JPS6332157B2 - - Google Patents
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- JPS6332157B2 JPS6332157B2 JP56083576A JP8357681A JPS6332157B2 JP S6332157 B2 JPS6332157 B2 JP S6332157B2 JP 56083576 A JP56083576 A JP 56083576A JP 8357681 A JP8357681 A JP 8357681A JP S6332157 B2 JPS6332157 B2 JP S6332157B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
- G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
- G01V3/104—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils
- G01V3/105—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops
- G01V3/107—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops using compensating coil or loop arrangements
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は被検査体に混入した金属を検出する
金属検出装置に関し、特に鉄および非鉄金属を同
時に検出できるようにした金属検出装置に関す
る。
金属検出装置に関し、特に鉄および非鉄金属を同
時に検出できるようにした金属検出装置に関す
る。
製品中に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つたり、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。
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つたり、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。
第１図はこのために一般に用いられている金属
検出装置の検出原理を示す図である。すなわち、
１個の送信コイルＰと、２個の受信コイルＳ１，
Ｓ２との間を、コンベヤなどで被検査体Ｗを通過
させる。送信コイルＰには高周波電流を供給して
交番磁界を発生させる。そして磁力線が２個の受
信コイルＳ１，Ｓ２に等量交わるように受信コイ
ルＳ１，Ｓ２は配置されている。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。金属がもし混入していれば、
金属によつて磁力線に変化が生じて、２個の受信
コイルＳ１，Ｓ２に交わる磁力線は等量でなくな
る。このため金属の存在は両受信コイルＳ１，Ｓ
２における誘起電圧Ｅ１，Ｅ２の差として検出さ
れる。
検出装置の検出原理を示す図である。すなわち、
１個の送信コイルＰと、２個の受信コイルＳ１，
Ｓ２との間を、コンベヤなどで被検査体Ｗを通過
させる。送信コイルＰには高周波電流を供給して
交番磁界を発生させる。そして磁力線が２個の受
信コイルＳ１，Ｓ２に等量交わるように受信コイ
ルＳ１，Ｓ２は配置されている。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。金属がもし混入していれば、
金属によつて磁力線に変化が生じて、２個の受信
コイルＳ１，Ｓ２に交わる磁力線は等量でなくな
る。このため金属の存在は両受信コイルＳ１，Ｓ
２における誘起電圧Ｅ１，Ｅ２の差として検出さ
れる。
しかして、鉄の場合には第２図に示すように、
例えば被検査体が一方の受信コイルＳ１を通過す
るとき鉄の存在によつて磁路が変形されて一方の
受信コイルＳ１に交わる磁力線が増え、誘起電圧
Ｅ１が増える。一方、非鉄金属の場合には、第３
図に示すように非鉄金属内に渦電流が流れ、渦電
流のエネルギーとして電磁束が消費されて一方の
受信コイルＳ１に交わる磁力線が減り、誘起電圧
Ｅ１が減る。このように鉄の場合と非鉄金属の場
合とでは逆の現象が生じており、第４図に示すよ
うに送信コイルに印加される高周波電流の位相と
検出感度との関係は、鉄の場合の金属感度の最良
点と非鉄金属の検出感度の最良点の位相が約90゜
ずれ、鉄の場合の最良点は非鉄金属の場合の最も
検出感度の悪い点にほぼ一致し、非鉄金属の場合
の最良点は鉄の場合の最も検出感度の悪い点にほ
ぼ一致していることが知られている。このため、
従来の金属検出装置では鉄と非鉄金属とを両者同
時に高感度に検出することができず、一方の検出
感度を高くするように装置を設計すると他方の検
出が困難となり、鉄用と非鉄金属用の二種類の装
置を必要としていた。
例えば被検査体が一方の受信コイルＳ１を通過す
るとき鉄の存在によつて磁路が変形されて一方の
受信コイルＳ１に交わる磁力線が増え、誘起電圧
Ｅ１が増える。一方、非鉄金属の場合には、第３
図に示すように非鉄金属内に渦電流が流れ、渦電
流のエネルギーとして電磁束が消費されて一方の
受信コイルＳ１に交わる磁力線が減り、誘起電圧
Ｅ１が減る。このように鉄の場合と非鉄金属の場
合とでは逆の現象が生じており、第４図に示すよ
うに送信コイルに印加される高周波電流の位相と
検出感度との関係は、鉄の場合の金属感度の最良
点と非鉄金属の検出感度の最良点の位相が約90゜
ずれ、鉄の場合の最良点は非鉄金属の場合の最も
検出感度の悪い点にほぼ一致し、非鉄金属の場合
の最良点は鉄の場合の最も検出感度の悪い点にほ
ぼ一致していることが知られている。このため、
従来の金属検出装置では鉄と非鉄金属とを両者同
時に高感度に検出することができず、一方の検出
感度を高くするように装置を設計すると他方の検
出が困難となり、鉄用と非鉄金属用の二種類の装
置を必要としていた。
また例えば、ハム、みそなどのように製品材料
自体が塩分と水分を含んで導電性を有する場合に
は、この製品材料自体による影響（マテリアル・
エフエクト）が第４図に示すように非鉄金属に似
た特性として表われる。このため、このような製
品中に非鉄金属が混入していても非鉄金属の検出
感度が悪く、製品自体の影響を受けないで非鉄金
属を高感度で検出できる装置を必要としていた。
自体が塩分と水分を含んで導電性を有する場合に
は、この製品材料自体による影響（マテリアル・
エフエクト）が第４図に示すように非鉄金属に似
た特性として表われる。このため、このような製
品中に非鉄金属が混入していても非鉄金属の検出
感度が悪く、製品自体の影響を受けないで非鉄金
属を高感度で検出できる装置を必要としていた。
この発明は上記の問題点を解決し、鉄および非
鉄金属の両者を同時に高感度に検出できるように
した金属検出装置を提供することを目的としてい
る。
鉄金属の両者を同時に高感度に検出できるように
した金属検出装置を提供することを目的としてい
る。
この発明では、第４図に示したように検出感度
の最良点の位相が約90゜ずれている点に着目し、
受信コイル側に出力される鉄あるいは非鉄金属の
存在による不平衡信号をほぼ90゜位相のずれた二
つのチヨツパ信号でそれぞれチヨツピングして二
種類の信号を取り出すことによつて、鉄および非
鉄金属の両者を同時に、いずれも最良の検出感度
で、検出できるようにし、また上記のほぼ90゜位
相の異なる二つのチヨツパ信号に対して、送信コ
イルに印加する電圧の位相を替えて第４図に示す
エテリアル・エフエクトの最も小さな点に調整す
ることによつて、製品自体の影響を小さくして最
良の検出感度で検出できるようにしたものであ
る。
の最良点の位相が約90゜ずれている点に着目し、
受信コイル側に出力される鉄あるいは非鉄金属の
存在による不平衡信号をほぼ90゜位相のずれた二
つのチヨツパ信号でそれぞれチヨツピングして二
種類の信号を取り出すことによつて、鉄および非
鉄金属の両者を同時に、いずれも最良の検出感度
で、検出できるようにし、また上記のほぼ90゜位
相の異なる二つのチヨツパ信号に対して、送信コ
イルに印加する電圧の位相を替えて第４図に示す
エテリアル・エフエクトの最も小さな点に調整す
ることによつて、製品自体の影響を小さくして最
良の検出感度で検出できるようにしたものであ
る。
以下、図面によつてこの発明の実施例を説明す
る。
る。
第５図はこの発明の一実施例による金属検出装
置の構成の概略を示すブロツク図、第６図は各部
の信号波形図である。
置の構成の概略を示すブロツク図、第６図は各部
の信号波形図である。
発振器１の矩形波の出力信号ａ（第６図ａ）は
分周器２で分周されて所望の周波数の信号ｂ（第
６図ｂ）にされ、電圧増幅器３からは高周波正弦
波電流として検出コイル部４の送信コイルＰに供
給される。２個の受信コイルＳ１，Ｓ２には誘起
電圧が生じるが、バランス回路５からは、送信コ
イルＰと受信コイルＳ１，Ｓ２間を通る被検査体
に金属が存在している場合にのみ不平衡出力が生
じる。バランス回路５の出力は交流増幅器６で増
幅されて第１のチヨツパ７ａ、第２のチヨツパ７
ｂおよびバランス表示器８に送られる。
分周器２で分周されて所望の周波数の信号ｂ（第
６図ｂ）にされ、電圧増幅器３からは高周波正弦
波電流として検出コイル部４の送信コイルＰに供
給される。２個の受信コイルＳ１，Ｓ２には誘起
電圧が生じるが、バランス回路５からは、送信コ
イルＰと受信コイルＳ１，Ｓ２間を通る被検査体
に金属が存在している場合にのみ不平衡出力が生
じる。バランス回路５の出力は交流増幅器６で増
幅されて第１のチヨツパ７ａ、第２のチヨツパ７
ｂおよびバランス表示器８に送られる。
なお、鉄や非鉄金属の検出感度を最良の点に合
わせたり、あるいは被検査体の種類によつては前
記した製品材料自体の影響（マテリアル・エフエ
クト）を取り除いたりするため、分周器２の出力
信号の位相と送信コイルＰへ印加する電圧増幅器
３の出力信号の位相差を調整する必要がある。こ
のために、分周器２と電圧増幅器３との間に移相
器９が設けられ、また分周器２の出力信号と電圧
増幅器３の出力信号とを受けて両者の位相差を表
示する移相表示器１０が設けられている。
わせたり、あるいは被検査体の種類によつては前
記した製品材料自体の影響（マテリアル・エフエ
クト）を取り除いたりするため、分周器２の出力
信号の位相と送信コイルＰへ印加する電圧増幅器
３の出力信号の位相差を調整する必要がある。こ
のために、分周器２と電圧増幅器３との間に移相
器９が設けられ、また分周器２の出力信号と電圧
増幅器３の出力信号とを受けて両者の位相差を表
示する移相表示器１０が設けられている。
バランス表示器８にはバランス回路５の出力電
圧レベルが表示される。この表示を見ながら、被
検査体に金属が混入していない場合にはバランス
回路５の出力電圧レベルが最も低くなるように、
バランス回路５に設けた調整手段で調整する。
圧レベルが表示される。この表示を見ながら、被
検査体に金属が混入していない場合にはバランス
回路５の出力電圧レベルが最も低くなるように、
バランス回路５に設けた調整手段で調整する。
前記分周器２からは前記電圧増幅器３への出力
信号と同一の周波数のチヨツパ信号ｃ，ｄが出力
されている。これら２つのチヨツパ信号ｃ，ｄは
互いに位相が90゜異なり、デユーテイ比がいずれ
も１：１の信号である。
信号と同一の周波数のチヨツパ信号ｃ，ｄが出力
されている。これら２つのチヨツパ信号ｃ，ｄは
互いに位相が90゜異なり、デユーテイ比がいずれ
も１：１の信号である。
チヨツパ信号ｃは鉄を検出するための第１のチ
ヨツパ７ａへ送られ、90゜位相の進んだチヨツパ
信号ｄは非鉄金属を検出するための第２のチヨツ
パ７ｂへ送られる（第６図ｃ，ｄ）。
ヨツパ７ａへ送られ、90゜位相の進んだチヨツパ
信号ｄは非鉄金属を検出するための第２のチヨツ
パ７ｂへ送られる（第６図ｃ，ｄ）。
第１、第２のチヨツパ７ａ，７ｂへのバランス
回路５、交流増幅器６を経た入力信号ｅが例えば
第６図ｅに示す波形とすると、第１、第２のチヨ
ツパ７ａ，７ｂの出力信号は、互いに90位相がず
れた部分がそれぞれチヨツパ信号ｃ、チヨツパ信
号ｄによつてチヨツピングされて抽出された信号
ｆ，ｇ（第６図ｆ，ｇ）となる。
回路５、交流増幅器６を経た入力信号ｅが例えば
第６図ｅに示す波形とすると、第１、第２のチヨ
ツパ７ａ，７ｂの出力信号は、互いに90位相がず
れた部分がそれぞれチヨツパ信号ｃ、チヨツパ信
号ｄによつてチヨツピングされて抽出された信号
ｆ，ｇ（第６図ｆ，ｇ）となる。
第４図に示すように鉄と非鉄金属の検出感度の
最良点の位相はほぼ90゜ずれているので、このよ
うにバランス回路５からの不平衡信号をそれぞれ
90゜位相をずらして部分的に取り出せば、第１の
チヨツパ７ａからは鉄による送信コイルＰからの
磁力線への影響を最も感度よく含んだ信号ｆが得
られ、第２のチヨツパ７ｂからは非鉄金属による
磁力線への影響を最も感度よく含んだ信号ｇが得
られる。
最良点の位相はほぼ90゜ずれているので、このよ
うにバランス回路５からの不平衡信号をそれぞれ
90゜位相をずらして部分的に取り出せば、第１の
チヨツパ７ａからは鉄による送信コイルＰからの
磁力線への影響を最も感度よく含んだ信号ｆが得
られ、第２のチヨツパ７ｂからは非鉄金属による
磁力線への影響を最も感度よく含んだ信号ｇが得
られる。
第１のチヨツパ７ａ、第２のチヨツパ７ｂの出
力信号ｆ，ｇはそれぞれローパスフイルタ１１
ａ，１１ｂ、ハイパスフイルタ１２ａ，１２ｂに
よつて、被検査体を移動させるコンベヤの振動に
よるノイズ、検出コイル部４の近在の他の金属に
よるノイズなどが除去され、検波増幅回路１３
ａ，１３ｂで検波、増幅された鉄検出信号、非鉄
金属検出信号がそれぞれ鉄表示器１４ａ、非鉄表
示器１４ｂに入力し、鉄の検出レベル、非鉄金属
の検出レベルが表示される。
力信号ｆ，ｇはそれぞれローパスフイルタ１１
ａ，１１ｂ、ハイパスフイルタ１２ａ，１２ｂに
よつて、被検査体を移動させるコンベヤの振動に
よるノイズ、検出コイル部４の近在の他の金属に
よるノイズなどが除去され、検波増幅回路１３
ａ，１３ｂで検波、増幅された鉄検出信号、非鉄
金属検出信号がそれぞれ鉄表示器１４ａ、非鉄表
示器１４ｂに入力し、鉄の検出レベル、非鉄金属
の検出レベルが表示される。
比較器１５ａ，１５ｂではこの検出レベルがあ
る基準レベルより大である場合に出力を生じ、こ
の出力によつてリレー１６が動作する。なお比較
器１５ａ，１５ｂでは基準レベルを、検波増幅回
路１３ａ，１３ｂの出力に含まれた雑音レベルに
対応して自動的に追随するように、雑音出力を積
分した値としいる。
る基準レベルより大である場合に出力を生じ、こ
の出力によつてリレー１６が動作する。なお比較
器１５ａ，１５ｂでは基準レベルを、検波増幅回
路１３ａ，１３ｂの出力に含まれた雑音レベルに
対応して自動的に追随するように、雑音出力を積
分した値としいる。
なお被検査体が大きなマテリアル・エフエクト
を生じる材質である場合には、第４図に示すマテ
リアル・エフエクトの最小点に位相を合わせて金
属検出を行うが、この場合には例えば鉄検出用の
第１のチヨツパ７ａ側の―系列で鉄、非鉄金属の
両方の検出を行う。
を生じる材質である場合には、第４図に示すマテ
リアル・エフエクトの最小点に位相を合わせて金
属検出を行うが、この場合には例えば鉄検出用の
第１のチヨツパ７ａ側の―系列で鉄、非鉄金属の
両方の検出を行う。
なお分周器２の出力周波数は被検査体そのもの
によつて受信コイル側に表われる影響ができるだ
け少ないように幾種類かの周波数を切替スイツチ
によつて選択できるようになつていて、送信コイ
ルＰ、受信コイルＳ１，Ｓ２も周波数に適した巻
数の複数種類のコイルを切替スイツチによつて選
択できるようになつている。
によつて受信コイル側に表われる影響ができるだ
け少ないように幾種類かの周波数を切替スイツチ
によつて選択できるようになつていて、送信コイ
ルＰ、受信コイルＳ１，Ｓ２も周波数に適した巻
数の複数種類のコイルを切替スイツチによつて選
択できるようになつている。
以上説明したように、この発明による金属検出
装置ではほぼ90゜位相の異なる二つのチヨツパ信
号で不平衡信号をチヨツピングすることによつて
鉄と非鉄金属とを同時に検出できる。また送信コ
イルに印加する信号の位相をマテリアル・エフエ
クトの最も少ない位相に選ぶことにより製品自体
の材質の影響を除去した高感度の金属検出をする
ことができる。
装置ではほぼ90゜位相の異なる二つのチヨツパ信
号で不平衡信号をチヨツピングすることによつて
鉄と非鉄金属とを同時に検出できる。また送信コ
イルに印加する信号の位相をマテリアル・エフエ
クトの最も少ない位相に選ぶことにより製品自体
の材質の影響を除去した高感度の金属検出をする
ことができる。
第１図は金属検出装置の検出原理を示す図、第
２図は鉄による磁力線への影響を示す図、第３図
は非鉄金属による磁力線への影響を示す図、第４
図は鉄および非鉄金属の検出感度と位相との関係
を示す図、第５図はこの発明の金属検出装置の一
実施例を示すブロツク図、第６図は第５図の実施
例の各部の動作を示すタイムチヤートである。 １…発振器、２…分周器、３…電圧増幅器、４
…検出コイル部、５…バランス回路、６…交流増
幅器、７ａ…第１のチヨツパ、７ｂ…第２のチヨ
ツパ、８…バランス表示器、９…移相器、１０…
移相表示器、１１ａ，１１ｂ…ローパスフイル
タ、１２ａ，１２ｂ…ハイパスフイルタ、１３
ａ，１３ｂ…検波増幅回路、１４ａ…鉄表示器、
１４ｂ…非鉄表示器、１５ａ，１５ｂ…比較器、
１６…リレー、Ｐ…送信コイル、Ｓ１，Ｓ２…受
信コイル、Ｅ１，Ｅ２…誘起電圧、Ｗ…被検査
体。
２図は鉄による磁力線への影響を示す図、第３図
は非鉄金属による磁力線への影響を示す図、第４
図は鉄および非鉄金属の検出感度と位相との関係
を示す図、第５図はこの発明の金属検出装置の一
実施例を示すブロツク図、第６図は第５図の実施
例の各部の動作を示すタイムチヤートである。 １…発振器、２…分周器、３…電圧増幅器、４
…検出コイル部、５…バランス回路、６…交流増
幅器、７ａ…第１のチヨツパ、７ｂ…第２のチヨ
ツパ、８…バランス表示器、９…移相器、１０…
移相表示器、１１ａ，１１ｂ…ローパスフイル
タ、１２ａ，１２ｂ…ハイパスフイルタ、１３
ａ，１３ｂ…検波増幅回路、１４ａ…鉄表示器、
１４ｂ…非鉄表示器、１５ａ，１５ｂ…比較器、
１６…リレー、Ｐ…送信コイル、Ｓ１，Ｓ２…受
信コイル、Ｅ１，Ｅ２…誘起電圧、Ｗ…被検査
体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発振器と、該発振器の出力を受領して交番磁
界を発生させる送信コイルと、該送信コイルが発
生する磁界中に配置された第１、第２の受信コイ
ルと、前記磁界中を通過する被検査体に混入した
金属によつて生じる前記第１、第２の受信コイル
の誘起電圧の変動を不平衡信号として出力するバ
ランス回路と、該バランス回路の出力から金属検
出信号を抽出する検出手段とを備えた金属検出装
置において；前記検出手段が、前記送信コイルに
印加される信号に同期しほぼ90゜位相の異なる二
つのチヨツパ信号によつて前記不平衡信号をそれ
ぞれチヨツピングする第１、第２のチヨツパを有
し、該第１のチヨツパの出力を鉄検出信号とし、
第２のチヨツパの出力を非鉄金属検出信号とする
ことを特徴とする金属検出装置。 ２ 前記のほぼ90゜位相の異なる二つのチヨツパ
信号に対して、前記送信コイルに印加される信号
の位相を変える移相器を備えた前記特許請求の範
囲第１項記載の金属検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56083576A JPS57198880A (en) | 1981-05-30 | 1981-05-30 | Metal detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56083576A JPS57198880A (en) | 1981-05-30 | 1981-05-30 | Metal detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57198880A JPS57198880A (en) | 1982-12-06 |
| JPS6332157B2 true JPS6332157B2 (ja) | 1988-06-28 |
Family
ID=13806324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56083576A Granted JPS57198880A (en) | 1981-05-30 | 1981-05-30 | Metal detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57198880A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4613815A (en) * | 1983-04-27 | 1986-09-23 | Pall Corporation | Electromagnetic detector for metallic materials having an improved phase detection circuit |
| JPH0619467B2 (ja) * | 1984-04-03 | 1994-03-16 | アンリツ株式会社 | 金属検出装置 |
| JPH0619469B2 (ja) * | 1988-04-13 | 1994-03-16 | 大和製衡株式会社 | 金属等の異物混入検出器 |
-
1981
- 1981-05-30 JP JP56083576A patent/JPS57198880A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57198880A (en) | 1982-12-06 |
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