KR20170029350A - 금속 탐지 센서 및 이를 포함하는 금속 탐지기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 금속 탐지 센서는, 금속 이물질을 검출하는 것으로 코어에 감겨진 도선에 전류를 인가하여 검출용 자계를 발생시키고 피검사물의 와전류 자계를 감쇄시키는 센서 코일, 그리고 상기 센서 코일이 생성한 상기 검출용 자계에 대해 근접 또는 겹치는 위치에서 자화용 자계를 발생시키도록 배치되어 피검사물에 포함된 금속 이물질을 자화시키는 자화용 자석을 포함함으로써, 미세한 금속 이물질을 정밀하게 탐지할 수 있는 효과가 있다.

Description

금속 탐지 센서 및 이를 포함하는 금속 탐지기{Metal detection sensor and metal detector including the same}

본 발명은 금속 탐지 센서 및 이를 포함하는 금속 탐지기에 관한 것이다.

식품이나 의약품 등의 제품 중에 혼입된 강자성체 금속 이물질을 탐지하는 기술은 여러 가지가 알려졌다. 예를 들어 코일 시스템에 통전 자계를 형성하면서 제품 중 금속 이물질이 이를 통과할 때 자계에 미치는 영향을 센서 코일에서 감지하여 혼입된 금속 이물질을 탐지하는 방식이 잘 알려졌다.

혼입된 금속 이물질의 크기가 매우 작은 경우 자계에 미치는 영향이 매우 적어 센서 코일로 감지하는 것은 매우 어렵다. 또한, 피검사물이 알루미늄 증착 또는 알루미늄 호일과 같이 도전성 포장 용기, 포장지 등으로 덮여있거나, 피검사물 자체가 전도성이 높은 경우 와전류가 발생하여 금속 이물질 검출이 더욱 어렵다. 즉, 피검사물이 자계를 통과하는 속도에 따라 전도성 포장 영역이나 피검사물 자체에 와전류가 발생하여 와전류 자계를 형성하므로 금속 이물질 검출이 더욱 어려워지는 문제가 있었다.

선행기술문헌 일본공개특허공보 제2003-27659호 및 일본공개특허공보 제2004-85439호는 센서 코일로 금속성 이물을 검사하는 경우 금속 이물질을 자석 부스터(BOOSTER)로 자화시켜 그 자계를 검출하여 미세 금속 이물질을 고감도로 검출하는 기술을 제안하고 있다.

또한, 상기 선행기술문헌에 개시된 금속 탐지 센서는 알루미늄 포장 제품에 대해 센서 코일로 와전류가 발생하지 않을 정도의 미약한 자계를 줄 수 있다. 상기 선행기술문헌은 알루미늄 포장 제품보다 비투자율이 큰 금속 이물질의 반응을 감지하기 쉽도록 한 기술이다.

혼입된 금속 이물질이 철심 등 미세하고 선형성을 갖는 경우, 상기 철심의 길이 방향과 자력선의 방향이 어느 정도 일치하는 경우에 대해서는 상기 철심을 감지하기 쉽다. 철심과 같은 선형 금속 이물질의 길이 방향이 자력선 방향과 직각에 가깝게 각도를 이루어 이송되는 경우 상기 철심에 미치는 자계 변화가 작아지므로 상기 철심을 쉽게 검출하기 힘들다는 문제점도 있다.

이는 전술한 금속 이물질을 자화하여 검출하는 방식에서도 마찬가지이다. 따라서 종래에는 선형 금속 이물질이 자화용 자력선에 대해 직각 방향이면 자화가 불충분하게 되어 금속 이질물 검출이 어려운 문제점이 있다.

예를 들어, 육우에 주사 시 주삿바늘이 부러져 고기에 금속 이물질로 남아 있는 사례도 있다. 도 7(A)을 참조하면 부러진 주삿바늘과 같은 선형 금속 이물질(51)이 육류 제품에서 검출용의 제1 자력선(M2) 방향과 어느 정도 같은 길이 방향으로 배치되면 감지하기 쉽다. 그러나 도 7(B)에 도시한 바와 같이 금속 이물질(51)이 제2 자력선(M2) 방향에 대해 직각 방향에 가깝게 배치되어 있으면 금속 이물질(51)은 감지되지 않고 금속 탐지 센서(10C)를 그대로 통과하게 된다. 이 경우 금속 탐지 센서(10C)를 피검사물(육류)의 진행 방향에 대해 비스듬하게 배치하고 각도를 주면 감지가 쉬울 수 있다. 그러나 이와 같은 피검사물의 각도를 바꾸어 주는 것으로도 높은 검출 정밀도를 담보하기 어렵다는 문제점도 있다.

덧붙여 알루미늄 포장이나 고농도 전해질액을 충전한 피검사물의 이물 검사를 할 때, 상술한 바와 같이 미약한 자계를 사용하여 포장재 등에 의해 발생하는 와류 영향을 완화하려고 하면 실용적인 금속 이물질 출력 신호를 얻기 위해 큰 증폭률이 필요하기 때문에 외부 노이즈 등의 영향을 많이 받는다는 단점이 있다. 또한, 최근의 제조 현장에서는 금속 이물질 검사 공정에서도 반송 속도가 분당 100m를 넘을 정도로 단시간 대량 처리가 요구되는 경향에 있다. 따라서 종래에는 반송 속도 상승에 따라 알루미늄 포장이나 제품 자체에 생기는 와전류도 커지기 때문에 미세한 금속 이물질을 높은 정밀도로 검출하는 것은 매우 어렵다는 문제점이 있다.

특허 문헌 1: 일본국공개특허공표 재표 2003－27659호 특허 문헌 2: 일본국공개특허공표 특개 2004－85439호

본 발명은 미세한 직선 모양의 금속 이물질을 모든 상황에서도 고정밀도로 탐지할 수 있는 금속 탐지 센서 및 이를 포함하는 금속 탐지기를 제공한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 금속 탐지 센서는, 금속 이물질을 검출하는 것으로, 코어에 감겨진 도선에 전류를 인가하여 검출용 자계를 발생시키고 피검사물의 와전류 자계를 감쇄시키는 센서 코일, 그리고 상기 센서 코일이 생성한 상기 검출용 자계에 대해 근접 또는 겹치는 위치에서 자화용 자계를 발생시키도록 배치되어 피검사물에 포함된 금속 이물질을 자화시키는 자화용 자석을 포함한다.

상기 코어는, 적어도 2개의 홈이 길이 방향으로 병렬 형성되고, 너비 방향의 단면은 "E"자 모양이며, 상기 "E"자 모양의 중앙 부분에는 상기 도선이 감겨 있고, 상기 코어 너비 방향 중앙에는 돌출된 돌기가 연장 갖춰져 상기 돌기 주위의 자력밀도를 높이는 구조로 형성될 수 있다.

상기 자화용 자석은 평판 모양으로 두께 방향에 극성을 가진 복수 개의 영구자석을 같은 극성을 갖는 단면끼리가 서로 대향 근접하도록 같은 간격으로 연속구비하고, 상기 연속갖춰진 방향이 상기 피검사물의 반송 방향에 대해 직각 방향인 것과 동시에, 상기 영구자석의 개수는 기설정된 검출 범위를 유지 가능한 폭을 구성하는 개수이고, 상기 영구자석을 2mm 내지 6mm의 피치로 등 간격 배열시키도록 상기 영구자석 사이에 스페이서가 배치될 수 있다.

상기 센서 코일은 상기 피검사물의 상기 와전류 자계를 감쇄시키기 위해 상기 피검사물에서 발생하는 와전류 자계를 감쇄시키기 위해 상기 와전류 자계와 동일 레벨의 강도와 동일 주파수로 역 위상의 교번 자계를 생성하거나 상기 와전류 자계의 1/2~1/20 강도로 상기 와전류의 2~50배 주파수로 교번 자계를 생성할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 금속 탐지기는 전술한 바와 같은 금속 탐지 센서, 상기 금속 탐지 센서가 설치되고 피검사물을 반송하는 반송로 및 상기 금속 탐지 센서가 감지한 검출 신호로 상기 피검사물 중에 금속 이물질 존재 여부를 판정하는 제어부를 포함한다.

상기 금속 탐지 센서는 상기 제어부와 별도로 갖춰져 상기 제어부와 무선 또는 유선으로 연결되어 정보를 주고받을 수 있다.

상기 제어부는 상기 피검사물의 진동을 감지하는 3차원 진동 검출기를 더 포함하고, 상기 3차원 진동 검출기에서 검출된 진동레벨을 전송받아 상기 진동을 바로잡거나, 상기 진동에 의한 자계변화를 바로잡을 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 금속 탐지 센서는 평판 모양의 영구자석 복수 개를 같은 극이 대향하도록 배치하고, 피검사물의 반송 방향에 대해 직각 방향으로 연설해서 금속 이물질을 자화시킴으로써, 미세한 금속 이물질을 정밀하게 탐지할 수 있는 효과가 있다.

도 1(A)는 본 발명의 실시예에 따른 금속 탐지 센서의 평면도.
도 1(B)는 도 1(A)의 A－A선에 따르는 확대한 종단면도.
도 1(C)는 도 1(A)의 자화용 자석의 상세한 구성을 도시한 부분 확대 정면도.
도 2는 도 1의 금속 탐지 센서를 갖춘 본 발명의 실시예에 따른 금속 탐지기의 정면도.
도 3(A)은 도 1의 금속 탐지 센서에서 생성되는 자계 모양을 도시한 확대 종단면도.
도 3(B)는 도 3(A)의 자화용 자석에 의해 피검사물의 반송 방향에 수직으로 형성된 자계를 확대 도시한 부분 확대 측면도.
도 4는 도 2의 금속 탐지기의 금속 탐지 센서를 포함한 검출부의 회로 배치도.
도 5는 본 발명의 도 2와 다른 실시예에 따른 금속 탐지기를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명의 도 2와 또 다른 실시예에 따른 금속 탐지기를 도시한 정면도.
도 7(A)는 종래의 금속 탐지 센서에 대해 금속 이물질의 길이 방향이 반송 방향과 일치된 경우를 도시한 종단면도.
도 7(B)는 도 7(A)의 금속 탐지기에 대해 금속 이물질이 길이 방향이 반송 방향으로 직각으로 된 경우를 도시한 종단면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 같은 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1(A)는 본 발명의 실시예에 따른 금속 탐지 센서(10A)의 평면도이고, 도 1(B)는 도 1(A)의 A－A선에 따르는 확대한 단면도이며, 도 1(C)는 도 1(A)의 자화용 자석을 상세하게 도시하고 있다.

도 1(A) 내지 도 1(C)를 참조하면 금속 탐지 센서(10A)는 얇은 전자강판을 적층해 막대 모양으로 형성한 너비 방향 단면이 "E"자 모양인 코어(12)에 도선(13)이 감겨 있다.

금속 탐지 센서(10A)는 도선(13)에 전류를 흘려 검출용 자계를 발생시키는 센서 코일(11)과, 센서 코일(11)의 반송 방향 상부에서 자화용 자계를 발생시키도록 배치되고 금속 이물질을 자화하기 위한 자화용 자석(14A)을 포함한다.

자화용 자석(14A)은 중앙에 삽통공이 관통하는 얇은 판 형상이다. 자화용 자석(14A)은 두께 방향으로 극성을 갖는 영구자석(140)이 복수 개 갖춰진다. 영구자석(140)은 같은 극성을 갖는 단면끼리가 서로 대향하여 근접하도록 배치되어 배열된다.

영구자석(140) 사이에는 영구자석(140)보다 얇은 계철(繼鐵)로서 기능하는 중공 평판 모양의 스페이서(141)가 배치되어 있다.

스페이서(141)가 배치되면 영구자석(140)과 스페이서(141)의 중앙 위치를 체결 볼트(14a)로 삽입 관통한다. 따라서 자화용 자석(14A)은 영구자석(140)이 같은 간격으로 배열된 구조로 형성된다.

센서 코일(11)을 구성하는 코어(12)는 2개의 홈이 길이 방향으로 병렬 형성된다. 코일(11)의 너비 방향의 단면 형상은 "E"자 모양이다. 코일(11)의 "E"자 모양 중앙 부분에는 도선(13)이 감겨 있다. 도선(13)의 장 지름은 피검사물의 반송 방향에 대해 직각으로 배치한다. 자화용 자석(14A)은 코어(12)에 대해 피검사물의 반송 방향 상부 측면에 위치하고, 그 길이 방향을 연속 배치되어 있다.

코어(12)의 상면 너비 방향 중앙에는 돌기(12a)가 길이 방향을 따라 돌출되어 있다. 돌기(12a) 영역을 지나는 자력선은 코어(12) 상측의 다른 부분을 지나는 자력선보다 높은 자속밀도를 가진다. 돌기(12a)의 상부영역에서 금속성 이물을 집중적으로 검출할 수 있으므로 더욱 높은 검출 정밀도를 실현할 수 있다.

도 1(A)에서 돌기(12a)가 코어(12) 길이방향을 따라 직선 모양으로 형성된 것으로 도시하였으나, 돌기(12a)는 지그재그 또는 긴 방향에 짧은 구성요소를 연속 설치한 형태로 형성될 수 있다.

위 설명과 도 1(B) 에서 돌기(12a)가 코어(12)의 상면 중앙 부분이 돌출되어 형성된 것으로 설명하였으나, 돌기(12a)는 코어(12)와 별개로 강자성체 부품을 코어(12)에 배치하여 형성할 수 있다.

도 2는 도 1의 금속 탐지 센서(10A)를 갖춘 금속 탐지기(1A)를 도시하고 있다.

도 2에 도시된 금속 탐지기(1A)는 모터(4) 구동으로 무한궤도로 동작하는 벨트(30)를 갖춘 벨트 컨베이어 형태의 반송부(3), 벨트(30)의 일 구간 하측에 배치되어 있고 금속 탐지 센서(10A)를 갖춘 검출부(5A)(미도시)를 포함한다.

검출부(5A)는 금속 이물질 혼입 판정을 포함한 각종 제어를 실행하는 제어 수단(20)을 갖춘 제어부(2A)로 구성할 수 있다.

벨트(30)에 의해 형성된 반송로 일측으로부터 반송된 피검사물(50)을 광센서(7)로 검출한 후, 금속 탐지 센서(10A) 위를 지날때 검출한 신호를 제어부(2A)로 전송하면, 제어부(2A)는 금속 이물질 유무 판정을 수행할 수 있다.

도 3(A)는 본 발명의 실시예에 따른 금속 탐지 센서(10A)의 자계 상태를 도시한 것이고, 도 3(B)는 금속 이물질 자화용 자석(14A)의 자계 상태를 반송 방향 상부에서 본 상태로 도시한 것이다.

도 3(A)에 있어서 우측이 반송 방향 상류측이지만, 미세한 직선 모양의 금속 이물질(51)이 반송 방향에 대해 긴 방향을 직각으로 있는 경우는 종래의 자화용 자석에서는 금속 이물질(51)이 대부분 자화되지 않았다.

이에 대해 본실시예는 얇은 평판 모양의 영구자석(140)이 계철형태의 스페이서(141)를 개입시켜 인접한 영구자석(140)의 같은 극성 단면을 서로 대향하도록 연설된 자화용 자석(14A)을 채용한다.

도 3(B)에 도시된 바와 같이 반송 방향에 대해 직각 방향인 자력선에 의해 형성된 자계(M1)의 형태가 원심 방향으로 예각 형성된다. 자계(M1)는 연설방향으로 병렬로 형성된다. 자화용 자석(14A)은 짧은 바늘 형태의 금속 이물질(51)이 반송 방향으로 직각의 방향에 있다고 해도 검출 가능한 레벨까지 자화시킬 수 있다.

단, 자화용 자석(14A)에 갖춰진 영구자석(140)은 10~20mmㅧ10~20mm의 다각형 또는 직경 10~20mm의 원형으로 두께는 1.8 mm~5mm의 평판 모양에 형성되어 두께 방향으로 극성을 가진 것이 매우 적합하다. 두께가 1.8mm 미만일 경우 자계의 첫 시작이 작아지며 5mm를 초과할 경우 자계의 사이를 이물이 통과하기 쉬워진다.

스페이서(141)는 영구자석(140)과 같은 형상으로 형성되고 두께는 0.2 ~ 1mm로 형성된다. 영구자석(140)과 스페이서(141)는 삽통공을 관통한 체결 볼트(14a)에 의해 서로 밀착된 상태로 고정된다. 체결 볼트(14a)의 피치는 22mm~60mm일 수 있다.

영구자석은 기설정된 레벨 이상의 자력을 확보하는 관점에서 네오디뮴 자석이 매우 적합하다.

본 발명의 실시예에 따른 금속 탐지 센서(10A)는 피검사물이 자화용 자석(14A)이 형성한 자화용 자계로 이동한다. 피검사물의 포장 부분 또는 피검사물 자체가 와전류를 일으켜 와전류 자계가 형성되어 오류 검출 또는 검출 정밀도의 저하를 초래할 수도 있다.

이 경우, 센서 코일(11)에 의해 형성된 검출용 자계가 피검사물에 생기는 와전류를 소멸시키거나 오류 검출을 일으키지 않는 레벨까지 줄이는 취소(cancel) 자계로서 작용하는 상태가 된다. 따라서 센서 코일(11)이 금속 이물질의 검출 수단인 것과 동시에 와전류의 취소 수단으로 역할을 수행할 수 있다.

알루미늄 증착 시트 또는 알루미늄박 시트로 포장된 제품이나 고농도 전해질액을 충전한 제품 등이 자화용 자계 속을 통과할 때, 그 포장 또는 제품 자체에 와전류가 생겨 금속 이물질의 탐지가 곤란해지기 쉬운 제품에 대해서도 매우 정밀하게 금속 이물질을 검출할 수 있다. 즉, 혼입한 금속 이물질이 밀리 단위의 미세한 금속 이물질도 매우 정밀하게 검출할 수 있다.

도 4는 상술한 금속 탐지 센서(10A)를 포함하는 검출부(5A)의 구성과 원리를 설명하기 위한 회로 배치도이다. 검출부(5A)는 복수의 영구자석(140)이 갖춰진 자화용 자석(14A)에서 발생한 정자계(M1)로 금속 이물질을 자화시킨다. 그 자극의 변화는 센서 코일(11)에 의한 교번 자계(M2)에 영향을 주고, 이것을 검출 회로인 브릿지 회로(5)로 검출할 수 있다.

브리지 회로(5)로 검출한 신호는 제어부(2A) 측의 차동증폭기(21)로 증폭된다. 그 이후, 검출 증폭된 신호는 디지털 컴퓨터와 같은 전자 연산수단을 갖춘 제어 수단(20)에 입력되어 금속 이물질의 혼입 여부가 판정된다. 이때 교번 주파수 전원(100)에 의한 전류를 위상 반전한 신호와 연산을 수행한다. 그리고 교류 전원의 신호 부분을 소거하고, 금속 이물질 신호만을 디지털 컴퓨터에 입력하여 금속 이물질 여부를 판정한다.

한편, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 센서 코일(11)에 의한 검출용 자계인 교번 자계(M2)는 피검사물에서 발생하는 와전류를 소멸시키거나 오류 검출 방지 레벨까지 줄이는 취소 자계로서 작용할 수 있다. 구체적으로는 금속 이물질 탐지 시 센서 코일에 의해 발생된 검출용 자계를 피검사물에 발생된 와전류 자계와 동일 레벨 강도 또는 동일 주파수의 자계 또는 1/2~1/20의 강도로 2~50배 주파수에 의한 고주파 교번 자계(피검사물에 생기는 와전류 자계의 주파수보다 높은 주파수의 교번 자계를 말한다)를 생성하는 것이다.

이것은 취소 자계를 형성시키는 교번 전류를 센서 코일에 흘려 두는 것으로, 피검사물에 발생하는 와전류(자계)를 억제 또는 소멸시킬 수 있다. 이는 미세한 선형 금속 이물질을 높은 정밀도로 검출하려고 하는 경우 검출에 대한 저해 요인을 제거하는 관점에서 유효하다. 따라서 종래의 피검사물에 있어서 여러 위치에서 생성될 수 있는 와전류에 의한 자계에 대해 동일 레벨 강도 또는 동일 주파수의 취소 자계를 센서 코일로 형성하는 방식에 비해 본 발명의 실시예에서는 유효한 파형 폭이 있는 고주파 교번 자계에 의해 취소 자계를 형성하는 방식이 쉽다.

이 방식에 대해 센서 코일에 흘리는 교번 전류의 주파수, 진폭치, 위상은 피검사물의 재질, 반송 속도 등의 조건에 의해 발생하는 와전류의 주파수나 진폭치가 각각 다르므로 상정되는 와전류 상태에 따라서 적절하게 설정할 수 있다. 설정치는 와전류가 완전하게 소멸하는 것이 바람직하지만, 검출 오류를 발생하지 않는 범위로 와전류를 현저히 감소시키는 정도라고 가능하다.

상술한 취소 자계로서 이용하는 고주파 교번 자계는 밀리(MILLI) 단위의 미세한 금속 이물질, 특히 길이가 수 밀리 정도의 직선 모양의 금속 이물질을 고정밀도로 검출 가능토록 상정되는 와전류 자계에 대해서, 와전류 자계 강도의 1/3 ~ 1/5 강도로 와전류 자계 주파수의 3 ~ 10배 주파수로 교변 전계를 생성하는 것이 바람직하다. 또, 자계의 강도란 자계를 권회 코일로 검출했을 때의 파형의 크기와 같다.

<실시 예>

다음은 실제로 본 발명의 실시예에 따라 제작된 금속 탐지기를 이용하여 실시한 예를 상세하게 설명한다.

사용한 금속 탐지기는 도 2에 도시한 금속 탐지기(1A)와 같은 구성이며, 그 검출부는 도 3에 도시한 검출부(5A)와 같은 구성으로, 금속 탐지 센서는 도 1에 도시한 금속 탐지 센서(10A)와 같은 구성이며, 영구자석(140)은 15mmㅧ15mmㅧ3mm의 네오디뮴 자석을 이용하고, 스페이서(141)는 15mmㅧ15mmㅧ0.5mm의 전자강판을 이용해 자화용 자석(14A)의 길이를 약 250mm로 했다. 벨트에 의한 반송 속도는 40m/분으로 설정하고 제어부에서 이물질을 탐지했을 경우에 버저가 울리도록 하여 검사자가 인지할 수 있도록 하였다.

금속 이물질은 직경 0.5mmㅧ3mm의 철제의 철사(직선 모양)(철심)를 이용해 그 긴 방향이 반송 방향과 같은 상태(a)와 반송 방향과 직각인 상태(b)로 설정하여 검출을 하였다.

피검사물의 알루미늄 포장은 125mmㅧ170mm의 봉투 모양으로 안쪽면에 알루미늄을 증착한 수지제 과자용 상품 포장용 종이봉투를 이용했다. 센서 코일에 인가하는 교번 전압의 크기는 시뮬레이션 결과를 기본으로 알루미늄 상품 포장용 종이봉투로부터 생기는 와전류 자계에 대해서 1/3의 강도로 10배의 주파수의 취소 자계를 형성하는 것으로서 1 VP－P, 주파수를 400 Hz로 했다.

그리고 A：철심 단독, B：철심을 넣지 않는 알루미늄 상품 포장용 종이봉투, C：알루미늄 상품 포장용 종이봉투 철심을 넣은 것에 대해서, a와 b의 2종류 상태로 이물질 검사를 모두 10회 실시했다. 그 결과, A는 모두 이물질 검출을 알림, B는 모두 이물질 검출을 알리지 않고, C는 모두 이물질 검출을 알렸다.

이와 같은 본 실시예에 의한 금속 탐지 센서(1A)는 미세한 직선 모양의 금속 이물질에 대해, 긴 방향이 반송 방향에 따르는 방향 및 반송 방향으로 직각 방향의 금속 이물질을 검출해내는 한편, 이것들이 알루미늄 상품 포장용 종이봉투 중에서 적용하여도 똑같이 정밀도 높게 검출할 수 있는 것이 판명되었다.

도 5는 상술한 금속 탐지기(1A)의 다른 실시예로서의 금속 탐지기(1B)를 나타내고 있다. 본 실시예는 피검사물이 어느 정도 두께를 가진 것으로 상정하고 있어, 금속 탐지 센서(10A)의 위쪽에 아치형 부재로 자화용 자석(14A)과 같은 구성의 자화용 자석(18)을 기설정된 높이에 배치해 탐지 가능한 범위를 위쪽으로 넓힌 구성이고 다른 부분의 구성은 상술한 것과 같다.

그러나 이처럼 자화용 자석(18)을 벨트(30)의 위쪽에 배치하는 경우, 반송 동작으로 생기는 진동이나 외부로부터 주어진 진동 때문에 자화용 자석(18)이 과잉 요동해 오 검출될 가능성이 커진다. 이 예 대해서는 아치 부재의 상부에 3차원 진동 검출기(16)를 배치해 그 검출 신호가 제어부(2B)에 입력되는 것으로서 검출에 영향을 주는 레벨의 진동이 있었을 경우에 제어 수단(20)이 그 진동분의 영향을 보정하도록 구성하였다.

도 6은 도 2의 금속 탐지기(1A)의 또 다른 실시 예로서의 금속 탐지기(1C)를 나타내고 있다. 본 실시예는 금속 탐지기(1C)를 구성하고 있는 것은 검출부(5C)와 제어부(2C)만 포함하며 반송부는 생략된다. 즉, 본 실시예의 경우 기존의 벨트 컨베이어 장치(8)로 조합해 사용하는 방식으로 하였다. 이 예 벨트 컨베이어 장치(8)에 다는 검출부(5C)가 제어부(2C)와 별도로 갖춰져 있어 양자가 무선통신으로 접속된 상태에서 사용되게 되어 있다.

즉, 금속 탐지 센서(10A)를 갖춘 검출부(5C)는 무선통신 수단(55)을 가지며, 제어부(2C)는 무선통신 수단(25)과 연결된 제어수단(20)을 가진다. 검출부(5C)에서 검출한 검출 데이터는 무선통신 수단(55, 25)을 통해 제어부(2C)에 송신된다.

이로 인해, 예를 들면 절임 식품 등을 제조하는 식품 공장 내에서 이물 검사를 하는 경우 디지털 컴퓨터를 포함한 제어부가 검출부와 일체로 된 경우 옥내의 습기나 염분에 의해 장치의 부식을 초래할 수 있다. 이에, 제어부(2C)를 검출부(5C)와 다른 곳에 배치하여 원격으로 접속할 수 있도록 한다. 제어부(2C)가 검출부(5C)가 분리되므로 부식에 의한 문제를 해결할 수 있다.

또, 검출부(5C)를 별개로 하여 콤팩트 하게 구성한 것으로 그 내부를 기밀 및 액밀 상태에 가깝게 하는 것이 쉬우므로 검출부 자체에도 비교적 간단하고 쉬운 수단으로 눅눅해지거나 염분, 분진, 젖음을 방지하기 쉽게 구성하였다.

이상, 상술한 바와 같이 미세한 직선 모양의 금속 이물질을 본 발명에 의해 여러 가지 상황에 있어 높은 정밀도에 탐지할 수 있게 되었다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1A, 1B, 1C: 금속 탐지기 2A, 2B, 2C: 제어부
3: 반송부, 5A, 5C: 검출부
10A: 금속 탐지 센서 11: 센서 코일
12: 코어 12a: 돌기
13: 도선 14A, 18: 자화용 자석
140: 영구자석 50: 피검사물
51: 금속 이물질

Claims (7)

1. 금속 이물질을 검출하는 것으로,
   코어에 감겨진 도선에 전류를 인가하여 검출용 자계를 발생시키고 피검사물의 와전류 자계를 감쇄시키는 센서 코일, 그리고
   상기 센서 코일이 생성한 상기 검출용 자계에 대해 근접 또는 겹치는 위치에서 자화용 자계를 발생시키도록 배치되어 피검사물에 포함된 금속 이물질을 자화시키는 자화용 자석
   을 포함하는 금속 탐지 센서.
2. 제1항에서,
   상기 코어에는
   적어도 2개의 홈이 길이 방향으로 병렬 형성되고, 너비 방향의 단면은 E자 모양이며, 상기 E자 모양의 중앙 부분에는 상기 도선이 감겨 있는 형상으로, 상기 코어 너비 방향 중앙에는 돌출된 돌기가 형성되어 있으며, 상기 돌기 주위의 자력밀도를 높이는 구조로 형성된
   금속 탐지 센서.
3. 제1항에서,
   상기 자화용 자석은
   평판 모양으로 두께 방향에 극성을 가진 복수 개의 영구자석을 같은 극성을 갖는 단면끼리 서로 대향 근접하도록 같은 간격으로 연속 구비하고, 상기 연속 갖춰진 방향이 상기 피검사물의 반송 방향에 대해 직각 방향이며, 상기 영구자석의 개수는 기설정된 검출 범위를 유지 가능한 폭을 구성하는 개수이고, 상기 영구자석을 2mm 내지 6mm의 피치로 등 간격 배열시키도록 상기 영구자석 사이에 스페이서가 배치되어 있는
   금속 탐지 센서.
4. 제1항에서,
   상기 센서 코일은
   상기 피검사물에서 발생하는 와전류 자계를 감쇄시키기 위해 상기 와전류 자계와 동일 레벨의 강도와 동일 주파수로 역 위상의 교번 자계를 생성하거나 상기 와전류 자계의 1/2 ~ 1/20 강도로 상기 와전류의 2 ~ 50배 주파수로 교번 자계를 생성하는
   금속 탐지 센서.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 정의 되어 있는 금속 탐지 센서,
   상기 금속 탐지 센서가 설치되고 피검사물을 반송하는 반송로 및
   상기 금속 탐지 센서가 감지한 검출 신호로 상기 피검사물 중에 금속 이물질 존재 여부를 판정하는 제어부
   를 포함하는 금속 탐지기.
6. 제5항에서,
   상기 금속 탐지 센서는, 상기 제어부와 별도로 갖춰져 상기 제어부와 무선 또는 유선으로 연결되어 정보를 주고받는 금속 탐지기.
7. 제5항에서,
   상기 제어부는
   상기 피검사물의 진동을 감지하는 3차원 진동 검출기를 더 포함하고,
   상기 3차원 진동 검출기에서 검출된 진동레벨을 전송받아 상기 진동을 바로잡거나, 상기 진동에 의한 자계변화를 보정하는
   금속 탐지기.

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