JP2990458B2 - 金属検出機 - Google Patents
金属検出機Info
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Description
の有無を、被検査体が磁界に与える影響を検出して判定
する金属検出機に関する。
を流して磁界を発生させ、この磁界の磁束を受ける位置
にコイル等の磁気センサを配置し、この磁界中を通過す
る被検査体による磁束変化を磁気センサからの信号によ
って検出し、この検出信号に基づいて被検査体の金属の
有無を判定している。
なう従来の金属検出機の構成を示している。
号発生器2から出力される所定周波数の基準パルス信号
をフィルタ3によって正弦波に変換し、この正弦波信号
を電力増幅器4によって増幅して送信コイル5に所定の
励磁電流を流し、送信コイル5から磁界を発生させる。
ル5から発生する磁界の磁束を等量受ける位置に並んだ
1対の受信コイル6、7によって形成されている。
さの電圧信号は、差動増幅器8に入力されている。した
がって、被検査体Wが磁界と交わらない位置にあるとき
には、差動増幅器8の出力は零となる。
の受信コイル6との間に移動すると、被検査体Wおよび
この被検査体Wに含まれる金属が磁界に影響を与え、2
つの受信コイル6、7に交わる磁束が不平衡となる。
電圧に差が生じ、その差動信号が差動増幅器8から検波
回路9へ出力される。
号の位相が可変された移相基準信号が検波回路9へ入力
されている。
よって同期検波し、その検波出力信号をLPF(低域通
過フィルタ)11を介して判定手段12へ出力する。
のレベルが基準値を越えたとき、被検査体Wに金属が混
入していることを示す判定信号を出力する。なお、レベ
ル表示器13は、LPF11の出力レベルを表示する。
属の混入を高感度に検出するために、予め、被検査体W
自身の磁界に与える影響が最も少なくなる位相に移相回
路10を調整する必要がある。
さは、図5に示すように検波位相に応じて変化してお
り、この被検査体に対して初期検波位相Sが始めから最
小レベルの位相Pに合っていることはほとんどない。
属を含まない被検査体を磁界に通過させる毎にレベル表
示器11を見て、その表示レベルが最小値になるまで移
相回路10を所定の位相ステップΔαずつ可変させ、そ
の表示レベルが小さくなったら、より小さな位相ステッ
プΔβずつ可変して、最小レベルの位相Pに追い込むよ
うにしている。
ような構成の金属検出機では、初期位相Sと最終位相P
とが大きく離れている場合、被検査体を数10回も磁界
内に通過させなくては、最終位相まで到達せず、実際の
検査を始めるまでに多大な時間を要していた。
ことも考えられるが、位相ステップを大きくした場合、
目的の最終位相を飛び越える回数が増えてしまい、かえ
って最終位相に到達するまでの回数が増えることもあっ
た。本発明はこの課題を解決した金属検出機を提供する
ことを目的としている。
に本発明の金属検出機は、所定周波数の基準信号と同一
周波数の磁界を発生する磁界発生部と、前記磁界の磁束
を等量受ける位置に配置された1対の磁気センサと、前
記1対の磁気センサの差動成分を出力する差動出力回路
と、前記基準信号を入力される位相データに応じて移相
させた第1の移相基準信号を出力する第1の移相回路
と、前記第1の移相基準信号に対して90度位相が異な
る第2の移相基準信号を出力する第2の移相回路と、前
記差動出力回路からの差動信号を、前記第1の移相基準
信号によって同期検波する第1の検波回路と、前記差動
出力回路からの差動信号を、前記第2の移相基準信号に
よって同期検波する第2の検波回路と、混入金属を含ま
ない被検査体が前記磁界内を通過したときの前記第1の
検波回路の出力信号のピーク値と前記第2の検波回路の
出力信号のピーク値とを検出するピーク値検出手段と、
前記ピーク値検出手段によって検出された2つのピーク
値を直交辺とする三角形の正接角を、前記混入金属を含
まない被検査体の通過による前記差動信号と前記基準信
号との位相差として算出し、該位相差に応じた位相デー
タを前記第1の移相回路へ出力する位相差算出手段と、
前記位相差算出手段から前記第1の移相回路に位相デー
タが入力された後に前記磁界内を通過する被検査体の混
入金属の有無を、前記第1の検波回路または第2の検波
回路の出力信号に基づいて判定する判定手段とを備えて
いる。
属を含まない被検査体を磁界内に1回通過させると、そ
の差動信号は第1の検波回路と第2の検波回路によっ
て、互いに90°異なる位相で検波され、それぞれの検
波出力信号のピーク値が検出され、その2つのピーク値
を直交辺とする三角形の正接角が、混入金属を含まない
被検査体の通過による差動信号と基準信号との位相差と
して算出され、この差に応じた位相データが第1の移相
回路に入力される。このため、次の被検査体が磁界内を
通過したときの第1の検波回路または第2の検波回路の
検波出力は、被検査体自体の影響による成分が最小レベ
ルに近いレベルまで低下しており、この検波出力のレベ
ルに基づいて、検被検査体に含まれる混入金属の有無が
判定される。
て基準信号と差動信号の位相差を算出し、その差に応じ
た位相データを第1の移相回路へ入力する。このため、
次にに磁界内を通過する被検査体による差動信号成分の
出力は、最小レベルに近いレベルまで低下し、被検査体
に含まれる混入金属の影響による差動信号成分のみが、
第1の検波回路または第2の検波回路によって検波さ
れ、その検波出力信号のレベルに基づいて、混入金属の
有無が判定される。
明する。
構成を示すブロック図であり、磁界発生部1は、図4に
示した金属検出機と同様に、基準信号発生器2からの基
準パルス信号をフィルタ3によって正弦波に変換し、こ
の正弦波信号を電力増幅器4によって増幅して、送信コ
イル5から磁界を発生させている。また、受信コイル
6、7の誘起電圧は、差動増幅器8によって差動増幅さ
れる。
信号は、第1の移相回路20へ入力されている。この第
1の移相回路20は、基準パルス信号を、後述する位相
設定部30からの位相データΦに応じた位相角だけ遅延
した第1の移相基準信号を出力する。
路21に入力されている。第2の移相回路21は、第1
の移相基準信号を90度遅延させた第2の移相基準信号
を出力する。
波回路23および第2の検波回路26に入力されてい
る。
相基準信号によって同期検波し、その検波出力信号をL
PF24を介してA/D変換器25へ出力する。
相基準信号によって同期検波し、その検波出力信号をL
PF27を介してA/D変換器28へ出力する。
段29へ入力されている。判定手段29は、後述するモ
ード切り替え手段40からの判定開始信号を受けると、
A/D変換器25、28の出力値に基づいて被検査体に
含まれる金属の有無を判定する。
位相設定部30のピーク値検出手段31に入力されてい
る。
内を通過する毎に、A/D変換器25、28の出力のピ
ーク値A、Bを検出して出力する。
段40からのリセット信号を受けた後に最初に入力され
たピーク値A0 、B0 を直交辺とする三角形の正接角を
初期位相データθとして算出して出力する。
受けた後、2回目以後のピーク値が入力される毎に、そ
のピーク値のうち例えばAが最小となるように、所定の
位相ステップΔγで微調整データK(=±NΔγ Nは
整数)を可変出力し、ピーク値が最小になったとき、設
定完了信号を出力する。
データKの加算値を位相データΦとして第1の移相回路
20へ出力する。
ッチ41がオン操作されると、位相差算出手段32およ
び微調整手段33にリセット信号を出力するとともに、
判定手段29による判定動作を停止させ、微調整手段3
3からの設定完了信号を受けると、判定手段29に判定
開始信号を出力して、判定動作を開始させる。
33からの設定完了信号を音あるいは光に変換して、設
定が完了したことを報知する。
する。最適な検波位相がわかっていない被検査体を検査
する場合には、予め、位相設定スイッチ41をオン操作
し、混入金属を含まない被検査体を磁界内に通過させ
る。
タΦは零で、基準パルス信号がそのまま第1の移相基準
信号として、第1の検波回路23へ入力され、この第1
の移相基準信号に対して90度移相された第2の移相基
準信号が第2の検波回路24へ入力される。
含まない被検査体による差動信号は、被検査体がない状
態を基準にした受信位相のx−y座標上でθ1 という位
相をもっており、基準パルス信号の位相を基準とする座
標X−Yは、x−y座標に対して所定の位相差を有して
いる。この座標X−Y上での差動信号の位相角θは、第
1の検波回路23の出力のピーク値A0 と第2の検波回
路24の出力のピーク値B0 による正接角に対応してい
る。
のピーク値Aを零にするための初期位相θが位相差算出
手段32によって算出されることになり、この初期位相
θは位相データΦとして、第1の移相回路20に出力さ
れる(このとき、微調整データKは零である)。
回転して、X軸が差動信号の位相とほぼ一致した状態
で、次の混入金属を含まない被検査体の差動信号が検波
されることになる。
検波位相は、初回の検波位相からθだけ変化し、第1の
検波回路23の出力はほぼ最小レベルとなる。
段33によって位相データΦが微小な位相ステップΔγ
で可変されてこの被検査体自身の影響を最小にする位相
が決定されるため、混入金属を含まない被検査体を数回
磁界内を通過させるだけで、、微調整手段33から設定
完了信号が出力されることになる。
れると、第1の移相回路20に対する位相データΦはホ
ールドされ、判定手段29は、混入金属の有無を判定で
きる状態となり、設定完了報知器43が、この位相設定
の完了を報知する。
ば、この被検査体自身の影響が最も少ない状態、即ち、
混入金属に対する検出感度が最も高い状態で、金属検出
が行なわれる。
コイル5に対向するように配置された1対の受信コイル
6、7によって磁気センサを構成していたが、ホール素
子等の半導体センサを磁気センサとして用いた金属検出
機についても本発明を同様に適用できる。
に配置した金属検出機や、大径の送信コイルの内側に受
信コイルを同一向きに配置した金属検出機についても本
発明を同様に適用できる。
の後に微調整手段によって、さらに細かく位相を調整す
るようにしていたが、微調整手段を省略して、1回の被
検査体の通過だけで、位相設定を終了させるようにして
もよい。
機は、混入金属を含まない被検査体を磁界内に通過させ
たときの第1の検波回路および第2の検波回路から出力
された信号のピーク値をそれぞれ検出し、この2つのピ
ーク値を直交辺とする三角形の正接角を、この被検査体
の通過による差動信号と基準信号との位相差として算出
し、この移相差に応じた位相データを第1の移相回路に
入力することによって、次の被検査体に対する検波位相
を、被検査体自身の影響が最も少なくなるように設定し
ている。
界に通過させるだけで、その被検査体に対して最も高い
検出感度で混入金属を検出できる検波位相に設定するこ
とができ、極めて短時間に検査運転を開始することがで
きる。
る。
ための図である。
Claims (1)
- 【請求項1】所定周波数の基準信号と同一周波数の磁界
を発生する磁界発生部と、 前記磁界の磁束を等量受ける位置に配置された1対の磁
気センサと、 前記1対の磁気センサの差動成分を出力する差動出力回
路と、 前記基準信号を入力される位相データに応じて移相させ
た第1の移相基準信号を出力する第1の移相回路と、 前記第1の移相基準信号に対して90度位相が異なる第
2の移相基準信号を出力する第2の移相回路と、 前記差動出力回路からの差動信号を、前記第1の移相基
準信号によって同期検波する第1の検波回路と、 前記差動出力回路からの差動信号を、前記第2の移相基
準信号によって同期検波する第2の検波回路と、 混入金属を含まない被検査体が前記磁界内を通過したと
きの前記第1の検波回路の出力信号のピーク値と前記第
2の検波回路の出力信号のピーク値とを検出するピーク
値検出手段と、 前記ピーク値検出手段によって検出された2つのピーク
値を直交辺とする三角形の正接角を、前記混入金属を含
まない 被検査体の通過による前記差動信号と前記基準信
号との位相差として算出し、該位相差に応じた位相デー
タを前記第1の移相回路へ出力する位相差算出手段と、 前記位相差算出手段から前記第1の移相回路に位相デー
タが入力された後に前記磁界内を通過する被検査体の混
入金属の有無を、前記第1の検波回路または第2の検波
回路の出力信号に基づいて判定する判定手段とを備えた
金属検出機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29091691A JP2990458B2 (ja) | 1991-10-10 | 1991-10-10 | 金属検出機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29091691A JP2990458B2 (ja) | 1991-10-10 | 1991-10-10 | 金属検出機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05100047A JPH05100047A (ja) | 1993-04-23 |
JP2990458B2 true JP2990458B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=17762172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29091691A Expired - Fee Related JP2990458B2 (ja) | 1991-10-10 | 1991-10-10 | 金属検出機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2990458B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4173470B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2008-10-29 | アンリツ産機システム株式会社 | 金属検出装置 |
EP2562565B1 (en) * | 2011-08-24 | 2014-03-05 | Mettler-Toledo Safeline Limited | Metal Detection Apparatus |
-
1991
- 1991-10-10 JP JP29091691A patent/JP2990458B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05100047A (ja) | 1993-04-23 |
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