JPS5836755B2 - How to detect contaminated metals - Google Patents

How to detect contaminated metals

Info

Publication number
JPS5836755B2
JPS5836755B2 JP53139513A JP13951378A JPS5836755B2 JP S5836755 B2 JPS5836755 B2 JP S5836755B2 JP 53139513 A JP53139513 A JP 53139513A JP 13951378 A JP13951378 A JP 13951378A JP S5836755 B2 JPS5836755 B2 JP S5836755B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
detection
phase
output
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
Application number
JP53139513A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5566774A (en
Inventor
淳 酒向
直樹 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DENSOKU KOGYO KK
Original Assignee
DENSOKU KOGYO KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DENSOKU KOGYO KK filed Critical DENSOKU KOGYO KK
Priority to JP53139513A priority Critical patent/JPS5836755B2/en
Publication of JPS5566774A publication Critical patent/JPS5566774A/en
Publication of JPS5836755B2 publication Critical patent/JPS5836755B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 従来、発振コイルと受信コイルを有する検出ヘッドの出
力をキャンセル信号発生回路からのキャンセル信号で平
衡させ、その平衡が磁場内に被検査物を通したときくず
れるかどうかにより、当該被検査物中の混在金属の有無
を検出する形式の金属検出機は知られている。
[Detailed Description of the Invention] Conventionally, the output of a detection head having an oscillating coil and a receiving coil is balanced by a canceling signal from a canceling signal generating circuit, and the balance is determined depending on whether the balance is disrupted when an object to be inspected passes through a magnetic field. 2. Description of the Related Art Metal detectors of a type that detect the presence or absence of mixed metals in an object to be inspected are known.

この種の金属検出機は、例えば粉ミルク、チョコレート
、錠剤、木材、嗜好飲料、固形樹脂原料、その他の混在
もしくは混入金属の検査、或いは凶器所有の有無のチェ
ック等、極めて広い分野で使用されている。
This type of metal detector is used in a wide range of fields, such as testing for powdered milk, chocolate, tablets, wood, beverages, solid resin raw materials, and other mixed or mixed metals, or checking for possession of a weapon. .

この金属検出機において重要なことは、受信コイル対を
構或している両コイルの誘起電圧を正確に平衡させ、受
信感度を上げることである。
What is important in this metal detector is to accurately balance the induced voltages of both coils making up the receiving coil pair and to increase the receiving sensitivity.

これは各コイルの幾可学的配置調整により鎖交数を等し
くすることで達成することができる。
This can be achieved by adjusting the geometry of each coil to equalize the number of linkages.

しかしながら、各受信コイルは比較的大きく且つ重量が
ある為、この幾可学的配置調整により平衡を得ることは
非常に困難であり多くの時間と労力を要する。
However, since each receive coil is relatively large and heavy, achieving balance through this geometric arrangement is very difficult and time consuming.

このため、幾可学的配置で概略的に平衡をとり、精密な
平衡調整は外部的に電気回路によって行なうようにする
ことが提案された(実開昭51−136158号公報)
For this reason, it was proposed that the balance be roughly balanced using a geometric arrangement, and that precise balance adjustment be performed externally using an electric circuit (Japanese Utility Model Publication No. 51-136158).
.

これは第1図に示すように、受信コイル対を構或する両
コイルL2 , L3を互いに逆極性で直列接続し他端
を直結して出力端子に接続し、発振コイルL1を励振す
る高周波発振器2の出力端子に第1の可変抵抗器VRI
を介して変成器301次側を接続し、該変成器の2次側
に第2の可変抵抗器VR2と移相素子Cとの直列回路を
接続し、そしてその第2の可変抵抗器と移相素子との結
合点を前記受信コイル対の出力端子に接続して、受信コ
イルL2,L3の差信号E1をキャンセル信号E2で相
殺させるものである。
As shown in Fig. 1, this is a high-frequency oscillator that excites an oscillating coil L1 by connecting both coils L2 and L3 that make up a receiving coil pair in series with opposite polarities, and connecting the other ends directly to the output terminal. The first variable resistor VRI is connected to the second output terminal.
A series circuit of a second variable resistor VR2 and a phase shift element C is connected to the secondary side of the transformer. The coupling point with the phase element is connected to the output terminal of the receiving coil pair, and the difference signal E1 between the receiving coils L2 and L3 is canceled out by the cancellation signal E2.

しかしながら、この平衡調整回路では、キャンセル信号
E2の位相をO〜1800までしか移相テキないため、
環境条件特に環境温度によっては完全に平衡させること
ができなくなる。
However, in this balance adjustment circuit, the phase of the cancellation signal E2 can only be shifted from O to 1800;
Depending on the environmental conditions, especially the environmental temperature, complete equilibration may not be possible.

これは温度変化により、検出ヘッド1が位置ずれ、膨張
収縮、ストレス等の機械的変化をなすこと、並びにコイ
ルのりアクタンス、抵抗及びシールド面とのキャパシタ
ンス等の電気的特性の変化が生ずることに原因するもの
である。
This is caused by temperature changes that cause the detection head 1 to undergo mechanical changes such as misalignment, expansion and contraction, and stress, as well as changes in electrical characteristics such as coil actance, resistance, and capacitance with the shield surface. It is something to do.

即ちこのような電気的機械的変化に原因して、差信号E
1がそれまでとは全く180°位相の異なる信号として
現われることがあり、キャンセル信号E2ではもはや平
衡をとることができなくなるのである。
That is, due to such electromechanical changes, the difference signal E
1 may appear as a signal completely 180° out of phase with the previous one, and the cancellation signal E2 can no longer achieve balance.

このような要望に答えて、本出願人は次のような平衡調
整回路を既に提案している(特願昭52−15490号
)。
In response to such demands, the present applicant has already proposed the following balance adjustment circuit (Japanese Patent Application No. 15490/1982).

即ちキャンセル信号発生回路として、前記発振コイルと
接続した変成器と、該変戒器の2次側に接続されており
ベクトル図上で0°及び18000位相方向の信号を発
生さす実軸信号回路と、前記変成器の2次側に接続され
ておりベクトル図上で900及び27000位相方向の
信号を発生さす虚軸信号回路と、その実軸及び虚軸両信
号回路に各々挿入されており入力電圧に依存してそれぞ
れの所属する実軸又は虚軸信号回路の出力信号Ex,E
jを変化せしめる被制御素子とを設ける。
That is, the cancellation signal generation circuit includes a transformer connected to the oscillation coil, and a real axis signal circuit connected to the secondary side of the transformer and generating signals in the 0° and 18000 phase directions on the vector diagram. , is connected to the secondary side of the transformer and generates signals in the 900 and 27000 phase directions on the vector diagram, and is inserted into both the real axis and imaginary axis signal circuits respectively to generate signals in the input voltage. Depending on the output signal Ex, E of the respective real axis or imaginary axis signal circuit to which it belongs
A controlled element that changes j is provided.

そして実軸及び虚軸両信号回路の出力Ex,Bjを合或
してキャンセル信号とする。
Then, the outputs Ex and Bj of both the real axis and imaginary axis signal circuits are combined to form a cancellation signal.

一方検出ヘッドからの出力信号を高周波増幅器に通し、
得られたヘッド信号Soを互いに90°位相の異なる2
つの同期検波回路に入力し、その各同期検波出力即ち実
軸、虚軸両成分Ex,Ejをそれぞれの対応する前記実
軸信号回路の被制御素子及び前記虚軸信号回路の被制御
素子のゲートに帰還し、その帰還路中には遅延回路を設
けるのである。
On the other hand, the output signal from the detection head is passed through a high frequency amplifier,
The obtained head signal So is divided into two signals having a phase difference of 90° from each other.
The respective synchronous detection outputs, that is, both real axis and imaginary axis components Ex and Ej, are input to the gates of the controlled elements of the real axis signal circuit and the controlled elements of the imaginary axis signal circuit, respectively. A delay circuit is provided in the feedback path.

このように構成すれば、遅延回路の働きにより、環境温
匪変化のような長期的変化に対しては、検出ヘッドの出
力は平衡することとなる一方、品物の通過の如く比較的
急に現われる差信号については、そのままこれを検出出
力として取り出すことができる。
With this configuration, the output of the detection head will be balanced against long-term changes such as changes in environmental temperature due to the function of the delay circuit, while the output of the detection head will be balanced against long-term changes such as changes in environmental temperature. The difference signal can be directly extracted as a detection output.

しかしこの力式の平衡調整回路においてはその平衡調整
設定が依然としてやっかいである。
However, in this force-type balance adjustment circuit, setting the balance adjustment is still troublesome.

なぜなら3600の範囲で所望のキャンセル信号を作り
出す為には実軸及び虚軸両信号回路の出力Ex,Ejの
両方をそれぞれ独立してベクトル図上で正負両方に調整
しなければならないからである。
This is because, in order to produce a desired cancellation signal in the range of 3600, it is necessary to independently adjust both the outputs Ex and Ej of the real axis and imaginary axis signal circuits to both positive and negative directions on the vector diagram.

しかも差信号E1は常に一定ではなく、上述の環境条件
による検出ヘッドの機械的変化によりその振幅及び位相
が最初の設定時のものからずれて来るからである。
Moreover, the difference signal E1 is not always constant, and its amplitude and phase deviate from those at the initial setting due to mechanical changes in the detection head due to the above-mentioned environmental conditions.

加えて大きな問題は、混入金属の検出を必要とする品物
のうちには、金属が混入されていなくても検出信号の出
るものがあるということである。
In addition, a major problem is that some products that require detection of metal contaminants produce detection signals even when no metal is contaminated.

例えば導電性のある肉、チーズ等であり、これらの品物
についてその品物自体と区別して混入金属の検知ができ
るようにするには、その品物自体の影響を除去してやる
必要がある。
For example, conductive meat, cheese, etc., and in order to be able to detect metal contamination in these items by distinguishing them from the item itself, it is necessary to remove the influence of the item itself.

これを実現する力法として、従来は上記の両同期検波回
路の入力側に、それぞれシフト回路を設けて、各同期検
波回路中のFETのドレインのバイアス電圧を変化せし
め、これによって上述のヘッド信号Soのうちバイアス
電位よりも高い部分の波形のみが同期検波出力E’x
, B’j として現われるようにしている。
Conventionally, as a method for realizing this, a shift circuit is provided on the input side of both of the above-mentioned synchronous detection circuits, and the bias voltage of the drain of the FET in each synchronous detection circuit is changed, thereby controlling the above-mentioned head signal. Only the waveform of the part higher than the bias potential of So is the synchronous detection output E'x
, B'j.

従って実際上はこの両シフト回路の調整をも必要とすす
る。
Therefore, in practice, it is also necessary to adjust both of these shift circuits.

本発明の目的は、従来とは全く異なる新しい原理に基づ
く検出方法を提供するものであり、上記の平衡調整設定
が極めて容易であり且つ回路構成も簡単である等の特徴
を有する。
An object of the present invention is to provide a detection method based on a new principle that is completely different from conventional methods, and has features such as the above-mentioned balance adjustment setting being extremely easy and the circuit configuration being simple.

本発明は、通路を挾んで上下の一方の側に1つの発振コ
イルを配置し他方の側K2つの受信コイルを並置した検
出ヘッド中に品物を通したときの、検出ヘッド通路中の
各位置において受信コイル対から得られる差信号E1(
振幅と位相)を円グラフ上でプロットすると、その品物
についての特有の或る一定の傾きをもった直線となると
いう事実の発見を基礎とするものである。
The present invention provides a method for detecting objects at each position in the detection head passage when an article is passed through a detection head in which one oscillation coil is disposed on one side of the upper and lower sides of the passage, and two reception coils are arranged side by side on the other side. The difference signal E1 (
It is based on the discovery that when plotted on a pie chart (amplitude and phase), the result is a straight line with a certain slope specific to the item.

第2図は横軸に通路の入口からの距離lを、縦軸に差信
号El(高周波増幅した後の電圧■で示す)の振幅と位
相差(発信コイル側に対する)θをとり、テストピース
として直径5.5uの鉄球をICrfL毎に通路に送り
込んだ場合のグラフである。
In Figure 2, the horizontal axis is the distance l from the entrance of the passage, and the vertical axis is the amplitude and phase difference θ (relative to the transmitting coil side) of the difference signal El (indicated by the voltage ■ after high-frequency amplification). This is a graph when an iron ball with a diameter of 5.5u is sent into the passage every ICrfL.

全て実線は振幅を点線は位相を示し、曲線Aは検出ヘッ
ドの通路中に例も置かなかった場合を、Bハ通路の入口
から或る距離だけ入った所にフエライトをモしてCはス
テンレスを置いた場合を示す。
All solid lines show the amplitude and dotted lines show the phase.Curve A shows the case where no sample is placed in the path of the detection head, B shows the case where ferrite is placed at a certain distance from the entrance of the path, and C shows the case where stainless steel is placed. Indicates the case where .

第3図はこれを中心から半径方向に振幅Vo−pを周方
向に位相差θをとった円グラフで略示したものである。
FIG. 3 schematically shows this as a pie chart in which the amplitude Vo-p is plotted in the radial direction from the center and the phase difference θ is plotted in the circumferential direction.

この円グラフの中心を通る横軸及び縦軸は、複素表示直
交座標のX軸(実数軸)及びy軸(虚数軸)に相当する
ので、以下の説明では差信号El(高周波増幅後の電圧
■)をこの直座標に対応させて説明する。
The horizontal and vertical axes that pass through the center of this pie chart correspond to the (2) will be explained in relation to this rectangular coordinate.

第3図の円グラフから判るように、物体として鉄を検出
ヘッドの入口から出口まで移動させた場合、xy座標上
で象限が変ることはあっても、その差信号E1をプロッ
トした軌跡の傾斜は変化しない。
As can be seen from the pie chart in Figure 3, when iron is moved from the entrance to the exit of the detection head, even though the quadrant may change on the xy coordinates, the slope of the locus plotting the difference signal E1 does not change.

即ち原点からの電圧ベクトルの先端は傾斜の一定な直線
に沿って動くだけであり、その傾斜は鉄の場合約45°
である。
In other words, the tip of the voltage vector from the origin simply moves along a straight line with a constant slope, and the slope is approximately 45° for iron.
It is.

更に実験を重ねたところ、この傾斜は通過させる物体の
種類によって異なっていることが判った。
Further experiments revealed that this slope differs depending on the type of object being passed through.

第4図は、その例として、鉄Fe,ステンレスSUS,
チーズCHE、ハムHAMの傾斜角を複素表示直交座標
で簡易的に示したものであり、このように導電性と磁性
の物体とでは互いに約90°近く傾斜が異なってくる。
Figure 4 shows examples of iron (Fe), stainless steel (SUS),
The inclination angles of cheese CHE and ham HAM are simply shown in complex orthogonal coordinates, and in this way, the inclinations of conductive and magnetic objects differ by about 90 degrees.

本発明はこのような性質を利用して混入金属の検出を行
なうもので、以下具体例に従って説明する。
The present invention utilizes such properties to detect mixed metals, and will be described below with reference to specific examples.

第5図は被検査物自体の傾斜を第4図における横軸成分
Vxと縦軸成分Vyとで予じめ決定づけておき、例えば
−V y /V x = aとして更にaに±bの余裕
をもたせておくことにより、このa±bの範囲を出た場
合にはその品物中に鉄その他の金属が混入されていると
みなすようにしたものである。
In FIG. 5, the inclination of the object to be inspected itself is determined in advance by the horizontal axis component Vx and the vertical axis component Vy in FIG. By setting this value, if the value exceeds the range a±b, it is assumed that iron or other metals are mixed into the item.

第5図に於で、検出ヘッド10は磁束発生用の発振コイ
ルL1を内包する発振部11と、発振コイルL1により
発生される磁束と鎖交するように並置もしくは直交する
ように配置された2つの受信コイルL2 ,L3を内包
する受信部12とを有する。
In FIG. 5, the detection head 10 includes an oscillating part 11 containing an oscillating coil L1 for generating magnetic flux, and two parts disposed in parallel or orthogonally to interlink with the magnetic flux generated by the oscillating coil L1. The receiving section 12 includes two receiving coils L2 and L3.

被検査物はこの発振部11と受信部12との間を矢印P
方向に通過し得るように構威されている。
The object to be inspected moves between the oscillating section 11 and the receiving section 12 with an arrow P.
It is constructed so that it can be passed in both directions.

発振コイルL1の1端は接地され、他端は例えばIOO
K)Izの高周波発振器13に接続されている。
One end of the oscillation coil L1 is grounded, and the other end is connected to, for example, IOO.
K) Iz is connected to the high frequency oscillator 13.

受信コイルL2及びL3は互いに逆極性に直列接続され
ており、その中間接続点は接地され、他端は互いに直結
されている。
The receiving coils L2 and L3 are connected in series with opposite polarities, their intermediate connection point is grounded, and their other ends are directly connected to each other.

両受信コイルより得られる差信号E1は高周波増幅器2
0に入力されており、該増幅器より得られたヘッド信号
Soは同期検波回路31.32に入力されている。
The difference signal E1 obtained from both receiving coils is sent to the high frequency amplifier 2.
The head signal So obtained from the amplifier is input to the synchronous detection circuits 31 and 32.

この同期検波回路31,32は、発振器13の出力Eo
より移相回路50を通して得られるところのEoに対し
O0及び90°位相のずれたゲート信号P1 ,P2に
より開閉制御される。
The synchronous detection circuits 31 and 32 output the output Eo of the oscillator 13.
Opening/closing is controlled by O0 and gate signals P1 and P2 which are out of phase by 90 degrees with respect to Eo obtained through the phase shift circuit 50.

従って両同期検波回路からは、例えば第6図の如く互い
に90°位相の異なる検波出力81.82が出力される
Therefore, both synchronous detection circuits output detection outputs 81 and 82 having phases different from each other by 90 degrees, as shown in FIG. 6, for example.

70は割算回路であり、その入力端子X,yに入力され
る信号の大きさの比−S 2/S 1を出力する。
70 is a division circuit which outputs the ratio of the magnitudes of the signals input to its input terminals X and y -S 2 /S 1 .

71はウインドコンパレータであり、割算回路70の出
力−S 2/S 1が所定値以上の大きさ例えは上述の
a±bの範囲を越えたとき出力を発生し、検出リレー7
2を作動させる。
71 is a window comparator, which generates an output when the output -S2/S1 of the dividing circuit 70 exceeds a predetermined value, for example, exceeds the range of a±b mentioned above, and
Activate 2.

この第5図の検出方法によれば、平衡状態がどのように
なっていても即ち差信号E1もしくはヘッド信号Soが
円グラフ上でどの象限に在っても、混入金属が存在すれ
ばヘッド信号SOについての傾斜角が異なって来るため
確実にその検出ができる。
According to the detection method shown in FIG. 5, no matter what the equilibrium state is, that is, in which quadrant the difference signal E1 or the head signal So is located on the pie chart, if there is a mixed metal, the head signal Since the tilt angles for SO are different, it can be detected reliably.

しかもヘッド信号Soの振幅の大きさには無関係に検出
が可能であるという特徴を有する。
Moreover, it has the feature that detection is possible regardless of the magnitude of the amplitude of the head signal So.

第5図では割算回路を使って傾斜の変動を検出したが、
割算以外の方法によっても同様に傾斜の変動、即ち混入
金属の有無の検出ができる。
In Figure 5, a division circuit is used to detect the variation in slope.
Fluctuations in slope, ie, the presence or absence of mixed metal, can be similarly detected using methods other than division.

第7図は割算回路70の代りにスケアルート回路80を
用いて混入金属を検出するようにした回路である。
FIG. 7 shows a circuit in which a scare root circuit 80 is used instead of the divider circuit 70 to detect mixed metal.

今、検査しようとする品物のもつ固有の傾斜は第8図に
示す如くであり、△Vy/△Vx一−aとする。
The inherent slope of the item to be inspected is as shown in FIG. 8, and is assumed to be △Vy/△Vx-a.

この品物についての傾斜直線Gに対し直交xy座標を回
転させてみる。
Try rotating the orthogonal xy coordinates with respect to the inclined straight line G for this item.

するとこの例では直線Gがxy座標の第1象限(或いは
第3象限)内の図の位置に来たときに、ヘッド信号SO
の振幅■の値が最小となり、第2象限(或いは第4象限
)内の図の位置では最大となることが判る。
Then, in this example, when the straight line G comes to the position shown in the figure in the first quadrant (or third quadrant) of the xy coordinates, the head signal SO
It can be seen that the value of the amplitude ■ is minimum, and maximum at the position shown in the figure in the second quadrant (or fourth quadrant).

上記aの値が1の場合、即ち直線Gの傾斜が−45°の
場合であれば、振幅■はX軸から約45°位相のずれた
点で最小となる。
When the value of a is 1, that is, when the slope of the straight line G is -45°, the amplitude ■ becomes minimum at a point deviated from the X-axis by about 45°.

要するに振幅■をそのX軸或分Vxとy軸成分vyとか
ら得られるスケアルート、すなわちV=,/’ψコハ『
〒の関係で求め、その振幅値の最小となる点にxy座標
の回転位置を設定すれば、品物自体の検出出力が最小と
なる。
In short, the amplitude ■ is a scare root obtained from its X-axis component Vx and y-axis component vy, that is, V=,/'ψkoha'
If the rotational position of the x and y coordinates is determined based on the relationship 〒 and the rotational position of the xy coordinate is set at the point where the amplitude value is the minimum, the detection output of the item itself will be minimized.

このことはもし品物中に混入金属が在れば検出出力が急
激に大きくなる感変の良い平衡調整ポイントであること
を意味している。
This means that if there is any mixed metal in the product, the detection output will suddenly increase at a sensitive equilibrium adjustment point.

ここで混入金属の存在により出力が大きくなる理由は次
の通りである。
The reason why the output increases due to the presence of mixed metals is as follows.

すなわち、第4図に示すように品物自体例えばHAMの
傾きと、混入金属例えばFeとの傾きは異なっているの
で、これらを合成したときには必ず品物自体のスケアル
ートの最大値を越えるスケアルートが生ずる。
In other words, as shown in Figure 4, the slope of the product itself, for example, HAM, and the slope of the mixed metal, for example, Fe, are different, so when these are combined, a scare root that exceeds the maximum value of the scare root of the product itself will always occur. .

更に、第4図では供試物体の相異による軌跡の傾斜の相
異のみを示すために、便宜上それらの軌跡を一点を中心
として描いてあるが、実際のところ各品物についてのヘ
ッド信号Soの振幅は、物品に応じて異なっており、例
えばHAMとFeの振幅を比べたときにはFeの振幅の
方がHAMよりも大きくなり、従ってFe自体のスケア
ルートはHAM自体のスケアルートよりも大きい。
Furthermore, in Fig. 4, the trajectories are drawn centered on one point for convenience in order to show only the differences in the slope of the trajectories due to the differences in the test objects, but in reality, the head signal So for each item is The amplitude differs depending on the article. For example, when comparing the amplitudes of HAM and Fe, the amplitude of Fe is larger than that of HAM, and therefore the scare root of Fe itself is larger than the scare root of HAM itself.

その結果、HAM中にFeが混入していれば、そのHA
Mが示すスケアルートはHAM自体のスケアルートより
も大きくなる。
As a result, if Fe is mixed in the HAM, the HA
The scare root indicated by M is larger than the scare root of the HAM itself.

このような振幅最小の点にxy座標を回転して設定する
には、具体的には、同期検波回路31,32へのゲート
信号Pi,P2の位相を、互いに90°の位相差をもた
せたまS変化させればよい。
In order to rotate and set the xy coordinates to such a point with the minimum amplitude, specifically, the phases of the gate signals Pi and P2 to the synchronous detection circuits 31 and 32 are set so that they have a phase difference of 90° from each other. All you have to do is change S.

第7図の位相回路90は、Eoに対し45°及び135
°位相のずれたゲート信号Pi,P2を出力するように
構或されている。
The phase circuit 90 in FIG.
It is configured to output gate signals Pi, P2 with a phase shift.

即ちこの第7図の回路は、前述の直線Gの傾斜が−45
°の品物中に混入金属が存在するかどうかを検出する場
合を示している。
That is, in the circuit shown in FIG. 7, the slope of the straight line G mentioned above is -45.
This shows the case of detecting whether or not there is a mixed metal in an item.

混入金属がなければ、スケアルート回路80からの出力
は最小であり、ウインドコンパレータ71からの出力は
ない。
Without contaminating metal, the output from the scare route circuit 80 is minimal and there is no output from the window comparator 71.

しかし品物中に例えば鉄Feが混入されていると、鉄の
傾斜は第4図から判るように品物例えばハムのそれと9
0°近く異なっているので、スケアルート回路80の出
力は急激に増大する。
However, if, for example, iron (Fe) is mixed into the product, the slope of the iron will differ from that of the product, for example, ham, as seen in Figure 4.
Since the difference is close to 0°, the output of the scare route circuit 80 increases rapidly.

その結果ウインドコンパレータ71で定められる裕余範
囲を超過し、検出リレー72が作動する。
As a result, the margin range determined by the window comparator 71 is exceeded, and the detection relay 72 is activated.

このスケアルート法による金属検知の特徴は、従来単独
にヘッド信号SoのVx成分及びVy成分を調整してい
たのに較べ、変数が座標回転という一つに絞られること
、即ち極めて調整が簡単であることにある。
The feature of metal detection using this scare route method is that, compared to the conventional method of adjusting the Vx and Vy components of the head signal So alone, the variables are narrowed down to one, coordinate rotation, which means that the adjustment is extremely easy. There is something about it.

傾斜の変動を検出する他の方法は、引算による方法であ
る。
Another method of detecting slope variations is by subtraction.

即ち第8図の傾斜直線Gの一端を座標原点に一致させた
場合には、Vy−Vxは常に一定値になることが明らか
である。
That is, it is clear that when one end of the inclined straight line G in FIG. 8 coincides with the coordinate origin, Vy-Vx always becomes a constant value.

従って例えば第9図のような引算回路40を第5図の割
算回路700代りに用いればよい。
Therefore, for example, the subtraction circuit 40 shown in FIG. 9 may be used in place of the division circuit 700 shown in FIG.

差動増幅器45に前置された演算増幅器43.44にお
ける可変抵抗器4L42により直線Gが座標原点に来る
ように調整される。
The variable resistor 4L42 in the operational amplifiers 43 and 44 provided in front of the differential amplifier 45 adjusts the straight line G to come to the coordinate origin.

尚、分圧器等を用いることにより、Vy−Vx=0とな
るように設定することも可能である。
Note that it is also possible to set Vy-Vx=0 by using a voltage divider or the like.

以上は非オートバランスの場合であったが、これらは全
てオートバランスの場合にも適用できることが明らかで
ある。
Although the above was for the case of non-autobalance, it is clear that all of these can also be applied to the case of autobalance.

第10図はスケアルート法以外の方法を採用する場合の
オートバランス装置の構成例である。
FIG. 10 shows an example of the configuration of an autobalance device when a method other than the scare route method is adopted.

発振器13により発振コイルL1が励磁されると、該コ
イルL1より発生された磁力線により受信コイルL2及
びL3にそれぞれ電圧が誘起され、その差信号E1は、
高周波増幅器20により増幅され、同期検波回路31及
び32に送られる。
When the oscillator coil L1 is excited by the oscillator 13, voltages are induced in the receiving coils L2 and L3 by the lines of magnetic force generated by the coil L1, and the difference signal E1 is
The signal is amplified by the high frequency amplifier 20 and sent to the synchronous detection circuits 31 and 32.

一方、発振器13の出力EOは、可変抵抗器16から成
る入力調整回路15を介して、移相回路50中の変成器
5101次側に入力される。
On the other hand, the output EO of the oscillator 13 is input to the primary side of the transformer 510 in the phase shift circuit 50 via the input adjustment circuit 15 consisting of the variable resistor 16.

変成器5102次側巻線はその中点タップがアースされ
、残りの両端タップには、発振器出力EOに関し実軸信
号Exを取り出すための実軸信号回路42と、そして発
振器出力EOに関し虚軸信号Ejを取り出すための虚軸
信号回路56とが設けられている。
The transformer 510 secondary winding has its center tap grounded, and the remaining end taps are provided with a real-axis signal circuit 42 for extracting a real-axis signal Ex with respect to the oscillator output EO, and with an imaginary-axis signal circuit 42 with respect to the oscillator output EO. An imaginary axis signal circuit 56 for extracting Ej is provided.

実軸信号回路52は、入力電圧に依存して抵抗値の変わ
る半導体素子例えばFET53と、可変抵抗器54と、
抵抗55との直列回路からなる。
The real axis signal circuit 52 includes a semiconductor element whose resistance value changes depending on the input voltage, such as a FET 53, a variable resistor 54,
It consists of a series circuit with a resistor 55.

位相回路50は、変成器5102次側両端タップ間に、
逆並列的に接続した2つOCR直列回路を有し、その素
子CとRの各結合点には、前記実軸信号回路52と同様
に構成された虚軸信号回路56即ち抵抗57、可変抵抗
器58、FBT59から成る直列回路が接続されている
The phase circuit 50 is connected between the taps at both ends of the secondary side of the transformer 510.
It has two OCR series circuits connected in antiparallel, and at each connection point of elements C and R, there is an imaginary axis signal circuit 56 configured similarly to the real axis signal circuit 52, that is, a resistor 57 and a variable resistor. A series circuit consisting of a transistor 58 and an FBT 59 is connected.

実軸及び虚軸両信号回路52.56及び混合手段60に
は加算器その他の適当な装置を利用することができる。
The real and imaginary signal circuits 52,56 and the mixing means 60 may include adders or other suitable devices.

上記実軸及び虚軸両信号回路52,56からの信号EX
及びEjは、可変抵抗器60により合成され、前述の高
周波増幅回路20中の差動増幅器の他力の入力端子に、
同相のキャンセル信号E2として入加される。
Signals EX from the real axis and imaginary axis signal circuits 52 and 56
and Ej are synthesized by the variable resistor 60 and sent to the other input terminal of the differential amplifier in the high frequency amplification circuit 20 described above.
It is input as an in-phase cancellation signal E2.

但しE2は回路20中に差動増幅器を設けず差信号E1
と直接合或するときは逆相の信号とする。
However, E2 does not include a differential amplifier in the circuit 20, and the difference signal E1
When it directly coincides with the signal, the signal is of opposite phase.

高周波増幅回路20には同期検波回路31,32が接続
され、その出力を積分回路41 ,42で積分して実軸
及び虚軸両信号回路のFET53.59のゲートに印加
するようになっている。
Synchronous detection circuits 31 and 32 are connected to the high frequency amplification circuit 20, and their outputs are integrated by integration circuits 41 and 42 and applied to the gates of FETs 53 and 59 of both the real axis and imaginary axis signal circuits. .

同期検波回路31及び32は同じ構成であり、増幅器2
0の出力端子と積分回路41もしくは420入力端子と
の間に挿入したゲート素子とから成る。
The synchronous detection circuits 31 and 32 have the same configuration, and the amplifier 2
It consists of a gate element inserted between the 0 output terminal and the integrating circuit 41 or 420 input terminal.

同期検波回路31には変戒器5102次側巻線の電圧即
ち位相差O0のゲート信号P1が印加され、また同期検
波回路32にはこれと90°位相の異なるコンデンサC
の端子電圧即ちゲート信号P2が印加される。
The voltage of the secondary winding of the converter 510, that is, the gate signal P1 with a phase difference of O0 is applied to the synchronous detection circuit 31, and the synchronous detection circuit 32 is connected to a capacitor C having a phase difference of 90 degrees.
A terminal voltage of , that is, a gate signal P2 is applied.

従って同期検波回路31.32は変成器5102次側出
力電圧と同期して、しかも互いに90°の位相差をもっ
て例えば第6図の如く開閉制御され、互いに90°位相
の異なる検波出力81.82を出力する。
Therefore, the synchronous detection circuits 31 and 32 are controlled to open and close in synchronization with the secondary output voltage of the transformer 510 and with a phase difference of 90 degrees from each other, as shown in FIG. Output.

同期検波出力81.82はそれぞれ積分回路33 .3
4で積分され、その積分信号S 1’,S 2’がFE
T53,59のゲートに入力される。
The synchronous detection outputs 81 and 82 are respectively output from the integrating circuits 33 . 3
4, and the integrated signals S 1' and S 2' are FE
It is input to the gates of T53 and T59.

この補正人力S’1,S’2があった場合FET53及
び59は、その入力量に応じて、抵抗値を検波出力81
.82の振幅を減らす方向に変化する。
When there are correction manual forces S'1 and S'2, FETs 53 and 59 detect the resistance value as output 81 according to the input amount.
.. 82 changes in the direction of decreasing the amplitude.

従って可変抵抗器54,58,60を予じめ適当なとこ
ろに設定しておけば、積分回路41.42からの補正人
力に応じてキャンセル信号E2のベクトルが変化してゆ
き、結局差信号E1を完全に相殺するところに落ち着く
Therefore, if the variable resistors 54, 58, and 60 are set to appropriate positions in advance, the vector of the cancellation signal E2 will change according to the correction input from the integrating circuits 41 and 42, and eventually the difference signal E1 It settles down to a point where it completely cancels out.

従って、環境温度の変化により、検出ヘッド10の特性
が変化し、その差信号E1のベクトルがどのように変化
しても、これと同等の振巾でかつ同相のキャンセル信号
E2が発生し、同信号E2により常に信号E1が相殺さ
れる。
Therefore, no matter how the characteristics of the detection head 10 change due to changes in the environmental temperature and the vector of the difference signal E1 changes, a cancellation signal E2 having the same amplitude and the same phase will be generated. Signal E2 always cancels signal E1.

即ち、自動的に平衡がとれる。That is, balance is automatically achieved.

しかし、この自動平衡機能は、検出ヘッド10に品物を
通し、その品物中の混入金属により高周波増幅器20に
ヘッド信号Soが生じたときにも働くので、このまXで
は混入金属の検出に不便である。
However, this automatic balance function also works when an item is passed through the detection head 10 and a head signal So is generated in the high frequency amplifier 20 due to metal contamination in the item, so it has been inconvenient to detect contaminant metal in X until now. be.

このため、両FET53及び59のゲートへの補正入力
ライン61,62に、それぞれ、抵抗67 ,68とコ
ンデンサ63,65とから成る遅延回路がスイッチSW
によって挿入されるようになっている。
For this reason, a delay circuit consisting of resistors 67, 68 and capacitors 63, 65 is connected to the correction input lines 61, 62 to the gates of both FETs 53, 59, respectively.
It is now inserted by

自動平衡切換スイッチSWを閉じた場合、ヘッド信号S
oが発生しても、FET53及び59の抵抗値変化は直
ちに生ずるのでなく、遅延回路の働きにより、一定時間
後に生じ、当該ヘッド信号Soがゼロとなるように平衡
させる。
When the automatic balance changeover switch SW is closed, the head signal S
Even if o occurs, the change in the resistance values of the FETs 53 and 59 does not occur immediately, but occurs after a certain period of time due to the action of the delay circuit, and the head signal So is balanced so as to become zero.

換言すれば、環境温度変化のような長期的変化に対して
はヘッド信号Soは常に平衡サレているが、品物の通過
により差信号E1が現われた時には、それから一定時間
の間は平衡がとれていないので、検波出力S1,S2が
発生される。
In other words, the head signal So is always balanced against long-term changes such as environmental temperature changes, but when the difference signal E1 appears due to the passage of an article, it remains balanced for a certain period of time. Therefore, detection outputs S1 and S2 are generated.

従ってこの信号S1,S2を低周波増幅器35 . 3
6を通して取り出し、前述の割算回路70又は引算回路
80に入力すれば、所望の混入金属の検出ができる。
Therefore, these signals S1 and S2 are passed to the low frequency amplifier 35. 3
6 and inputting it to the aforementioned division circuit 70 or subtraction circuit 80, the desired mixed metal can be detected.

第11図はスケアルート法の場合のオートバランス装置
を例示したものである。
FIG. 11 shows an example of an autobalance device for the scare route method.

基本的構成は第10図と同じであるが、同期検波回路3
1.32のゲート信号P1 ,P2が移相回路90によ
って作り出される点で相違している。
The basic configuration is the same as in Fig. 10, but the synchronous detection circuit 3
The difference is that gate signals P1 and P2 of 1.32 mm are generated by a phase shift circuit 90.

移相回路90は変圧器9202次側に接続したCR直列
回路をもち、これによって互いに900位相のずれたゲ
ート信号P1,P2が取り出される。
The phase shift circuit 90 has a CR series circuit connected to the secondary side of the transformer 920, whereby gate signals P1 and P2 having a phase shift of 900 degrees are taken out.

この変圧器92の1次側は演算増幅器91とそして可変
抵抗器93を含むCR回路を介して発振器13の出力E
Oに接続されている。
The primary side of this transformer 92 is connected to the output E of the oscillator 13 via an operational amplifier 91 and a CR circuit including a variable resistor 93.
Connected to O.

可変抵抗器93を調整することにより、変圧器9201
次側に印加される電圧の位相が変るため、ゲート信号P
1,P2は互いに90°の位相差をもったままその位相
が変化する。
By adjusting the variable resistor 93, the transformer 9201
Since the phase of the voltage applied to the next side changes, the gate signal P
1 and P2 change their phases while having a phase difference of 90° from each other.

即ちxy座標が回転されることになる。従って可変抵抗
器93を調整することにより、同期検波回路31.32
に接続したスケアルート回路80の出力を最小に設定す
ることができる。
That is, the xy coordinates will be rotated. Therefore, by adjusting the variable resistor 93, the synchronous detection circuit 31, 32
The output of the scare route circuit 80 connected to can be set to the minimum.

以上のように、本発明によれば差信号の振幅の長さに無
関係に、しかもバランス状態がどのようになっていても
即ち複素表示直交座標のどの象限に差信号があっても混
入金属の検出ができ、しかもバランス調整も極めて簡単
となる。
As described above, according to the present invention, contaminant metals can be detected regardless of the length of the amplitude of the difference signal, and regardless of the balance state, that is, in which quadrant of the complex display orthogonal coordinates the difference signal is located. Detection is possible, and balance adjustment is also extremely easy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の平衡調整回路、第2図は検出ヘッド中に
物体を通したときの通路位置と差信号との関係を示した
図、第3図はそれを円グラフで示した図、第4図は複素
表示座標で各種の物体の差信号のプロット軌跡の傾斜を
示した図、第5図は割算による本発明の金属検出方法の
具体例、第6図はその同期検波回路の動作例を示す図、
第7図はスケアルートによる本発明の検出方法の具体例
、第8図はその説明に供する第4図と同様の図、第9図
は引算による本発明の検出方法の具体例、第10図は割
算又は引算による場合のオートバランス装置の具体例、
そして第11図はスケアルートの場合のオートバランス
装置の具体例である。 10・・・・・・検出ヘッド、20・・・・・・高周波
増幅器、31.32・・・・・同期検波回路、40・・
・・・・引算回路、50・・・・・・移相回路、70・
・・・・・割算回路、71・・・・・・ウインドコンパ
レータ、80・・・・・・スケアルート、90・・・・
・・移相回路。
Fig. 1 is a conventional balance adjustment circuit, Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the path position and the difference signal when an object is passed through the detection head, and Fig. 3 is a diagram showing it as a pie chart. Fig. 4 is a diagram showing the slope of the plot trajectory of the difference signal of various objects in complex display coordinates, Fig. 5 is a specific example of the metal detection method of the present invention using division, and Fig. 6 is a diagram of the synchronous detection circuit. A diagram showing an example of operation,
FIG. 7 is a specific example of the detection method of the present invention using a scare root, FIG. 8 is a diagram similar to FIG. 4 for explanation, FIG. 9 is a specific example of the detection method of the present invention using subtraction, and FIG. The figure shows a specific example of an autobalance device using division or subtraction.
FIG. 11 shows a specific example of an autobalance device for a scare route. 10...detection head, 20...high frequency amplifier, 31.32...synchronous detection circuit, 40...
... Subtraction circuit, 50 ... Phase shift circuit, 70.
...Division circuit, 71...Window comparator, 80...Scare route, 90...
...Phase shift circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 検出ヘッドの1次側を発振器により励磁し、検出ヘ
ッドの2次側から得られる差信号を互いに90°位相の
異なる2つの同期検波回路を通すようにした混入金属検
出機において、上記同期検波回路を発振器の位相と00
及び90°の位相で制御し、両同期検波回路の出力を割
算し、得られた結果が所定値を超過するかどうかにより
被検査物中の混入金属の有無を検出する方法。 2 検出ヘッドの1次側を発振器により励磁し、検出ヘ
ッドの2次側から得られる差信号を互いに90°位相の
異なる2つの同期検波回路を通すようにした混入金属検
出機において、上記両同期検波回路の出力をスケアルー
ト回路を通して取り出し、そのスゲアルートの値が最小
となるように両同期検波回路のゲート信号を互いに90
°の位相差をもたせたま\ずらせて設定し、前記スケア
ルートの値が所定値を超過するかどうかにより被検査物
中の混入金属の有無を検出する方法。
[Claims] 1. Contaminated metal detection in which the primary side of the detection head is excited by an oscillator, and the difference signal obtained from the secondary side of the detection head is passed through two synchronous detection circuits having a phase difference of 90° from each other. In the machine, the synchronous detection circuit is connected to the phase of the oscillator and 00
and 90° phase control, dividing the outputs of both synchronous detection circuits, and detecting the presence or absence of mixed metal in the object to be inspected based on whether the obtained result exceeds a predetermined value. 2. In a mixed metal detector in which the primary side of the detection head is excited by an oscillator and the difference signal obtained from the secondary side of the detection head is passed through two synchronous detection circuits with a phase difference of 90 degrees, the above-mentioned two synchronous The output of the detection circuit is taken out through the square root circuit, and the gate signals of both synchronous detection circuits are set at 90° to each other so that the value of the square root is minimized.
A method for detecting the presence or absence of metal contamination in an object to be inspected based on whether the value of the scare root exceeds a predetermined value.
JP53139513A 1978-11-13 1978-11-13 How to detect contaminated metals Expired JPS5836755B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53139513A JPS5836755B2 (en) 1978-11-13 1978-11-13 How to detect contaminated metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53139513A JPS5836755B2 (en) 1978-11-13 1978-11-13 How to detect contaminated metals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5566774A JPS5566774A (en) 1980-05-20
JPS5836755B2 true JPS5836755B2 (en) 1983-08-11

Family

ID=15247042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53139513A Expired JPS5836755B2 (en) 1978-11-13 1978-11-13 How to detect contaminated metals

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5836755B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE430545B (en) * 1982-04-01 1983-11-21 Asea Ab DEVICE FOR THE DETECTION OF METAL FORMS IN A MATERIAL FLOW
US4613815A (en) * 1983-04-27 1986-09-23 Pall Corporation Electromagnetic detector for metallic materials having an improved phase detection circuit
JPS6025473A (en) * 1983-07-22 1985-02-08 Anritsu Corp Detector of metal
DE102013205910A1 (en) 2013-04-04 2014-10-09 Robert Bosch Gmbh Object search device and method for locating a metallic and / or magnetizable object

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5566774A (en) 1980-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2758046C (en) Metal detector
US4091322A (en) Eddy current generating type metal pipeline detector
US4628265A (en) Metal detector and classifier with automatic compensation for soil magnetic minerals and sensor misalignment
US4191922A (en) Electromagnetic flaw detection system and method incorporating improved automatic coil error signal compensation
US4006407A (en) Non-destructive testing systems having automatic balance and sample and hold operational modes
US5003262A (en) Eddy current system with interference signal rejection
US6672159B2 (en) Method for adjusting the phase-locking loop of an electronic evaluation device and corresponding electronic evaluation device
JPH02502400A (en) electronic compass
JPS5836755B2 (en) How to detect contaminated metals
Ambruš et al. Automatic compensation of primary field coupling for a frequency-domain electromagnetic induction sensor
EP3726257A1 (en) Method for operating a metal detector and metal detector
US5146164A (en) Eddy current flaw detection apparatus employing a resonance circuit
JPS5820944Y2 (en) Display device for balancing metal detectors
US4237419A (en) Method and apparatus for non-destructive testing using a plurality of frequencies
EP0706663B1 (en) Electrical test instrument
US3707675A (en) Measuring system for comparing the relative magnitudes of first and second d.c. signals
US4038609A (en) Replica bridge sensing circuit
US20150255660A1 (en) Magnetic effects sensor, a resistor and method of implementing same
GB2041535A (en) A measuring and/or testing device
WO2002025318A1 (en) Metal detector
EP3726256B1 (en) Method for operating a metal detector and metal detector
JPH0792274A (en) Automatic balance-adjusting circuit of metal detector
JP3324840B2 (en) Metal detector
JPS625652Y2 (en)
RU2237255C2 (en) Device for detecting metal