JPH0792274A - 金属検出装置の自動平衡調整回路 - Google Patents
金属検出装置の自動平衡調整回路Info
- Publication number
- JPH0792274A JPH0792274A JP23831493A JP23831493A JPH0792274A JP H0792274 A JPH0792274 A JP H0792274A JP 23831493 A JP23831493 A JP 23831493A JP 23831493 A JP23831493 A JP 23831493A JP H0792274 A JPH0792274 A JP H0792274A
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- JP
- Japan
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- phase
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振幅調整の他に位相調整の手段を持つことに
より、何等かの原因で位相関係がずれた場合にも、安定
に動作することを可能とした自動平衡調整回路を提供す
る。 【構成】 基準信号に対する受信信号の位相差に応じ電
圧を出力する位相検出回路と、受信信号の振幅の大きさ
に応じ電圧を出力する同期検波回路と、電圧により移相
量を制御できる電圧制御移相回路と、電圧により振幅を
制御できる電圧制御増幅回路とを具備し、位相調整を自
動的に行う。
より、何等かの原因で位相関係がずれた場合にも、安定
に動作することを可能とした自動平衡調整回路を提供す
る。 【構成】 基準信号に対する受信信号の位相差に応じ電
圧を出力する位相検出回路と、受信信号の振幅の大きさ
に応じ電圧を出力する同期検波回路と、電圧により移相
量を制御できる電圧制御移相回路と、電圧により振幅を
制御できる電圧制御増幅回路とを具備し、位相調整を自
動的に行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属検出装置の自動平衡
調整回路に関する。より具体的には、本発明は受信コイ
ルから出力される受信信号を自動的に平衡状態にさせ、
その平衡状態が食品、樹脂原料等の被検査体を磁界中に
通過させたときにくずれるか否かにより、当該被検査体
中の混入金属の有無を検査する型式の金属検出装置の自
動平衡調整回路に関するものである。
調整回路に関する。より具体的には、本発明は受信コイ
ルから出力される受信信号を自動的に平衡状態にさせ、
その平衡状態が食品、樹脂原料等の被検査体を磁界中に
通過させたときにくずれるか否かにより、当該被検査体
中の混入金属の有無を検査する型式の金属検出装置の自
動平衡調整回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】まず、従来から使用されている金属検出
装置の自動平衡調整回路の概要について図２より説明す
る。
装置の自動平衡調整回路の概要について図２より説明す
る。
【０００３】この図において、１は発振回路、２はこの
発振回路に接続されている発振コイル、３ａ，３ｂはこ
の発振コイルに対向して配置されている受信コイルで、
この受信コイル３ａ，３ｂは発振コイル２の交番磁界中
に置かれ、発振コイルに対する２つ受信コイルの配置を
幾何学的に調整することにより、その磁束が等しく鎖交
するようにしている。さらにこの２つの受信コイルに誘
起された起電力を可変抵抗４により差動バランスを調整
することによって差動電圧が得られ、それが受信信号と
なる。５は差動増幅回路、６は９０度の移相量をもつ移
相回路、７ａ，７ｂはそれぞれ０度及び９０度方向の振
幅成分を検出する同期検波回路、８ａ，８ｂは数十秒以
上の時定数をもつ積分回路、９ａ，９ｂは電圧により増
幅度を制御できる電圧制御増幅回路、１０は２つの信号
を加算する加算増幅回路、１１は発振周波数と同一の中
心周波数をもつ帯域通過フィルタである。
発振回路に接続されている発振コイル、３ａ，３ｂはこ
の発振コイルに対向して配置されている受信コイルで、
この受信コイル３ａ，３ｂは発振コイル２の交番磁界中
に置かれ、発振コイルに対する２つ受信コイルの配置を
幾何学的に調整することにより、その磁束が等しく鎖交
するようにしている。さらにこの２つの受信コイルに誘
起された起電力を可変抵抗４により差動バランスを調整
することによって差動電圧が得られ、それが受信信号と
なる。５は差動増幅回路、６は９０度の移相量をもつ移
相回路、７ａ，７ｂはそれぞれ０度及び９０度方向の振
幅成分を検出する同期検波回路、８ａ，８ｂは数十秒以
上の時定数をもつ積分回路、９ａ，９ｂは電圧により増
幅度を制御できる電圧制御増幅回路、１０は２つの信号
を加算する加算増幅回路、１１は発振周波数と同一の中
心周波数をもつ帯域通過フィルタである。
【０００４】このような構成からなる金属検出装置で
は、発振コイル２と受信コイル３ａ，３ｂ間に被検査体
を通過させる。該被検査体に金属が混入している場合、
受信信号に金属による不平衡状態が生じる。この不平衡
状態により生じた信号は、発振周波数により変調された
金属検出信号が生じる。この受信信号から金属検出信号
を抽出する為に、差動増幅後の同期検波等を含む信号処
理回路により信号処理し、金属が混入しているか判別す
る。
は、発振コイル２と受信コイル３ａ，３ｂ間に被検査体
を通過させる。該被検査体に金属が混入している場合、
受信信号に金属による不平衡状態が生じる。この不平衡
状態により生じた信号は、発振周波数により変調された
金属検出信号が生じる。この受信信号から金属検出信号
を抽出する為に、差動増幅後の同期検波等を含む信号処
理回路により信号処理し、金属が混入しているか判別す
る。
【０００５】通常、発振コイルにより発生している磁界
中での受信コイルの幾何学的配置調整及びバランス調整
用可変抵抗の調整により、受信信号の振幅はほぼ零であ
る。しかしながら、長期的には発振コイルや受信コイル
の機械的な歪や温度変化による受信コイルや可変抵抗の
定数の変化により、平衡状態がくずれてしまう。平衡が
くずれ、受信信号の振幅が大きくなってくると、信号処
理回路から出力される検出信号のノイズが大きくなり、
検出感度が低下する。さらに、最悪の場合、信号処理回
路内部の増幅回路等により信号の振幅が飽和してしまう
ため、正常な信号処理ができなくなり、金属検出が不可
能となってしまう。そのため、金属検出装置を長期的に
安定動作させるためには、自動的に受信信号の振幅を零
に補正する自動平衡調整回路が必要となってくる。以下
に従来の自動平衡調整回路の動作について説明する。
中での受信コイルの幾何学的配置調整及びバランス調整
用可変抵抗の調整により、受信信号の振幅はほぼ零であ
る。しかしながら、長期的には発振コイルや受信コイル
の機械的な歪や温度変化による受信コイルや可変抵抗の
定数の変化により、平衡状態がくずれてしまう。平衡が
くずれ、受信信号の振幅が大きくなってくると、信号処
理回路から出力される検出信号のノイズが大きくなり、
検出感度が低下する。さらに、最悪の場合、信号処理回
路内部の増幅回路等により信号の振幅が飽和してしまう
ため、正常な信号処理ができなくなり、金属検出が不可
能となってしまう。そのため、金属検出装置を長期的に
安定動作させるためには、自動的に受信信号の振幅を零
に補正する自動平衡調整回路が必要となってくる。以下
に従来の自動平衡調整回路の動作について説明する。
【０００６】金属検出装置が不平衡状態にあるとき、不
平衡状態により受信信号の振幅は零ではなく、定常的に
ある大きさをもっている。受信信号は、差動増幅回路５
により増幅された後、同期検波回路７ａ，７ｂにより受
信信号の０度、９０度方向の振幅成分が抽出される。こ
れらの同期検波回路は、それぞれ入力される基準信号に
対する振幅成分を検出する回路で、正負の電圧を出力す
る。次に積分回路８ａ，８ｂを通過させ、温度等による
長期的な変化分だけに反応するようにする。そのため積
分回路の時定数は数十秒以上とする。従って積分回路か
ら出力される電圧は、定常的に出力される信号の振幅成
分を表していることになる。この０度及び９０度の振幅
成分を、電圧制御増幅回路９ａ，９ｂにより発振回路１
からの０度基準信号と、９０度移相回路６により９０度
移相した９０度基準信号とにそれぞれ掛け合わせ、さら
に２つの出力信号を加算増幅回路１０により足し合わせ
る。最後に帯域通過フィルタ１１を通過させることによ
り、受信信号中に定常的に存在する信号を復元する。復
元した定常信号を差動増幅回路に入力することで、受信
信号から受信信号中の定常信号を削除し、差動増幅後の
信号を平衡状態にする。
平衡状態により受信信号の振幅は零ではなく、定常的に
ある大きさをもっている。受信信号は、差動増幅回路５
により増幅された後、同期検波回路７ａ，７ｂにより受
信信号の０度、９０度方向の振幅成分が抽出される。こ
れらの同期検波回路は、それぞれ入力される基準信号に
対する振幅成分を検出する回路で、正負の電圧を出力す
る。次に積分回路８ａ，８ｂを通過させ、温度等による
長期的な変化分だけに反応するようにする。そのため積
分回路の時定数は数十秒以上とする。従って積分回路か
ら出力される電圧は、定常的に出力される信号の振幅成
分を表していることになる。この０度及び９０度の振幅
成分を、電圧制御増幅回路９ａ，９ｂにより発振回路１
からの０度基準信号と、９０度移相回路６により９０度
移相した９０度基準信号とにそれぞれ掛け合わせ、さら
に２つの出力信号を加算増幅回路１０により足し合わせ
る。最後に帯域通過フィルタ１１を通過させることによ
り、受信信号中に定常的に存在する信号を復元する。復
元した定常信号を差動増幅回路に入力することで、受信
信号から受信信号中の定常信号を削除し、差動増幅後の
信号を平衡状態にする。
【０００７】以上説明した動作は、５→７ａ（ｂ），７
ａ（ｂ）→８ａ（ｂ），８ａ（ｂ）→９ａ（ｂ），９ａ
（ｂ）→１０→１１→５の経路で負帰還となっているた
め、調整は収束方向に向い、受信信号の平衡状態がくず
れても、自動的に平衡状態に調整される。平衡調整は長
期的な振幅の変化にしか追従しないため、金属による受
信信号の振幅、位相の変化は吸収されず、後段の信号処
理回路により金属検出を行うことができる。
ａ（ｂ）→８ａ（ｂ），８ａ（ｂ）→９ａ（ｂ），９ａ
（ｂ）→１０→１１→５の経路で負帰還となっているた
め、調整は収束方向に向い、受信信号の平衡状態がくず
れても、自動的に平衡状態に調整される。平衡調整は長
期的な振幅の変化にしか追従しないため、金属による受
信信号の振幅、位相の変化は吸収されず、後段の信号処
理回路により金属検出を行うことができる。
【０００８】しかしながら、この方法では０度方向と９
０度方向の振幅の調整により平衡状態の調整が行われる
ため、受信信号の振幅が大きいときや平衡調整の初期に
おいて差動増幅回路の出力が電源電圧で飽和している場
合には、差動増幅回路の入出力の位相関係がくずれるた
め正帰還状態になる場合があり収束せずに、発振する恐
れがあった。
０度方向の振幅の調整により平衡状態の調整が行われる
ため、受信信号の振幅が大きいときや平衡調整の初期に
おいて差動増幅回路の出力が電源電圧で飽和している場
合には、差動増幅回路の入出力の位相関係がくずれるた
め正帰還状態になる場合があり収束せずに、発振する恐
れがあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図２に示した従来の自
動平衡調整回路では、受信信号の０度方向と９０度方向
の振幅を調整することで平衡を調整していた。そのた
め、受信信号の振幅が大きいことや平衡調整の初期にお
いて差動増幅回路の出力が電源電圧で飽和していること
等により位相関係がずれた場合には、平衡調整ができな
くなる恐れがあった。
動平衡調整回路では、受信信号の０度方向と９０度方向
の振幅を調整することで平衡を調整していた。そのた
め、受信信号の振幅が大きいことや平衡調整の初期にお
いて差動増幅回路の出力が電源電圧で飽和していること
等により位相関係がずれた場合には、平衡調整ができな
くなる恐れがあった。
【００１０】本発明は、振幅調整の他に位相調整の手段
を持つことにより、何等かの原因で位相関係がずれた場
合にも、安定に動作することを可能とした金属検出装置
の自動平衡調整回路を提供することを目的としている。
を持つことにより、何等かの原因で位相関係がずれた場
合にも、安定に動作することを可能とした金属検出装置
の自動平衡調整回路を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の金属検出装置の自動平衡調整回路では、基準
信号に対する受信信号の位相差に応じ電圧を出力する位
相検出回路と、受信信号の振幅の大きさに応じ電圧を出
力する同期検波回路と、電圧により移相量を制御できる
電圧制御移相回路と、電圧により振幅を制御できる電圧
制御増幅回路とを具備し、何等かの原因により位相関係
がずれた場合でも位相調整を自動的に行うことで安定に
平衡調整ができることを特徴とする。
に本発明の金属検出装置の自動平衡調整回路では、基準
信号に対する受信信号の位相差に応じ電圧を出力する位
相検出回路と、受信信号の振幅の大きさに応じ電圧を出
力する同期検波回路と、電圧により移相量を制御できる
電圧制御移相回路と、電圧により振幅を制御できる電圧
制御増幅回路とを具備し、何等かの原因により位相関係
がずれた場合でも位相調整を自動的に行うことで安定に
平衡調整ができることを特徴とする。
【００１２】すなわち、本発明は、交番磁界を発生させ
る発振コイルとその磁束の変化を検出する１組以上の受
信コイルを有し、受信コイルからの受信信号を自動平衡
調整回路から発生する負帰還信号により平衡状態にさ
せ、発振コイルと受信コイル間に被検査体を通過させた
とき平衡状態がくずれるか否かにより当該被検査体中の
金属の有無を検知する金属検出装置に用いられる自動平
衡調整回路であって、基準信号に対する受信信号の位相
差に応じ電圧を出力する位相検出回路と、受信信号の振
幅の大きさに応じ電圧を出力する同期検波回路と、電圧
により移相量を制御できる電圧制御移相回路と、電圧に
より振幅を制御できる電圧制御増幅回路とを具備し、当
該位相検出回路により検出した基準信号と受信信号の位
相差及び当該同期検波回路により検出した受信信号の振
幅から当該電圧制御移相回路及び当該電圧制御増幅回路
により上記負帰還信号を生成することを特徴とする金属
検出装置の自動平衡調整回路を提供する。
る発振コイルとその磁束の変化を検出する１組以上の受
信コイルを有し、受信コイルからの受信信号を自動平衡
調整回路から発生する負帰還信号により平衡状態にさ
せ、発振コイルと受信コイル間に被検査体を通過させた
とき平衡状態がくずれるか否かにより当該被検査体中の
金属の有無を検知する金属検出装置に用いられる自動平
衡調整回路であって、基準信号に対する受信信号の位相
差に応じ電圧を出力する位相検出回路と、受信信号の振
幅の大きさに応じ電圧を出力する同期検波回路と、電圧
により移相量を制御できる電圧制御移相回路と、電圧に
より振幅を制御できる電圧制御増幅回路とを具備し、当
該位相検出回路により検出した基準信号と受信信号の位
相差及び当該同期検波回路により検出した受信信号の振
幅から当該電圧制御移相回路及び当該電圧制御増幅回路
により上記負帰還信号を生成することを特徴とする金属
検出装置の自動平衡調整回路を提供する。
【００１３】
【作 用】位相調整手段をもつことにより、何等かの原
因により自動調整回路の負帰還の位相関係がずれても安
定に受信信号の平衡調整ができる。
因により自動調整回路の負帰還の位相関係がずれても安
定に受信信号の平衡調整ができる。
【００１４】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示すブロック図
で、符号１、２、３ａ、３ｂ、４、５は図２と同じもの
である。１２は受信信号と基準信号の位相差を検出する
位相検出回路、１３は位相検出回路１２からの出力を積
分する積分回路、１４は積分回路１３からの出力結果に
より移相量を可変する電圧制御移相回路、１５は受信信
号の振幅を検出する同期検波回路、１６は積分回路、１
７はこの積分回路１６の出力電圧により信号の振幅を変
更することができる電圧制御増幅回路、１８は発振周波
数と同じ中心周波数をもつ帯域通過フィルタである。
で、符号１、２、３ａ、３ｂ、４、５は図２と同じもの
である。１２は受信信号と基準信号の位相差を検出する
位相検出回路、１３は位相検出回路１２からの出力を積
分する積分回路、１４は積分回路１３からの出力結果に
より移相量を可変する電圧制御移相回路、１５は受信信
号の振幅を検出する同期検波回路、１６は積分回路、１
７はこの積分回路１６の出力電圧により信号の振幅を変
更することができる電圧制御増幅回路、１８は発振周波
数と同じ中心周波数をもつ帯域通過フィルタである。
【００１５】以下に実施例における自動平衡調整回路の
動作について説明する。いま、受信信号が不平衡状態に
あり、定常的に信号が出力されていると仮定する。位相
検出回路は２つの信号の位相差に応じた電圧を出力する
回路であり、位相検出回路１２により受信信号と基準信
号の位相差を検出する。積分回路１３は、金属の通過に
よる受信信号には追従せず、温度変化等による長期的な
位相変化だけに追従するためのもので、数十秒以上の時
定数をもつ。そして積分回路１３の出力電圧を電圧制御
移相回路１４に入力することで、移相後の基準信号の位
相を受信信号に長期的に追従させ、一致させる。次に差
動増幅後の受信信号を位相調整後の基準信号により同期
検波し、振幅成分を抽出する。抽出した振幅成分のうち
の温度等による振幅変化に追従するように積分回路１６
を通過させ、その出力電圧を電圧制御増幅回路１７によ
り位相調整後の基準信号に掛け合わせ、位相調整後の基
準信号の振幅を調整する。最後に帯域通過フィルタ１８
を通過させることにより、受信信号中に定常的に存在す
る信号を復元する。復元した信号を差動増幅回路に入力
し負帰還をかけることで、受信信号を平衡状態に収束さ
せることができる。
動作について説明する。いま、受信信号が不平衡状態に
あり、定常的に信号が出力されていると仮定する。位相
検出回路は２つの信号の位相差に応じた電圧を出力する
回路であり、位相検出回路１２により受信信号と基準信
号の位相差を検出する。積分回路１３は、金属の通過に
よる受信信号には追従せず、温度変化等による長期的な
位相変化だけに追従するためのもので、数十秒以上の時
定数をもつ。そして積分回路１３の出力電圧を電圧制御
移相回路１４に入力することで、移相後の基準信号の位
相を受信信号に長期的に追従させ、一致させる。次に差
動増幅後の受信信号を位相調整後の基準信号により同期
検波し、振幅成分を抽出する。抽出した振幅成分のうち
の温度等による振幅変化に追従するように積分回路１６
を通過させ、その出力電圧を電圧制御増幅回路１７によ
り位相調整後の基準信号に掛け合わせ、位相調整後の基
準信号の振幅を調整する。最後に帯域通過フィルタ１８
を通過させることにより、受信信号中に定常的に存在す
る信号を復元する。復元した信号を差動増幅回路に入力
し負帰還をかけることで、受信信号を平衡状態に収束さ
せることができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、以上詳細に説明したように、
受信信号と基準信号の位相差を検出する位相検出回路
と、電圧により移相量を可変できる電圧制御移相回路
と、受信信号の振幅を検出する同期検波回路と、電圧に
より出力信号の振幅を可変できる電圧制御増幅回路とを
金属検出装置の自動平衡調整回路に具備するもので、位
相調整の手段をもつことで何等かの原因により位相関係
がずれても、安定に受信信号の平衡調整ができる優れた
効果がある。
受信信号と基準信号の位相差を検出する位相検出回路
と、電圧により移相量を可変できる電圧制御移相回路
と、受信信号の振幅を検出する同期検波回路と、電圧に
より出力信号の振幅を可変できる電圧制御増幅回路とを
金属検出装置の自動平衡調整回路に具備するもので、位
相調整の手段をもつことで何等かの原因により位相関係
がずれても、安定に受信信号の平衡調整ができる優れた
効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】従来の金属検出装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
１ 発振回路 ２ 発振コイル ３ａ，３ｂ 受信コイル ４ 差動バランス調整用の可変抵抗 ５ 差動増幅回路 ６ ９０度移相回路 ７ａ，７ｂ 同期検波回路 ８ａ，８ｂ 積分回路 ９ａ，９ｂ 電圧制御増幅回路 １０ 加算増幅回路 １１ 帯域通過フィルタ １２ 位相検出回路 １３ 積分回路 １４ 電圧制御移相回路 １５ 同期検波回路 １６ 積分回路 １７ 電圧制御増幅回路 １８ 帯域通過フィルタ
Claims (1)
- 【請求項１】 交番磁界を発生させる発振コイルとその
磁束の変化を検出する１組以上の受信コイルを有し、該
受信コイルからの受信信号を自動平衡調整回路から発生
する負帰還信号により平衡状態にさせ、該発振コイルと
該受信コイル間に被検査体を通過させたとき平衡状態が
くずれるか否かにより当該被検査体中の金属の有無を検
知する金属検出装置に用いられる自動平衡調整回路であ
って、該基準信号に対する該受信信号の位相差に応じ電
圧を出力する位相検出回路と、該受信信号の振幅の大き
さに応じ電圧を出力する同期検波回路と、電圧により移
相量を制御できる電圧制御移相回路と、電圧により振幅
を制御できる電圧制御増幅回路とを具備し、該位相検出
回路により検出した該基準信号と該受信信号の位相差及
び該同期検波回路により検出した該受信信号の振幅から
該電圧制御移相回路及び該電圧制御増幅回路により該負
帰還信号を生成することを特徴とする金属検出装置の自
動平衡調整回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23831493A JPH0792274A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 金属検出装置の自動平衡調整回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23831493A JPH0792274A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 金属検出装置の自動平衡調整回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792274A true JPH0792274A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17028370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23831493A Pending JPH0792274A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 金属検出装置の自動平衡調整回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792274A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102565185A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-11 | 上海太易检测技术有限公司 | 金属异物检测机中的自动相位跟踪信息处理方法及装置 |
| GB2499239A (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-14 | Illinois Tool Works | Automatically balancing the detector coil system in a metal detector |
| US10215875B2 (en) | 2012-02-10 | 2019-02-26 | Illinois Tool Works Inc. | Metal detector |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23831493A patent/JPH0792274A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102565185A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-11 | 上海太易检测技术有限公司 | 金属异物检测机中的自动相位跟踪信息处理方法及装置 |
| GB2499239A (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-14 | Illinois Tool Works | Automatically balancing the detector coil system in a metal detector |
| GB2499239B (en) * | 2012-02-10 | 2014-02-12 | Illinois Tool Works | Metal detector |
| US10215875B2 (en) | 2012-02-10 | 2019-02-26 | Illinois Tool Works Inc. | Metal detector |
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