KR100228225B1 - Precision metai-piece detector using hall sensor array - Google Patents

Precision metai-piece detector using hall sensor array Download PDF

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KR100228225B1 KR1019970074999A KR19970074999A KR100228225B1 KR 100228225 B1 KR100228225 B1 KR 100228225B1 KR 1019970074999 A KR1019970074999 A KR 1019970074999A KR 19970074999 A KR19970074999 A KR 19970074999A KR 100228225 B1 KR100228225 B1 KR 100228225B1
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신현준
재단법인포항산업과학연구원
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Abstract

본 발명은 금속체 검출장치에 관한 것으로서, 반도체 자기센서인 홀소자(h)를 가로 세로 방향으로 배열하여 정전류원(11)이 연결된 홀소자어레이(H)를 구성하고, 홀소자어레이(H)에 검출기(12)와 신호증폭기(13) 및 A/D 변환기(14)를 차례로 통해 CPU(15)를 연결하며, CPU(15)에 상기 검출기(12)를 연결함과 더불어 메모리(16)와 디스플레이 유닛(17)을 연결한 구성으로 금속체의 유무 및 형상과 크기의 판단기능을 가지는 금속편 검출장치를 기존의 설치장소에 적용하는 경우에는 각종 산업분야의 설비조건에 따라 정해지는 금속체 검출기준에 따른 허용 금속체 크기를 미리 설정해 두어 허용치를 밑도는 금속체의 통과시에는 기록만 남기고 전체 이송용 컨베이어 벨트는 정지시키지 않음으로써 연속적인 생산설비의 가동율을 최대로 높일 수 있는 장점이 있으며, 종래의 경우 보다 훨씬 안정되고 정밀한 금속체 검출을 가능하게 하는 홀소자를 이용한 정밀 금속체 검출장치이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal body detecting apparatus comprising a Hall element array (H), which is a semiconductor magnetic sensor, arranged in a horizontal and vertical direction to form a Hall element array (H) to which a constant current source (11) is connected, and the Hall element array (H). The CPU 12 is connected to the detector 12, the signal amplifier 13, and the A / D converter 14, and the detector 12 is connected to the CPU 15. In the case where the metal fragment detection device having the function of judging the presence or absence of a metal body and having a shape and size by connecting the display unit 17 is applied to an existing installation place, the metal body detection criteria determined according to the facility conditions of various industrial fields By setting the allowable metal size according to the preliminary size, the record is left only when the metal body passes below the allowable value, and the entire conveyor belt does not stop. Those cases more stable holso to enable accurate detection than the metal body is fine metal body detecting device using the same.

Description

홀소자 어레이를 이용한 정밀 금속편 검출장치Precision Metal Piece Detection Device Using Hall Element Array

본 발명은 분체내에 혼입되어 있는 미소 금속체의 유무 및 개략적인 형상과 크기를 검출하는 자기센서인 홀소자 어레이를 이용한 정밀금속편 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detecting precision metal pieces using a Hall element array, which is a magnetic sensor for detecting the presence or absence of a fine metal body mixed in powder and a rough shape and size.

코일을 여기 및 검출수단으로 하는 기존의 금속편 검출장치는 여기코일로부터 발생되는 교류자계를 분체에 가하여 분체내부에 금속체가 혼입되어 있는 경우에는 금속체에 의한 2차자장의 발생을 유도하며 검출코일에서는 이때 발생하는 자장의 변동을 검출하여 금속체의 유무를 감지한다. 이러한 금속체 유무감지장치의 개략도를 도 1에 나타냈다. 도 1에 있어서 도면부호 1은 여기코일이고, 2는 이송용 컨베이어 벨트이며, 3은 검출용 코일이다. 또한 4는 발진회로, 5는 프리앰프, 6은 저역통과필터, 7은 출력증폭기를 각각 나타낸다. 이와 같은 금속체의 유무감지 방식은 현재 가장 많이 사용되고 있는 방식으로서 적용분야는 코크스용 분탄 이송라인, 제지용 펄프 이송라인, 화력발전소 연료탄 취입설비 등에 주로 이용되고 있는데 이러한 기존 감지장치를 이용하는 설비들은 단순한 금속체의 유무만 판단하여 경보를 내리는 기능만을 수행하고 있으며, 정밀한 동작은 요구되지 않고 있다. 그러나 점차 분체를 다루는 산업분야가 늘어나면서 보다 정밀한 금속체의 검출이 요구되고 있는 실정이다. 특히 미소분말을 다루는 식품용 원재료 이송설비, 세라믹스 등의 신소재 분말재료 이송설비 등에서는 기존 코일형 장치의 검출 한계를 넘어서는 정밀한 검출이 요구되고 있으며 단순한 금속체의 유무 만이 아닌 금속체의 위치 및 형상까지도 검출이 요구되고 있다.Conventional metal piece detection device using a coil as an excitation and detection means applies an alternating magnetic field generated from an excitation coil to the powder to induce the generation of a secondary magnetic field by the metal body when a metal body is mixed in the powder. At this time, by detecting the change in the magnetic field to detect the presence or absence of the metal body. The schematic diagram of such a metal body presence detection apparatus is shown in FIG. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes an excitation coil, 2 denotes a conveyor belt for conveyance, and 3 denotes a coil for detection. 4 denotes an oscillator circuit, 5 denotes a preamplifier, 6 denotes a low pass filter, and 7 denotes an output amplifier. The presence or absence of such a metal body detection method is the most widely used method, and its field of application is mainly used for coke coal transfer line, paper pulp transfer line, and thermal power plant fuel coal injection facility. Only the presence of a metal body is judged to perform the alarm function only, precise operation is not required. However, as the industrial fields dealing with powders gradually increase, more precise detection of metal bodies is required. In particular, raw material conveying facilities for foods and fine powders, such as ceramics, which deal with micropowders, require precise detection beyond the detection limits of existing coil-type devices. Detection is required.

상기한 실정을 감안하여 본 발명은 기존 금속편 검출장치의 한계성과 새로운 적용분야의 요구에 부합하는 홀소자 어레이를 이용한 정밀 금속편 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a precision metal piece detection device using a hall element array that meets the limitations of the existing metal piece detection device and the demand of a new application field.

도 1은 종래 금속편 검출장치의 구성도1 is a block diagram of a conventional metal piece detection device

도 2는 본 발명 홀소자 어레이를 이용한 정밀 금속편 검출장치의 블록구성도Figure 2 is a block diagram of a precision metal piece detection device using the Hall element array of the present invention

도 3은 본 발명에 따른 검출기 및 신호처리회로의 블록구성도3 is a block diagram of a detector and a signal processing circuit according to the present invention.

도 4는 종래 금속편 검출장치와 본 발명 금속편 검출장치의 비교도로서,4 is a comparison diagram of a conventional metal piece detection device and the metal piece detection device of the present invention.

a는 종래의 경우이고, b 는 본 발명의 경우이다.a is a conventional case and b is a case of the present invention.

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

1: 여기코일 2: 이송용 컨베이어 벨트1: excitation coil 2: conveyor belt

3: 검출용코일 4: 발진회로3: coil for detection 4: oscillation circuit

5: 프리앰프 6: 저역통과필터5: preamplifier 6: low pass filter

7: 출력증폭기 11: 정전류원7: output amplifier 11: constant current source

12: 검출기 13: 신호증폭기12: Detector 13: Signal Amplifier

14: A/D변환기 15: CPU14: A / D converter 15: CPU

16: 메모리 17: 디스플레이 유닛16: memory 17: display unit

h: 홀소자 H: 홀소자 어레이h: Hall element H: Hall element array

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 홀소자 어레이를 이용한 정밀 금속편 검출장치는 반도체 자기센서인 홀소자(h)를 가로 세로 방향으로 배열하여 정전류원(11)이 연결된 홀소자어레이(H)를 구성하고, 홀소자어레이(H)에 검출기(12)와 신호증폭기(13) 및 A/D 변환기(14)를 차례로 통해 CPU(15)를 연결하며, CPU(15)에 상기 검출기(12)를 연결함과 더불어 메모리(16)와 디스플레이 유닛(17)을 연결하여 금속체의 크기 및 형상을 검출하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the precision metal piece detecting apparatus using the Hall element array of the present invention arranges the Hall element h, which is a semiconductor magnetic sensor, in a horizontal and vertical direction to form a Hall element array H to which the constant current source 11 is connected. The CPU 15 is connected to the Hall element array H through the detector 12, the signal amplifier 13, and the A / D converter 14, and the detector 12 is connected to the CPU 15. In addition, the size and shape of the metal body may be detected by connecting the memory 16 and the display unit 17.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operation and effect of the present invention.

도 2는 본 발명 홀소자 어레이를 이용한 정밀 금속편 검출장치의 블록구성도, 도 3은 본 발명에 따른 검출기 및 신호처리회로의 블록구성도, 도 4는 종래검출장치와 본 발명 검출장치의 비교도로서, a 는 종래의 경우이고, b는 본 발명의 경우이다. 본 발명에서 채용한 홀소자(h)의 어레이를 이용한 정밀 금속편 검출장치는 기존의 코일에 의한 종래 검출장치와는 달리 반도체 자기센서인 홀소자(h)를 가로 세로 방향으로 배열하여 홀소자어레이(H)를 구성하고 각각의 홀소자(h)에서 출력되는 신호를 CPU(15)에서 읽어 금속체의 유무 및 형상과 위치를 판단하게 된다. 도 2에 나타낸 바와 같이 먼저 여기코일(1)을 이용하여 교류자장을 발생시키고 분체를 통과시킨다. 이 과정에서 금속체가 있는 경우에는 금속체에 의해 2차 자계가 유도되고 이때 발생한 2차 자계에 의한 변동치를 그 아래쪽에 배열되어 있는 홀소자(h)에 의해 검출하게된다. 이때 사용된 홀소자 어레이(H)를 이송용 컨베이어 벨트(2)의 폭 방향으로 10개 길이방향으로 4열로 배치하여 총 40개 홀소자 어레이(H)를 만들어 검출기(12)로 사용한다. 각각의 홀소자(h)는 정전류원(11)으로 구동하며, 출력되는 신호는 순차적으로 A/D변환기(14)를 거쳐 CPU(15)로 인가되고, 이는 다시 메모리(16)로 보내져 데이터가 2차원으로 구성된다. 이렇게 읽어들인 검출데이터에 의하여 금속체의 유무 및 위치와 형상이 얻어지게 된다. 도 3에 본 발명에 따른 홀소자 어레이를 이용한 검출기(12) 및 신호처리회로의 블록도를 나타냈고, 도 4에 기존의 코일을 이용한 검출장치와 본 발명 검출장치를 비교하여 나타냈다.2 is a block diagram of a precision metal piece detection apparatus using the Hall element array of the present invention, FIG. 3 is a block diagram of a detector and a signal processing circuit according to the present invention, and FIG. 4 is a comparison diagram of a conventional detection device and the present invention detection device. Where a is the conventional case and b is the case of the present invention. The precision metal piece detection device using the array of Hall elements (h) employed in the present invention is different from the conventional detection device using a conventional coil by arranging the Hall element (h), which is a semiconductor magnetic sensor, in a horizontal and vertical direction. H) and the signals output from the respective hall elements h are read by the CPU 15 to determine the presence, shape, and position of the metal body. As shown in FIG. 2, first, an alternating magnetic field is generated using the excitation coil 1 and the powder is passed through. In this process, when there is a metal body, the secondary magnetic field is induced by the metal body, and the change caused by the secondary magnetic field is detected by the hall element h arranged below. In this case, the used Hall element arrays H are arranged in four rows in ten longitudinal directions in the width direction of the conveyor belt 2 to make a total of 40 Hall element arrays H, and are used as the detector 12. Each hall element h is driven by a constant current source 11, and the output signal is sequentially applied to the CPU 15 via the A / D converter 14, which is sent back to the memory 16 so that the data is stored. It is composed of two dimensions. The detection data read in this way obtains the presence or absence and the position and shape of the metal body. 3 is a block diagram of a detector 12 and a signal processing circuit using the Hall element array according to the present invention, and FIG. 4 shows a comparison between a detection device using a conventional coil and the detection device of the present invention.

상기한 바와 같이 작용하는 본 발명은 금속체의 유무 및 형상과 크기의 판단기능을 가지는 금속편 검출장치를 기존의 설치장소에 적용하는 경우에는 각종 산업분야의 설비조건에 따라 정해지는 금속체 검출기준에 따른 허용 금속체 크기를 미리 설정해 두어 허용치를 밑도는 금속체의 통과시에는 기록만 남기고 전체 이송용 컨베이어 벨트는 정지시키지 않음으로써 연속적인 생산설비의 가동율을 최대로 높일 수 있는 장점이 있으며, 종래의 경우 보다 훨씬 안정되고 정밀한 금속체 검출을 가능하게 할 수 있다.The present invention, which acts as described above, is applied to a metal body detection standard determined according to facility conditions in various industrial fields when applying a metal fragment detection device having a function of determining the presence or absence of a metal body and a shape and size to an existing installation place. By setting the allowable metal size according to the preliminary size, when passing the metal body below the allowable value, only the record is left and the entire conveying belt is not stopped. Therefore, the operation rate of the continuous production equipment can be maximized. It is possible to enable much more stable and precise metal body detection.

Claims (1)

반도체 자기센서인 홀소자(h)를 가로 세로 방향으로 배열하여 정전류원(11)이 연결된 홀소자어레이(H)를 구성하고, 홀소자어레이(H)에 검출기(12)와 신호증폭기(13) 및 A/D 변환기(14)를 차례로 통해 CPU(15)를 연결하며, CPU(15)에 상기 검출기(12)를 연결함과 더불어 메모리(16)와 디스플레이 유닛(17)을 연결하여 금속체의 크기 및 형상을 검출하는 것을 특징으로 하는 홀소자 어레이를 이용한 정밀 금속체 검출장치.The Hall element h, which is a semiconductor magnetic sensor, is arranged in a horizontal and vertical direction to form a Hall element array H to which the constant current source 11 is connected, and the detector 12 and the signal amplifier 13 are connected to the Hall element array H. And the CPU 15 through the A / D converter 14, and the detector 12 to the CPU 15, and the memory 16 and the display unit 17 to connect the metal body. Precision metal body detection apparatus using a hall element array, characterized in that for detecting the size and shape.
KR1019970074999A 1997-12-27 1997-12-27 Precision metai-piece detector using hall sensor array KR100228225B1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100928532B1 (en) * 2002-08-30 2009-11-24 재단법인 포항산업과학연구원 Pickup device for metal body detection using Hall element

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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