KR101081673B1 - An apparatus for detecting fine metal - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공진 주파수를 통한 자기장을 형성시키고 미세 금속 입자의 자기장의 간섭에 의해 변화하는 주파수를 기준 주파수와 비교하여 주파수 변화를 검출함으로써 대상물에 포함된 미세 금속 입자를 검출할 수 있는 미세 금속 검출장치에 관한 것으로, 금속 검출의 대상물을 일방향으로 이송하는 컨베이어(100)와; 설정된 공진 주파수에 의해 코일(210)에 형성되는 자기장의 범위 내로 상기 컨베이어(100)를 통하여 이송되는 대상물이 통과되도록 상기 컨베이어(100)로부터 이격되게 설치되는 검출부(200)와; 상기 대상물이 상기 검출부(200)에 형성된 자기장에 진입함에 따른 공진 주파수의 변화를 토대로 상기 대상물에 금속 입자가 포함되어 있는지의 여부를 판단하는 제어부(300);를 포함하여 이루어져, 검출 대상 금속 입자의 크기에 제한을 받지 않고, 종래의 송신코일 및 수신코일이 불필요할 뿐만 아니라, 미세 금속 입자의 접근시 손쉽게 검출신호를 출력할 수 있도록 하여 검출 성능이 뛰어나고 설치 및 유지관리가 용이한 효과가 있다. The present invention is a fine metal detection device that can detect the fine metal particles contained in the object by forming a magnetic field through the resonant frequency and detecting the frequency change by comparing the frequency changed by the interference of the magnetic field of the fine metal particles with the reference frequency It relates to, Conveyor 100 for transferring the object of the metal detection in one direction; A detector 200 spaced apart from the conveyor 100 so that an object conveyed through the conveyor 100 passes through a magnetic field formed in the coil 210 by a set resonance frequency; And a control unit 300 that determines whether the object contains the metal particles based on a change in the resonant frequency as the object enters the magnetic field formed in the detection unit 200. Without being limited in size, not only the conventional transmission coil and the reception coil are unnecessary, but also the detection signal can be easily output when the fine metal particles are approaching, thereby providing excellent detection performance and easy installation and maintenance.

미세, 금속, 주파수, 전압, 전위, 바랙터, 고주파, 공진 주파수 Fine, metal, frequency, voltage, potential, varactor, high frequency, resonant frequency

Description

미세 금속 검출장치{AN APPARATUS FOR DETECTING FINE METAL}Fine Metal Detector {AN APPARATUS FOR DETECTING FINE METAL}

본 발명은 미세 금속 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공진 주파수를 통한 자기장을 형성시키고 미세 금속 입자의 자기장의 간섭에 의해 변화하는 주파수를 기준 주파수와 비교하여 주파수 변화를 검출함으로써 대상물에 포함된 미세 금속 입자를 검출할 수 있는 미세 금속 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fine metal detection apparatus, and more particularly, to form a magnetic field through the resonant frequency and to detect the frequency change by comparing the frequency changed by the interference of the magnetic field of the fine metal particles with the reference frequency included in the object The present invention relates to a fine metal detection device capable of detecting fine metal particles.

금속 입자 검출의 기본원리는 전자기유도 현상에 따른 검출부의 자기장 변화를 이용하여 유도된 전류변화를 검출하거나 고주파 펄스를 이용하는 것이다. The basic principle of the metal particle detection is to detect the induced current change by using the change of the magnetic field of the detector according to the electromagnetic induction phenomenon or to use the high frequency pulse.

이를 더욱 상세히 설명하면, 전자기 유도를 이용하는 방식은, 도 1에 도시된 바와 같이, 소전원 발생회로(1), 1차코일(2), 2차코일(3), 전류검출회로(4), 증폭회로(5) 및 출력회로(6)를 포함하여 이루어진다. 상기 소전원 발생회로(1)는 전압/전류를 미소 전압/전류로 변환하여 1차코일(2)에 공급함으로써 1차코일(2)에는 교번 자기장이 발생하게 한다. 상기 2차코일(3)은 상기 1차코일(2)에 수직방향으로 배치되어 금속 입자가 코일 내부를 통과하는 경우 자화된 금속 자기장의 영향으로 전자기 유도되어 전류가 발생하게 된다. 이렇게 발생한 전류는 전류검출회로(4)에 의해 검출되고 증폭회로(5)에 의해 증폭되어 출력회로(6)에 의해 필요 신호로 출력 된다.In more detail, the method using the electromagnetic induction, as shown in Figure 1, the small power source generation circuit 1, the primary coil (2), the secondary coil (3), the current detection circuit (4), It comprises an amplifier circuit 5 and the output circuit (6). The small power generation circuit 1 converts the voltage / current into a small voltage / current and supplies the primary coil 2 so that an alternating magnetic field is generated in the primary coil 2. The secondary coil 3 is disposed in a direction perpendicular to the primary coil 2 so that when the metal particles pass through the coil, electromagnetic is induced by the influence of the magnetized metal magnetic field to generate a current. The current generated in this way is detected by the current detecting circuit 4, amplified by the amplifying circuit 5, and output by the output circuit 6 as a necessary signal.

한편, 고주파 펄스를 이용하는 방식은, 도 2에 도시된 바와 같이, 고주파 발진회로(11), 1차코일(12), 2차코일(13), 고주파 동조회로(14), 검출회로(15), 비교회로(16), 신호변환 및 출력회로(17)를 포함하여 이루어진다. 상기 고주파 발진회로(11)는 고주파를 발생시키게 되는데, 이 고주파 발진회로(11)에 연결된 1차코일(12)은 고주파 발진회로(11)에 의해 발생한 고주파를 검출 영역 내로 내보내는 고주파 송신용 안테나의 기능을 수행하게 된다. 상기 2차코일(13)에서는 1차코일(12)에서 발신된 고주파를 수신하는 고주파 수신용 안테나의 기능을 수행하게 되며, 상기 고주파 동조회로(14)는 2차코일(13)과 연결되어 상기 2차코일(13)을 통해 수신되는 고주파를 전송받아 검출회로(15)에 전송하게 된다. 상기 검출회로(15)에는 금속 입자가 없을 경우 일정한(즉, 항상 같은) 파형의 고주파가 검출되지만, 금속 입자에 의한 간섭을 받은 경우 끝 부분에 간섭 파형이 섞이고 꼬리(산에서의 메아리 현상과 같음)가 생긴 파형이 검출되게 된다. 따라서 이러한 검출회로(15)에서 검출된 파형을 비교회로(16)에서 평상시의 기준 파형과 비교하여 금속 입자의 영향을 판단하게 되며, 비교회로(16)에서 비교된 파형은 신호변환 및 출력회로(17)를 거쳐 출력되게 된다.On the other hand, the method using the high frequency pulse, as shown in Figure 2, the high frequency oscillation circuit 11, the primary coil 12, the secondary coil 13, the high frequency tuning circuit 14, the detection circuit 15 ), The comparison circuit 16, the signal conversion and the output circuit 17. The high frequency oscillation circuit 11 generates a high frequency. The primary coil 12 connected to the high frequency oscillation circuit 11 is a high frequency transmission antenna for emitting high frequency generated by the high frequency oscillation circuit 11 into the detection area. It will perform the function. The secondary coil 13 performs a function of a high frequency reception antenna for receiving a high frequency transmitted from the primary coil 12, and the high frequency tuning circuit 14 is connected to the secondary coil 13 The high frequency received through the secondary coil 13 is transmitted to the detection circuit 15. The detection circuit 15 detects a constant (i.e. always the same) high frequency wave when there is no metal particle, but when the interference is caused by the metal particle, the interference wave is mixed at the end and the tail (equivalent to an echo phenomenon in the mountain). ) Is detected. Therefore, by comparing the waveform detected by the detection circuit 15 with the normal reference waveform in the comparison circuit 16 to determine the influence of the metal particles, the waveform compared in the comparison circuit 16 is the signal conversion and output circuit ( It is output through 17).

그런데, 도 1의 전자기 유도를 이용한 방식은, 1차코일(2)에 의해 발생된 자기력에 교차되도록 2차코일(3)이 위치해야 하며, 1차코일(2)의 자기장의 세기가 2차코일(3)의 반경을 충분히 감쌀 수 있어야 기전력이 발생하게 된다. 따라서 상기 방식에서는 검출 가능한 금속 입자의 크기가 제한되는 문제점이 있었다.However, in the method using electromagnetic induction of FIG. 1, the secondary coil 3 should be positioned so as to intersect the magnetic force generated by the primary coil 2, and the intensity of the magnetic field of the primary coil 2 is secondary. Electromotive force is generated only when the radius of the coil 3 can be sufficiently wrapped. Therefore, there was a problem in that the size of the detectable metal particles is limited.

또한, 도 2의 고주파 펄스를 이용하는 방식은 송신코일(1차코일(12)) 및 수신코일(2차코일(13))이 필요하여 회로의 구성이 복잡하다는 문제점이 있었다. 그리고 이러한 방식에서는 별도의 고주파 발진을 위하여 고주파 증폭회로와 초퍼회로가 많아지므로, 운용상의 조정 및 세팅 개소가 늘어나 복잡할 뿐만 아니라, 주변환경 변화에 따른 진동 및 온도 변화 등에 매우 민감하여 금속 검출의 기능이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 상기 방식에서는 금속 검출시 오류 발생률이 높다는 단점이 있었다.In addition, the method using the high frequency pulse of FIG. 2 requires a transmitting coil (primary coil 12) and a receiving coil (secondary coil 13), which has a problem in that the circuit configuration is complicated. In this method, since high frequency amplification circuits and chopper circuits are increased for separate high frequency oscillation, the number of adjustments and setting points in operation is increased and complicated, and the function of metal detection is very sensitive to vibration and temperature change according to the change of surrounding environment. There was a falling issue. That is, the above method has a disadvantage in that the error occurrence rate is high when detecting a metal.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 공진 주파수를 통하여 자기장을 형성시키고 미세 금속 입자의 자기장 간섭에 의해 변화하는 주파수를 기준 주파수와 대비함으로써 대상물에 포함된 미세 금속 입자를 정확하게 검출할 수 있도록 하는 미세 금속 검출장치를 제공하는 데 있다. The present invention has been conceived to solve the above problems, an object of the present invention is to form a magnetic field through a resonant frequency with a simple configuration and to compare the frequency changed by the magnetic field interference of the fine metal particles with the reference frequency to the object It is to provide a fine metal detection device that can accurately detect the included fine metal particles.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 금속 검출장치는 대상물에 금속이 포함되어 있는지를 검출하기 위한 금속 검출장치에 있어서, 상기 금속 검출의 대상물을 일방향으로 이송하는 컨베이어와; 설정된 공진 주파수에 의해 코일에 형성되는 자기장의 범위 내로 상기 컨베이어를 통하여 이송되는 대상물이 통과되도록 상기 컨베이어로부터 이격되게 설치되는 검출부와; 상기 대상물이 상기 검출부에 형성된 자기장에 진입함에 따른 공진 주파수의 변화를 토대로 상기 대상물에 금속 입자가 포함되어 있는지의 여부를 판단하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.A fine metal detection apparatus according to the present invention for achieving the above object is a metal detection device for detecting whether a metal is contained in the object, Conveying the object for conveying the object of the metal detection in one direction; A detector arranged to be spaced apart from the conveyor such that an object conveyed through the conveyor passes within a magnetic field formed in the coil by a set resonance frequency; And a controller configured to determine whether metal particles are included in the object based on a change in resonance frequency as the object enters a magnetic field formed in the detector.

상기 제어부는 외부로부터 공급되는 전원을 통하여 발진하여 발진 주파수를 형성하는 V-F 발진부와, 상기 검출부의 코일과 연결되는 다수의 콘덴서를 포함하여 이루어져 공진 주파수를 형성하는 L-C 공진부와, 상기 V-F 발진부를 통하여 발진된 발진 주파수와 상기 L-C 공진부로부터 출력되는 주파수를 비교하여 상기 대상물에 금속 입자가 포함되어 있는지 여부를 판단하는 비교부와, 상기 비교부를 통하여 출력되는 전위값을 증폭하여 출력하는 증폭부 및 출력부를 포함하여 이루어진다.The control unit includes a VF oscillation unit oscillating through a power supplied from the outside to form an oscillation frequency, an LC resonance unit including a plurality of capacitors connected to the coil of the detection unit to form a resonance frequency, and the VF oscillation unit. A comparator for comparing the oscillated oscillation frequency with the frequency output from the LC resonator to determine whether the object contains metal particles, an amplifier for amplifying and outputting a potential value output through the comparator, and an output It includes wealth.

상기 V-F 발진부는 외부로부터 공급되는 전원을 통하여 발진하여 발진 주파수를 생성하는 제 1 바랙터와, 상기 제 1 바랙터를 통하여 발진된 주파수를 증폭하는 FET(Field-Effect Transistor)를 포함하여 이루어진다.The V-F oscillator includes a first varactor generating an oscillation frequency by oscillating through a power source supplied from the outside and a field-effect transistor (FET) that amplifies the oscillation frequency through the first varactor.

또한, 상기 비교부는 발진 기준 주파수가 설정되는 제 1 바랙터와, 상기 L-C 공진부를 통하여 형성되는 공진 주파수의 자기장 내로 금속 입자를 포함한 대상물이 통과함으로써 변화되는 주파수를 L-C 공진부로부터 전송받는 제 2 바랙터를 포함하여 이루어지되, 상기 제 1 바랙터와 제 2 바랙터의 출력단이 직렬 연결되어 제 1 바랙터의 주파수와 제 2 바랙터의 주파수가 동일한 경우 주파수 상쇄에 따른 0(Zero) 전위값을 출력하게 된다.In addition, the comparator includes a first varactor in which an oscillation reference frequency is set and a second bar receiving a frequency changed by passing an object including metal particles into a magnetic field of a resonance frequency formed through the LC resonator from the LC resonator. If the frequency of the first varactor and the second varactor are the same as the output terminals of the first varactor and the second varactor are the same, the zero potential value according to the frequency cancellation Will print.

본 발명에 따른 미세 금속 검출장치는 공진 주파수를 통한 자기장을 형성시키고 상기 자기장을 통과하는 미세 금속 입자의 자기장 간섭에 의해 변화하는 주파수를 검출하여 기준 주파수와 비교함으로써 대상물에 포함된 미세 금속 입자를 검출할 수 있도록 함으로써, 검출 대상 금속 입자의 크기에 제한을 받지 않으며, 종래의 송신코일 및 수신코일이 불필요하여 구성이 간단할 뿐만 아니라, 미세 금속 입자의 접근시 손쉽게 검출신호를 출력할 수 있도록 함으로써 설치, 유지관리 및 보수 측면과 검출 측면에서 종래에 비해 현저히 향상된 성능을 발휘할 수 있는 효 과가 있다.The fine metal detector according to the present invention forms a magnetic field through a resonant frequency, detects a frequency changing by magnetic field interference of the fine metal particles passing through the magnetic field, and compares it with a reference frequency to detect the fine metal particles contained in the object. By making it possible, the size of the metal particles to be detected is not limited, and the conventional transmission coil and the reception coil are unnecessary, so that the configuration is simple and the detection signal can be easily output when the fine metal particles are approached. In addition, there is an effect that can significantly improve performance compared to the conventional in terms of maintenance, maintenance and detection.

이하에서는 본 발명에 따른 미세 금속 검출장치에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings with respect to the fine metal detection apparatus according to the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세 금속 검출장치의 개략적인 설치 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 미세 금속 검출장치의 블록 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 미세 금속 검출장치의 회로도 일례를 나타낸 것이다. 3 is a schematic installation configuration diagram of a fine metal detection apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a block diagram of a fine metal detection apparatus according to the present invention, Figure 5 is a fine metal detection apparatus according to the present invention An example of a circuit diagram is shown.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세 금속 검출장치는 대상물을 이송시키는 컨베이어(100)와, 대상물에 포함된 미세 금속 입자를 검출하는 검출부(200) 및 제어부(300)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIGS. 3 to 5, the apparatus for detecting fine metal according to the present invention includes a conveyor 100 for transferring an object, a detector 200 for detecting fine metal particles included in the object, and a controller 300. It is made to include.

상기 컨베이어(100)는 금속 검출의 대상물을 일방향으로 이송하는 역할을 수행하는데, 상기 대상물은 가루, 졸 또는 겔 상태의 산업용 원자재 또는 부자재를 의미하는 것으로, 일반적으로 금속 입자가 포함되어 있지 않다. 그러나 상기 대상물에는 제작과정이나 운반과정 또는 연속 투입과정에서 미세한 금속입자(직경 1㎜ 이상)가 포함될 수 있으므로, 본 발명에 따른 미세 금속 검출장치는 이를 검출할 수 있도록 구성된다. The conveyor 100 serves to transfer the object of metal detection in one direction. The object means an industrial raw material or an auxiliary material in a powder, sol or gel state, and generally does not contain metal particles. However, since the object may include fine metal particles (diameter 1 mm or more) in the manufacturing process, the transport process or the continuous feeding process, the fine metal detection apparatus according to the present invention is configured to detect them.

상기 검출부(200)는 공진 주파수를 형성하고 형성된 공진 주파수 내로 금속 입자가 이동하는 경우 금속 입자에 의해 주파수가 변경되어 금속 입자의 유무를 검출할 수 있도록 하는 검출 코일(210)을 포함하여 이루어지는데, 상기 검출부(200) 는 설정된 공진 주파수의 자기장 범위 내로 상기 컨베이어(100)에서 대상물이 통과하도록 상기 컨베이어(100)로부터 이격 설치된다. 상기 검출부(200)의 코일(210)에 형성되는 자기장은 설정된 공진 주파수에 의해 그 범위가 정해지는데, 상기 공진 주파수는 코일(210)과 이 코일(210)과 연결되는 다수의 콘덴서(321)로 이루어진 L-C 공진회로(320)에 의해 설정된다. 상기 검출부(200)의 코일(210)은 L-C 공진회로(320)의 일부를 이루는 것이지만, 편의상 상기 코일(210)이 검출부(200)에 속한 것으로 설명한다. The detector 200 includes a detection coil 210 that forms a resonance frequency and detects the presence or absence of the metal particles by changing the frequency by the metal particles when the metal particles move within the formed resonance frequency. The detector 200 is spaced apart from the conveyor 100 so that an object passes through the conveyor 100 within a magnetic field range of a set resonance frequency. The magnetic field formed in the coil 210 of the detector 200 is determined by a set resonance frequency, and the resonance frequency is a coil 210 and a plurality of capacitors 321 connected to the coil 210. It is set by the LC resonant circuit 320 made. Although the coil 210 of the detector 200 forms a part of the L-C resonant circuit 320, the coil 210 belongs to the detector 200 for convenience.

상기 검출부(200)와 컨베이어(100)의 이격 거리 및 검출대상 금속 입자의 크기는 상기 공진 주파수를 조정함으로써 결정될 수 있는데, 공진 주파수의 조정은 L-C 공진회로(320)에 미리 세팅되어 있는 코일(210)의 인덕턴스와 콘덴서의 캐패시턴스를 변경함으로써 이루어지게 된다. 본 발명의 실시예에서 상기 검출부(200)와 컨베이어(100)의 거리(즉, 자기장 공진 거리)는 15㎝ 이내이고, 검출대상 금속 입자의 크기는 직경 1㎜ 이상이 되도록 공진 주파수가 설정된다.The distance between the detection unit 200 and the conveyor 100 and the size of the metal particles to be detected may be determined by adjusting the resonance frequency, and the adjustment of the resonance frequency may be set in advance in the LC resonance circuit 320. This is achieved by changing the inductance of) and the capacitance of the capacitor. In the embodiment of the present invention, the distance between the detection unit 200 and the conveyor 100 (that is, the magnetic field resonance distance) is within 15 cm, and the resonance frequency is set such that the size of the metal particle to be detected is 1 mm or more in diameter.

상기 제어부(300)는 컨베이어(100)를 통하여 이동하는 대상물이 상기 검출부(200)의 자기장에 진입함에 따른 공진 주파수의 변화를 토대로 상기 대상물에 금속 입자가 포함되어 있는지 여부를 판단하게 된다. 만일 상기 대상물에 미세 금속 입자가 포함되어 있지 않다면 상기 대상물은 상기 검출부(200)의 자기장에 영향을 미치지 않을 것이므로, 공진 주파수의 변화는 발생하지 않게 된다. 그러나 대상물에 미세 금속 입자가 포함되어 있다면, 상기 대상물은 검출부(200)의 자기장에 간섭을 일으켜 미세한 공진 주파수의 변화를 초래하게 된다. 따라서 상기 제어 부(300)는 이러한 공진 주파수의 변화를 토대로 미세 금속 입자의 유무를 파악하게 되는 것이다.The controller 300 determines whether the object contains metal particles on the basis of a change in the resonant frequency as the object moving through the conveyor 100 enters the magnetic field of the detector 200. If the object does not contain the fine metal particles, the object will not affect the magnetic field of the detection unit 200, so that a change in the resonance frequency does not occur. However, if the object contains the fine metal particles, the object interferes with the magnetic field of the detector 200 to cause a change in the fine resonance frequency. Therefore, the control unit 300 is to determine the presence or absence of fine metal particles based on the change in the resonance frequency.

이를 위하여 상기 제어부(300)는 고주파가 발진되는 V-F 발진부(310)와, 공진 주파수가 형성되는 L-C 공진부(320)와, 금속 입자의 간섭에 의한 주파수 변화를 감지하는 비교부(330)와, 상기 비교부(330)의 신호를 증폭하고 출력하는 증폭부(340) 및 출력부(350)를 포함하여 이루어진다.To this end, the control unit 300 includes a VF oscillator 310 in which high frequency oscillation is performed, an LC resonator 320 in which a resonance frequency is formed, a comparator 330 for detecting a frequency change caused by interference of metal particles; It includes an amplifier 340 and the output unit 350 to amplify and output the signal of the comparison unit 330.

상기 V-F 발진부(310)는 고주파 발진을 위한 제 1 바랙터(311)와, 고주파 증폭을 위한 FET(Field-Effect Transistor)(312) 및 다수의 저항과 콘덴서 및 트랜지스터를 포함하여 이루어진다. 상기 V-F 발진부(310)에는 고주파 발진에 따른 발진 주파수 및 일정 전위값이 형성되는데, 본 발명의 실시예에서 V-F 발진부(310)의 제 1 바랙터(311)에는 약 1.2Mhz의 발진 주파수와 15mV의 전위값이 설정된다.The V-F oscillator 310 includes a first varactor 311 for high frequency oscillation, a field-effect transistor (FET) 312 for high frequency amplification, a plurality of resistors, capacitors, and transistors. An oscillation frequency and a predetermined potential value are formed in the VF oscillator 310 according to a high frequency oscillation, and in the first varactor 311 of the VF oscillator 310, an oscillation frequency of about 1.2 MHz and 15 mV The potential value is set.

상기 L-C 공진부(320)는 검출부(200)의 코일(210)과 연결된 다수의 콘덴서(321)를 포함하여 이루어지는데, 본 발명의 실시예에서 상기 L-C 공진부(320)는 병렬로 연결된 4개의 콘덴서(321)가 코일(210)에 직렬로 연결되어 구성되는데, 이 L-C 공진부(320)는 V-F 발진부(311)의 FET(312)와 연결된다. 따라서, 상기 L-C 공진부(320)는 V-F 발진부(310)로부터 발진 주파수 및 전위값을 전송받아 공진 주파수를 형성하게 되는데, 이 L-C 공진부(320)의 공진 주파수는 코일(210) 및 콘덴서(321)의 용량에 따라 결정된다. 즉, L-C 공진부(320)의 코일(210)에 형성되는 인덕턴스와 콘덴서(321)에 형성되는 캐패시턴스를 변경함으로써 공진 주파수를 조절할 수 있는데, 본 발명의 실시예에서 상기 L-C 공진부(320)를 통하여 형성되는 공 진 주파수 및 전위값은 V-F 발진부(310)의 발진 주파수 및 전위값보다 약간 작은 약 0.8Mhz 및 8mV 값을 갖는다. 상기 L-C 공진부(320)에 형성되는 공진 주파수 및 전위값이 V-F 발진부(310)의 발진 주파수 및 전위값보다 다소 작게 설정되는 이유는 L-C 공진부(320)에 형성된 공진 주파수의 자기장 범위를 통과하는 금속 입자의 간섭에 의해 L-C 공진부(320)의 공진 주파수가 V-F 발진부(310)의 발진 주파수와 동일 내지 유사 범위로 변경될 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, 상기 V-F 발진부(310)를 통한 발진 주파수와 L-C 공진부(320)를 통한 공진 주파수 차이를 작게 설정할수록 금속 입자의 검출이 민감해져 더욱 작은 입자의 금속을 검출할 수 있게 된다. 상기 L-C 공진부(320)를 통하여 형성되는 공진 주파수 및 전위값은 비교부(330)에 전송된다. The LC resonator 320 includes a plurality of condensers 321 connected to the coil 210 of the detector 200. In the embodiment of the present invention, the LC resonator 320 includes four connected in parallel. The capacitor 321 is connected to the coil 210 in series, and the LC resonator 320 is connected to the FET 312 of the VF oscillator 311. Accordingly, the LC resonator 320 receives an oscillation frequency and a potential value from the VF oscillator 310 to form a resonant frequency. The resonant frequency of the LC resonator 320 is a coil 210 and a capacitor 321. ) Depends on the dose. That is, the resonance frequency may be adjusted by changing the inductance formed in the coil 210 of the LC resonator 320 and the capacitance formed in the capacitor 321. In the embodiment of the present invention, the LC resonator 320 may be adjusted. The resonance frequency and the potential value formed through the VF oscillator 310 have values of about 0.8 MHz and 8 mV which are slightly smaller than the oscillation frequency and potential value. The reason why the resonant frequency and the potential value formed in the LC resonator 320 is set to be slightly smaller than the oscillation frequency and the potential value of the VF oscillator 310 may pass through the magnetic field range of the resonant frequency formed in the LC resonator 320. The resonance frequency of the LC resonator 320 may be changed to the same or similar range as the oscillation frequency of the VF oscillator 310 by the interference of the metal particles. That is, as the difference between the oscillation frequency through the V-F oscillator 310 and the resonance frequency through the L-C resonator 320 is set smaller, the detection of metal particles becomes more sensitive, and thus the metal of smaller particles can be detected. The resonance frequency and the potential value formed through the L-C resonator 320 are transmitted to the comparator 330.

상기 비교부(330)는 V-F 발진부(310)의 발진 주파수와 상기 L-C 공진부(320)의 주파수를 비교하여 L-C 공진부(320)로부터 전송되는 주파수가 발진 주파수와 동일 내지 유사한지를 비교하는 회로이다. 즉, L-C 공진부(320)의 공진 주파수의 자기장 범위 내로 금속 입자가 접근하는 경우, 금속 입자의 간섭에 의해 공진 주파수에 변화가 일어나게 된다. 본 발명의 실시예에서는 금속 입자에 의한 공진 주파수의 변화가 발진 주파수를 추종할 수 있도록 공진 주파수를 설정하기 때문에 금속 입자의 간섭에 의한 L-C 공진부(320)의 주파수는 발진 주파수와 동일 내지 유사하게 변환된다. 따라서, 이 비교부(330)는 발진 주파수와 L-C 공진부(320)의 주파수를 비교하여 L-C 공진부(320)의 주파수 변화를 감지하게 되는데, 본 발명의 실시예에서 상기 비교부(330)는 출력단이 서로 직렬 연결되는 두 개의 바랙터(311)(331) 및 다수의 저항과 콘덴서를 포함하여 이루어진다. 상기 두 개의 바랙터 중 제 1 바랙터(311)는 발진 주파수가 설정되는 바랙터로서 이 제 1 바랙터(311)에 설정되는 발진 주파수는 L-C 공진부(320)의 주파수와 비교되는 기준 주파수의 역할을 하게 된다. 상기 제 1 바랙터(311)는 상기 V-F 발진부(310)의 제 1 바랙터와 동일한 바랙터로서, 설명의 편의를 위하여 상기 제 1 바랙터(311)가 발진을 위해 사용되는 경우 V-F 발진부(310)에 속하고 비교를 위해 사용되는 경우 비교부(330)에 속하는 것으로 설명한다. 한편, 제 2 바랙터(331)는 L-C 공진부(320)로부터 전송되는 주파수가 설정되는 바랙터로서, 제 1 바랙터(311)와 제 2 바랙터(331)의 주파수가 동일 내지 유사해지게 되면 주파수가 상쇄되어 출력 전위차가 0(Zero) 또는 0에 근접(이하, 0(Zero)로 명칭한다)하게 된다. 따라서, 비교부(330)의 출력 전위값이 0이 되는 순간을 검출하여 출력하면 금속 입자의 유무를 확인할 수 있게 되는 것이다. The comparator 330 is a circuit comparing the oscillation frequency of the VF oscillator 310 and the frequency of the LC resonator 320 to compare whether the frequency transmitted from the LC resonator 320 is the same as or similar to the oscillation frequency. . That is, when the metal particles approach within the magnetic field range of the resonant frequency of the L-C resonator 320, a change occurs in the resonant frequency due to the interference of the metal particles. In the embodiment of the present invention, since the resonant frequency is set so that the change of the resonant frequency caused by the metal particles can follow the oscillation frequency, the frequency of the LC resonator 320 due to the interference of the metal particles is equal to or similar to the oscillation frequency. Is converted. Accordingly, the comparator 330 detects the frequency change of the LC resonator 320 by comparing the oscillation frequency with the frequency of the LC resonator 320. In the present embodiment, the comparator 330 The output stage includes two varactors 311 and 331 connected in series with each other, and a plurality of resistors and capacitors. Among the two varactors, the first varactor 311 is a varactor in which an oscillation frequency is set, and the oscillation frequency set in the first varactor 311 is a reference frequency compared with the frequency of the LC resonator 320. It will play a role. The first varactor 311 is the same varactor as the first varactor of the VF oscillator 310, and for convenience of description, the VF oscillator 310 is used when the first varactor 311 is used for oscillation. If belong to) and used for comparison will be described as belonging to the comparison unit 330. On the other hand, the second varactor 331 is a varactor in which the frequency transmitted from the LC resonator 320 is set so that the frequencies of the first varactor 311 and the second varactor 331 become the same or similar. When the frequency is canceled, the output potential difference is close to zero (zero) or zero (hereinafter referred to as zero). Therefore, if the moment when the output potential value of the comparator 330 becomes 0 is detected and outputted, it is possible to confirm the presence or absence of metal particles.

상기 증폭부(340)는 비교부(330)의 출력 전위값을 증폭하는 증폭회로로서 다수의 트랜지스터 및 콘덴서와 저항을 포함하여 이루어지며, 상기 출력부(350)는 증폭부(340)를 통하여 증폭된 전위값을 출력하여 화면에 표시함으로써 관리자가 대상물에 금속 입자가 포함되어 있는지를 확인할 수 있도록 한다. The amplifier 340 is an amplifier circuit for amplifying the output potential value of the comparator 330 and includes a plurality of transistors, capacitors and resistors, and the output unit 350 is amplified by the amplifier 340. The potential value is displayed and displayed on the screen so that the administrator can check whether the object contains metal particles.

이하, 상기의 구성으로 이루어진 미세 금속 검출장치의 동작 과정에 대하여 설명한다.Hereinafter, an operation process of the fine metal detection device having the above configuration will be described.

먼저, V-F 발진부(310)의 발진 주파수와 L-C 공진부(320)의 공진 주파수를 설정하게 되는데, 상기 L-C 공진부(320)의 공진 주파수 및 전위값이 V-F 발진 부(310)의 발진 주파수 및 전위값보다 다소 작게 설정한다. 이후, 컨베이어(100)를 구동시켜 대상물을 L-C 공진부(320)에 의해 검출부(200)의 코일(210)에 형성된 공진 주파수의 자기장 범위내로 이동시키게 된다. First, the oscillation frequency of the VF oscillator 310 and the resonance frequency of the LC resonator 320 are set. The resonance frequency and the potential value of the LC resonator 320 are the oscillation frequency and the potential of the VF oscillator 310. Set slightly smaller than the value. Thereafter, the conveyor 100 is driven to move the object within the magnetic field range of the resonance frequency formed in the coil 210 of the detector 200 by the L-C resonator 320.

만약, L-C 공진부(320)를 통하여 검출부(200)에 형성된 공진 주파수의 자기장 범위내로 금속 입자가 접근하게 되면, 금속 입자의 간섭에 의해 공진 주파수의 변화가 발생하고, 변화된 L-C 공진부(320)의 주파수는 비교부(330)의 제 2 바랙터(331)에 전송되게 된다. 한편, 비교부(330)의 제 1 바랙터(311)에는 기준 주파수의 역할을 하는 발진 주파수가 설정되는데, 제 1 바랙터(311)의 발진 주파수와 L-C 공진부(320)의 금속 입자에 의해 변화된 제 2 바랙터(331)의 주파수가 동일 내지 유사해지게 되면 주파수가 상쇄되어 전위차가 0가 되게 된다. If the metal particles approach the magnetic field of the resonance frequency formed in the detection unit 200 through the LC resonator 320, a change in the resonance frequency occurs due to the interference of the metal particles, and the changed LC resonator 320 is changed. The frequency of is transmitted to the second varactor 331 of the comparator 330. Meanwhile, an oscillation frequency serving as a reference frequency is set in the first varactor 311 of the comparator 330, by the oscillation frequency of the first varactor 311 and the metal particles of the LC resonator 320. When the changed frequency of the second varactor 331 becomes the same or similar, the frequency is canceled so that the potential difference becomes zero.

상기 비교부(330)의 전위차는 증폭부(340)를 통하여 증폭된 후 출력부(350)를 통하여 출력되게 되는데, 만약 출력값이 0가 되면 대상물에 금속 입자가 포함된 것으로 판단하게 된다. The potential difference of the comparison unit 330 is amplified by the amplifier 340 and then output through the output unit 350. If the output value is 0, it is determined that the object contains metal particles.

상기의 과정을 통하여 컨베이어(100)로 이동하는 대상물에 금속 입자가 포함되어 있는지의 여부를 확인할 수 있게 된다. Through the above process it is possible to determine whether or not the metal particles contained in the object moving to the conveyor (100).

이와 같이, 본 발명에 따른 미세 금속 검출 장치는 L-C 공진부(320)를 통하여 공진 주파수를 형성하고, 미세 금속 입자에 의해 공진 주파수에 변화가 발생하는 경우 이 변화된 주파수를 발진 주파수인 기준 주파수와 비교하여 주파수 상쇄에 의한 전위차를 출력하여 금속 입자 유무를 판별할 수 있게 된다. 따라서, 종래 전류 또는 전압의 진폭의 변화를 토대로 금속 유무를 판단하는 종래 검출방식에서 나 타나는 컨베이어와 검출부 주변의 환경 변화, 예를 들면, 작업자의 이동 및 컨베이어 등의 진동에 의해 왜곡되기 쉬운 진폭에 영향을 받지 않음으로써 보다 정확하고 안정적인 미세 금속 입자의 검출이 가능해진다.As described above, the micro metal detecting apparatus according to the present invention forms a resonant frequency through the LC resonator 320 and compares the changed frequency with a reference frequency which is an oscillation frequency when a change occurs in the resonant frequency by the fine metal particles. By outputting the potential difference due to frequency cancellation, it is possible to determine the presence or absence of metal particles. Therefore, in the conventional detection method for determining the presence or absence of metal based on the change in the amplitude of the current or voltage, the change of the environment around the conveyor and the detection unit, for example, the amplitude that is easily distorted by vibration of the operator and the conveyor. It is possible to detect fine metal particles more accurately and stably without being affected by.

본 발명의 실시예에서 적용된 발진 주파수와 공진 주파수 및 전위값은 주변환경에 따라 적절히 조절될 수 있다. 예를 들면, V-F 발진부(310)를 통하여 형성되는 발진 주파수와 L-C 공진부(320)를 통하여 형성되는 공진 주파수는 그 차이가 작을수록 미세한 금속 입자 검출이 가능하기 때문에, 주변 환경에 따라 발진 주파수를 증가시키는 경우 이에 따른 L-C 공진부(320)의 공진 주파수를 증가시키는 것이 바람직하다. 즉, 금속 입자의 검출 반경을 변화시키기 위하여 L-C 공진부(320)의 코일(210) 길이 및 두께를 조절하게 되고, 콘덴서(321)의 용량을 가변시켜 공진 주파수를 변경할 수 있게 된다.The oscillation frequency, resonance frequency, and potential value applied in the embodiment of the present invention may be appropriately adjusted according to the surrounding environment. For example, since the oscillation frequency formed through the VF oscillator 310 and the resonance frequency formed through the LC resonator 320 are smaller, the fine metal particles can be detected. In this case, it is preferable to increase the resonance frequency of the LC resonator 320. That is, the length and thickness of the coil 210 of the L-C resonator 320 may be adjusted to change the detection radius of the metal particles, and the resonance frequency may be changed by varying the capacitance of the capacitor 321.

이와 같이, 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.As such, the rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by what is stated in the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self evident.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 미세 금속 검출방식을 설명하는 블록도,1 and 2 is a block diagram illustrating a fine metal detection method according to the prior art,

도 3은 본 발명에 따른 미세 금속 검출장치의 개략적인 설치 구성도, 3 is a schematic installation configuration diagram of a fine metal detection apparatus according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 미세 금속 검출장치의 블록 구성도, Figure 4 is a block diagram of a fine metal detection apparatus according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 미세 금속 검출장치의 회도로 일례를 나타낸 것이다.5 shows an example of a fine metal detection device according to the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명[Description of Drawings]

100 : 컨베이어 200 : 검출부100: conveyor 200: detector

210 : 코일 300 : 제어부210: coil 300: control unit

310 : V-F 발진부 311 : 제 1 바랙터310: V-F oscillator 311: first varactor

312 : FET(Field-Effect Transistor) 320 : L-C 공진부312: Field-Effect Transistor (FET) 320: L-C Resonator

321 : 콘덴서 330 : 비교부321: capacitor 330: comparison unit

331 : 제 2 바랙터 340 : 증폭부331: second varactor 340: amplifying unit

350 : 출력부 350: output unit

Claims (4)

삭제delete 대상물에 금속이 포함되어 있는지를 검출하기 위한 금속 검출장치에 있어서, In the metal detection device for detecting whether the object contains metal, 상기 금속 검출의 대상물을 일방향으로 이송하는 컨베이어(100)와;A conveyor (100) for transferring the object of metal detection in one direction; 설정된 공진 주파수에 의해 코일(210)에 형성되는 자기장의 범위 내로 상기 컨베이어(100)를 통하여 이송되는 대상물이 통과되도록 상기 컨베이어(100)로부터 이격되게 설치되는 검출부(200)와; A detector 200 spaced apart from the conveyor 100 so that an object conveyed through the conveyor 100 passes through a magnetic field formed in the coil 210 by a set resonance frequency; 외부로부터 공급되는 전원을 통하여 발진하여 발진 주파수를 형성하는 V-F 발진부(310)와, 상기 검출부(200)의 코일(210)과 연결되는 다수의 콘덴서(321)를 포함하여 이루어져 공진 주파수를 형성하는 L-C 공진부(320)와, 상기 V-F 발진부(310)를 통하여 발진된 발진 주파수와 상기 L-C 공진부(320)로부터 출력되는 주파수를 비교하여 상기 검출부(200)를 통과하는 대상물에 금속 입자가 포함되어 있는지 여부를 판단하는 비교부(330)와, 상기 비교부(330)를 통하여 출력되는 전위값을 증폭하여 출력하는 증폭부(340) 및 출력부(350)가 구비된 제어부(300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세 금속 검출장치.LC to form a resonant frequency comprising a VF oscillator 310 oscillating through a power supplied from the outside to form an oscillation frequency, and a plurality of condensers 321 connected to the coil 210 of the detector 200 Compare the oscillation frequency oscillated through the resonator 320 and the VF oscillator 310 with the frequency output from the LC resonator 320 to determine whether metal particles are included in the object passing through the detector 200. And a control unit 300 including a comparator 330 for determining whether or not, an amplifier 340 for amplifying and outputting a potential value output through the comparator 330, and an output unit 350. Fine metal detection device, characterized in that made. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 V-F 발진부(310)는 외부로부터 공급되는 전원을 통하여 발진하여 발진 주파수를 생성하는 제 1 바랙터(311)와, 상기 제 1 바랙터(311)를 통하여 발진된 주파수를 증폭하는 FET(Field-Effect Transistor)(312)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세 금속 검출장치.The VF oscillator 310 generates a first varactor 311 to generate an oscillation frequency by oscillating through a power supplied from the outside, and an FET amplifying the oscillated frequency through the first varactor 311. Effect Transistor) 312, characterized in that the fine metal detection device. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 비교부(330)는 발진 주파수가 설정되는 제 1 바랙터(311)와, 상기 L-C 공진부(320)를 통하여 형성되는 공진 주파수의 자기장 내로 금속 입자를 포함한 대상물이 통과함으로써 변화되는 주파수를 L-C 공진부(320)로부터 전송받는 제 2 바랙터(331)를 포함하여 이루어지되, 상기 제 1 바랙터(311)와 제 2 바랙터(331)의 출력단이 직렬 연결되어 제 1 바랙터(311)의 주파수와 제 2 바랙터(331)의 주파수가 동일한 경우 주파수 상쇄에 따른 0(Zero) 전위값을 출력하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 검출장치. The comparator 330 is configured to LC the frequency changed by passing an object including metal particles into the magnetic field of the first varactor 311 and the resonance frequency formed by the LC resonator 320. It comprises a second varactor 331 transmitted from the resonator 320, the output of the first varactor 311 and the second varactor 331 is connected in series to the first varactor 311 If the frequency of the second varactor and the frequency of the second varactor (331) is the fine metal detection device, characterized in that for outputting a zero (Zero) potential value according to the frequency cancellation.
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