KR20100121190A - Residual metal detecting apparatus in food using xyz axis orientation detection scheme and a dectecing method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: In food residual metal apparatus for detecting an extraneous matter and the detecting method using the XYZ shaft direction sensing mode. The error generation is low made. Metal can be detected authentically. CONSTITUTION: An XYZ shaft transmission coil suspicion frequency oscillator(17-19) launches the frequency corresponding to the food of the checking object the oscillation controller. The power amplifier(20-22) offers oscillated frequency signals to XYZ shaft transmission antenna coils. The XYZ 3 shaft receive coil(28-30) receives a message the signal researched in the food of the checking object from the transmission coils of the XYZ 3 shaft.

Description

ＸＹＺ 축 방향 감지방식을 사용한 식품내 잔존 금속이물질 검출장치 및 검출방법{Residual metal detecting apparatus in food using XYZ axis orientation detection scheme and a dectecing method}MetalResidual metal detecting apparatus in food using XYZ axis orientation detection scheme and a dectecing method}

본 발명은 식품 내부에 금속 이물질의 존재 여부를 검출하는 식품내부 금속검출장치에 관한 것으로, 식품 검사물의 내부에 잔존하는 금속의 방향성과 위치에 관계없이 신속하고 정확하게 검사 대상 식품 내부에 존재하는 금속의 잔존 여부를 검출할 수 있는 식품내 잔존 금속 이물질 검출장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal inside the food detection device for detecting the presence of metal foreign matter in the food, the metal present in the food to be inspected quickly and accurately regardless of the orientation and position of the metal remaining inside the food inspection object The present invention relates to an apparatus and method for detecting residual metal foreign matter in food, which can detect whether the residue remains.

종래의 식품검사에 사용되는 금속검출장치는 일반적으로 X축 또는 Z축 방향 중 어느 1축 방향에만 금속 감지기를 설치하여 식품내부의 금속물체 존재 위치와 긴 금속물체인 경우 놓인 방향에 따라 검출 감도가 달라, 예를들어 바늘과 같은 가늘고 길다란 금속의 경우 금속감지기의 코일과 같은 방향으로 배치된 경우에서 수신감도가 낮아 식품 내부에 잔류하는 금속 물체가 검출되지 않는 경우가 있었다.Metal detection devices used in conventional food inspection generally have a metal detector installed only in one of the X-axis or Z-axis direction, and thus the detection sensitivity is increased depending on the position of the metal object in the food and the direction of the metal object. For example, in the case of a thin and long metal such as a needle, when the metal is disposed in the same direction as the coil of the metal detector, there is a case where a metal object remaining inside the food is not detected because of low sensitivity.

이와 같은 종래 금속검출장치에서의 금속검출 방식은 크게 두 가지 방식으로 분류할 수 있는데, 첫 번째 방식으로는 금속검출 송수신 코일을 X축 방향으로 설치하는 분리형 금속감지코일 설치 방식으로, 이 방식은 루프형 송신기 코일을 상부 또는 하부에 설치하고 루프형 수신기 코일을 그 반대편에 설치하는 구조이다. 이러한 방식은 루프코일의 중심 부분에 해당하는 지점에서는 감도가 좋지만 루프코일의 끝 부분에 해당하는 지점에서는 자력선의 밀도가 감소하여 감도가 저하되는 단점이 있었다. The metal detection method in the conventional metal detection apparatus can be classified into two methods. The first method is a separate metal detection coil installation method in which the metal detection transmission / reception coil is installed in the X-axis direction. The type transmitter coil is installed on the top or the bottom and the loop type receiver coil is installed on the other side. This method has good sensitivity at the point corresponding to the center of the loop coil, but at the point corresponding to the end of the loop coil, the sensitivity of the magnetic lines decreases due to the decrease in the density of the magnetic lines.

두 번째 방식으로는 금속검출 송수신 루프코일을 Z축 방향으로 설치하는 폐쇄형 금속감지코일 설치 방식이다. 이 방식은 폐쇄형 송신기 루프코일을 Z축 방향에 설치하고 2개의 폐쇄형 수신기 루프코일을 같은 Z축 방향으로 송신기 코일 양쪽에 설치하는 구조이다. 이러한 방식은 루프코일에 가까운 주변에 해당하는 지점에서는 감도가 좋지만 폐쇄형 루프코일의 중심 부분으로 갈수록 감도가 약해지는 단점이 있었다. The second method is a closed metal detecting coil installation method in which the metal detection transmission / reception loop coil is installed in the Z-axis direction. In this method, a closed transmitter loop coil is installed in the Z-axis direction and two closed receiver loop coils are installed in both transmitter coils in the same Z-axis direction. Such a method has a good sensitivity at a point close to the loop coil, but has a weakness toward the center of the closed loop coil.

상기 두 번째 방식의 단점을 개선하기 위하여 본원 발명의 발명자가 등록받은 등록실용신안 제0269923호에는 제 1 및 제 2 금속 검출수단들 사이에서 컨베이어에 의해 이송되는 검사물의 방향으로 직각으로 회전하는 회전수단을 포함하는 금소검출기에 의해 X축과 Z축 방향에서 식품 내 금속을 감지하려는 방식이 있으나, 분체식품과 같이 개별적으로 90도 회전시킬 수 없는 경우에는 적용할 수 없고 90도 회전시키는 기계적 요소 때문에 식품 이송 컨베이어의 이송속도를 높일 수 없는 단점이 있었다. In order to remedy the disadvantages of the second method, registered utility model No. 0269923, registered by the inventor of the present invention, rotates at right angles in the direction of an inspection object conveyed by a conveyor between the first and second metal detection means. There is a way to detect the metal in the food in the X-axis and Z-axis direction by a gold detector containing a, but can not be applied if the individual can not rotate 90 degrees, such as powdered food and because of the mechanical element to rotate 90 degrees There was a disadvantage in that the conveying speed of the conveying conveyor cannot be increased.

결국, 종래 기술에 의한 식품내 잔존 금속 이물질의 검출 방식은 XYZ 3축 방향에서 모두 식품 내에 포함된 금속을 검출하기 어려워 검출결과에서 불확실성이 높은 단점이 있었다.As a result, the detection method of the foreign metal residue in the food according to the prior art has a disadvantage in that it is difficult to detect the metal contained in the food in the XYZ three-axis direction all high uncertainty in the detection result.

따라서 보다 효율적인 방법으로 식품 내에 포함된 금속 물체를 검출하는 방법이 절실히 필요하게 되었다. Therefore, there is an urgent need for a method of detecting metal objects contained in food in a more efficient manner.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 식품내 잔존 금속 이물질 검출장치에서의 오류 발생의 문제점을 해결하여 금속검출용 센서 송수신코일을 XYZ 3축방향으로 설치하여 식품내 금속 이물질의 위치나 방향에 관계없이 보다 정확하게 금속 이물질을 검출하는 식품내 금속이물질 검출장치를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to solve the problem of the occurrence of errors in the conventional metal foreign matter detection device in the above-described food, and to install the sensor detection coil for metal detection in the XYZ 3-axis direction to the position or direction of the metal foreign matter in the food. It is to provide a metal foreign matter detection device for detecting a metal foreign matter more accurately.

또한, 본 발명의 목적은 XYZ 3축 방향으로 설치된 3쌍의 센서 코일 간에 혼신을 최소화하면서 식품내 자기장 침투 심도를 균일화 하는 신호처리 방법을 제공함에 있다.It is also an object of the present invention to provide a signal processing method for equalizing the depth of magnetic field penetration in food while minimizing interference between three pairs of sensor coils installed in the XYZ triaxial direction.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 식품내 금속이물질 검출장치는 검사대상 식품에 전자기장 신호를 송신하는 송신안테나코일과 상기 송신안테나코일에서 발생되어 검사할 식품을 투과하는 신호를 수신하는 수신안테나코일, 상기 송신안테나코일에서 송신된 신호가 검사할 식품을 투과하여 수신된 신호의 변화로부터 식품내 금속물체의 잔존 여부를 판단하는 컴퓨터를 구비하는 식품내 금속 이물질 검출장치에 있어서,The metal foreign matter detection device of the present invention for achieving the above object of the present invention is to receive a signal transmitted through the food to be tested and the transmission antenna coil transmitting an electromagnetic field signal to the food to be tested and the transmission antenna coil An apparatus for detecting metal foreign matter in a food comprising a receiving antenna coil and a computer for determining whether a metal object remains in the food product from a change in a signal received by the signal transmitted from the transmitting antenna coil through the food to be inspected,

상기 송수신코일들은 XYZ 3축의 3개의 송수신코일쌍들로 이루어지며,The transmit / receive coils consist of three transmit / receive coil pairs of XYZ 3-axis,

발진제어기의 제어하에 검사대상 식품에 대응된 주파수를 발진시키는 XYZ 축방향 송신코일들용의 주파수 발진기들과, 발진된 주파수 신호들을 안테나에 충분한 전력으로 공급될 수 있도록 XYZ축 송신안테나 코일들 각각에 제공되는 전력증폭기 들, 상기 XYZ 3축의 송신코일들로부터 검사대상 식품에 조사된 신호를 각각 수신하는 XYZ 3축 수신코일들, 상기 수신코일들에 수신된 신호들을 증폭시키는 신호증폭기, 상기 수신코일들에 수신된 신호로부터 XYZ 3축 방향의 신호들을 각각 추출하기 위한 X, Y, Z 축 주파수 대역통과 필터들, 상기 주파수 대역통과 필터들에서 추출된 신호들로부터 XYZ축 각각의 신호들로 복원하는 동기검파기들, 상기 동기검파기들에서 복원된 XYZ축 각각의 신호들을 디지탈신호로 변환하는 아날로그 디지탈 신호변환기들을 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.Under the control of the oscillation controller, frequency oscillators for XYZ axial transmission coils that oscillate a frequency corresponding to the food to be inspected, and each of the XYZ axis transmission antenna coils so that the oscillated frequency signals can be supplied with sufficient power to the antenna. Provided power amplifiers, XYZ triaxial receiving coils for receiving a signal irradiated to the food to be inspected from the transmission coils of the XYZ triaxial, respectively, a signal amplifier for amplifying the signals received in the receiving coils, the receiving coils X, Y, Z axis frequency bandpass filters for respectively extracting signals in the XYZ three-axis directions from the received signal, and synchronization for restoring the signals of the XYZ axis from the signals extracted by the frequency bandpass filters. Detectors, and analog digital signal converters for converting signals of each of the XYZ axes recovered from the synchronous detectors into digital signals. It is configured to feature a.

상기 발진제어기는 컴퓨터의 제어하에 Y축 정현파 발진기가 중심주파수 fc 에 해당하는 주파수를 발진하도록 하고, X축 정현파 발진기가 Δf 만큼 ‘-’ 방향으로 이격된 주파수를 발진하도록 하며, 또한 Z축 정현파 발진기(19)는 Δf 만큼 ‘+’ 방향으로 이격된 주파수를 발진하도록 구성되는 것이 바람직하다.The oscillation controller causes the Y-axis sinusoidal oscillator to oscillate at a frequency corresponding to the center frequency fc under the control of a computer, and the X-axis sinusoidal oscillator to oscillate frequencies spaced in the '-' direction by Δf, and also the Z-axis sinusoidal oscillator (19) is preferably configured to oscillate frequencies spaced in the '+' direction by Δf.

또한, 상기 XYZ 3축 송수신 코일쌍들은 X축 방향으로 상하측에 송신코일과 수신코일이 대향되게 설치된 X축 방향 송수신코일쌍과, Y축 방향으로 좌우측에 송신코일과 수신코일이 대향되게 설치된 Y축방향 송수신코일쌍과, Z축 방향으로 송신코일이 수신코일들 사이에 위치하여 폐쇄형태로 배치된 Z축 방향 코일쌍들로 구성된다.In addition, the XYZ three-axis transmission and reception coil pair is a pair of X-axis transmission and reception coils installed so that the transmission coil and the receiving coil is opposed to the upper and lower sides in the X-axis direction, Y is installed so that the transmission coil and the receiving coil opposite to the left and right in the Y-axis direction A pair of axial transmission / reception coils and a transmission coil in a Z-axis direction are disposed between the reception coils and are arranged in a closed Z-axis coil pair.

또한, 본 발명에 따른 식품내 금속 이물질 검출방법은 검사대상 식품이 진행하는 동안 송신부의 송신코일에서 송출된 주파수 신호를 수신부의 수신코일에서 수신하여 증폭기에서 신호를 증폭하여 아날로그신호를 디지탈신호로 변환한 다음, 수신된 신호의 변화로부터 식품내 금속 물체의 잔존 여부를 컴퓨터에서 판단하는 식 품내 금속 이물질 검출방법에 있어서, X축 방향으로 상하측에 대향되게 설치된 X축방향 송수신코일과, Y축 방향으로 좌우측에 대향되게 설치된 송수신코일 및 Z축 방향으로 폐쇄형으로 설치된 송수신코일들에서 XYZ 3축 방향으로 각각 미리 설정된 상이한 주파수의 정현파 주파수 신호들을 발진시켜 검사대상 식품에 송출하고, 식품을 투과한 신호를 수신하며, 상기 XYZ 3축방향의 수신코일들에서 수신된 각각의 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 신호들을 주파수대역통과 필터들을 통해 상기 XYZ 3축의 발진된 주파수에 동조하는 주파수를 추출하고, 동기검파기를 통해 XYZ 3축 방향의 신호들로 복원하여 아날로그 디지탈 변환기로 변환하고, 컴퓨터에서 송신코일에서 송신된 신호와 수신된 신호의 위상차변화를 식품에 따라 미리 입력된 판정 임계값들과 비교하여 식품내 금속물체의 잔존 여부를 판독하는 것을 특징으로 하여 구성된다.In addition, the method for detecting metal foreign substances in food according to the present invention converts an analog signal into a digital signal by amplifying a signal in an amplifier by receiving a frequency signal transmitted from a transmitting coil of a transmitting unit at a receiving coil of a receiving unit while the food to be inspected is in progress. Then, in the computer metal foreign matter detection method that determines whether the metal object in the food remains from the change in the received signal, the X-axis transmission and reception coils installed in the X-axis direction facing up and down and the Y-axis direction From the transmission and reception coils installed opposite to the left and right sides and the transmission and reception coils installed in the Z-axis direction, the sinusoidal frequency signals of different frequencies preset in the XYZ 3-axis directions are respectively oscillated and transmitted to the food to be inspected, and the signal transmitted through the food. Receives, amplifies each signal received in the receiving coils in the XYZ 3-axis direction, Extract the frequency tuned to the oscillated frequency of the XYZ 3-axis through the frequency bandpass filters, convert the signals to the XYZ 3-axis direction through a synchronous detector, convert them into analog digital converters, and transmit them from a computer. The phase difference between the signal transmitted from the coil and the received signal is compared with previously determined determination threshold values according to the food, and the metal object in the food is read.

상기 컴퓨터는 XYZ 3축 금속검출기 송신부에서 검사대상 식품의 특성에 맞는 중심 발진주파수를 먼저 선택하고 혼신을 야기시키지 않는 범위 내에서 증가 및 감소하는 방향으로 인접하는 인접주파수 2개를 다음으로 연동하여 선택하여 XYZ 3축 방향으로 설치된 송신코일에 신호를 송출하도록 발진제어기를 제어한다.The computer first selects the center oscillation frequency in accordance with the characteristics of the food to be inspected in the XYZ 3-axis metal detector transmitter and then selects two adjacent frequencies in the direction of increasing and decreasing within the range that does not cause interference. Control the oscillation controller to send a signal to a transmission coil installed in the XYZ three-axis direction.

상기 발진제어기는 중심주파수 fc 에 해당하는 주파수를 Y축 정현파 발진기가 발진하도록 하고, Δf 만큼 ‘-’ 방향으로 이격된 주파수를 X축 정현파 발진기가 발진하도록 하며, 또한 Z축 정현파 발진기는 Δf 만큼 ‘+’ 방향으로 이격된 주파수를 발진하도록 제어한다.The oscillation controller causes the Y-axis sinusoidal oscillator to oscillate the frequency corresponding to the center frequency fc, and the X-axis sinusoidal oscillator oscillates the frequency spaced in the '-' direction by Δf. Control to oscillate the frequencies spaced in the + 'direction.

상기 수신부에서는 수신된 신호를 주파수 대역통과 필터를 통해 검사대상 식 품의 특성에 맞는 중심 발진주파수와 증가 및 감소하는 방향으로 인접하는 인접주파수 2개에 연동하여 수신된 신호성분을 선택 추출한다.The receiver selects and extracts the received signal component by interlocking the received signal with two adjacent frequencies in the direction of increasing and decreasing with the central oscillation frequency suitable for the characteristic of the target product through a frequency bandpass filter.

본 발명에 따라 식품내 금속 이물질 검출장치는 검사대상 식품을 기준으로 한 공간에서 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로 각각 금속검출기를 설치하여 종래의 XYZ 축 중 어느 1축 방향에만 금속검출기를 사용하는 경우 검사대상 식품 내에 존재하는 이물질인 금속물체의 놓인 위치나 방향에 따라 검출되지 않고 통과될 오류발생을 낮추고, XYZ 3축 중 어느 방향으로 금속 이물질이 위치하더라도 검출 사각지대가 없이 금속 이물질을 보다 확실하게 검출할 수 있다.According to the present invention, the metal foreign matter detection device in the food is provided with a metal detector in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction in a space based on the food to be inspected, so that only one of the conventional XYZ axes can detect the metal detector. In the case of using, it is possible to reduce the occurrence of errors that are not detected depending on the position or direction of the metallic object, which is the foreign substance present in the food to be inspected, and the metallic foreign substance without detection blind spots even if the metallic foreign substance is located in any of the three axes of XYZ. Can be detected more reliably.

이하에서는 본 발명의 일실시예를 도시한 참부 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention will be described in detail the present invention.

도 1에는 본 발명의 XYZ 3축 방향 식품내 금속 이물질 검출장치에 사용되는 금속 감지기의 개략적인 구성을 보여주고 있으며, 검사할 식품이 화살표(1)로 표시된 방향으로 진행하면서 XYZ 3축방향 금속검출을 위한 전자기장 신호를 발생하고 식품을 투과한 신호를 수신하기 위한 송수신코일 모듈(3,4),(5,6)(7)들을 통과시킨다.Figure 1 shows a schematic configuration of a metal detector used in the XYZ three-axis direction food foreign matter detection device of the present invention, the food to be inspected while the XYZ three-axis direction metal detection proceeds in the direction indicated by the arrow (1) Transmitting and receiving coil modules (3,4), (5,6) (7) for generating an electromagnetic field signal for receiving the signal transmitted through the food.

상기 XYZ 3축방향 금속검출장치의 송수신코일 모듈의 코일배치가 도 2와 도 3에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 Z축 송수신코일 모듈(7)에서 송신코일(9) 양측에 수신코일(10, 11)이 배치되어 구성되어, 금속 이물질이 Z축방향에 직각으로 위 치한 경우에 Z축 수신코일들에서 가장 잘 감지된다. Coil arrangement of the transmission / reception coil module of the XYZ triaxial metal detector is shown in FIGS. 2 and 3. In the Z-axis transmission / reception coil module 7 shown in FIG. 2, receiving coils 10 and 11 are disposed on both sides of the transmission coil 9 so that the Z-axis reception is performed when a metal foreign material is positioned perpendicular to the Z-axis direction. It is best detected in the coils.

또한, 도 3에 도시된 X축 송신코일모듈(3)의 송신코일(13)이 상측에 배치되고 수신코일(14)이 하측에 배치되거나 또는 그 반대로 상하로 이격되어 배치되어 상기 송수신코일들에 대하여 직각 방향으로 위치한 금속 이물질이 가장 잘 감지되며, Y축 송수신 코일들은 도시되지 않았으나 X축 송수신 코일들이 수직으로 배치된 구조로 되어 있으며 금속 이물질이 직립 배치된 송수신 코일들에 대해 직각으로 위치한 경우 가장 잘 감지된다.In addition, the transmission coil 13 of the X-axis transmission coil module 3 shown in FIG. 3 is disposed on the upper side and the receiving coil 14 is disposed on the lower side or vice versa, and is spaced up and down on the transmission coils. Metal foreign matter located in the direction perpendicular to each other is best detected, and Y-axis transmit / receive coils are not shown, but the X-axis transmit / receive coils are arranged vertically, and when the metal foreign substance is positioned perpendicular to the transmit / receive coils placed upright. Well sensed

이와같이, X, Y, Z축방향으로 각각 송수신 코일들이 배치되어 있으므로 금속 이물질이 식품내 어떠한 위치에 놓여 있더라도 식품을 회전시키지 않고도 XYZ축 3방향의 송수신 코일들중 적어도 한 방향의 송수신 코일들에 의해 감지되므로 식품내 금속 이물질의 위치나 방향에 관계없이 잔존 여부를 정확하게 검출할 수 있게 된다.As described above, since the transmission and reception coils are disposed in the X, Y, and Z axes, the transmission and reception coils of at least one of the transmission and reception coils in the XYZ axis three directions may be rotated without rotating the food, even if a metal foreign matter is placed in the food. Since it is sensed, it is possible to accurately detect whether or not it remains, regardless of the position or orientation of metal foreign matter in the food.

도 4에는 본 발명의 식품내 XYZ 3축 방향 금속 이물질 검출장치에서 상기한 XYZ 3축방향으로 배치된 송수신 코일들의 신호처리 블록도를 나타내는 것으로 구체적으로 설명하고자 한다. 4 illustrates a signal processing block diagram of the transmission and reception coils arranged in the XYZ triaxial direction in the XYZ triaxial metal foreign substance detection device in the food of the present invention.

도면에서 부호(15)는 본 발명의 금속 이물질 검출장치의 전체적인 송신부(15)를 표시하며, 컴퓨터(27)에는 식품별로 검사에 최적의 주파수가 미리 저장되어 있으며, 미리 저장된 식품별 주파수들중에서 해당 검사대상 식품에 대해 최적의 주파수를 선택하고 XYZ 축방향 송신코일들용의 주파수 발진기(17-19)에 해당 최적의 주파수가 발진되도록 컴퓨터에 의해 제어된다. In the figure, reference numeral 15 denotes the overall transmission unit 15 of the metal foreign material detection device of the present invention, and the computer 27 stores an optimal frequency for inspection for each food in advance, and corresponds to among the pre-stored food-specific frequencies. The computer selects an optimal frequency for the food to be inspected and is controlled by the computer so that the optimum frequency is oscillated in the frequency oscillator 17-19 for the XYZ axial transmission coils.

상기 컴퓨터는 XYZ 3축 금속검출기 송신부에서 검사대상 식품의 특성에 맞는 중심 발진주파수를 먼저 선택하고 혼신을 일으키지 않는 범위 내에서 증가 및 감소하는 방향으로 인접하는 인접주파수 2개를 다음으로 연동하여 선택하여 XYZ 3축 방향으로 설치된 송신코일에 신호를 송출하도록 발진제어기(16)를 제어한다.The computer first selects the center oscillation frequency in accordance with the characteristics of the food to be inspected in the XYZ 3-axis metal detector transmission unit, and then selects two adjacent frequencies in the direction of increasing and decreasing within the range of no interference with The oscillation controller 16 is controlled to send a signal to a transmission coil provided in the XYZ three-axis directions.

즉, 중심주파수 fc 에 해당하는 주파수를 Y축 정현파 발진기(18)가 발진하도록 하고, Δf 만큼 ‘-’ 방향으로 이격된 주파수를 X축 정현파 발진기(17)가 발진하도록 하며, 또한 Z축 정현파 발진기(19)는 Δf 만큼 ‘+’ 방향으로 이격된 주파수를 발진하도록 한다.That is, the Y-axis sinusoidal oscillator 18 oscillates the frequency corresponding to the center frequency fc, and the X-axis sinusoidal oscillator 17 oscillates the frequency spaced in the '-' direction by Δf, and also the Z-axis sinusoidal oscillator (19) oscillates the frequency spaced in the '+' direction by Δf.

이렇게 발진된 주파수 신호들을 안테나에 충분한 전력으로 공급될 수 있도록 X축 송신안테나 코일(23)에는 X축 전력증폭기(20)가, Y축 송신안테나 코일(24)에는 Y축 전력증폭기(21)가, Z축 송신안테나 코일(25)에는 Z축 전력증폭기(22)가 각각 제공된다. The X-axis transmission amplifier coil 23 has an X-axis power amplifier 20 and the Y-axis transmission antenna coil 24 has a Y-axis power amplifier 21 so that the oscillated frequency signals can be supplied to the antenna with sufficient power. The Z-axis transmit antenna coil 25 is provided with a Z-axis power amplifier 22, respectively.

XYZ 3축 금속검출장치에서 상기한 송신부(15)에서 발진된 주파수의 신호에 대한 응답신호를 수신하는 수신부(26)에서는 X축 송신 안테나 코일(23)에서 송출된 정현파 신호를 X축 수신 안테나 코일(28)에서 수신하고, Y축 송신 안테나 코일(24)에서 송출된 정현파 신호를 Y축 수신 안테나 코일(29)에서 수신하고, Z축 송신 안테나 코일(25)에서 송출된 정현파 신호를 Z축 수신 안테나 코일(30)에서 수신하게 된다. In the receiving unit 26 that receives a response signal to the signal of the frequency oscillated by the transmitting unit 15 in the XYZ three-axis metal detector, the sine wave signal transmitted from the X-axis transmitting antenna coil 23 receives the X-axis receiving antenna coil. A sinusoidal signal received at 28 and received at the Y axis transmit antenna coil 24 at the Y axis receive antenna coil 29, and a sinusoidal signal transmitted at the Z axis transmit antenna coil 25 at the Z axis receive. The antenna coil 30 receives the signal.

상기 수신안테나 코일들(28-30)에서 수신된 신호들은 검사대상 식품의 특성에 맞는 중심 발진주파수와 증가 및 감소하는 방향으로 인접하는 인접주파수 2개에 연동하여 수신된 신호성분을 선택 추출하는 주파수 대역통과필터 방식을 사용한다. The signals received by the receiving antenna coils 28-30 are selected to extract the received signal components in association with the central oscillation frequency corresponding to the characteristics of the food to be inspected and two adjacent frequencies in a direction of increasing and decreasing. Use bandpass filter method.

즉, 신호증폭기(31-33)에서 각각 증폭된 후, X축 신호는 fc-Δf 주파수에 동조하는 X축 주파수 대역통과 필터(34)에서 추출되고, Y축 신호는 fc 주파수에 동조하는 Y축 주파수 대역통과 필터(35)에서 추출되고, Z축 신호는 fc+Δf 주파수에 동조하는 Z축 주파수 대역통과 필터(36)에서 추출된다. 이와같이 잡음 및 간섭 주파수 성분이 제거된 신호들은 X축 신호는 X축 동기검파기(37)에서, Y축 신호는 Y축 동기검파기(38)에서, Z축 신호는 Z축 동기검파기(39)에서 각각 복원된다. That is, after each amplification in the signal amplifiers 31-33, the X-axis signal is extracted from the X-axis frequency bandpass filter 34 that tunes to the fc-Δf frequency, and the Y-axis signal is tuned to the fc frequency. The Z-axis signal is extracted from the frequency bandpass filter 35, and the Z-axis signal is extracted from the Z-axis frequency bandpass filter 36 that tunes to the fc + Δf frequency. As such, the signals from which the noise and interference frequency components have been removed are respectively the X-axis signal in the X-axis synchronous detector 37, the Y-axis signal in the Y-axis synchronous detector 38, and the Z-axis signal in the Z-axis synchronous detector 39, respectively. Is restored.

이렇게 복원된 XYZ 3축 신호들은 아나로그 디지털 신호변환기(40)에서 디지털 신호로 변환된 후 컴퓨터(27)로 입력되어 미리 프로그램된 바에 따라 각 XYZ 축 수신기들에 감지된 금속 이물질에 의한 신호변화량, 금속의 이물질이 존재하는 경우 송신된 신호와 동일 위상을 갖는 수신된 신호의 강도가 감쇠되므로 그 감쇠되는 정도를 분석하여 금속물체 존재 여부를 판정하게 된다. The XYZ triaxial signals thus restored are converted into digital signals by the analog digital signal converter 40 and then input to the computer 27 and the amount of signal change due to metal foreign matter detected by each XYZ axis receiver as previously programmed. If there is a foreign substance in the metal, the strength of the received signal having the same phase as the transmitted signal is attenuated, and thus the degree of attenuation is analyzed to determine whether the metal object exists.

상기의 구성에서 컴퓨터(27)는 검사 대상 식품 종류에 따라 감지능력이 최대가 되도록 발진시 중심주파수 fc 를 선정하여 발진제어기(16)에 통보하고 발진제어기(16)는 혼신을 야기시키지 않으면서 근소한 주파수차 Δf 만큼 인접한 주파수인 fc-Δf, fc, fc+Δf 를 발진하도록 XYZ 3축 발진기들(17-19)에 명령을 내리게 된다. In the above configuration, the computer 27 selects the center frequency fc at the time of oscillation so that the detection capability is maximized according to the type of food to be inspected and notifies the oscillation controller 16, and the oscillation controller 16 does not cause any interference. The XYZ triaxial oscillators 17-19 are commanded to oscillate adjacent frequencies fc-Δf, fc, fc + Δf by the frequency difference Δf.

또한 컴퓨터(27)는 아나로그 디지털 신호변환기(40)에서 디지털 신호로 변환된 신호들을 분석하여 XYZ 3축 금속검출기들의 감도 특성과 검사대상 식품들의 특성에 맞추어 미리 입력 저장된 금속존재 판별 임계값과 비교하여 이를 초과한 신호 들에 대하여 금속물체 함유 식품제거 또는 금속물체 제거 출력신호(41)를 발령하게 된다.In addition, the computer 27 analyzes the signals converted into the digital signal in the analog digital signal converter 40 and compares the sensitivity values of the XYZ 3-axis metal detectors with the pre-stored metal presence determination thresholds according to the characteristics of the foods to be inspected. Then, the metal object-containing food removal or metal object removal output signal 41 is issued to the signals exceeding the signal.

즉, 본 발명에 의한 XYZ 3축 금속검출기는 검사대상 식품 내에 포함된 이물질인 금속물체들의 놓인 위치나 방향에 관계없이 검출할 확률을 높여 주는 것이다.That is, the XYZ triaxial metal detector according to the present invention increases the probability of detection regardless of the position or direction of the metallic objects which are foreign substances included in the food to be inspected.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

본 발명의 식품내 금속의 이물질 검출장치와 방법은, 식품을 회전시키지 않고도 XYZ 3축 방향의 송수신코일을 통해 소정 주파수의 신호를 송출하고 수신된 신호에서 위상차 변화를 탐지하여 식품내 금속 이물질이 잔존하는지 여부를 보다 정확하고 간편하게 검사하도록 사용된다. The foreign material detecting device and method of the metal of the present invention transmits a signal of a predetermined frequency through a transmission / reception coil in the XYZ 3-axis direction without rotating the food, and detects a phase difference change in the received signal, thereby remaining metal foreign matter in the food. It is used to check more precisely and easily.

도 1은 본 발명의 식품내 금속 이물질 검출장치에 사용되는 금속 감지기의 개략적인 구성을 보여주는 사시도.1 is a perspective view showing a schematic configuration of a metal detector used in the metal foreign matter detection device of the present invention.

도 2는 본 발명의 금속 이물질 검출장치의 Z축 방향 송수신 코일 배치 구성도. 2 is a configuration diagram of the Z-axis transmission and reception coil arrangement of the metal foreign matter detection device of the present invention.

도 3은 본 발명의 금속 이물질 검출장치의 X 축방향 금속검출장치의 송수신코일 모듈의 코일배치를 보여주는 개략적인 구성도. Figure 3 is a schematic configuration showing a coil arrangement of the transmission and reception coil module of the metal X-axis detection device of the metal foreign matter detection device of the present invention.

도 4는 본 발명의 금속 이물질 검출장치 구성의 개략적인 블럭도.Figure 4 is a schematic block diagram of the configuration of the metal foreign matter detection apparatus of the present invention.

Claims (7)

검사대상 식품에 전자기장 신호를 송신하는 송신안테나코일과 상기 송신안테나코일에서 발생되어 검사할 식품을 투과하는 신호를 수신하는 수신안테나코일, 상기 송신안테나코일에서 송신된 신호가 검사할 식품을 투과하여 수신된 신호의 변화로부터 식품내 금속물체의 잔존 여부를 판단하는 컴퓨터를 구비하는 식품내 금속 이물질 검출장치에 있어서,A receiving antenna coil for transmitting an electromagnetic field signal to the food to be inspected and a receiving antenna coil for receiving a signal generated by the transmitting antenna coil and passing through the food to be inspected, and a signal transmitted from the transmitting antenna coil is transmitted through the food to be inspected. An apparatus for detecting a foreign substance in a food comprising a computer for determining whether a metal object remains in the food from a changed signal, 상기 송수신코일들은 XYZ 3축의 3개의 송수신코일쌍들로 이루어지며,The transmit / receive coils consist of three transmit / receive coil pairs of XYZ 3-axis, 발진제어기의 제어하에 검사대상 식품에 대응된 주파수를 발진시키는 XYZ 축방향 송신코일들용의 주파수 발진기들과, 발진된 주파수 신호들을 안테나에 충분한 전력으로 공급될 수 있도록 XYZ축 송신안테나 코일들 각각에 제공되는 전력증폭기들, 상기 XYZ 3축의 송신코일들로부터 검사대상 식품에 조사된 신호를 각각 수신하는 XYZ 3축 수신코일들, 상기 수신코일들에 수신된 신호들을 증폭시키는 신호증폭기, 상기 수신코일들에 수신된 신호로부터 XYZ 3축 방향의 신호들을 각각 추출하기 위한 X, Y, Z 축 주파수 대역통과 필터들, 상기 주파수 대역통과 필터들에서 추출된 신호들로부터 XYZ축 각각의 신호들로 복원하는 동기검파기들, 상기 동기검파기들에서 복원된 XYZ축 각각의 신호들을 디지탈신호로 변환하는 아날로그 디지탈 신호변환기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품내 금속 이물질 검출장치. Under the control of the oscillation controller, frequency oscillators for XYZ axial transmission coils that oscillate a frequency corresponding to the food to be inspected, and each of the XYZ axis transmission antenna coils so that the oscillated frequency signals can be supplied with sufficient power to the antenna. Provided power amplifiers, XYZ triaxial receiving coils for receiving a signal irradiated to the food to be inspected from the transmission coils of the XYZ triaxial, respectively, a signal amplifier for amplifying the signals received in the receiving coils, the receiving coils X, Y, Z axis frequency bandpass filters for respectively extracting signals in the XYZ three-axis directions from the received signal, and synchronization for restoring the signals of the XYZ axis from the signals extracted by the frequency bandpass filters. Detectors, and analog digital signal converters for converting signals of each of the XYZ axes recovered from the synchronous detectors into digital signals. Food the metal foreign object detection apparatus, characterized by. 제 1항에 있어서, 상기 발진제어기는 컴퓨터의 제어하에 Y축 정현파 발진기 가 중심주파수 fc 에 해당하는 주파수를 발진하도록 하고, X축 정현파 발진기가 Δf 만큼 ‘-’ 방향으로 이격된 주파수를 발진하도록 하며, 또한 Z축 정현파 발진기는 Δf 만큼 ‘+’ 방향으로 이격된 주파수를 발진하도록 된 것을 특징으로 하는 식품내 금속 이물질 검출장치.The oscillator of claim 1, wherein the oscillation controller causes the Y-axis sinusoidal oscillator to oscillate at a frequency corresponding to the center frequency fc under the control of a computer, and the X-axis sinusoidal oscillator oscillates the frequency spaced in the '-' direction by Δf. In addition, the Z-axis sinusoidal oscillator is a metal foreign matter detection device in the food, characterized in that to oscillate the frequency spaced in the '+' direction by Δf. 제 1항에 있어서, 상기 XYZ 3축 송수신 코일쌍들은 X축 방향으로 상하측에 송신코일과 수신코일이 대향되게 설치된 X축 방향 송수신코일쌍과, Y축 방향으로 좌우측에 송신코일과 수신코일이 대향되게 설치된 Y축방향 송수신코일쌍과, Z축 방향으로 송신코일이 수신코일들 사이에 위치하여 폐쇄형태로 배치된 Z축 방향 코일쌍들로 구성되는 것을 특징으로 하는 식품내 금속 이물질 검출장치.According to claim 1, wherein the XYZ three-axis transmission and reception coil pairs are X-axis transmission and reception coil pairs are installed so that the transmission coil and the receiving coil in the upper and lower sides in the X-axis direction, the transmission coil and the receiving coil on the left and right in the Y-axis direction An apparatus for detecting foreign substances in foods, comprising a pair of opposing Y-axis transmission / reception coils and a pair of Z-axis direction coils disposed in a closed form while the transmission coil is positioned between the reception coils in the Z-axis direction. 검사대상 식품이 진행하는 동안 송신부의 송신코일에서 송출된 주파수 신호를 수신부의 수신코일에서 수신하여 증폭기에서 신호를 증폭하여 아날로그신호를 디지탈신호로 변환한 다음, 수신된 신호의 변화로부터 식품내 금속 물체의 잔존 여부를 컴퓨터에서 판단하는 식품내 금속 이물질 검출방법에 있어서, While the food to be inspected is processed, the frequency signal transmitted from the transmitting coil of the transmitter is received by the receiving coil of the receiver, the signal is amplified by the amplifier, and the analog signal is converted into a digital signal. In the method for detecting metal foreign matter in food, which determines whether or not X축 방향으로 상하측에 대향되게 설치된 X축방향 송수신코일과, Y축 방향으로 좌우측에 대향되게 설치된 송수신코일 및 Z축 방향으로 폐쇄형으로 설치된 송수신코일들에서 XYZ 3축 방향으로 각각 미리 설정된 상이한 주파수의 정현파 주파수 신호들을 발진시켜 검사대상 식품에 송출하고, 식품을 투과한 신호를 수신하며, 상기 XYZ 3축방향의 수신코일들에서 수신된 각각의 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 신 호들을 주파수대역통과 필터들을 통해 상기 XYZ 3축의 발진된 주파수에 동조하는 주파수를 추출하고, 동기검파기를 통해 XYZ 3축 방향의 신호들로 복원하여 아날로그 디지탈 변환기로 변환하고, 컴퓨터에서 송신코일에서 송신된 신호와 수신된 신호의 위상차변화를 식품에 따라 미리 입력된 판정 임계값들과 비교하여 식품내 금속물체의 잔존 여부를 판독하는 것을 특징으로 하는 식품내 금속 이물질 검출방법.The preset X-axis transmission / reception coils are disposed opposite to the upper and lower sides in the X-axis direction, and the transmission / reception coils installed opposite to the left and right sides in the Y-axis direction and transmission / reception coils installed in the closed direction in the Z-axis direction are different from each other in advance in the XYZ 3-axis direction. By oscillating the sinusoidal frequency signals of the frequency to be transmitted to the food to be inspected, receiving the signal transmitted through the food, amplifying each of the signals received in the receiving coils in the XYZ 3-axis direction, the amplified signals The bandpass filters extract the frequency tuned to the oscillated frequency of the XYZ 3-axis, restore the signals in the XYZ 3-axis direction through a synchronous detector, convert them into analog digital converters, The phase difference of the received signal is compared with the predetermined decision thresholds according to the food to determine whether the metal object remains in the food. Food poison the metal foreign matter detection method characterized in that. 제 4항에 있어서, 상기 컴퓨터는 XYZ 3축 금속검출기 송신부에서 검사대상 식품의 특성에 맞는 중심 발진주파수를 먼저 선택하고 혼신을 야기시키지 않는 범위 내에서 증가 및 감소하는 방향으로 인접하는 인접주파수 2개를 다음으로 연동하여 선택하여 XYZ 3축 방향으로 설치된 송신코일에 신호를 송출하도록 발진제어기를 제어하는 것을 특징으로 하는 식품내 금속 이물질 검출방법.5. The computer of claim 4, wherein the computer first selects a central oscillation frequency in accordance with the characteristics of the food to be inspected by the XYZ three-axis metal detector transmitter and two adjacent frequencies in a direction of increasing and decreasing within a range not causing interference. Selecting and interlocking with and controlling the oscillation controller to transmit a signal to a transmission coil installed in the XYZ 3-axis direction. 제 5항에 있어서, 상기 발진제어기는 중심주파수 fc 에 해당하는 주파수를 Y축 정현파 발진기가 발진하도록 하고, Δf 만큼 ‘-’ 방향으로 이격된 주파수를 X축 정현파 발진기가 발진하도록 하며, 또한 Z축 정현파 발진기는 Δf 만큼 ‘+’ 방향으로 이격된 주파수를 발진하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 식품내 금속 이물질 검출방법.6. The oscillation controller of claim 5, wherein the oscillation controller causes the Y-axis sinusoidal oscillator to oscillate a frequency corresponding to the center frequency fc, and the X-axis sinusoidal oscillator oscillates a frequency spaced in the '-' direction by Δf. A sine wave oscillator is controlled to oscillate the frequency spaced in the '+' direction by Δf. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 수신부에서는 수신된 신호를 주파수 대역통과 필터를 통해 검사대상 식품의 특성에 맞는 중심 발진주파수와 증가 및 감소 하는 방향으로 인접하는 인접주파수 2개에 연동하여 수신된 신호성분을 선택 추출하는 것을 특징으로 하는 식품내 금속 이물질 검출방법.The receiver of claim 4 or 5, wherein the receiving unit receives the received signal through a frequency bandpass filter in association with a central oscillation frequency suitable for the characteristics of the food to be inspected and two adjacent frequencies in an increasing and decreasing direction. A method for detecting metal foreign matter in a food, characterized in that the selected signal component is extracted.
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