KR100438211B1 - Apparatus for searching pieces of metal and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기장을 여기하는 여기코일 및 여기코일에 의한 자기장으로 유도자기장을 발생하여 금속편을 검출하는 검출코일이 분리된 금속편 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로, 전원을 공급받아 자장을 발생하는 여기코일부; 여기코일부와 물리적으로 분리되어 설치되고 자장의 변화에 따라서 유도전압을 발생하는 검출코일부; 유도전압의 변화량을 판별하여 금속편을 검지한 신호를 발생하는 판별부를 포함함으로, 이송되는 원료속에 포함된 금속편에 자기장을 인가하기 위한 여기코일과 자기장의 변화량을 검출하는 검출코일을 분리하여 설치할 수 있고 이로 인해서 금속체의 유무 및 종류와 크기에 따른 자기장의 변화량을 효과적으로 검출할 수 있고 검출된 신호처리에 대한 동작 안정성을 가져다 준다.The present invention relates to an excitation coil for exciting a magnetic field and a metal piece detection device and a method for separating a detection coil for generating a magnetic field by the magnetic field by the excitation coil to detect a metal piece, and a method for generating a magnetic field by receiving power. part; A detection coil part which is physically separated from the excitation coil part and generates an induced voltage according to the change of the magnetic field; It includes a discrimination unit for generating a signal for detecting the metal piece by determining the amount of change in the induced voltage, it is possible to separate and install the excitation coil for applying a magnetic field to the metal piece contained in the conveyed raw material and the detection coil for detecting the change amount of the magnetic field. As a result, the amount of change in the magnetic field according to the presence or absence and the type and size of the metal body can be effectively detected, and the operation stability of the detected signal processing is brought.
Description
본 발명은 액체상태 또는 분체상태의 원료로부터 금속편을 검출하는 분야에 관한 것으로, 특히, 자기장을 발생시키는 여기코일 및 금속편을 검출하는 검출코일을 분리한 금속편 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of detecting metal pieces from a raw material in a liquid state or a powder state, and more particularly, to a metal piece detection device in which an excitation coil for generating a magnetic field and a detection coil for detecting a metal piece are separated.
일반적으로 제철공정의 원료 이송라인과 같이 컨베이어로 대량의 분체상태의 물질의 가공하는 과정에서 원료 중에 혼입되어 있는 각종 금속물질은 생산제품의 품질에 영향을 미치게 되며 특히 이송용 컨베이어의 파손 등을 유발하여 연속 처리되는 원료의 이동을 단절시키는 원인이 된다. 실제로 이러한 컨베이어 벨트 파손은 연속공정으로 처리되는 경우 매우 심각한 결과를 낳는다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 방법으로 원료 중에 혼입된 금속물질을 검출하고 제거하기 위한 장치들이 고안되어 있으며 현재 사용되는 주된 금속편 검출장치는 하나의 코일을 사용하고 이 코일내부로 컨베이어 벨트를 지나가게 하여 통과되는 금속에 의하여 코일에 발생하는 2차 자계의 변동량을 검출하는 방식을 사용한다. 이러한 기존 방식의 금속편 검출장치는 이송되는 원료중의 금속체에 자기장을 인가하기 위한 여기전류와 금속체에 의하여 발생하는 2차 자기장의 변동치를 측정하여 금속체의 유무를 검출하는 것을 기본원리로 한다. 이 방식에서는 자장 발생 및 금속체의 검출을 모두 코일에 의하여 수행하는데 코일의 특성상 외부의 각종 전자계 잡음성분에 대하여 일종의 안테나로서 작용하므로 외부에서의 무선장비의 사용, 용접기 사용, 스위치 On/Off에 따른 전기스파크 발생 등의 경우에는 검출코일에 이러한 잡음성분이 유기되어 금속체가 없는 경우에도 검출 신호를 내보내는 오동작을 하게 된다. 이러한 오동작은 연속적인 이송설비를 가지는 산업분야에서는 상당한 조업차질 및 생산성의 저하를 가져오게 하여 필연적으로 기기 운용상 사람의 육안에 의한 확인 작업이 병행되어야 한다는 단점을 가진다In general, in the process of processing a large amount of powdery materials with a conveyor, such as a raw material conveying line in the steelmaking process, various metal substances mixed in the raw materials affect the quality of the produced product, and in particular, cause damage to the conveying conveyor. This causes the movement of raw materials to be continuously processed to be interrupted. Indeed, such conveyor belt breakage has very serious consequences when processed in a continuous process. In order to solve this problem, devices have been devised to detect and remove metal substances mixed in the raw materials in various ways. The main metal strip detection device currently used uses one coil and passes the conveyor belt inside the coil. The method of detecting the variation amount of the secondary magnetic field generated in the coil by the metal passing through is used. In the conventional method of detecting a metal piece, the basic principle is to detect the presence or absence of a metal body by measuring a variation of an excitation current for applying a magnetic field to a metal body in a conveyed raw material and a secondary magnetic field generated by the metal body. . In this method, both magnetic field generation and metal body detection are performed by the coil. Due to the characteristics of the coil, it acts as a kind of antenna for external electromagnetic noise components. In the case of electric spark generation, such a noise component is induced in the detection coil, and even when there is no metal body, there is a malfunction of outputting a detection signal. This malfunction has the disadvantage that in the industrial field having a continuous transfer facility, there is a significant operation disruption and productivity deterioration, which inevitably requires the human eye to check the equipment.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기 문제점들을 해결하기 위해 자장을 발생하는 여기코일 및 금속편 검출코일을 분리한 금속편 검출장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a metal piece detecting apparatus and a method for separating an excitation coil and a metal piece detecting coil generating a magnetic field in order to solve the above problems.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method on a computer.
도 1은 본 발명에 따른 금속편 검출장치를 컨베이어 벨트에 설치된 개략도를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the schematic diagram provided in the conveyor belt of the metal piece detection apparatus which concerns on this invention.
도 2는 본 발명에 따른 금속편 검출장치의 블럭도를 나타내는 도면이다.2 is a block diagram of a metal piece detection apparatus according to the present invention.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 금속편 검출장치에서 자기장을 발생하는 여기코일부 및 유도전압을 발생하여 금속편을 검출하는 검출코일부를 나타내는 도면이다.3A and 3B are views illustrating an excitation coil part for generating a magnetic field and a detection coil part for detecting a metal piece by generating an induced voltage in the metal piece detection apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 금속편검출장치의 여기코일부 및 검출코일부간의 자기장의 분포표를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a distribution table of magnetic fields between the excitation coil portion and the detection coil portion of the metal piece detection apparatus according to the present invention.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 금속편 검출장치에 의해서 검출된 2개의 유도전압에 대한 위상교정 전의 신호파형 및 위상교정 후의 신호를 나타내는 도면이다.5A and 5B show signal waveforms before phase correction and signals after phase correction for two induced voltages detected by the metal piece detecting apparatus according to the present invention.
도 6의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명에 따른 금속편 검출장치에 의해서 금속편을 투입하기 전의 출력파형 및 금속편 투입 후의 출력파형을 나타내는 도면이다.6 (a) and 6 (b) are diagrams showing the output waveform before the metal piece is introduced and the output waveform after the metal piece is inserted by the metal piece detection apparatus according to the present invention, respectively.
도 7는 본 발명에 따른 금속편 검출방법의 흐름을 나타내는 도면이다.7 is a view showing the flow of a metal piece detection method according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 금속편 검출방법에 의한 검출용 윈도우의 신호처리형태를 나타내는 도면이다.8 is a view showing a signal processing form of the detection window by the metal piece detection method according to the present invention.
상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 금속편 검출장치는, 전원을 공급받아 자장을 발생하는 여기코일부;상기 여기코일부와 물리적으로 분리되어 설치되고 상기 자장의 변화에 따라서 유도전압을 발생하는 검출코일부;상기 유도전압의 변화량을 판별하여 금속편을 검지하는 신호를 발생하는 판별부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a metal piece detecting apparatus comprising: an excitation coil unit configured to generate a magnetic field by receiving power; And a determination unit configured to determine a change amount of the induced voltage to generate a signal for detecting a metal piece.
상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 금속편 검출방법은, (a) 펄스전압을 인가하여 자기장을 발생하고 상기 자기장에 의해서 발생하는 유도전압을 검출하는 단계;(b) 상기 펄스전압을 발생시키기 위한 트리거 전압의 펄스폭에 해당하는 시간영역의 유도전압만을 독철하는 단계;(c) 상기 (b)단계에서 독철된 유도전압의 크기를 기준값과 비교하여 금속편의 존재여부를 판별하는 단계 포함한다.The metal piece detection method according to the present invention for achieving the above object, (a) generating a magnetic field by applying a pulse voltage and detecting the induced voltage generated by the magnetic field; (b) a trigger for generating the pulse voltage Reading only the induced voltage in the time domain corresponding to the pulse width of the voltage; (c) comparing the magnitude of the induced voltage read in step (b) with a reference value to determine whether a metal piece is present.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
본 발명에서는 종래의 단일코일을 사용하여 금속편 검출장치에서 나타나는 다양한 문제점을 해결하기 위하여, 이송되는 원료속에 포함된 금속편에 자기장을 인가하기 위한 여기코일과 금속체의 유무 및 종류와 크기에 따른 자기장의 변화량을 효과적으로 검출하기 위한 3개의 코일을 병렬로 연결한 검출코일을 2개를 지니고, 종래의 자기장 변동량의 첨두전압(peak voltage)에 의한 검출방식을 대체하는 자장 감쇄율의 변화를 측정하여 금속체의 검출효율 및 동작안정성을 확보한 금속편 검출장치를 개시한다.In the present invention, in order to solve various problems in the metal piece detection apparatus using a conventional single coil, the magnetic field according to the presence and type and size of the excitation coil and the metal body for applying the magnetic field to the metal pieces contained in the raw material to be transported It has two detection coils connected in parallel with three coils to effectively detect the change amount, and measures the change in the magnetic field attenuation rate that replaces the detection method by the peak voltage of the conventional magnetic field variation. Disclosed is a metal piece detection device that secures detection efficiency and operational stability.
도 1은 본 발명에 따른 금속편 검출장치를 컨베이어 벨트에 설치한 개략도를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the schematic diagram which installed the metal piece detection apparatus which concerns on this invention in a conveyor belt.
코일부(120)는 전원을 인가받아 자기장을 발생하는 여기코일부 및 켄베이어 벨트(150)에서 이송되는 분체상태의 재료 또는 원료 속에 포함된 금속편에 의한 자기장의 변화량으로 유도전압을 발생하는 검출코일부로 구성되고, 검출코일부에서 검출된 유도전압은 제어박스(130)에서 기준값과 비교되어 기준값과 같지 않은 경우에 금속편이 존재하는 것으로 판단하여 금속편 검지신호를 발생하여 출력하면, 경보음발생부(140)에서는 경보음을 발생하거나 또는 경보등을 표시하여 금속편의 존재를 확인시킨다. 또한 금속편의 존재신호에 의해서 컨베이어벨트가 모터제어에 의해서 정지하게 된다. 여기에서 유도저압과 비교되는 기준값은 컨베이어 벨트로 이동되는 재료 또는 원료 속에 금속편이 포함되어 있지 않은 경우에 실험적으로 구한 유도전압값을 나타낸다.The coil unit 120 is a detection coil for generating an induced voltage by an amount of change in the magnetic field caused by metal pieces included in the powder material or raw material conveyed from the excitation coil unit and the Kenvey belt 150 that generate a magnetic field by receiving power. When the induction voltage detected by the detection coil part is compared with the reference value in the control box 130 and the metal value is determined to be present when it is not the same as the reference value, and generates and outputs a metal piece detection signal, the alarm sound generating unit ( In 140, an alarm sound is generated or an alarm lamp is displayed to confirm the presence of the metal piece. In addition, the conveyor belt is stopped by the motor control by the presence signal of the metal piece. Here, the reference value compared with the induction low pressure indicates an induction voltage value experimentally obtained when the metal piece is not included in the material or the raw material moved to the conveyor belt.
도 2는 본 발명에 따른 금속편 검출장치의 블럭도를 나타내는 도면으로, 전원공급부(210), 코일부(220), 제어박스(230), 경보신호부(241) 및 모터제어부(243)로 구성된다.2 is a block diagram of the metal piece detecting apparatus according to the present invention, and includes a power supply unit 210, a coil unit 220, a control box 230, an alarm signal unit 241, and a motor control unit 243. do.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 금속편 검출장치에서 자기장을 발생하는 여기코일부(221) 및 유도전압을 발생하여 금속편을 검출하는 검출코일부(223)의 일실시예를 나타내는 도면이다.3A and 3B illustrate an embodiment of an excitation coil portion 221 for generating a magnetic field and a detection coil portion 223 for generating a induced voltage to detect a metal piece in the metal piece detection apparatus according to the present invention. It is a figure which shows.
도 4는 본 발명에 따른 금속편 검출장치의 여기코일부 및 검출코일부간의 자기장의 분포표를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a distribution table of magnetic fields between the excitation coil portion and the detection coil portion of the metal piece detection apparatus according to the present invention.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 금속편 검출장치에 의해서 검출된 2개의 유도전압에 대한 위상교정 전의 신호파형 및 위상교정 후의 신호를 나타내는 도면이다.5A and 5B show signal waveforms before phase correction and signals after phase correction for two induced voltages detected by the metal piece detecting apparatus according to the present invention.
도 6의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명에 따른 금속편 검출장치에 의해서 금속편을 투입하기 전의 출력파형 및 금속편 투입 후의 출력파형을 나타내는 도면이다.6 (a) and 6 (b) are diagrams showing the output waveform before the metal piece is introduced and the output waveform after the metal piece is inserted by the metal piece detection apparatus according to the present invention, respectively.
이하에서 도 2 내지 도 6을 함께 설명한다.2 to 6 together will be described below.
전원공급부(210)는 전원(211), 펄스전압발생부(215) 및 트리거전압발생부(213)로 구성된다. 전원(211)은 교류전압을 인가받아 정류한 직류분 성분을 출력하고 정전압회로에 의해서 정전압이 유지되도록 한다. 펄스전압발생부(215)는 전계효과 트랜지스터(Field effect transistor, FET)를 이용하여 구성되고 정전압으로 유지되는 직류성분 및 트리거전압발생부(213)에서 출력되는 트리거전압을 입력받아 펄스전압을 발생하게 된다. 펄스전압을 발생하는 이유는 금속편에 의한 자기장 변동값을 측정하기 위해서는 주기적인 자기장을 발생시켜 켄베이어벨트의 이송속도와 동조하여 일정한 주기의 펄스 자기장을 발생시켜야 하기 때문이다. 본 발명에서는 펄스전압발생부(215)의 주파수는 약 500Hz의 주파수를 가지고 펄스전압의 duty 비는 23[%] 정도가 된다. 이렇게 발생된 펄스전압은 여기코일부(221)로 공급하기 위하여 전력증폭을 통하여 약 200V 의 펄스전압으로 바꾸어 공급한다. 여기서, 트리거전압은 일정 주기(T) 내에서 소정의 구간(t) 동안만 펄스전압을 발생하도록 FET를 온(Turn On)시키게 된다.The power supply unit 210 includes a power supply 211, a pulse voltage generator 215, and a trigger voltage generator 213. The power supply 211 outputs a rectified DC component by receiving an AC voltage and maintains the constant voltage by the constant voltage circuit. The pulse voltage generator 215 is configured using a field effect transistor (FET) and receives a DC component maintained at a constant voltage and a trigger voltage output from the trigger voltage generator 213 to generate a pulse voltage. do. The reason for generating the pulse voltage is to generate a periodic magnetic field by generating a periodic magnetic field and synchronizing with the conveying speed of the Kenvey belt in order to measure the magnetic field fluctuation caused by the metal piece. In the present invention, the frequency of the pulse voltage generator 215 has a frequency of about 500 Hz and the duty ratio of the pulse voltage is about 23 [%]. The pulse voltage generated in this way is supplied to the pulse voltage of about 200V through the power amplification in order to supply to the excitation coil unit 221. Here, the trigger voltage turns on the FET so as to generate a pulse voltage only for a predetermined period t within a predetermined period T.
코일부(220)는 자기장을 발생하는 여기코일부(221) 및 유도전압을 발생하는 검출코일부(223)로 구성된다. 펄스전압발생부(215)에서 출력되는 펄스전압은 여기코일부(215)에 입력되어 여기코일부(221) 및 검출코일부(223)간에 일정한 교류 자계가 형성된다. 이때 여기코일부(221) 및 검출코일부(223)간의 거리를 일정하게 고정하면 여기코일부(221) 및 검출코일부(223)의 제 1검출코일부(323)의 3개의 검출코일 사이에는 일정한 감쇄율을 지니는 자장이 생성된다. 또한 여기코일부(221)및 검출코일부(223)의 제 2검출코일부(325) 사이에도 일정한 자장이 발생한다. 실제로 1400mm의 코일 간격(여기코일부와 검출코일부와의 간격)을 유지하는 경우의 자장분포를 도 4에 나타내었는데 여기코일부(221) 및 검출코일부(223)간에 균등한 자장이형성되도록 하여야 하며 균등도가 좋을수록 컨베이어 벨트의 전체 폭에 대하여 균등한 검출감도가 실현 될 수 있다. 이와 같이 자기장이 형성된 경우, 자기장으로 금속체가 통과하게 되면 균등한 자장이 흔들리게 되는데 이때 나타나는 자장의 변화량을 통하여 금속체의 검출이 이루어지게 된다.The coil unit 220 includes an excitation coil unit 221 for generating a magnetic field and a detection coil unit 223 for generating an induced voltage. The pulse voltage output from the pulse voltage generator 215 is input to the excitation coil unit 215 to form a constant alternating magnetic field between the excitation coil unit 221 and the detection coil unit 223. At this time, if the distance between the excitation coil unit 221 and the detection coil unit 223 is fixed constantly, the three detection coils of the excitation coil unit 221 and the first detection coil unit 323 of the detection coil unit 223 are separated. A magnetic field with a certain decay rate is produced. In addition, a constant magnetic field is generated between the excitation coil portion 221 and the second detection coil portion 325 of the detection coil portion 223. In fact, the magnetic field distribution in the case of maintaining the coil spacing (interval between the excitation coil part and the detection coil part) of 1400 mm is shown in FIG. 4 so that an equal magnetic field is formed between the excitation coil part 221 and the detection coil part 223. The better the uniformity, the more equal the detection sensitivity can be realized for the whole width of the conveyor belt. When the magnetic field is formed as described above, when the metal body passes through the magnetic field, an even magnetic field is shaken, and the metal body is detected through the amount of change in the magnetic field.
제어박스(230)는 증폭부(231), 스위칭부(233) 및 판별부(235)로 구성된다. 증폭부(231)는 검출코일부(221)에서 출력되는 2개의 유도전압을 입력으로 하여 차동증폭하는 차동증폭기(differential amplifier)로 구성된다. 스위칭부(233)는 증폭부(231)에서 출력되는 신호를 트리거전압발생부(213)의 트리거전압에 따라서 스위칭하여 출력하게 된다. 스위칭부(233)의 스위칭 과정에서 신호의 손실을 최소화하는 것이 필요하며, 특히 트리거전압과 검출코일부(223)에서 출력되는 신호간의 위상을 일치시켜 신호의 왜곡을 막기 위하여 제 1검출코일부(323) 및 제 2검출코일부(324)의 3개씩의 검출코일을 각각 임피던스 정합(impedance matching)시켜주는 것이 필요하며 이러한 과정을 통하여 신호가 완전하게 얻어질 수 있는 환경을 설정해 주어야 한다. 도 5의 (a)는 검출된 2개의 유도전압의 위상이 일치하지 않은 경우의 파형을 나타내고 있으며 도 5의 (b)는 위상이 일치하는 경우의 출력파형을 나타내고 있다. 이와 같이, 위상의 일치를 통하여 여기코일부(221)의 발생 자기장에 의하여 얻어지는 검출 파형의 왜곡 및 손실을 최소한으로 억제 할 수 있게 된다.The control box 230 includes an amplifier 231, a switching unit 233, and a determination unit 235. The amplifier 231 is configured as a differential amplifier that differentially amplifies the two induced voltages output from the detection coil unit 221. The switching unit 233 switches and outputs the signal output from the amplifier 231 according to the trigger voltage of the trigger voltage generator 213. It is necessary to minimize the loss of a signal in the switching process of the switching unit 233, and in particular, to match the phase between the trigger voltage and the signal output from the detection coil unit 223 to prevent distortion of the signal. Impedance matching of each of the three detection coils 323 and the second detection coil unit 324 is necessary, and through this process, an environment in which a signal can be obtained completely must be set. FIG. 5A shows waveforms when the detected two induced voltages do not coincide with each other, and FIG. 5B shows output waveforms when the phases coincide with each other. In this way, the distortion and loss of the detection waveform obtained by the generated magnetic field of the excitation coil part 221 can be minimized through the coincidence of the phases.
다음으로, 금속편이 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우의 검출파형을 도 6에 나타내었다. 먼저 도 6의 (a)는 금속편이 없는 경우이고 도 6의 (b)의 경우는 금속편이 컨베이어 벨트를 통과하는 경우인데, 두 경우의 출력파형에서 얻어지는 전압을 비교하면 금속편이 통과하는 경우의 출력파형의 전압이 증가한 것을 알 수 있다. 이와 같이 출력전압의 증가치를 통하여 금속체의 통과 여부를 알 수 있다. 여기서, 참조번호 611 및 613은 펄스전압의 파형에 해당하고 631 및 633은 스위칭부(233)에서 출력되는 신호를 나타낸다.Next, the detection waveform when the metal piece is present or not is shown in FIG. 6. First, FIG. 6 (a) shows a case where there is no metal piece and FIG. 6 (b) shows a case where the metal piece passes through the conveyor belt. The output when the metal piece passes when comparing the voltages obtained from the output waveforms of the two cases. It can be seen that the voltage of the waveform has increased. As such, it is possible to know whether the metal body passes through the increase in the output voltage. Here, reference numerals 611 and 613 correspond to waveforms of pulse voltages, and 631 and 633 denote signals output from the switching unit 233.
판별부(235)는 스위칭부(233)에서 출력되는 신호를 기준값과 비교하여, 스위칭부(233)에서 출력되는 신호가 기준값과 같지 않다면 금속편을 검지한 신호를 발생하여 출력한다. 금속편 검지신호를 입력받아, 경보신호부(241)는 경보음 또는 경보등을 표시하고 모터제어부(243)는 컨베이어벨트를 정지시키게 된다.The determination unit 235 compares the signal output from the switching unit 233 with a reference value, and generates and outputs a signal detecting the metal piece if the signal output from the switching unit 233 is not equal to the reference value. Upon receiving the metal piece detection signal, the alarm signal unit 241 displays an alarm sound or an alarm lamp, and the motor control unit 243 stops the conveyor belt.
도 7은 본 발명에 따른 금속편 검출방법의 흐름을 나타내는 도면이다.7 is a view showing the flow of a metal piece detection method according to the present invention.
여기코일부(221)에 펄스전압이 인가(710단계)되어 균일한 자기장이 발생(721단계)하면, 검출코일부(223)에는 유도자기장에 의한 2개의 유도전압이 발생(723단계)하고 발생된 유도전압을 검출(725단계)하여 증폭부(231)에서는 2개의 유도전압을 입력받아 차동증폭하여 출력(731단계)하면, 판별부(235)는 차동증폭되어 출력되는 신호 중에서 펄스전압의 트리거 신호의 펄스폭에 해당하는 시간분만 독출(733단계)하여 독출된 신호와 기준값을 비교하여 같은 값이 아닌 것으로 판별(735단계)되면, 모터정지신호 및 경보신호음 발생신호를 발생(737단계)하고 경보신호부(241)는 경보음을 울리거나 또는 경보등을 표시하여 금속편의 유무를 사용자에게 주지시키고 모터정지부(243)는 컨베이어 벨트를 정지시키게 된다.When a pulse voltage is applied to the excitation coil part 221 (step 710) to generate a uniform magnetic field (step 721), the detection coil part 223 generates two induced voltages due to an induction magnetic field (step 723). When the induced voltage is detected (step 725) and the amplification unit 231 receives two induced voltages and differentially amplifies and outputs it (step 731), the determination unit 235 triggers the pulse voltage among the differentially amplified signals. When only the time portion corresponding to the pulse width of the signal is read (step 733), the read signal is compared with the reference value and determined to be not the same value (step 735). Then, the motor stop signal and the alarm signal sound generation signal are generated (step 737). The alarm signal unit 241 sounds an alarm sound or displays an alarm light to inform the user of the presence or absence of a metal piece, and the motor stop unit 243 stops the conveyor belt.
이러한 검출과정에서 문제시되는 것은 통과하고 있는 원료의 투자율의 변화와 외부에서 유입되는 노이즈(noise)의 문제이다. 원료의 투자율의 변화는 결국 얻어지는 검출파형에 영향을 주게 되어 검출 분해능을 떨어뜨리게 되며, 특히 원료가 철광석 등인 경우에는 아주 심각한 검출장애를 일으킬 수 있다. 또한 외부에서 무선장치 등에 의한 노이즈가 입력되는 경우에는 이러한 성분이 출력전압에 영향을 미쳐 금속편의 유무와 관계없이 오동작을 일으키는 요인이 될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 자기장을 발생시키는 펄스전압의 트리거신호를 이용하여 검출되는 유도전압 파형에서 일치되는 부분만을 얻도록 하는 검출방법을 사용하였다.Problems in this detection process are changes in the permeability of raw materials passing through and noise from the outside. Changes in the permeability of the raw material will eventually affect the detection waveform obtained to reduce the detection resolution, especially when the raw material is iron ore, can cause a very serious detection obstacle. In addition, when noise is input from an external device such as a wireless device, such a component may affect the output voltage and cause a malfunction regardless of the presence or absence of a metal piece. In order to solve this problem, the present invention uses a detection method to obtain only a matched portion of an induced voltage waveform detected by using a trigger signal of a pulse voltage generating a magnetic field.
도 8은 본 발명에 의한 검출방법에 대한 window를 나타내는데, 먼저 여기코일부(221)에서 발생되는 자기장을 위한 펄스전압(810)을 만들어내고 이 펄스의 상승시간 즉 펄스 폭 만큼에 해당하는 시간영역에서 유도전압파형(720)을 2개의 유도전압 파형을 차동증폭한 신호(730)를 읽어드린다. 이러한 과정을 통하여 외부 노이즈 및 투자율의 변화가 나타나더라도 실제로 자기장의 여기가 일어난 시점과 완전히 일치하는 영역의 신호만을 읽게 되므로 외부의 환경변화에 의한 오동작의 영향은 현저하게 감소되는 것을 알 수 있으며 이를 통하여 검출효율의 상승 및 분해능을 향상시키는 것이 가능해지므로 기존의 검출장치에 비하여 매우 우수한 특성을 이끌어 낼 수 있게 된다. 그러므로, 크기가 작은 금속편을 검출할 수 있는 성능을 가지게 된다.8 shows a window for the detection method according to the present invention, which first generates a pulse voltage 810 for the magnetic field generated by the excitation coil part 221 and then corresponds to a rising time of the pulse, that is, a time domain corresponding to the pulse width. The signal 730 obtained by differentially amplifying the induced voltage waveform 720 and the two induced voltage waveforms is read. Through this process, even if the change of external noise and permeability appears, only the signal in the region that is completely coincident with the point of excitation of the magnetic field is read. Therefore, the influence of the malfunction due to the external environmental change is remarkably reduced. Since it is possible to increase the detection efficiency and improve the resolution, it is possible to derive very excellent characteristics compared to the existing detection apparatus. Therefore, it has the capability to detect a small metal piece.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하다. 그리고, 컴퓨터에서 사용되는 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 씨디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed on a computer. And, it can be implemented in a general-purpose digital computer for operating the program using a medium used in the computer. The media may be stored such as magnetic storage media (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), optical reading media (e.g., CD-ROM, DVD, etc.) and carrier waves (e.g., transmission over the Internet). Media.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 최소 검출한계를 낮게 설정하는 경우에 발생하는 오동작의 문제점을 해결할 수 있으며, 철광석과 같이 투자율을 지니는 물질에 섞여 있는 금속편의 검출이 가능하여 보다 다양한 분야에 적용할 수 있다. 기존의 장치에서 얻어지는 최소 검출한계는 강판인 경우 250x250x10 [mm]의 크기인데 비하여 본 발명에 의한 장치는 120x120x5[mm]로 향상된 특징을 보이며 특히 다양한 원료상황에 대하여 검출이 가능한 특징을 나타내고 있다. 이와 같이 본 발명에 의한 금속편 검출장치를 이용하는 경우 원료 이송라인에서 혼입되는 각종 금속물질을 보다 효과적으로 제거 할 수 있으며 기존장치에 비해 안정적인 동작을 확보할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to solve the problem of malfunction caused when the minimum detection limit is set low, and to detect a metal piece mixed with a material having magnetic permeability such as iron ore. Applicable The minimum detection limit obtained in the existing apparatus is 250x250x10 [mm] in the case of steel sheet, while the apparatus according to the present invention shows an improved feature of 120x120x5 [mm], and in particular, it is possible to detect various raw material conditions. As such, when using the metal piece detection apparatus according to the present invention, various metal substances mixed in the raw material transfer line can be more effectively removed, and a stable operation can be secured compared to the existing apparatus.
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