KR20200019362A - 금속이물 검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 금속이물 검출장치는 피검출물을 반송하는 반송부; 상기 피검출물의 특징을 추출하는 피검출물 특징 추출부; 상기 피검출물의 반송 경로 상에 배치되고, 상기 피검출물에 혼입된 금속이물을 자화시키는 자화부; 상기 반송 경로 상에서 상기 자화부의 후단에 배치되고, 상기 피검출물의 전자기 유도에 따른 제1 출력신호를 발생시키는 제1 센서; 상기 반송 경로 상에서 상기 자화부의 후단에 배치되고, 상기 제1 센서와 다른 자계 특성을 나타내며, 상기 피검출물의 전자기 유도에 따른 제2 출력 신호를 발생시키는 제2 센서; 상기 피검출물의 특징에 따라 상기 제1 출력신호와 상기 제2 출력 신호중 하나를 선택하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 스위칭 제어 신호에 따라 상기 제1 출력신호와 상기 제2 출력 신호중 하나를 상기 제어부로 스위칭하는 스위치를 포함한다. 이에 의하여, 피검출물의 물리적 특성이나 조건에 따라 복수개의 센서들중 하나로부터의 검출 결과를 선택하도록 구성되어 피검출물에 대한 금속 이물의 검출 감도를 향상시킬 수 있다.

Description

금속이물 검출장치{APPRATUS FOR IDENTIFYING METALLIC FOREIGN COMPONENTS}
본 발명은 금속이물 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 식품 내에 혼입된 금속이물의 검출 감도를 향상시킨 금속이물 검출장치에 관한 것이다.
금속이물 검출기는 식품 등의 검사제품 내에 혼입된 금속이물을 검출하는 장치로서, 엑스레이 등을 이용한 광학적 검출 방식과 고주파 자장을 이용한 와전류 방식, 그리고 자화 수단으로 자화된 금속이물의 잔류 자기강도를 전자기 유도 현상으로 동작하는 자기 센서로 검출하는 전자기 유도 방식이 있다.
패러데이의 전자기 유도법칙은 ε=-N(dΦ/dt)(단위:V)의 공식으로 일반화되며, 유도기전력(ε)은 코일의 감은 횟수 및 시간에 따른 자속(Φ)의 변화율에 비례한다.
이때, 금속이물의 움직임에 의해 생성되는 신호를 용이하게 검출하려면, 코일의 감은 횟수는 불변하기 때문에, 자기장을 통과하는 금속이물의 이동속도를 높이거나, 금속이물의 자화 정도를 상승시켜야 한다. 다만, 금속이물의 이동속도는 컨베이어 벨트의 반송속도에 의존적이므로, 금속이물의 이동속도를 높이는 데 실질적인 한계가 있다. 따라서, 종래의 금속이물 검출장치는 주로 금속이물을 자화시켜 신호를 센싱하는 방법으로 검출 감도를 향상시켰다.
그런데, 검사제품으로는 알루미늄 증착지 재질의 상대적으로 얇은 포장지의 검사대상품과 알루미늄 호일 재딜의 상대적으로 두꺼운 포장지의 검사대상품이 있다. 그런데, 종래의 금속이물 검출기는 검사대상품의 포장지의 두께와 상관없이 하나의 센서를 이용하여 금속이물을 검출하였다.
한국등록특허 제10-1046946호(등록일: 2011년6월30일)
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서로 다른 특징의 복수의 검사대상품에 대해 최적의 검출 성능을 얻을 수 있는 금속이물 검출장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속이물 검출장치는, 피검출물을 반송하는 반송부; 상기 피검출물의 특징을 추출하는 피검출물 특징 추출부; 상기 피검출물의 반송 경로 상에 배치되고, 상기 피검출물에 혼입된 금속이물을 자화시키는 자화부; 상기 반송 경로 상에서 상기 자화부의 후단에 배치되고, 상기 피검출물의 전자기 유도에 따른 제1 출력신호를 발생시키는 제1 센서; 상기 반송 경로 상에서 상기 자화부의 후단에 배치되고, 상기 제1 센서와 다른 자계 특성을 나타내며, 상기 피검출물의 전자기 유도에 따른 제2 출력 신호를 발생시키는 제2 센서; 상기 피검출물의 특징에 따라 상기 제1 출력신호와 상기 제2 출력 신호중 하나를 선택하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 스위칭 제어 신호에 따라 상기 제1 출력신호와 상기 제2 출력 신호중 하나를 상기 제어부로 스위칭하는 스위치를 포함한다.
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 각각 제1 센서코일 및 제2 센서코일을 포함하며, 상기 제1 센서코일 및 상기 제2 센서코일 각각은 양 단부에 2개의 돌출 부재를 가지며, 너비 방향의 단면이 C자 모양을 갖는 코어와, 상기 2개의 돌출 부재에 각각 감긴 도선과, 상기 2개의 돌출 부재의 상단부에 배치되어, 자화용 자계를 발생시켜 상기 피검사물에 포함된 금속 이물질을 자화시키는 자화용 자석;을 포함할 수 있다.
상기 제1 센서코일은 상기 도선의 감은 횟수 또는 상기 코어의 상기 2개의 돌출 부재의 두께나 폭이 상기 제2 센서코일과 다를 수 있다.
상기 피검출물 특징 추출부는 바코드 리더기, 중량 측정기, 컬러센서, 광 센서중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 센서 또는 상기 제2 센서는 상기 제1 출력신호 또는 상기 제2 출력신호를 증폭하는 적어도 하나의 증폭기; 상기 증폭기에 의해 증폭된 상기 제1 출력신호 또는 제2 출력신호에서 노이즈를 필터링하는 적어도 하나의 필터; 및 상기 적어도 하나의 필터를 통과한 신호를 디지털 신호로 변환하는 적어도 하나의 컨버터;를 더 포함할 수 있다.
상기 피검출물의 특징은 상기 피검출물의 포장지의 재질, 두께, 또는 무게를 포함하는 상기 피검출물의 물리적 특징과 상기 피검출물을 식별하기 위한 바코드를 포함하는 상기 피검출물의 정보중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
상기 금속이물 검출장치는 상기 제1 출력신호 및 상기 제2 출력신호의 선택을 시각적으로 표시하거나, 금속이물의 혼입 여부를 시각적 또는 청각적으로 표시하는 표시부;를 더 포함할 수 있다.
상기 금속이물 검출장치는 상기 피검출물의 특징과 상기 제1 센서 및 제2 센서의 검출 감도가 대응적으로 저장된 저장부를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 금속이물 검출장치는, 복수개의 센서들을 포함하여, 피검출물의 물리적 특성이나 조건에 따라 복수개의 센서들중 하나로부터의 검출 결과를 선택하도록 구성되어 피검출물에 대한 금속 이물의 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속이물 검출장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속이물 검출장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서 및 제2 센서의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 코일의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 금속이물 검출장치의 피검출물의 예들을 나타낸 도면이다.
본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시하기에 충분하도록 상세히 설명된다. 특정 실시예 이외의 다른 실시예는 서로 상이하지만 상호배타적일 필요는 없다. 아울러, 후술의 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대한 상세한 설명은, 그에 수반하는 도면들과 연관하여 읽히게 되며, 도면은 전체 발명의 설명에 대한 일부로 간주된다. 방향이나 지향성에 대한 언급은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하는 의도를 갖지 않는다.
구체적으로, "아래, 위, 수평, 수직, 상측, 하측, 상향, 하향, 상부, 하부" 등의 위치를 나타내는 용어나, 이들의 파생어(예를 들어, "수평으로, 아래쪽으로, 위쪽으로" 등)는, 설명되고 있는 도면과 관련 설명을 모두 참조하여 이해되어야 한다. 특히, 이러한 상대어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 장치가 특정 방향으로 구성되거나 동작해야 함을 요구하지는 않는다.
또한, "장착된, 부착된, 연결된, 이어진, 상호 연결된" 등의 구성 간의 상호 결합 관계를 나타내는 용어는, 별도의 언급이 없는 한, 개별 구성들이 직접적 혹은 간접적으로 부착 혹은 연결되거나 고정된 상태를 의미할 수 있고, 이는 이동 가능하게 부착, 연결, 고정된 상태뿐만 아니라, 이동 불가능한 상태까지 아우르는 용어로 이해되어야 한다.
그리고, 첨부 도면에 도시된 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 즉, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속이물 검출장치의 사시도이다. 도 1에 도시된 금속이물 검출장치는 반송부(120), 자화부(130), 제1 센서(300-1), 및 제2 센서(300-2)로 구성되며, 이들의 동작을 제어하는 제어부(미도시)가 구비된다.
반송부(100)는 피검출물(10)을 기설정된 방향으로 반송하는 기능을 가지며, 컨베이어 벨트 등의 기계적 장치일 수 있다. 도 1에서, 반송부(120)에 놓인 피검출물(10)은 화살표 방향으로 반송된다. 반송부(120)를 구동시키는 모터(미도시)의 회전속도는 반송부(120)의 반송속도를 결정하고, 피검출물(10)의 이동속도는 반송부(120)를 구동시키는 모터(미도시)의 회전속도에 의해 결정된다. 후술할 제어부(미도시)는 모터(미도시)의 회전속도를 제어하여, 반송부(120)에 놓인 피검출물(10)의 이동속도를 조절한다. 여기서, 피검출물(10)은 식품, 의류 등일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
자화부(130)는 피검출물(10)의 반송 경로 상의 소정 위치에 배치되며, 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)는 반송 경로에서 자화부(130)의 후단에 배치된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 반송부(120)의 반송 방향을 따라 자화부(130), 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)가 소정 간격을 두고 배치된다. 피검출물(10)은 반송부(100)의 반송 경로를 따라 자화부(130), 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)을 통과하게 된다.
자화부(130)은 피검출물(10)에 혼입되어 있을 수 있는 금속이물을 자화시키는 역할을 한다. 자화부(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반송부(120)가 통과하는 공동(空洞) 영역을 구비한 사각의 테두리 형상을 갖고 반송부(120)를 둘러싼다. 자화부(130)는 강자석으로 이루어져, 그 사이를 지나는 피검출물(10) 내의 금속이물을 자화시킨다. 물론, 자화부(130)는 금속물질 등을 자화시킬 수 있다면, 강자석 이외의 어떠한 구성으로 이루어져도 무방하다.
피검출물(10)에 혼입된 금속이물이 자화부(130)를 통과하면서 자화되면, 이후 통과하게 되는 제1 센서(300-1) 또는 제2 센서(300-2)에서의 검출감도가 높아질 수 있다.
구체적으로, 패러데이의 전자기 유도법칙은 ε=-N(dΦ/dt)(단위:V)의 공식으로 일반화되며, 유도기전력(ε)은 코일의 감은 횟수 및 시간에 따른 자속(Φ)의 변화율에 비례하는데, 이때, 피검출물(10) 내에 혼입된 금속이물이 자화되면, 생성되는 유도기전력의 크기가 커지므로, 제1 센서(300-1) 또는 제2 센서(300-2)의 검출감도가 향상될 수 있다.
또한, 제어부(미도시)는 반송부(120)의 이동속도를 높여 자속 밀도의 변화율을 높임으로써 제1 센서(300-1) 또는 제2 센서(300-2)의 검출감도를 향상시킬 수도 있다.
도 1에서는 발명의 이해를 돕기 위해, 본 발명에 따른 금속이물 검출장치의 구성을 단순화해서 도시했지만, 도시된 구성 외에도, 반송부(120)를 구동하기 위한 모터(미도시)나, 제어부(130) 등을 비롯한 각 요소에 구동전력을 공급하기 위한 전원공급부(미도시) 등 금속이물 검출장치를 구동시키기 위한 요소들이 부가될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속이물 검출장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속이물 검출장치는, 피검출물 특징 추출부(110), 반송부(120), 자화부(130), 제1 센서(300-1), 제2 센서(300-2), 및 상기 구성을 제어하면서 피검출물(10) 내의 금속이물 혼입 여부를 판단하는 제어부(200)를 포함한다.
제1 센서(300-1)는 반송 경로 상에서 자화부(120)의 후단에 배치되고, 피검출물(10)의 전자기 유도에 따른 제1 출력신호를 발생시킨다.
제2 센서(300-2)는 반송 경로 상에서 상기 자화부의 후단에 배치되고, 상기 제1 센서와 다른 자계 특성을 나타내며, 상기 피검출물의 전자기 유도에 따른 제2 출력 신호를 발생시킨다.
도 3에는 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)의 구성을 도시한다.
도 3을 참조하면, 제1 센서(300-1)는 제1 센서코일(310-1), 제1 증폭기(330-1), 제1 필터(340-1), 및 제1 ADC(Analog-Digital converter)(350-1)를 포함할 수 있다. 제2 센서(300-2)는 제2 센서코일(310-2), 제2 증폭기(330-2), 제1 필터(340-2), 및 제2 ADC(Analog-Digital converter)(350-2)를 포함할 수 있다.
제1 센서코일(310-1) 또는 제2 센서코일(310-2)은 거의 유사한 구성을 갖는다. 따라서, 제1 센서코일(310-1)의 구성을 위주로 설명한다.
제1 센서코일(310-1)은 반송부(120)가 통과하는 공동(空洞) 영역을 구비한 사각의 테두리 형상을 갖고 반송부(120)를 둘러싼다. 제1 센서코일(310-1)은 상부 센서코일(도시 생략)과 하부 센서코일(도시 생략)을 포함할 수 있다. 상부 센서코일은 자계(magnetic field)를 발생시키는 기능을 하고, 하부 센서코일은 이를 수신하는 기능을 한다. 상부 센서코일이 생성한 자계에 의하여 큰 자속이 발생되고, 피검출물(10) 내의 금속이물의 자속이 변화하면서 생기는 유도기전력 신호를 하부 센서코일이 센싱함으로써, 피검출물(10) 내에 금속이물이 혼입되었는지 검출할 수 있다.
상부 센서코일과 하부 센서코일은 철심에 동선(copper wire)을 감은 구조로서, 상부 센서코일의 일단은 진입부 하부 센서코일의 일단과 연결되어 있고, 유도기전력 신호를 센싱한 하부 센서코일의 타단은 후술할 제1 증폭기에 연결될 수 있다.
이러한 구성의 제1 센서 코일(310-1)은 도 4에 도시된 구성을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 코일의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제1 센서 코일(310-1)은 너비 방향의 단면이 C자 모양을 갖는 코어(301)와 코어(301)에 감긴 도선(303, 304)을 포함한다. 코어(301)는 양 단부에 2개의 돌출 부재(301a, 301b)를 갖는다.
도선(303, 304)은 2개의 돌출 부재(301a, 301b)에 감겨져 있다. 코어(301)에 감겨진 도선(303, 304)에 전류가 인가되면 검출용 자계가 발생된다. 검출용 자계가 미치는 범위에서 자화용 자계를 발생시키도록 2개의 자화용 자석(307, 308)이 코어(301)의 2개의 돌출 부재(301a, 301b) 상단에 각각 배치된다. 자화용 자석(307, 308)에 의해 발생된 자화용 자계는 피검사물(10)에 포함된 금속 이물질을 자화시킬 수 있다.
제2 센서코일(310-2)은 제1 센서 코일(310-1)과 동일한 구성요소를 가지지만, 다른 자계 특성을 나타내도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 센서코일(310-1)은 도선의 감은 횟수가 제2 센서코일(310-2)과 다를 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 센서코일(310-1)은 코어(301)의 2개의 돌출부재(301a, 301b)의 두께 또는 폭의 크기가 제2 센서코일(310-2)과 다를 수 있다.
제1 센서 코일(310-1)은 제2 센서코일(310-2)과 다른 자계 특성을 내기 때문에, 피검출물에 대하여 상이한 검출 결과를 발생시킬 수 있다.
한편, 제1 센서(300-1)의 제1 센서코일(310-1)에서 센싱한 제1 출력 신호는 제1 증폭기(330)로 전달된다. 이때, 제1 증폭기(330-1)는 단일 OP-AMP 혹은 복수의 OP-AMP가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 제1 증폭기(330-1)에 의해 증폭된 제1 출력신호는 제1 필터(340-1)를 거치면서, 소정 주파수에 해당하는 노이즈(noise)가 제거되고, 이때, 제1 필터(340-1)는 특정 주파수만을 흡수 감쇠시키는 노치필터(notch filter) 등으로 이루어질 수 있다. 제1 필터(340-1)를 통과한, 노이즈가 감쇠된 제1 출력신호는 제1 컨버터(ADC, analog to digital converter)(350-1)를 거쳐 디지털 신호로 변환되어 출력된다.
한편, 제2 센서(300-2)의 제2 센서코일(310-2)에서 센싱한 제2 출력신호는 제2 증폭기(330-2)로 전달된다. 이때, 제2 증폭기(330-2)는 단일 OP-AMP 혹은 복수의 OP-AMP가 연결된 형태로 구성될 수 있다. 제2 증폭기(330-2)에 의해 증폭된 제2 출력신호는 제2 필터(340-2)를 거치면서, 소정 주파수에 해당하는 노이즈(noise)가 제거되고, 이때, 제2 필터(340-2)는 특정 주파수만을 흡수 감쇠시키는 노치필터(notch filter) 등으로 이루어질 수 있다. 제2 필터(340-2)를 통과한, 노이즈가 감쇠된 제2 출력신호는 제2 컨버터(ADC, analog to digital converter)(350-2)를 거쳐 디지털 신호로 변환되어 출력된다.
도 2를 다시 참조하면, 피검출물 특징 추출부(110)는 피검출물(10)의 특징을 추출할 수 있다. 피검출물 특징 추출부(110)는 바코드 리더기, 중량 측정기, 컬러센서, 광 센서를 포함할 수 있다.
예컨대, 바코드 리더기는 피검출물(10)의 바코드를 읽어 피검출물(10)의 정보를 추출할 수 있다. 피검출물(10)의 바코드는 피검출물(10)을 식별할 수 있다. 이 경우, 바코드에 대응하여 피검출물(10)의 포장지의 두께, 재질 등을 알 수 있다.
또는, 중량 측정기, 컬러센서, 또는 광센서는 피검출물(10)의 물리적 특징인, 피검출물의 포장지의 재질이나 두께, 피검출물의 무게 등을 추출할 수 있다.
피검출물 특징 추출부(110)는 피검출물(10)의 물리적 특징 또는 피검출물(10)의 정보를 추출한 후 제어부(200)의 MCU(220)로 출력한다.
제어부(200)는 MCU(220), 스위치(230), 저장부(240), 입력부(250) 및 표시부(260)를 포함할 수 있다. 다만, 다른 실시예에서는, 각 구성이 별개의 구성으로 구현될 수 있고, 일부 구성만 별개의 구성으로 구현될 수 있다.
MCU(220)는 피검출물 특징 추출부(110)로부터 제공된 피검출물(10)의 특징에 따라 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)로부터 출력된 제1 출력신호 및 제2 출력신호중 하나를 선택하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하여 스위치(230)에 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, MCU(220)는 입력부(250)로부터 사용자에 의해 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)로부터 출력된 제1 출력신호 및 제2 출력신호중 하나를 선택하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하여 스위치(230)에 제공할 수 있다.
본 실시예에서는, MCU(220)는 디지털 신호로 변환된 제1 출력신호 및 제2 출력신호를 수신하지만, 다른 실시예에서는, 제1 컨버터(350-1) 및 제2 컨버터(350-2)의 구성이 생략되거나, 달리 배치되어, 제1 필터(340-1)와 제2 필터(340-2)를 통과한 아날로그 신호를 그대로 수신할 수도 있다.
MCU(220)는 제1 출력신호 및 제2 출력신호중 하나를 선택하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성할 때, 저장부(240)에 미리 저장된 정보를 이용할 수 있다.
저장부(240)는 피검출물의 포장지의 두께에 따른 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)의 검출 감도를 미리 저장할 수 있다. 검출 감도는 검출가능한 시편의 최소 크기를 나타낼 수 있다.
도 5는 본 발명의 금속이물 검출장치의 피검출물의 예들을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, (a)는 시료1으로서 알루미늄 증착필름 포장 스넥이며, 포장지의 측정 두께는 0.1mm이고, (b)는 시료2로서 알루미늄 호일 포장 즉석식품이며, 포장지의 측정 두께는 0.15mm이고, (c)는 시료3으로서 알루미늄 호일 도시락 용기이며, 포장지의 측정 두께는 0.4mm이다.
이러한 시료들에 대한 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)의 검출 감도를 시험하여 다음 표 1과 같이 결과가 도출되었다. 본 시험의 조건으로서, 금속이물이 없는 시료는 금속이물 검출장치의 반송부(120)를 통과시킬 경우 검출 반응이 없어야 하며, 검출 감도 확인을 위한 금속이물은 철 재질의 정육각형 시편을 이용하며 한변의 길이를 시편의 크기로 정의하였다.
표 1에서 검출 감도는 검출가능한 시편의 최소 크기를 나타낸다.
시료 포장재질 제1 센서에 의한 검출감도 제2 센서에 의한 검출감도
시료1 알루미늄 증착필름 1.0mm 2.0mm
시료2 알루미늄 호일1 3.0mm 2.0mm
시료3 알루미늄 호일2 3.0mm 2.0mm
[표 1]에 나타낸 바와 같이, 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)의 검출 감도는 상이함을 알 수 있다. 시료 1에 대해서는 제1 센서(300-1)의 검출감도가 제2 센서(300-2)가 더 양호하며, 시료 2 및 시료 3에 대해서는 제2 센서(300-2)의 검출감도가 제1 센서(300-1)가 더 양호하였다.
MCU(220)는 피검출물 특징 추출부(110)로부터 제공된 피검출물(10)의 물리적 특징 또는 피검출물(10)의 정보에 기초하여 제1 센서(300-1)으로부터의 제1 출력신호와 제2 센서(300-2)로부터의 제2 출력신호중 하나를 선택하는 스위칭 제어 신호를 스위치(230)로 출력하여 스위칭을 제어한다.
스위치(230)는 MCU(220)으로부터 제공된 스위칭 제어 신호에 따라 제1 센서(300-1)으로부터의 제1 출력신호와 제2 센서(300-2)로부터의 제2 출력신호 사이를 스위칭한다. 다시 말해, 스위치(230)는 제1 출력신호와 제2 출력신호중 하나를 제어부(200)의 MCU(220)로 스위칭한다.
저장부(240)는 피검출물의 포장지의 두께에 따라 제1 센서(300-1)와 제2 센서(300-2)의 검출 감도를 저장할 뿐만 아니라, 피검출물의 물리적 특징 또는 조건에 따라 검출 감도를 저장할 수 있다.
MCU(220)는 피검출물 특징 추출부(110)로부터 제공된 피검출물의 물리적 특징 또는 조건에 따라 제1 센서(300-1)의 제1 출력 신호 및 제2 센서(300-2)의 제2 출력 신호중 하나를 선택하는 스위칭 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 실시예에서 금속이물 검출장치는 2개의 센서(300-1, 300-2)를 포함하지만, 3개 이상의 센서를 포함할 수 있음은 당업자에게 명백하다. 예컨대, 금속이물 검출장치는 피검출물의 물리적 특징 또는 조건에 따라 출력 신호중 하나를 선택하는 스위칭 제어 신호를 생성할 수 있다.
한편, MCU(220)는 피검출물(10) 내에 금속이물이 포함된 것으로 판단하면, 청각적 혹은 시각적인 표시를 통해 사용자에 표시할 수 있다. 표시부(260)는 시각적인 표시를 위한 디스플레이 등의 장치이거나 청각적인 표시를 위한 스피커 등의 장치일 수 있다.
표시부(260)는 제1 출력신호 및 상기 제2 출력신호의 선택을 시각적으로 표시할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 제1 센서(300-1)와 제2 센서(300-2)의 출력신호들중 하나가 사용자에 의해 선택될 수도 있다. 동일한 물리적 특징을 갖는 복수개의 피검출물(10)에 대해 연속적으로 금속이물을 검출하는 경우에, 사용자가 제1 센서(300-1)와 제2 센서(300-2)중 최적의 검출 성능을 나타내는 센서를 선택할 수 있다. 이 경우, 표시부(260)는 제1 출력신호 및 상기 제2 출력신호의 선택을 시각적으로 표시할 수도 있다.
또한, 도 2에서는 입력부(250)와 표시부(260)가 별개의 구성으로 도시되어 있지만, 이와 달리 입력과 출력을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린 등으로 구현되어도 무방하다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 금속이물 검출장치는, 복수개의 센서들을 포함하여, 피검출물의 물리적 특성이나 조건에 따라 복수개의 센서들중 하나로부터의 검출 결과를 선택하도록 구성되어 피검출물에 대한 금속 이물의 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
다시 말해, 종래의 금속이물 검출장치는 다음 표 2와 같은 검출 감도를 나타냈다.
시료 포장재질 검출감도
(검출가능한 시편의 최소 크기)
시료1 알루미늄 증착필름 1.0mm
시료2 알루미늄 호일 3.0mm
시료3 알루미늄 호일 3.0mm
[표 2]에 나타낸 종래 금속이물 검출장치의 검출 감도는 [표 1]에 나타낸 본 발명의 금속이물 검출장치의 검출 감도와 비교하면, 시료 2 및 시료 3에 대해서 검출 감도가 떨어짐을 알 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 금속이물 검출장치는 제1 센서(300-1)에 의해서는 시료 1(알루미늄 증착필름 재질의 피검출물) 에 대해 최적을 검출 성능을 얻을 수 있었고, 제2 센서(300-2)에 의해서는 시료 2 및 시료 3(알루미늄 호일 재질의 피검출물)에서 최적의 검출 성능을 얻을 수 있었다. 따라서, 제1 센서(300-1) 및 제2 센서(300-2)를 피검출물의 물리적 특성(예컨대, 포장 재질)에 따라 선택적으로 검출에 사용할 경우 종래의 금속이물 검출장치에 비하여 향상된 검출 성능을 얻을 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 포함하는 특정 실시예의 관점에서 본 발명을 설명했지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 위에서 설명된 발명의 구성에 있어서, 다양한 치환이나 변형을 예측할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 권리범위와 기술적 사상을 벗어나지 않는 한, 구조적이고 기능적인 변조가 다양하게 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상이나 권리범위는 본 명세서에 첨부된 청구범위에 기술된 바와 같이 광범위하게 이해될 수 있을 것이다.
120‥‥‥‥‥‥‥‥‥반송부
130‥‥‥‥‥‥‥‥‥자화부
300-1‥‥‥‥‥‥‥‥‥제1 센서
300-2‥‥‥‥‥‥‥‥‥제2 센서
200‥‥‥‥‥‥‥‥‥제어부

Claims (8)

  1. 피검출물을 반송하는 반송부;
    상기 피검출물의 특징을 추출하는 피검출물 특징 추출부;
    상기 피검출물의 반송 경로 상에 배치되고, 상기 피검출물에 혼입된 금속이물을 자화시키는 자화부;
    상기 반송 경로 상에서 상기 자화부의 후단에 배치되고, 상기 피검출물의 전자기 유도에 따른 제1 출력신호를 발생시키는 제1 센서;
    상기 반송 경로 상에서 상기 자화부의 후단에 배치되고, 상기 제1 센서와 다른 자계 특성을 나타내며, 상기 피검출물의 전자기 유도에 따른 제2 출력 신호를 발생시키는 제2 센서;
    상기 피검출물의 특징에 따라 상기 제1 출력신호와 상기 제2 출력 신호중 하나를 선택하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 스위칭 제어 신호에 따라 상기 제1 출력신호와 상기 제2 출력 신호중 하나를 상기 제어부로 스위칭하는 스위치를 포함하는 금속이물 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 각각 제1 센서코일 및 제2 센서코일을 포함하며,
    상기 제1 센서코일 및 상기 제2 센서코일 각각은
    양 단부에 2개의 돌출 부재를 가지며, 너비 방향의 단면이 C자 모양을 갖는 코어와,
    상기 2개의 돌출 부재에 각각 감긴 도선과,
    상기 2개의 돌출 부재의 상단부에 배치되어, 자화용 자계를 발생시켜 상기 피검사물에 포함된 금속 이물질을 자화시키는 자화용 자석;을 포함하는 금속이물 검출장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 센서코일은 상기 도선의 감은 횟수 또는 상기 코어의 상기 2개의 돌출 부재의 두께나 폭이 상기 제2 센서코일과 다른 금속이물 검출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피검출물 특징 추출부는 바코드 리더기, 중량 측정기, 컬러센서, 광 센서중 적어도 하나를 포함하는 금속이물 검출장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 센서 또는 상기 제2 센서는
    상기 제1 출력신호 또는 상기 제2 출력신호를 증폭하는 적어도 하나의 증폭기;
    상기 증폭기에 의해 증폭된 상기 제1 출력신호 또는 제2 출력신호에서 노이즈를 필터링하는 적어도 하나의 필터; 및
    상기 적어도 하나의 필터를 통과한 신호를 디지털 신호로 변환하는 적어도 하나의 컨버터;를 더 포함하는 금속이물 검출장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피검출물의 특징은 상기 피검출물의 포장지의 재질, 두께, 또는 무게를 포함하는 상기 피검출물의 물리적 특징과 상기 피검출물을 식별하기 위한 바코드를 포함하는 상기 피검출물의 정보중 적어도 하나를 나타내는, 금속이물 검출장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 출력신호 및 상기 제2 출력신호의 선택을 시각적으로 표시하거나, 금속이물의 혼입 여부를 시각적 또는 청각적으로 표시하는 표시부;를 더 포함하는 금속이물 검출장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 피검출물의 특징과 상기 제1 센서 및 제2 센서의 검출 감도가 대응적으로 저장된 저장부를 더 포함하는 금속이물 검출장치.
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