KR102252069B1

KR102252069B1 - 금속검출기

Info

Publication number: KR102252069B1
Application number: KR1020200162449A
Authority: KR
Inventors: 이영서
Original assignee: 주식회사 모든다해
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2021-05-14

Abstract

본 발명은 이동하는 식품 내 잔존하는 금속을 검출할 수 있는 금속검출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광범위한 주파수로 가변하여 다양한 물성의 제품에서 금속 검출이 가능하며, 한 장소에 다수개 설치하여도 주파수간에 간섭이 발생되지 않도록 미세하게 주파수 변형이 가능한 금속검출기에 관한 것이다.

Description

금속검출기 {RESIDUAL METAL DETECTING APPARATUS}

일반적으로 식품내에 잔존하고 있는 금속이물질을 검출하는 금속검출기는 주파수를 이용하고 있다.

한편, 종래의 주파수를 이용한 금속검출기는 검사대상 식품의 종류에 따라 사용되는 최적 주파수가 달라지기 때문에 다양한 주파수 대역을 출력할 수 있는 헤드가 구비되며, 각 주파수 대역에 따라 별도의 송신안테나를 설치하게 된다는 문제가 발생한다.

즉, 다양한 주파수 대역을 출력할 수 있는 헤드를 다수개 구비하고, 이를 수신할 수 있는 송신안테나 또한 다수개로 구비함으로써 구조가 복잡해지고 제조 및 유지 비용이 상승한다는 단점이 존재한다.

또한, 동일 주파수를 출력하는 금속검출기가 한 장소에서 여러대 사용하는 경우 주파수간의 간섭이 발생되어 금속검출기가 계속 오작동되고, 빠르고 정확한 금속 검출이 어렵다는 불편함이 존재한다.

또한, 물성이 다양한 제품을 동시에 생산하는 식품업체에서는 전체적으로 고른 금속검출능력을 갖는데 한계가 존재한다. 예를 들어 낮은 주파수를 사용하는 경우 물성이 적은 식품인 마른식품(건어물, 고춧가루, 쌀 등)은 금속검출이 불리하며, 반면 높은 주파수를 사용하는 경우 물성이 큰 식품인 수분 및 염분을 많이 함유한 김장김치류, 소스류, 정육제품 등에서의 금속검출이 불리하다는 불편함이 존재한다.

대한민국 등록특허 제10-1792573호 "식품 내 금속 검출 방법 및 장치"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광범위한 주파수로 가변하여 다양한 물성의 제품에서 금속 검출이 가능하며, 한 장소에 다수개 설치하여도 주파수간에 간섭이 발생되지 않도록 미세하게 주파수 변형이 가능한 금속검출기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 종래의 컨베이어벨트가 아닌 모듈러 벨트를 이용하여 조립 및 분해가 간단하고, 쉽게 분해하여 세척이 가능하여 위생관리가 용이하고, 금속 검출에 불리한 이물질 등이 잔존하는 것을 방지할 수 있는 금속검출기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 온도 및 작동시간에 따라 변화하는 콘덴서의 값을 스캔하고, 이에 따라 최적의 공진전압으로 보정하여 최적의 금속 검출 상태를 유지할 수 있는 금속검출기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이동하는 식품 내 잔존하는 금속을 검출할 수 있는 금속검출기에 있어서,

식품이 일방향으로 이송하는 벨트부; 주파수를 출력 및 수신하는 검출부; 상기 검출부에서 출력되는 주파수를 제어하고, 상기 검출부에서 수신된 주파수를 통해 금속의 포함여부를 판단하는 제어부;로 구성되며, 상기 검출부는 상기 벨트부에 구비된 식품으로 주파수를 출력하는 출력모듈; 및 상기 식품에 반사된 주파수를 수신하는 수신모듈;로 구성되고, 상기 출력모듈은 직접 디지털 파형 합성기를 포함하여 상기 식품측으로 임의의 주파수를 가변하여 출력할 수 있다.

또한, 출력모듈은 주파수 출력을 위한 콘덴서 및 코일을 포함하며, 상기 콘덴서값이 변화하는 것을 감지하고, 상기 검출부가 상기 제어부에 의해 제어된 주파수로 출력될 수 있도록 공진전압을 제공하는 스캔부;를 추가로 포함할 수 있다.

이때, 스캔부는 전원 구동시 자동으로 상기 수신모듈로부터 수신된 주파수로 상기 콘덴서의 변화를 판단하고, 상기 콘덴서 변화시 상기 제어부를 통해 공진전압을 제공하여 상기 출력모듈이 공진주파수를 출력하도록 한다.

또한, 스캔부는 상기 콘덴서와 저항을 이용하여 상기 수신모듈로부터 수신된 주파수의 위상을 0°와 90°로 변화하여 분리하고, 직접 디지털 파형 합성기를 포함하고, 상기 출력모듈의 공진주파수와 동일한 주파수를 출력하는 레퍼런스 출력모듈; 상기 수신모듈로부터 수신된 주파수와 상기 레퍼런스 출력모듈에서 출력된 주파수를 혼합하는 믹서; 상기 믹서를 거쳐 혼합된 주파수의 고역을 감쇠시키는 로우패스필터; 및 상기 로우패스필터를 거친 주파수를 혼합하여 상기 공진주파수와의 오차를 출력하는 오차출력모듈; 및 상기 오차출력모듈을 통해 상기 콘덴서에서 제공되는 수신전압을 공진전압으로 제어하여 제공하는 수신전압변화모듈;로 구성된다.

또한, 스캔부는 상기 금속검출기의 전원이 제공되면 자동으로 구동되어 상기 콘덴서로 제공되는 수신전압을 공진전압으로 제어하여 제공할 수 있다.

또한, 제어부는 식품 종류별 물성에 따라 적합한 주파수 대역이 기저장된 메모리; 및 관리자가 상기 금속검출기 이용시 해당 식품의 종류를 선택할 수 있는 조작모듈;을 포함하며, 관리자가 상기 조작모듈을 통해 금속을 검출할 식품 종류를 선택하면 상기 메모리에 기저장된 식품별 출력 주파수 대역이 상기 출력모듈을 통해 출력된다.

또한, 벨트부는 일측에 걸이구가 돌출되고, 타측에는 관통구가 돌출형성된 한 쌍의 벨트모듈; 및 상기 한 쌍의 벨트모듈 중 하나의 상기 벨트모듈의 걸이구와 결합되며, 다른 하나의 상기 벨트모듈의 관통구를 관통결합되는 연결봉;으로 구성되고, 상기 걸이구는 상기 연결봉에 관통결합된 상기 관통구간의 이격된 공간에 구비되어 상기 연결봉에 결합된다.

또한, 제어부는 상기 출력모듈가 출력되는 주파수를 제어하는 출력제어모듈; 상기 수신모듈로부터 수신된 주파수의 변화를 감지하고, 식품의 물성 및 상기 식품 내 금속 포함여부를 판단하는 판단모듈; 관리자가 상기 금속검출기를 제어할 수 있도록 조작가능한 조작모듈; 및 메모리;로 구성된다.

이때, 검출부는 다수개로 구비되며, 상기 출력제어모듈은 식품의 물성을 확인할 수 있는 임의의 주파수를 출력하도록 제어하는 임의주파수 제어유닛; 상기 판단모듈을 통해 식품의 물성에 따라 금속 검출 여부를 판단할 수 있는 검출주파수를 출력하도록 제어하는 검출주파수 제어유닛; 및 상기 다수개의 검출부가 동일한 주파수를 출력하지 않도록 각 상기 검출부의 주파수 대역을 조절하여 제어하는 주파수 조절유닛;으로 구성된다.

또한, 제어부는 상기 벨트부의 길이 및 식품이송속도가 기저장되고, 관리자 단말기와 연동되는 통신모듈;을 더 포함하며, 상기 통신모듈은 금속 검출 판단시 금속이 검출된 식품이 상기 벨트부 내 위치를 판단하여 상기 관리자 단말기로 안내할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 광범위한 주파수로 가변하여 다양한 물성의 제품에서 금속 검출이 가능하며, 한 장소에 다수개 설치하여도 주파수간에 간섭이 발생되지 않도록 미세하게 주파수 변형이 가능하다는 효과를 보유한다.

또한, 종래의 컨베이어벨트가 아닌 모듈러 벨트를 이용하여 조립 및 분해가 간단하고, 쉽게 분해하여 세척이 가능하여 위생관리가 용이하고, 금속 검출에 불리한 이물질 등이 잔존하는 것을 방지할 수 있는 효과를 보유한다.

또한, 온도 및 작동시간에 따라 변화하는 콘덴서의 값을 스캔하고, 이에 따라 최적의 공진전압으로 보정하여 최적의 금속 검출 상태를 유지할 수 있는 효과를 보유한다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금속검출기의 외관을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 금속검출기의 구성을 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 출력제어모듈의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 벨트부의 결합예를 정면도로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 벨트부를 사시도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 직접 디지털 파형 합성기가 수행하는 기능을 블록 다이어그램으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 금속검출기의 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 스캔부의 기능을 수행하는 회로도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 금속검출기와 관리자 단말기를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 금속검출기를 상면도로 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속검출기의 외관을 개략적으로 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명에 따른 금속검출기의 구성을 나타낸 것이고, 도 2a는 본 발명에 따른 출력제어모듈의 구성을 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명에 따른 벨트부의 결합예를 정면도로 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 벨트부를 사시도로 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명에 따른 직접 디지털 파형 합성기가 수행하는 기능을 블록 다이어그램으로 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 금속검출기의 실시예를 개략적으로 나타낸 것이며, 도 7은 본 발명에 따른 스캔부의 기능을 수행하는 회로도를 나타낸 것이고, 도 8은 본 발명에 따른 금속검출기와 관리자 단말기를 나타낸 것이며, 도 9는 본 발명에 따른 금속검출기를 상면도로 나타낸 것이다.

이러한 금속검출기(1)는 식품(F)이 일방향으로 이송하는 벨트부(100), 주파수를 출력 및 수신하는 검출부(200) 및 상기 검출부(200)에서 출력되는 주파수를 제어하고, 검출부(200)에서 수신된 주파수를 통해 금속의 포함여부를 판단하는 제어부(300)로 구성된다.

벨트부(100)는 다수개의 벨트모듈(110)이 벨트 형상을 이루는 모듈 벨트로 이루어지며, 이러한 벨트모듈(110)은 일측으로 돌출하여 하단에 연결봉(120)이 내삽되어 내측에 형성된 공간으로 끼워질 수 있는 절개홈(111a)이 형성된 걸이구(111)와, 상기 걸이구(111)와 일체형으로 제작되며 걸이구(111)의 후면에 각각 구비되어 연결봉(120)이 관통되어지는 관통홀(112a)이 중앙에 수평방향으로 관통형성된 관통구(112)가 구비된다(도 3 참조).

이러한 벨트모듈(110)은 도 4의 (A)와 같이 걸이구(111)와 관통구(112)가 벨트모듈(110)의 연장방향을 따라 서로 교차되어 구비되고, 하나의 벨트모듈(110)의 관통구(112)의 관통홀(112a)로 연결봉(120)이 관통결합되면 다른 벨트모듈(110)의 걸이구(111)가 하나의 벨트모듈(110)의 관통구(112)간의 이격거리, 즉 걸이구(111)가 형성되는 위치로 함몰되어 형성된 공간으로 끼워져 연결봉(120)과 결합되어진다.

따라서 하나의 연결봉(120)에 한 쌍의 벨트모듈(110)이 결합될 수 있고, 도 4의 (B)와 같이 다수개의 벨트모듈(110)이 결합되어 벨트 형상을 이루게 되므로 상측에 식품(F)을 용이하게 구비 및 이송시킬 수 있는 역할을 수행한다.

또한, 다수개의 벨트모듈(110) 및 연결봉(120)이 결합되어 형성된 벨트부(100)를 청소 등의 문제로 해체하고자 할 때는 연결봉(120)만을 측면에서 밀어 벨트모듈(110)로부터 분리한 뒤 분리된 상기 연결봉(120)과 결합된 벨트모듈(110)을 다른 벨트모듈(110)로부터 분리할 수 있어 쉽게 해체가 가능하다는 이점을 가진다.

이러한 벨트부(100)는 상술된 바와 같이 다수개의 벨트모듈(110)을 조립될 수 있으며, 조립 및 분해방법이 간단하기 때문에 숙련자가 아닌 초보자도 쉽게 벨트모듈(110)간의 조립 및 분해할 수 있다.

또한, 주로 식품류인 식품(F)은 상기 식품(F)에서 흘러나오는 액체나 이물질 등이 벨트부(100)에 잔존하기 때문에 위생관리가 어렵다는 불편함이 존재하며, 기존의 컨베이어벨트의 경우에는 상기 컨베이어벨트의 벨트 부분을 롤러에서 풀어헤쳐 벨트 부분을 청소해야하기 때문에 위생관리에 소모되는 시간, 노력 등이 상당하다는 불편함이 존재한다.

따라서, 본 발명에서는 벨트부(100)를 이루는 벨트모듈(110)을 쉽게 해체할 수 있어 수시로 벨트부(100)의 청소를 수행할 수 있으며, 이를 통해 벨트부(100)의 위생관리는 물론 벨트부(100)에 잔존하는 이물질 또한 함께 제거함으로써 금속검출의 분별력을 유지할 수 있다는 이점을 가진다.

검출부(200)는 벨트부(100) 상측으로 돌출된 검출기 본체(1a)에 내장되어 하측에 위치한 벨트부(100)의 상면, 즉 벨트부(100)에 구비된 식품(F)측으로 주파수를 출력하고, 식품(F)에 반사된 주파수를 수신하여 제어부(300)로 전달하는 역할을 수행한다.

이러한 검출부(200)는 제어부(300)로부터 전달받은 제어값에 따라 주파수를 출력하는 출력모듈(210)과, 주파수를 수신하는 수신모듈(220)로 구성된다.

출력모듈(210)에는 직접 디지털 파형 합성기(AD9833, 이하 DDS)를 사용하여 임의의 주파수를 출력하고, 이에 따라 수신되는 주파수의 상태를 제어부(300)에서 판단하여 식품(F)의 물성과 상기 식품(F) 내 잔존할 수 있는 금속을 검출할 수 있도록 한다.

이러한 DDS는 도 5와 같은 구조로 구성되어 주파수를 출력할 수 있으며, 특히 DDS의 경우 1㎑ ~ 800㎑의 광범위한 주파수 대역을 1㎑ 단위로 변경이 가능한 효과를 가지기 때문에 기존의 일정 주파수만을 출력하는 출력 헤드와는 달리 다양한 주파수 대역을 출력할 수 있으며, 순간적으로 주파수를 가변시켜 가변된 주파수로 식품(F)의 금속 감지 공정을 수행할 수 있다.

또한, 출력모듈(210)에는 주파수 출력을 위한 코일 및 콘덴서가 구비된다.

제어부(300)는 검출부(200)의 출력모듈(210)이 출력되는 주파수 대역을 제어하고, 수신모듈(220)로부터 수신된 주파수에 따라 식품(F)의 물성 상태, 금속 포함 여부 등을 판단할 수 있다.

이러한 제어부(300)는 출력제어모듈(310), 판단모듈(320), 조작모듈(330) 및 메모리(340)로 구성된다.

출력제어모듈(310)은 검출부(200)의 출력모듈(210)이 출력하게되는 주파수를 제어하는 것으로, 출력모듈(210)의 구동여부, 출력되는 주파수 대역 등을 제어하게 된다.

이러한 출력제어모듈(310)은 식품(F)의 물성을 파악하기 위하여 임의의 주파수를 출력시키고, 임의의 주파수의 주파수 대역을 제어할 수 있는 임의주파수 제어유닛(311)과, 식품(F)의 물성에 해당되는 주파수 대역을 판단모듈(320)이 파악하고, 이에 해당되는 검출용 주파수를 출력할 수 있도록 제어하는 검출주파수 제어유닛(312)으로 구성된다.

특히, 검출부(200)가 벨트부(100)를 따라 다수개 구비되는 경우 식품(F)을 처음 접하게 되는 검출부(200)측에서는 식품(F)의 물성을 파악하기 위한 임의의 주파수를 지속적으로 가변하여 식품(F) 물성에 해당되는 검출용 주파수를 판단모듈(320)을 통해 파악할 수 있고, 이후 다른 검출부(200)에서는 검출용 주파수를 출력하여 식품(F) 내 금속을 검출할 수 있는 주파수 대역을 식품(F) 측으로 출력할 수 있도록 제어할 수 있다.

한편, 다수개의 검출부(200)가 동일한 대역의 주파수를 출력하는 경우 검출부(200)에서 출력되는 주파수간의 간섭이 일어나 금속검출기가 오작동될 우려가 존재한다.

따라서, 출력제어모듈(310)은 주파수 조절유닛(313)을 추가로 구성할 수 있다.

주파수 조절유닛(313)은 검출주파수 제어유닛(312)을 통해 출력모듈(210)이 주파수를 출력하게 될 때 다수개의 검출부(200)와 연동되는 경우 각 출력모듈(210)이 유사한 주파수 대역에서 출력되되, 동일한 주파수로 출력되지 않도록 주파수를 조절하는 것으로 5 ~10 ㎑의 차이를 서로 주며 유사 주파수 대역으로 출력될 수 있도록 조절함으로써 다수개의 검출부(200)간에서 출력되는 주파수들이 서로 간섭되지 않도록 한다.

예를 들어, 도 6과 같이 검출부(200)가 제1 내지 4 검출부(200)로 구성되고, 식품(F)과 제일 먼저 접해지는 제1 검출부(200)는 임의주파수 제어유닛(311)이 임의의 주파수를 출력하여 식품(F)의 물성을 판단모듈(320)이 파악하게 되고, 판단모듈(320)을 통해 50㎑의 검출주파수가 결정되어 상기 검출주파수 제어유닛(312)을 통해 각 검출부(200a, 200b, 200c, 200d)가 검출주파수를 출력하기 전에 주파수 조절유닛(313)이 검출주파수(50㎑)과 유사한 대역의 주파수들로 조절할 수 있도록 한다. 즉, 제1 검출부(200)는 45㎑. 제2 검출부(200)는 50㎑, 제3 검출부(200)는 55㎑, 제4 검출부(200)는 60㎑와 같이 유사한 대역의 주파수로 각각 출력모듈(210)이 출력할 수 있도록 제어함으로써 각 검출부(200)가 출력하는 주파수간에 간섭이 일어나는 것을 방지할 수 있도록 한다.

판단모듈(320)은 임의주파수 제어유닛(311)을 통해 임의의 주파수를 출력하여 식품(F)의 물성을 수신모듈(220)에서 수신된 주파수를 통해 파악하고, 이에 따라 검출주파수 제어유닛(312)을 제어하여 검출용 주파수를 검출부(200)에서 출력할 수 있도록 한다.

또한, 판단모듈(320)은 수신모듈(220)에서 수신된 주파수, 즉 식품(F)을 관통하여 변화된 주파수를 수신함으로써 식품(F) 내부에 금속 여부를 판단하고, 이를 검출기 본체(1a)에 구비된 신호모듈(1b)을 통해 외부로 안내할 수 있도록 한다. 이러한 판단모듈(320)이 식품(F) 내 금속여부를 판단할 수 있는 계산식은 메모리(340)에 기저장되어 이를 통해 판단모듈(320)이 수신된 주파수를 판단하여 식품(F) 내 금속여부를 판단할 수 있다.

조작모듈(330)은 검출기 본체(1a)의 외부에 구비되어 관리자가 금속검출기(1)의 전원 등을 직접 조작하여 제어할 수 있도록 하고, 후술된 메모리(340)에 저장된 식품(F)별 해당 주파수 대역을 출력모듈(210)이 출력할 수 있도록 관리자가 직접 식품(F) 종류를 설정할 수 있도록 조작할 수 있다.

이러한 조작모듈(330)은 검출기 본체(1a)에 터치 스크린 등으로 구비될 수 있으나 이에 한정된 것은 아니다.

메모리(340)는 출력제어모듈(310)을 통해 출력모듈(210)이 벨트부(100)의 식품 이송속도에 맞게 주파수 대역이 가변되는 속도 등이 기저장되고, 판단모듈(320)이 수신모듈(220)을 통해 수신된 주파수를 통해 식품(F)의 물성 및 금속 포함 여부 등을 판단할 수 있는 계산식 등이 기저장된다.

또한, 메모리(340)에는 금속검출기(1)를 통해 잔류 금속을 확인하는 식품(F)의 종류에 따라 최적의 주파수를 기저장하여 사용자가 조작모듈(330)을 통해 식품(F)의 종류를 이용하면 최초 임의의 주파수 출력시

예를 들어, 수분 및 염분을 많이 함유한 김치, 소스, 정육제품 등의 경우 50㎑의 주파수와 50㎑를 포함한 유사 대역의 주파수를 검출부(200)에서 식품(F)측으로 출력할 수 있도록 하고, 물성이 낮은 건어물, 고춧가루, 곡류 등은 400㎑ 및 400㎑를 포함한 유사 대역의 주파수를 검출부(200)에서 식품(F)측으로 출력하여 각 식품별로 해당되는 최적의 주파수를 임의로 출력함으로써 출력모듈(210)이 발진하는 각 식품(F)에 맞는 특정 주파수를 임의의 주파수로 출력할 수 있고, 특정 주파수가 포함되는 해당 주파수 대역에 맞춰 검출부(200)가 출력하는 주파수 가변속도를 빠르게 설정할 수 있어 이를 통해 금속 검출의 정확도를 높일 수 있다는 효과를 보유한다.

특히, 동일한 식품(F)이다 하더라도 물성의 차이가 존재하는 식품이 하나의 벨트부(100)를 동일하게 이동되는 경우 물성의 변화가 존재하기 때문에 일정한 임의의 주파수 하나만을 설정하는 경우 동일 식품(F)이다 하더라도 각 식품별 물성차이로 인해 금속 검출에 적합한 검출주파수를 출력하지 못할 우려가 존재한다.

따라서, 본 발명에서는 출력모듈(210)에 DDS를 포함하여 순간적으로 주파수 가변을 수행하고, 메모리(340)에 기저장된 식품(F) 종류별 주파수 대역으로 출력모듈(210)이 검출주파수를 출력함으로써 다양한 물성의 식품(F)을 식품군별로 검사할 수 있도록 한다.

상술된 예시에 해당되는 주파수 대역은 임의의 것이므로 이에 한정된 것은 아니다.

한편, 금속검출기(1)에 이용되는 콘덴서는 금속검출기(1) 주변의 온도와 사용기간 등으로 인해 콘덴서 값이 변화하면서 출력되는 주파수의 파형 크기가 변동된다는 문제가 존재한다.

이러한 경우 콘덴서가 공진전압을 유지할 수 있는 전압을 지속적으로 제공하여 변화된 콘덴서가 동일하게 최대 공진전압을 유지하며 주파수를 출력해야할 필요가 존재한다.

따라서, 본 발명에서는 콘덴서의 변화를 스캔할 수 있고, 검출된 주파수에 따라 보정된 공진전압을 콘덴서로 제공하여 최적의 주파수 출력을 수행할 수 있는 스캔부(400)를 추가로 포함할 수 있다.

스캔부(400)는 락인앰프로 이루어져 콘덴서로 인해 변화된 주파수(즉, 콘덴서의 변화로 검출주파수와 다른 주파수)와 본래 출력되야하는 출력주파수를 비교하여 오차를 출력하고, 이에 따라 수신전압을 변화시켜 출력모듈(210)이 검출주파수를 출력할 수 있도록 하는 것으로, 레퍼런스 출력모듈(410), 믹서(420), 로우패스필터(430), 오차출력모듈(440) 및 수신전압변화모듈(450)로 구성되며, 이를 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.

설명에 앞서, 온도 등의 변화로 인해 에러가 생긴 주파수를 '에러신호(Vs(t))'로 설명하며, 레퍼런스 출력모듈(410)을 통해 본래 출력되어야 하는 검출주파수와 동일한 주파수를 '참조신호(Vr(t))'로 명칭하여 설명함을 미리 밝힌다.

수신모듈(220)을 통해 수신된 에러신호를 위상을 0도(기존의 에러신호) 또는 90도(90도로 위상변화된 에러신호)로 분리하며, 90도 위상변화를 콘덴서 및 저항으로 변화시키게 된다. 이와 같이 위상이 나뉘어진 에러신호는 각각 레퍼런스 출력모듈(410)에서 출력된 참조신호가 믹서(420)에 의해 혼합되어지며, 각각 믹서로 인해 혼합되어진 신호(에러신호 및 참조신호)는 고역을 감쇠시킬 수 있는 로우패스필터(430)를 거친 뒤(각각 고역이 감쇠된 신호 X, Y) 오차출력모듈(440)에서 혼합되어 오차를 출력하고, 수신전압변화모듈(450)는 상기 오차출력모듈(440)에서 출력된 오차에 따라 콘덴서가 공진주파수를 출력할 수 있도록 수신전압을 변화시켜 공진전압으로 만든 뒤 이를 검출부(200)로 공급하여 검출주파수와 동일한 주파수를 출력할 수 있도록 검출부(200)를 제어할 수 있다.

이러한 스캔부(400)는 관리자에 의해 금속검출기(1)의 전원이 켜지면 자동으로 구동되고, 검출부(200)에서 수신되는 오작동된 주파수를 상술된 방법과 같이 보정하여 콘덴서의 변화에 따라 주파수가 변형되어 출력되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 식품(F)에 금속이 검출되면 검출기 본체(1a)에 구비된 신호모듈(1b)이 적색등을 점등하고, 벨트부(100)의 구동이 정지되는 등의 방법으로 외부 관리자가 확인할 수 있도록 안내하고 벨트부(100)는 구동이 정지되어 식품(F) 이송이 멈추게된다.

그러나 대량 생산을 수행하는 공장 등에서 벨트부(100)의 구동이 정지하는 경우 신속하게 다음 식품(F)의 금속 감지를 수행할 수 없게되고 이는 작업성 및 생산성이 저하된다는 불편함이 존재한다.

따라서, 본 발명에서는 통신모듈(350)을 제어부(300)에 추가로 포함하고, 상기 통신모듈(350)은 금속검출기(1)와 외부 관리자가 소지한 관리자 단말기와 연동되도록 하고, 메모리(340)에 기저장된 벨트부(100)의 연장길이 및 이송속도에 따라 판단모듈(320)이 금속이 검출된 식품(F)의 위치를 관리자 단말기로 안내하여 식품(F)에 금속이 검출되더라도 벨트부(100)의 구동이 정지되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

예를 들어, 도 9와 같이 제1 식품(F1)에서 금속이 검출되더라도 벨트부(100)는 지속적으로 제2, 3 및 4 식품(F2,F3,F4)을 이송시켜 검출부(200)를 통해 금속을 감지하도록 하고, 통신모듈(350)은 금속이 검출된 제1 식품(F1)이 벨트부(100) 내 구비된 현재 위치(P4)를 안내해줌으로써 관리자가 직접 금속이 검출된 제1 식품(F1)을 벨트부(100)로부터 집어올려 재검사를 수행하거나 제1 식품(F1)을 폐기할 수 있도록 할 수 있다.

이때, 관리자가 벨트부(100) 내 금속이 검출된 제1 식품(F)의 위치를 쉽게 파악할 수 있도록 벨트부(100)를 구역화(P1,P2,P3,P4)하여 제어부(300)는 통신모듈(350)을 통해 관리자 단말기로 금속이 검출된 식품(F)의 위치를 구역으로 안내하고, 관리자는 쉽게 금속 검출 식품(F)이 위치한 구역으로 이동하여 해당 식품(F)을 재검사 또는 폐기할 수 있도록 한다.

따라서, 벨트부(100)를 따라 이송되는 다량의 식품(F) 중 금속이 검출된 대상이 있더라도 금속 감지 공정을 멈추지 않고, 지속적으로 벨트부(100)를 구동시켜 금속 감지 공정을 수행함으로써 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

1: 금속검출기
100: 벨트부 200: 검출부
300: 제어부 400: 스캔부

Claims

이동하는 식품 내 잔존하는 금속을 검출할 수 있는 금속검출기에 있어서,
식품이 일방향으로 이송하는 벨트부;
주파수를 출력 및 수신하는 검출부;
상기 검출부에서 출력되는 주파수를 제어하고, 상기 검출부에서 수신된 주파수를 통해 금속의 포함여부를 판단하는 제어부;로 구성되며,
상기 검출부는 상기 벨트부에 구비된 식품으로 주파수를 출력하는 출력모듈; 및 상기 식품에 반사된 주파수를 수신하는 수신모듈;로 구성되고,
상기 출력모듈은 직접 디지털 파형 합성기를 포함하여 상기 식품측으로 임의의 주파수를 가변하여 출력하며,
상기 제어부는,
상기 출력모듈가 출력되는 주파수를 제어하는 출력제어모듈;
상기 수신모듈로부터 수신된 주파수의 변화를 감지하고, 식품의 물성 및 상기 식품 내 금속 포함여부를 판단하는 판단모듈;
관리자가 상기 금속검출기를 제어할 수 있도록 조작가능한 조작모듈; 및 메모리;로 구성되고,
상기 검출부는 다수개로 구비되며,
상기 출력제어모듈은,
식품의 물성을 확인할 수 있는 임의의 주파수를 출력하도록 제어하는 임의주파수 제어유닛;
상기 판단모듈을 통해 식품의 물성에 따라 금속 검출 여부를 판단할 수 있는 검출주파수를 출력하도록 제어하는 검출주파수 제어유닛; 및
상기 다수개의 검출부가 동일한 주파수를 출력하지 않도록 각 상기 검출부의 주파수 대역을 조절하여 제어하는 주파수 조절유닛;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속검출기.
제1항에 있어서,
상기 출력모듈은 주파수 출력을 위한 콘덴서 및 코일을 포함하며,
상기 콘덴서값이 변화하는 것을 감지하고, 상기 검출부가 상기 제어부에 의해 제어된 주파수로 출력될 수 있도록 공진전압을 제공하는 스캔부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속검출기.
제2항에 있어서,
상기 스캔부는 전원 구동시 자동으로 상기 수신모듈로부터 수신된 주파수로 상기 콘덴서의 변화를 판단하고, 상기 콘덴서 변화시 상기 제어부를 통해 공진전압을 제공하여 상기 출력모듈이 공진주파수를 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 금속검출기.
제3항에 있어서,
상기 스캔부는 상기 콘덴서와 저항을 이용하여 상기 수신모듈로부터 수신된 주파수의 위상을 0°와 90°로 변화하여 분리하고,
직접 디지털 파형 합성기를 포함하고, 상기 출력모듈의 공진주파수와 동일한 주파수를 출력하는 레퍼런스 출력모듈;
상기 수신모듈로부터 수신된 주파수와 상기 레퍼런스 출력모듈에서 출력된 주파수를 혼합하는 믹서;
상기 믹서를 거쳐 혼합된 주파수의 고역을 감쇠시키는 로우패스필터; 및
상기 로우패스필터를 거친 주파수를 혼합하여 상기 공진주파수와의 오차를 출력하는 오차출력모듈; 및
상기 오차출력모듈을 통해 상기 콘덴서에서 제공되는 수신전압을 공진전압으로 제어하여 제공하는 수신전압변화모듈;로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속검출기.
제2항에 있어서,
상기 스캔부는 상기 금속검출기의 전원이 제공되면 자동으로 구동되어 상기 콘덴서로 제공되는 수신전압을 공진전압으로 제어하여 제공하는 것을 특징으로 하는 금속검출기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 식품 종류별 물성에 따라 적합한 주파수 대역이 기저장된 메모리; 및 관리자가 상기 금속검출기 이용시 해당 식품의 종류를 선택할 수 있는 조작모듈;을 포함하며,
관리자가 상기 조작모듈을 통해 금속을 검출할 식품 종류를 선택하면 상기 메모리에 기저장된 식품별 출력 주파수 대역이 상기 출력모듈을 통해 출력되는 것을 특징으로 하는 금속검출기.
제1항에 있어서,
상기 벨트부는 일측에 걸이구가 돌출되고, 타측에는 관통구가 돌출형성된 한 쌍의 벨트모듈; 및 상기 한 쌍의 벨트모듈 중 하나의 상기 벨트모듈의 걸이구와 결합되며, 다른 하나의 상기 벨트모듈의 관통구를 관통결합되는 연결봉;으로 구성되고,
상기 걸이구는 상기 연결봉에 관통결합된 상기 관통구간의 이격된 공간에 구비되어 상기 연결봉에 결합되는 것을 특징으로 하는 금속검출기.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 벨트부의 길이 및 식품이송속도가 기저장되고,
관리자 단말기와 연동되는 통신모듈;을 더 포함하며,
상기 통신모듈은 금속 검출 판단시 금속이 검출된 식품이 상기 벨트부 내 위치를 판단하여 상기 관리자 단말기로 안내하는 것을 특징으로 하는 금속검출기.