101及びドライバ回路102を介して１次コイル110を
励磁すると共に、ゼロクロスで２値化信号を出力するコ
ンパレータ122に入力される。２次コイル111及びキャン
セルコイル112の出力は差動増幅器113に入力され、安定
化された検出信号SSA（ｄφ/dt）が出力され、積分器12
0で積分された信号NS（φ）がゼロクロスで２値化信号
を出力するコンパレータ121に入力される。コンパレー
タ121及び122の２値出力CM1及びCM2はAND回路123に出力
され、その論理積出力NDは２値出力CM1及びCM2の位相差
を示しており、位相差出力NDは平均値回路124に入力さ
れた後、A/D変換器125でディジタル値に変換される。A/
D変換器125でディジタル化された位相差データは、CPU1
30,ROM131,RAM132等で成るコンピュータシステムで、識
別等処理がされる。
り、発振器100は所定周波数の励磁信号EXSを出力し、増
幅器101及びドライバ回路102を介して１次コイル110を
励磁すると共に、ゼロクロスで２値化信号を出力するコ
ンパレータ122に入力される。２次コイル111及びキャン
セルコイル112の出力は差動増幅器113に入力され、安定
化された検出信号SSA（ｄφ/dt）が出力され、積分器12
0で積分された信号NS（φ）がゼロクロスで２値化信号
を出力するコンパレータ121に入力される。コンパレー
タ121及び122の２値出力CM1及びCM2はAND回路123に出力
され、その論理積出力NDは２値出力CM1及びCM2の位相差
を示しており、位相差出力NDは平均値回路124に入力さ
れた後、A/D変換器125でディジタル値に変換される。A/
D変換器125でディジタル化された位相差データは、CPU1
30,ROM131,RAM132等で成るコンピュータシステムで、識
別等処理がされる。
このような構成において、発振器100からは第７図
（Ｃ）の破線で示すような励磁信号EXSが出力され、コ
ンパレータ122はこの励磁信号EXSに対してゼロクロスで
同図の実線で示すように２値化した基準信号CM2を出力
する。一方、磁気センサに対して磁性物質が無い場合、
積分器120の出力NSは第７図（Ａ）のように出力はな
い。これはキャンセル成分によって信号が相殺されるた
めである。これに対して、磁気センサに対して磁性物質
が存在する場合、積分器120は反転積分器を使用してお
り、その出力NSは第７図（Ｂ）の破線のようになり、コ
ンパレータ121でゼロクロスによって同図の実線CM1の如
く２値化される。
（Ｃ）の破線で示すような励磁信号EXSが出力され、コ
ンパレータ122はこの励磁信号EXSに対してゼロクロスで
同図の実線で示すように２値化した基準信号CM2を出力
する。一方、磁気センサに対して磁性物質が無い場合、
積分器120の出力NSは第７図（Ａ）のように出力はな
い。これはキャンセル成分によって信号が相殺されるた
めである。これに対して、磁気センサに対して磁性物質
が存在する場合、積分器120は反転積分器を使用してお
り、その出力NSは第７図（Ｂ）の破線のようになり、コ
ンパレータ121でゼロクロスによって同図の実線CM1の如
く２値化される。
第７図（Ａ）〜（Ｃ）の説明から明らかなように、磁性
物質が無い場合には、コンパレータ121の２値出力CM1と
コンパレータ122の基準信号CM2との間に位相差ψは生じ
ないが、磁性物質が存在するときには２値出力CM1と基
準信号CM2との間に位相差ψを生じる。２値出力CM1及び
基準信号CM2はAND回路123に入力されて論理積をとるの
で、磁性物質が存在するときにはAND回路123の出力NDは
第７図（Ｄ）の斜線部となる。したがって、AND回路123
からは前述作用で説明した位相差ψ、つまり磁性物質の
保磁力に対応したパルス幅の信号が得られる。
物質が無い場合には、コンパレータ121の２値出力CM1と
コンパレータ122の基準信号CM2との間に位相差ψは生じ
ないが、磁性物質が存在するときには２値出力CM1と基
準信号CM2との間に位相差ψを生じる。２値出力CM1及び
基準信号CM2はAND回路123に入力されて論理積をとるの
で、磁性物質が存在するときにはAND回路123の出力NDは
第７図（Ｄ）の斜線部となる。したがって、AND回路123
からは前述作用で説明した位相差ψ、つまり磁性物質の
保磁力に対応したパルス幅の信号が得られる。
なお、差動型磁気センサに印加する励磁信号は三角波で
ある必要はなく、正弦波等であっても良い。
ある必要はなく、正弦波等であっても良い。
考案の効果； 以上のようにこの考案の磁性物質識別装置によれば、磁
性物質固有のもので形状，大きさ等により変動しない保
磁力の検出によって磁性物質を識別しているため、より
適切で確実な識別が可能である。また、簡単な方法で保
磁力の検出を行なっているため、識別装置の構造が簡単
になる。
性物質固有のもので形状，大きさ等により変動しない保
磁力の検出によって磁性物質を識別しているため、より
適切で確実な識別が可能である。また、簡単な方法で保
磁力の検出を行なっているため、識別装置の構造が簡単
になる。
第１図はこの考案の基本構成を示すブロック構成図、第
２図はこの考案に用いる差動型磁気センサの一例を示す
構造図、第３図は磁性物質のＢ−Ｈ曲線例を示す図、第
４図（Ａ）〜（Ｃ）及び第５図（Ａ）〜（Ｃ）はこの考
案の作用を示す図、第６図はこの考案の一実施例を示す
ブロック構成図、第７図はその動作例を示す波形図であ
る。 １……発振手段、２……差動型磁気センサ、３……位相
差検出手段、４……比較手段、５……記憶手段、６……
磁性物質、100……発振器、120……積分器、121,122…
…コンパレータ。
２図はこの考案に用いる差動型磁気センサの一例を示す
構造図、第３図は磁性物質のＢ−Ｈ曲線例を示す図、第
４図（Ａ）〜（Ｃ）及び第５図（Ａ）〜（Ｃ）はこの考
案の作用を示す図、第６図はこの考案の一実施例を示す
ブロック構成図、第７図はその動作例を示す波形図であ
る。 １……発振手段、２……差動型磁気センサ、３……位相
差検出手段、４……比較手段、５……記憶手段、６……
磁性物質、100……発振器、120……積分器、121,122…
…コンパレータ。
Claims (1)
- 【請求項１】励磁用の１次側コイルとこれが作る磁気回
路を並列に分岐させ対称に配設して成る２つの磁気回路
にエアギャップを各々形設して前記２つの磁気回路の差
動出力を得る２次側差動コイルを設けた差動型磁気セン
サと、前記差動型磁気センサの１次側コイルに励磁信号
を供給する発信手段と、前記差動型磁気センサの２次側
差動コイルの出力を積分する積分手段と、前記励磁信号
の正負によって１と０の出力をする励磁信号コンパレー
ト手段と、前記積分手段の積分信号の正負によって１と
０の出力をする積分信号コンパレート手段と、前記２種
のコンパレート手段の双方の出力の論理積信号を取出
し、これを平滑して電圧値として位相差を検出する位相
差検出手段と、前記差動型磁気センサの２つの磁気回路
に設けたエアギャップの一方の近傍に磁性物質を位置さ
せた際に、前記位相差検出手段の出力電圧と所定値とを
比較して前記磁性物質を識別する比較手段とを具備した
ことを特徴とする磁性物質識別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988139571U JPH0743650Y2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 磁性物質識別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988139571U JPH0743650Y2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 磁性物質識別装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260866U JPH0260866U (ja) | 1990-05-07 |
| JPH0743650Y2 true JPH0743650Y2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=31402953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988139571U Expired - Lifetime JPH0743650Y2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 磁性物質識別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743650Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017158898A1 (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 長野県 | 検査装置、検査方法及び非接触式センサ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1443945A (en) * | 1972-10-12 | 1976-07-28 | Mars Inc | Phase sensitive coin distrimination method and apparatus |
| JPS603914B2 (ja) * | 1976-07-01 | 1985-01-31 | 松下電器産業株式会社 | 溶接用鋼ソリツドワイヤ |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP1988139571U patent/JPH0743650Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017158898A1 (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 長野県 | 検査装置、検査方法及び非接触式センサ |
| JP2017173002A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 長野県 | 検査装置、検査方法及び非接触式センサ |
| US11054393B2 (en) | 2016-03-18 | 2021-07-06 | Nagano Prefectural Government | Inspection device, inspection method and non-contact sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0260866U (ja) | 1990-05-07 |
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