KR100928532B1 - Pickup device for metal body detection using Hall element - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컨베이어 벨트 등으로 이송 중인 원료 등에 섞인 금속체를 검출하기 위한 픽업(pick-up)에 관한 내용으로, 기존의 금속편 검출장치의 대형 검출 코일(26)을 대체하기 위하여, 여기 코일(33; coil) 및 홀(Hall) 소자를 이용하여 개발된 개선된 금속 검출용 픽업에 관한 내용이다.The present invention relates to a pick-up for detecting a metal body mixed with a raw material being conveyed to a conveyor belt or the like. In order to replace the large detection coil 26 of the existing metal piece detection device, the excitation coil 33 The present invention relates to an improved pickup for metal detection developed using a coil and a Hall element.

여기 코일(33) 및 2차 자장(25) 검출용 홀(Hall) 소자를 사용하여 기존의 시스템에서 사용하는 검출 코일(26)을 대체하고, 검출용 홀(Hall) 소자의 뒷면에 NiFe 강자성체를 부착하여 미약한 2차 자장(25)에도 홀(Hall) 소자가 반응할 수 있게 하는 구조를 지니는 장치이다.The excitation coil 33 and the secondary magnetic field 25 detection Hall element are used to replace the detection coil 26 used in the existing system, and a NiFe ferromagnetic material is placed on the back side of the detection Hall element. It is a device having a structure that allows the Hall element to react to the weak secondary magnetic field 25 by attaching.

금속 검출기, 홀 소자, 픽업 코일Metal Detectors, Hall Elements, Pickup Coils

Description

홀 소자를 이용한 금속체 검출용 픽업 장치 {pick-up device for metal detector using the hall device}Pick-up device for metal detector using the hall device

도 1은 기존의 금속편 검출장치의 구성도, 1 is a configuration diagram of a conventional metal piece detection device,

도 2는 홀(Hall) 소자를 이용한 금속체 검출용 픽업(pick-up) 코일(coil)의 구성도이다.<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>10: 금속체 21: 펄스 제너레이터22: 전원 33: 여기 코일36: 홀 소자Fig. 2 is a block diagram of a pick-up coil for detecting a metal body using a Hall element. <Explanation of the reference numerals for the main parts of the drawings> 10: Metal body 21: Pulse generator 22: Power supply 33: excitation coil 36: Hall element

본 발명은 컨베이어 벨트 등으로 이송 중인 원료 등에 섞인 금속체를 검출하기 위한 픽업(pick-up) 코일에 관한 것으로서, 기존의 금속편 검출장치의 대형 코일을 대체하기 위하여 여기 코일(23) 및 홀(Hall) 소자를 이용하여 개발된 개선된 금속체 검출용 픽업(pick-up) 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pick-up coil for detecting a metal body mixed with a raw material being conveyed to a conveyor belt or the like, and includes an excitation coil 23 and a hole to replace a large coil of an existing metal piece detection device. The present invention relates to an improved pick-up device for detecting metals, which is developed using a device.

기존의 코일을 사용하는 방식의 금속편 검출장치는 금속체(10)에 자기장을 인가하기 위한 여기 코일(23)과, 여기 코일(23)에서 발생한 자기장이 금속체(10)에서 유발하는 2차 자기장의 감쇄시간 및 감쇄 정도를 측정하여 금속체(10)의 유무를 검출하는 것을 기본원리로 한다. 이러한 기존의 금속편 검출기의 구성 및 검출 원리를 도 1에 나타내었다. Metal strip detection apparatus using a conventional coil is the excitation coil 23 for applying a magnetic field to the metal body 10, and the secondary magnetic field caused by the magnetic field generated by the excitation coil 23 in the metal body 10 The basic principle is to detect the presence or absence of the metal body 10 by measuring the decay time and the degree of decay. The configuration and detection principle of such a conventional metal piece detector are shown in FIG.                         

이 방식에서는 자장 발생 및 금속체(10)의 검출을 모두 코일에 의하여 수행하는데, 코일의 특성상 외부의 각종 전자계 잡음성분에 대하여 일종의 안테나로서 작용하므로, 외부에서의 무선장비의 사용, 용접기 사용, 스위치 온/오프(On/Off)에 따른 전기 스파크 발생 등의 경우에는 검출 코일(26)에 이러한 잡음성분이 유기되어 금속체(10)가 없는 경우에도 검출 신호를 내보내는 오동작을 하게 된다. 이러한 오동작은 연속적인 이송설비를 가지는 산업분야에서는 상당한 조업 차질 및 생산성의 저하를 가져오게 하여, 필연적으로 기기 운용상 사람의 육안에 의한 확인 작업이 병행되어야 한다는 단점을 가진다. 또한 매우 큰 크기의 코일을 사용하므로 이를 제작하고 설치하는 데에 많은 어려움이 있으며, 특히 유지보수의 어려움이 존재하게 된다.In this method, both the magnetic field generation and the detection of the metal body 10 are performed by the coil, and because of the characteristics of the coil, it acts as a kind of antenna for various external electromagnetic noise components, so that it is possible to use external radio equipment, use welding machines, and switch. In the case of electrical spark generation due to on / off, such a noise component is induced in the detection coil 26 to cause a malfunction in which a detection signal is emitted even when the metal body 10 is not present. This malfunction leads to a significant operation disruption and a decrease in productivity in an industrial field having a continuous transfer facility, which inevitably has the disadvantage that the human visual check operation must be performed in parallel. In addition, since a very large size coil is used, there are many difficulties in manufacturing and installing the coil, and in particular, there is a difficulty in maintenance.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 전자계 잡음에 안테나 역할을 하지 않고, 생산성 향상과 인적 요소의 투입을 억제할 수 있으며, 장비의 크기를 줄이고, 제작 및 유지보수가 용이한 홀 소자(36)를 이용한 금속체(10) 검출용 픽업 장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, does not act as an antenna to the electromagnetic noise, can improve the productivity and the input of human factors, reduce the size of the equipment, easy to manufacture and maintain It is to provide a pickup device for detecting the metal body 10 using the Hall element 36.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 홀 소자(36)를 이용한 금속체(10) 검출용 픽업 장치는 In order to achieve the above technical problem, the pickup device for detecting the metal body 10 using the Hall element 36 of the present invention is

컨베이어 상에서 이동되는 금속체(10)의 효과적인 검출을 위해서 컨베이어 상부에 수평으로 설치하는데, 홀 소자(36)를 중심에 두고, 그 외주에 여기 코일(33)을 동축으로 설치하며, 상기 홀 소자(36)는 정전류원에 의하여 구동되고, 상기 여기 코일(33)은 펄스 제너레이터(21)의 신호에 의하여 전원(22)에 의하여 구동되도록 구성됨을 특징으로 하는 홀 소자(36)를 이용한 금속체(10) 검출용 픽업 장치이다.In order to effectively detect the metal body 10 moving on the conveyor, it is installed horizontally on the conveyor. The Hall element 36 is centered, and the excitation coil 33 is coaxially installed on the outer circumference thereof. 36 is driven by a constant current source, the excitation coil 33 is a metal body 10 using the Hall element 36, characterized in that configured to be driven by the power supply 22 by the signal of the pulse generator 21. ) Pickup device for detection.

바람직하게는 상기 홀 소자(36)의 기능을 보완하고 측정감도를 증가시켜서 미약한 2차 자장(25)의 값을 측정하기 위하여 검출용 홀 소자(36)의 뒷면에 NiFe 강자성체를 부착하도록 구성됨을 특징으로 하는 홀 소자(36)를 이용한 금속체(10) 검출용 픽업 장치이다.Preferably, the NiFe ferromagnetic material is attached to the rear surface of the detection Hall element 36 in order to complement the function of the Hall element 36 and increase the measurement sensitivity to measure the weak secondary magnetic field 25. The pickup device for detecting the metal body 10 using the hall element 36 is characterized.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명을 첨부된 도면과 함께 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention having the configuration as described above will be described in detail with the accompanying drawings.

본 발명에서는 상기와 같은 기존 검출용 코일(26)의 단점을 개선하기 위하여, 여기 코일(33) 및 2차 자장(25) 검출용 홀 소자(36)를 사용하여 기존의 시스템에서 사용하는 검출용 코일(26)을 대체하도록 하였다. 고안된 검출용 픽업을 도 2에 나타내었다.In the present invention, in order to improve the disadvantages of the conventional detection coil 26 as described above, the detection coil used in the existing system using the excitation coil 33 and the Hall element 36 for detecting the secondary magnetic field 25 The coil 26 was replaced. The designed detection pickup is shown in FIG. 2.

도 2와 같이 검출장치는 기존의 코일과는 다른, 반도체 자기 센서인 홀 소자(36)를 사용한다. 도 2 에 나타낸 것과 같이 고안된 검출용 픽업 장치는 동일한 케이스(39) 안에 여기 코일(33) 및 검출용 홀 소자(36)가 위치하고 있다.As shown in Fig. 2, the detection device uses a Hall element 36, which is a semiconductor magnetic sensor, which is different from a conventional coil. In the detection pickup device designed as shown in FIG. 2, the excitation coil 33 and the detection hall element 36 are located in the same case 39.

이하 작용을 살펴본다.Look at the following operation.

검출방법은 먼저 여기 코일(33)에 펄스 전압을 인가하여 검출대상 영역에 1차 자장(24)을 발생시킨다. 이때 발생되는 1차 자장(24)에 의하여 금속성분이 있는 경우 2차 자장(25)을 발생시키게 되는데, 이때 나타나는 2차 자장(25)을 홀 소자(36)를 이용하여 검출하도록 하였다.The detection method first applies a pulse voltage to the excitation coil 33 to generate the primary magnetic field 24 in the detection target region. In this case, when there is a metal component by the primary magnetic field 24 generated, the secondary magnetic field 25 is generated. The secondary magnetic field 25 appears at this time by using the Hall element 36.

이때 금속체(10)에 의해 발생하는 2차 자장(25)은 검출대상 금속체(10)의 면적에 비례하게 되는데, 대상 금속체(10)가 작은 경우, 발생되는 2차 자장(25)의 크기가 미약하여 홀 소자(36)로 효과적으로 검출할 수 없게 된다. 이러한 문제점을 고려하여 검출용 홀 소자(36)의 뒷면에 NiFe 강자성체를 부착하여 이것이 마그네틱 렌즈(37; magnetic lens) 역할을 하게 하여, 미약한 2차 자장(25)에도 홀 소자(36)가 반응할 수 있도록 하였다.At this time, the secondary magnetic field 25 generated by the metal body 10 is proportional to the area of the metal object 10 to be detected. When the target metal body 10 is small, the secondary magnetic field 25 generated by the metal body 10 is small. The size is so small that the Hall element 36 cannot be effectively detected. In consideration of this problem, the NiFe ferromagnetic material is attached to the rear surface of the detection Hall element 36 to act as a magnetic lens, so that the Hall element 36 reacts to the weak secondary magnetic field 25. I could do it.

본 발명에서 실험에 사용된 홀 소자(36)는 HW-300A 소자를 사용하였으며, 한계 검출자장은 0.2G 정도로, 지구자장 정도의 미약한 값에도 반응하는 소자이다.Hall element 36 used in the experiment in the present invention used the HW-300A element, the limit detection field is 0.2G, the element responds to the weak value of the earth magnetic field.

또한 도 2의 전체 구조를 비자성 물체인 ABS 수지 케이스(39)에 밀봉하여 외부의 2차 자장(25)의 변동을 측정하기 용이하게 하였으며, 여기 코일(33) 부분은 에폭시(Epoxy)로 몰딩 처리하여 외부의 진동에 대해 여기 코일(33)이 진동하지 않도록 하였다.In addition, the entire structure of FIG. 2 is sealed in a non-magnetic ABS resin case 39 to easily measure the variation of the external secondary magnetic field 25. The excitation coil 33 is molded with epoxy. The excitation coil 33 did not vibrate against external vibration by processing.

또한 기존의 검출용 코일(26)에 비하여 홀 소자(36)는 외부유입 잡음에 대해 안정적 동작을 할 수 있어, 환경이 열악한 적용분야에도 무난히 사용이 가능하다는 장점을 지닌다.In addition, compared to the conventional detection coil 26, the Hall element 36 can operate stably against external influx noise, and thus has an advantage that it can be used in applications with poor environment.

그리고 홀 소자(36) 자체에서 발생하는 잡음 및 불안정 요인을 감소시키기 위하여, 각각의 홀 소자(36)를 정전류원으로 구동되도록 하여, 홀 소자(36) 자체에 서 발생하는 열로 인한 홀 소자(36)의 불안정성을 최소화하였다.In order to reduce noise and instability caused by the Hall element 36 itself, each Hall element 36 is driven by a constant current source, so that the Hall element 36 due to heat generated by the Hall element 36 itself. ) Instability is minimized.

본 발명에서 고안한 홀 소자(36)를 사용하는 픽업 장치는 기존의 시스템의 적용이 어려운 고주파 발생지역이나 환경이 열악한 장소의 적용이 보다 용이하며, 원료 내부에서의 금속체(10)의 위치 및 형상에 따른 오작동이 줄어들어, 보다 안정적인 조업이 가능하게 할 수 있다.In the pickup device using the Hall element 36 devised in the present invention, it is easier to apply the high frequency generation area or the environment where the environment is difficult to apply the existing system, and the position of the metal body 10 inside the raw material and Malfunctions according to the shape can be reduced, enabling more stable operation.

Claims (2)

컨베이어 상에서 이동되는 금속체(10)의 효과적인 검출을 위해서 컨베이어 상부에 수평으로 설치하는데, 홀 소자(36)를 중심에 두고, 그 외주에 여기 코일(33)을 동축으로 설치하며, 상기 홀 소자(36)는 정전류원에 의하여 구동되고, 상기 여기 코일(33)은 펄스 제너레이터(21)의 신호에 의하여 전원(22)에 의하여 구동되도록 구성되고, In order to effectively detect the metal body 10 moving on the conveyor, it is installed horizontally on the conveyor. The Hall element 36 is centered, and the excitation coil 33 is coaxially installed on the outer circumference thereof. 36 is driven by a constant current source, the excitation coil 33 is configured to be driven by the power supply 22 by the signal of the pulse generator 21, 상기 여기 코일(33)과 상기 홀 소자(36)의 전체 구조를 비자성 물체인 ABS 수지 케이스(39)로 밀봉하고, 상기 여기 코일(33)은 에폭시(Epoxy)로 몰딩 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 홀 소자를 이용한 금속체 검출용 픽업 장치.The entire structure of the excitation coil 33 and the hole element 36 is sealed with an ABS resin case 39 which is a nonmagnetic object, and the excitation coil 33 is molded with epoxy. Pick-up device for detecting metal bodies using Hall element. 제1항에 있어서, 상기 홀 소자(36)의 기능을 보완하고 측정감도를 증가시켜서 미약한 2차 자장(25)의 값을 측정하기 위하여 검출용 홀 소자(36)의 뒷면에 NiFe 강자성체를 부착하도록 구성됨을 특징으로 하는 홀 소자를 이용한 금속체 검출용 픽업 장치.The NiFe ferromagnetic material is attached to the back surface of the detection Hall element 36 to compensate for the function of the Hall element 36 and to increase the measurement sensitivity to measure the weak secondary magnetic field 25. Pickup device for detecting a metal body using a hall element, characterized in that configured to.
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