JP3625911B2 - 位置を表示する磁性金属検出器 - Google Patents
位置を表示する磁性金属検出器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3625911B2 JP3625911B2 JP23382195A JP23382195A JP3625911B2 JP 3625911 B2 JP3625911 B2 JP 3625911B2 JP 23382195 A JP23382195 A JP 23382195A JP 23382195 A JP23382195 A JP 23382195A JP 3625911 B2 JP3625911 B2 JP 3625911B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- difference
- signal
- spu
- metal
- metal detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01F—PROCESSING OF HARVESTED PRODUCE; HAY OR STRAW PRESSES; DEVICES FOR STORING AGRICULTURAL OR HORTICULTURAL PRODUCE
- A01F29/00—Cutting apparatus specially adapted for cutting hay, straw or the like
- A01F29/09—Details
- A01F29/16—Safety devices, e.g. emergency brake arrangements
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Safety Devices And Accessories For Harvesting Machines (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飼草収穫機に供給される収穫物内に金属が存在することを検出するための金属検出器に関し、詳細には、収穫物が通過する磁界及び金属がこの磁界を通過したことに応じて信号を発生するためのピックアップコイルを持つ金属検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】
カッターヘッドが損傷しないように保護し、家畜が金属片を経口摂取しないように保護するため、収穫物内の小金属片を検出するための磁石−コイル型検出器を飼草収穫機で使用することが知られている。金属がセンサ上を通過すると、金属検出器は供給ロールの回転を停止し、金属を含む収穫物がカッターヘッドに届かないようにする。例えば、1976年8月3日にベネットジュニア等に賦与された米国特許第3,972,156号には、単一導体「8字形状」導線コイルを備えた飼草収穫機用金属検出器が示されている。しかしながら、このようなコイルは、磁石−コイルアッセンブリの中央を横切って流れる金属を検出し損なうことがある。別の設計が1973年9月11日付けの米国特許第3,757,501号 及び1975年6月10日付けの米国特許第3,889,249号に示されている。これらの特許は両方ともベネットジュニア等に賦与された特許である。これらの特許では、飼草収穫機用金属検出器は、各々別々の導体で形成された二つの別々の食い違った「8字形状」導線コイルを含む。このような二コイル設計は、単一のコイルが必要とするよりも多くの導線を必要とするため、及び電子回路を二重に必要とするため、高価である。これらの従来技術の設計は全て、検出ユニットの外端で供給ロールの外側を通過する金属に対する感度が低いという欠点がある。
【0003】
金属検出器のセンサが、導線でできた単一のコイルを使用してつくられている場合には、上側にある動力線からの不規則な磁界の影響を受け易い。このため、最初の成功した金属検出器センサは、二つのコイルを備えてつくられている。これらのコイルは、均一な磁界からの電圧が相殺されるように結線されている。しかしながら、向き合って接続された二つのコイルを使用すると別の問題点が生じる。金属が二つのコイルを二分する線上でセンサを横切ると、各コイルに等しい電圧が誘導されるのである。これらの等しい電圧は互いに相殺し、金属検出器を賦勢する信号を残さない。一つの金属検出システムは、四つのコイルと二組の増幅器を使用することによってこの問題点をなくす。この解決策は、システムの幾つかの領域の感度が他の領域よりも高くならないようにするために費用がかかり、増幅器を適合させる必要がある。
【0004】
コイルを三つ備えた金属検出器システムが1993年6月16日付けの欧州特許出願第546,509号に記載されている。しかしながら、このシステムでは、三つのコイルは単相直列配置で接続されている。このようなシステムは、中央部の感度がその端部よりも高いと考えられている。感度がほぼ均等な金属検出器を提供することが望ましい。
【0005】
多コイル金属検出器システムでは、トリガー金属片がコイルのどの部分の上を通過するのかをオペレータが知るのが望ましい。これにより、オペレータは金属片の位置を容易に確認してこれを供給ロールから取り除くことができる。しかしながら、上述の多コイル検出システムのいずれもこのような情報を与えることができない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、トリガー金属片がコイルのどの部分の上を通過するのかをオペレータが知ることができる多コイル金属検出器を提供することである。
【0007】
本発明の別の目的は、感度がほぼ均等な金属検出器を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
これらの目的及び他の目的は、本発明によれば、端部と端部とを向き合わせて位置決めされた三つの磁石/コイルユニットを持つ金属検出器によって達成される。各磁石/コイルユニットは、コイル及びコイルの両端に設けられた一対の棒磁石を支持する全体に矩形のボビンを有する。三つのコイルは、三相「Y」字形態で電気的に接続されている。三つのコイル全てが発生した電圧は、マイクロプロセッサをベースにした信号処理ユニット(SPU)によって受け入れられる。SPUは、個々のコイル電圧間の差を表す三つの差分信号V(X−Y)、V(Y−Z)、V(Z−X)を発生する。SPUは、三つの信号全ての絶対値の和分を表す和分信号を発生し、和分信号が閾値より大である場合に緊急作動信号を発生する。SPUは、コイルアッセンブリの両端のコイルからの電圧間の差に対応する差分信号を閾値と比較することによって、金属片がコイルアッセンブリのどの部分の上を通過しているのかを判断する。SPUは、差分信号を互いに比較することによって金属片の位置を更に正確に判断する。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1及び図2を参照すると、飼草収穫機10は、収穫物をカッターヘッド(図示せず)及び切断バー(図示せず)に差し向けるように回転する供給ロール12及び14を備えたフィーダー部分11を有する。図3で最もよくわかるように、供給ロール12は、固定シャフト18に回転自在に取り付けられている。収穫物は、供給ロール12上をシャフト18の軸線に対して垂直な矢印Aが示す方向に流れる。金属検出器ユニット20は、アルミニウム又は非鉄金属製のハウジングを有し、このハウジングは、供給ロール12の内側でシャフト18に取り付けられている。以上説明した構造は従来の構造であり、商業的に入手可能な飼草収穫機のオプションとして入手できる。
【0010】
次に、図4及び図5を参照すると、ハウジング22内に装着されたアッセンブリ24は、好ましくは、三の同じボビン26、27、及び28を含み、これらのボビンは、それらの長手方向寸法が供給ロール12の回転軸線と平行であり且つ流路を通る収穫物の流れの方向に対して横方向に配向された状態で全体に端部と端部とを向き合わせて位置決めされている。ボビン26、27、及び28の各々には別々の導線が巻き付けてあり、夫々、三つのコイルX、Y、及びZを形成する。コイルX、Y、及びZは、互いに接続された共通の端子30、32、及び34を夫々有し、更に、出力端子36、38、及び40を夫々有する。図5を参照すると、導線は、好ましくは、共通の端子の各々から対応する出力端子まで時計廻り方向に1000回巻き付けてある。
【0011】
各ボビンは一組の矩形の棒磁石を保持する。例えば、一対の磁石50及び52がボビン26の内側の両端に取り付けられている。一対の磁石54及び56がボビン27の内側の両端に取り付けられている。一対の磁石58及び60がボビン28の内側の両端に取り付けられている。アッセンブリ24はハウジング22内に取り付けられており、好ましくは、「EPOXIDHARZ」注封エポキシのようなエポキシ樹脂で「注封」されている。
【0012】
全ての磁石50−60は、N極が同じ方向に図4で見て全体に上方に図5を見る人の方に向かって配向されており、そのため、これらの磁石からの磁界線(図示せず)は、供給ロール12の外面を通って材料流路内に延びる。磁石をこのように配置することによって、コイルの端部の磁界を集中し、中央部での磁界を小さくし、かくして、コイルの端部間にほぼ均等な磁界を形成する。磁石54からの磁界の一部が磁石52からの磁界に加わり、このことが磁石56及び58についても起こる。同じ大きさ即ち強さの磁石を六つの位置の全てで使用した場合には、組み合わせ磁界はいずれかの端部でよりも中央で大きい。これを補正するため、及び磁界を更に均等にするため、コイルXの外端の磁石50及びコイルZの外端の磁石60を好ましくは磁石52−58よりも50%大きくするか或いは強くする。
【0013】
次に図6を参照する。コイルX、Y、及びZは、三相「Y」字形の配置で互いに接続されている。コイルX、Y、及びZは、磁石50−60が発生した磁界を金属が通過すると、その出力端子36、38、及び40のところに電圧信号V(x)、V(Y)、V(Z)を夫々発生する。これらの電圧信号は、ディスプレー及び/又は警告ユニット64及び供給ロール12及び14の回転を停止するように従来の停止機構66の緊急作動を制御する信号処理ユニット(SPU)62に送られる。
【0014】
図7を参照すると、SPU62はゲインが約83の三つの差動増幅器70を含み、これらの差動増幅器は、V(X)とV(Y)との間の差を表す差分信号V(X−Y)、V(Y)とV(Z)との間の差を表す差分信号V(Y−Z)、及びV(Z)とV(X)との間の差を表す差分信号V(Z−X)を発生する。差動増幅器70の出力は、1Hzの高域フィルタ72、ゲインが約3の30Hzの低域フィルタ74、ゲインが約6.65の35Hzの低域フィルタ76に送られる。低域フィルタ76の出力は、一般的なマルチプレクサー78に送られる。従来のアナログ−デジタル変換器80がマルチプレクサー78を一般的なマイクロプロセッサ82に連結する。
【0015】
マイクロプロセッサ82は、図8の8A及び8Bのフローチャートが示すアルゴリズム200を実行する。フローチャート200の、このフローチャートに記載されたアルゴリズムをデジタル式コンピュータ又はマイクロプロセッサで実行するための標準言語への変換は、当業者に明らかである。アルゴリズムは、ステップ202で開始する。ステップ204において、SPU62の出力から差分電圧V(X−Y)、V(Y−Z)、及びV(Z−X)を読み取る。ステップ206において、電圧の和分VsをV(X−Y)、V(Y−Z)、及びV(Z−X)の絶対値の和分として計算する。ステップ208において、Vsが調節自在でプログラム可能な閾値、例えば0.7vと同じかそれより小である場合には、アルゴリズムはステップ204に戻る。Vsが閾値より大である場合には、アルゴリズムはステップ210に進み、停止装置66を作動させる。かくして、差分信号の絶対値を互いに加え、和分を予め決定されたレベルと比較し、金属片がコイルアッセンブリ24のどこかに存在するかどうかを判断する。金属片が存在する場合には、停止装置66を急激に作動させて供給ロール12及び14の回転を停止する。
【0016】
アッセンブリは、次いで、V(Z−X)を0vと比較するステップ212に進む。V(Z−X)が0vと同じかそれより小である場合には、これはコイルアッセンブリ24の左半部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ214が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムはステップ216に進む。V(Z−X)が0vより大である場合には、これはコイルアッセンブリ24の右半部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ222が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムはステップ224に進む。かくして、ステップ212、214、及び222は、隣接していないコイルX及びZからの電圧V(X)とV(Z)との間の差に対応する差分信号V(Z−X)と0vとを比較することによって、金属片がコイルアッセンブリ24の一方の側又は他方の側を通過したことを判断する。換言すると、ステップ212、214、及び222は、閾値をコイルアッセンブリ24の両端のコイルX及びZからの電圧間の差に対応する差分信号と比較することによって、金属片がコイルアッセンブリ24の一方の側又は他方の側を通過したことを判断するように作動する。
【0017】
ステップ216は、V(X−Y)をV(Y−Z)と比較する。V(X−Y)がV(Y−Z)より大である場合には、これはコイルアッセンブリ24の極左部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ218が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨のメッセージをディスプレー64に表示するステップ230に進む。次いで、ステップ232では、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【0018】
再びステップ216に戻って、V(X−Y)がV(Y−Z)と同じかそれより小である場合には、コイルアッセンブリ24の左中央部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ220が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨のメッセージをディスプレー64に表示するステップ230に進む。次いで、ステップ232で、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【0019】
ステップ224は、V(Z−X)をV(Y−Z)と比較する。V(Z−X)がV(Y−Z)より大である場合には、これはコイルアッセンブリ24の極右部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ226が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨のメッセージをディスプレー64に表示するステップ230に進む。次いで、ステップ232で、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【0020】
再びステップ224に戻って、V(Z−X)がV(Y−Z)と同じかそれより小である場合には、コイルアッセンブリ24の右中央部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ228が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨のメッセージをディスプレー64に表示するステップ230に進む。次いで、ステップ232で、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【0021】
かくして、アルゴリズム200は、コイルX、Y、及びZからの信号を分析し、金属の有無を判断し、金属が存在する場合には、金属のコイルアッセンブリに関するおおよその位置を判断する。
【0022】
本発明を特定の実施例と関連して説明したが、以上の記載を読めば、当業者には多くの変形及び変更が明らかであるということは理解されよう。例えば、小型のコイル−磁石ユニットを多数設けることによって横方向位置についての正確さを高めることができる。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内の全てのこのような変形及び変更を含もうとするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を使用できる飼草収穫機の斜視図である。
【図2】本発明を使用しようとする飼草収穫機の供給ロール部分を示す正面図である。
【図3】本発明の金属検出器の供給ロール内への取り付けを示す分解斜視図である。
【図4】明瞭化を図るため外ハウジング及び注封材料を取り除いた本発明の金属検出器のコイルアッセンブリ部分の斜視図である。
【図5】本発明の金属検出器のコイルアッセンブリ部分の概略平面図である。
【図6】コイルを本発明の電子式制御ユニットと共に示す概略ブロック図である。
【図7】本発明の電子式信号処理ユニットの概略ブロック図である。
【図8】本発明の信号処理ユニットのマイクロプロセッサが実行するアルゴリズムの論理フローチャートである。
【符号の説明】
10 飼草収穫機 11 フィーダー部分
12、14 供給ロール 18 固定シャフト
20 金属検出器ユニット 22 ハウジング
24 アッセンブリ 26、27、28 ボビン
30、32、34 端子 36、38、40 出力端子
50、52、54、56、58、60 磁石
64 ディスプレー及び/又は警告ユニット
66 停止機構 62 信号処理ユニット(SPU)
70 差動増幅器 72 高域フィルタ
74 低域フィルタ 76 低域フィルタ
78 マルチプレクサー 80 アナログ−デジタル変換器
82 マイクロプロセッサ
X、Y、Z コイル
V(x)、V(Y)、V(Z) 電圧信号
V(X−Y)、V(Y−Z)、V(Z−X) 差分信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、飼草収穫機に供給される収穫物内に金属が存在することを検出するための金属検出器に関し、詳細には、収穫物が通過する磁界及び金属がこの磁界を通過したことに応じて信号を発生するためのピックアップコイルを持つ金属検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】
カッターヘッドが損傷しないように保護し、家畜が金属片を経口摂取しないように保護するため、収穫物内の小金属片を検出するための磁石−コイル型検出器を飼草収穫機で使用することが知られている。金属がセンサ上を通過すると、金属検出器は供給ロールの回転を停止し、金属を含む収穫物がカッターヘッドに届かないようにする。例えば、1976年8月3日にベネットジュニア等に賦与された米国特許第3,972,156号には、単一導体「8字形状」導線コイルを備えた飼草収穫機用金属検出器が示されている。しかしながら、このようなコイルは、磁石−コイルアッセンブリの中央を横切って流れる金属を検出し損なうことがある。別の設計が1973年9月11日付けの米国特許第3,757,501号 及び1975年6月10日付けの米国特許第3,889,249号に示されている。これらの特許は両方ともベネットジュニア等に賦与された特許である。これらの特許では、飼草収穫機用金属検出器は、各々別々の導体で形成された二つの別々の食い違った「8字形状」導線コイルを含む。このような二コイル設計は、単一のコイルが必要とするよりも多くの導線を必要とするため、及び電子回路を二重に必要とするため、高価である。これらの従来技術の設計は全て、検出ユニットの外端で供給ロールの外側を通過する金属に対する感度が低いという欠点がある。
【0003】
金属検出器のセンサが、導線でできた単一のコイルを使用してつくられている場合には、上側にある動力線からの不規則な磁界の影響を受け易い。このため、最初の成功した金属検出器センサは、二つのコイルを備えてつくられている。これらのコイルは、均一な磁界からの電圧が相殺されるように結線されている。しかしながら、向き合って接続された二つのコイルを使用すると別の問題点が生じる。金属が二つのコイルを二分する線上でセンサを横切ると、各コイルに等しい電圧が誘導されるのである。これらの等しい電圧は互いに相殺し、金属検出器を賦勢する信号を残さない。一つの金属検出システムは、四つのコイルと二組の増幅器を使用することによってこの問題点をなくす。この解決策は、システムの幾つかの領域の感度が他の領域よりも高くならないようにするために費用がかかり、増幅器を適合させる必要がある。
【0004】
コイルを三つ備えた金属検出器システムが1993年6月16日付けの欧州特許出願第546,509号に記載されている。しかしながら、このシステムでは、三つのコイルは単相直列配置で接続されている。このようなシステムは、中央部の感度がその端部よりも高いと考えられている。感度がほぼ均等な金属検出器を提供することが望ましい。
【0005】
多コイル金属検出器システムでは、トリガー金属片がコイルのどの部分の上を通過するのかをオペレータが知るのが望ましい。これにより、オペレータは金属片の位置を容易に確認してこれを供給ロールから取り除くことができる。しかしながら、上述の多コイル検出システムのいずれもこのような情報を与えることができない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、トリガー金属片がコイルのどの部分の上を通過するのかをオペレータが知ることができる多コイル金属検出器を提供することである。
【0007】
本発明の別の目的は、感度がほぼ均等な金属検出器を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
これらの目的及び他の目的は、本発明によれば、端部と端部とを向き合わせて位置決めされた三つの磁石/コイルユニットを持つ金属検出器によって達成される。各磁石/コイルユニットは、コイル及びコイルの両端に設けられた一対の棒磁石を支持する全体に矩形のボビンを有する。三つのコイルは、三相「Y」字形態で電気的に接続されている。三つのコイル全てが発生した電圧は、マイクロプロセッサをベースにした信号処理ユニット(SPU)によって受け入れられる。SPUは、個々のコイル電圧間の差を表す三つの差分信号V(X−Y)、V(Y−Z)、V(Z−X)を発生する。SPUは、三つの信号全ての絶対値の和分を表す和分信号を発生し、和分信号が閾値より大である場合に緊急作動信号を発生する。SPUは、コイルアッセンブリの両端のコイルからの電圧間の差に対応する差分信号を閾値と比較することによって、金属片がコイルアッセンブリのどの部分の上を通過しているのかを判断する。SPUは、差分信号を互いに比較することによって金属片の位置を更に正確に判断する。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1及び図2を参照すると、飼草収穫機10は、収穫物をカッターヘッド(図示せず)及び切断バー(図示せず)に差し向けるように回転する供給ロール12及び14を備えたフィーダー部分11を有する。図3で最もよくわかるように、供給ロール12は、固定シャフト18に回転自在に取り付けられている。収穫物は、供給ロール12上をシャフト18の軸線に対して垂直な矢印Aが示す方向に流れる。金属検出器ユニット20は、アルミニウム又は非鉄金属製のハウジングを有し、このハウジングは、供給ロール12の内側でシャフト18に取り付けられている。以上説明した構造は従来の構造であり、商業的に入手可能な飼草収穫機のオプションとして入手できる。
【0010】
次に、図4及び図5を参照すると、ハウジング22内に装着されたアッセンブリ24は、好ましくは、三の同じボビン26、27、及び28を含み、これらのボビンは、それらの長手方向寸法が供給ロール12の回転軸線と平行であり且つ流路を通る収穫物の流れの方向に対して横方向に配向された状態で全体に端部と端部とを向き合わせて位置決めされている。ボビン26、27、及び28の各々には別々の導線が巻き付けてあり、夫々、三つのコイルX、Y、及びZを形成する。コイルX、Y、及びZは、互いに接続された共通の端子30、32、及び34を夫々有し、更に、出力端子36、38、及び40を夫々有する。図5を参照すると、導線は、好ましくは、共通の端子の各々から対応する出力端子まで時計廻り方向に1000回巻き付けてある。
【0011】
各ボビンは一組の矩形の棒磁石を保持する。例えば、一対の磁石50及び52がボビン26の内側の両端に取り付けられている。一対の磁石54及び56がボビン27の内側の両端に取り付けられている。一対の磁石58及び60がボビン28の内側の両端に取り付けられている。アッセンブリ24はハウジング22内に取り付けられており、好ましくは、「EPOXIDHARZ」注封エポキシのようなエポキシ樹脂で「注封」されている。
【0012】
全ての磁石50−60は、N極が同じ方向に図4で見て全体に上方に図5を見る人の方に向かって配向されており、そのため、これらの磁石からの磁界線(図示せず)は、供給ロール12の外面を通って材料流路内に延びる。磁石をこのように配置することによって、コイルの端部の磁界を集中し、中央部での磁界を小さくし、かくして、コイルの端部間にほぼ均等な磁界を形成する。磁石54からの磁界の一部が磁石52からの磁界に加わり、このことが磁石56及び58についても起こる。同じ大きさ即ち強さの磁石を六つの位置の全てで使用した場合には、組み合わせ磁界はいずれかの端部でよりも中央で大きい。これを補正するため、及び磁界を更に均等にするため、コイルXの外端の磁石50及びコイルZの外端の磁石60を好ましくは磁石52−58よりも50%大きくするか或いは強くする。
【0013】
次に図6を参照する。コイルX、Y、及びZは、三相「Y」字形の配置で互いに接続されている。コイルX、Y、及びZは、磁石50−60が発生した磁界を金属が通過すると、その出力端子36、38、及び40のところに電圧信号V(x)、V(Y)、V(Z)を夫々発生する。これらの電圧信号は、ディスプレー及び/又は警告ユニット64及び供給ロール12及び14の回転を停止するように従来の停止機構66の緊急作動を制御する信号処理ユニット(SPU)62に送られる。
【0014】
図7を参照すると、SPU62はゲインが約83の三つの差動増幅器70を含み、これらの差動増幅器は、V(X)とV(Y)との間の差を表す差分信号V(X−Y)、V(Y)とV(Z)との間の差を表す差分信号V(Y−Z)、及びV(Z)とV(X)との間の差を表す差分信号V(Z−X)を発生する。差動増幅器70の出力は、1Hzの高域フィルタ72、ゲインが約3の30Hzの低域フィルタ74、ゲインが約6.65の35Hzの低域フィルタ76に送られる。低域フィルタ76の出力は、一般的なマルチプレクサー78に送られる。従来のアナログ−デジタル変換器80がマルチプレクサー78を一般的なマイクロプロセッサ82に連結する。
【0015】
マイクロプロセッサ82は、図8の8A及び8Bのフローチャートが示すアルゴリズム200を実行する。フローチャート200の、このフローチャートに記載されたアルゴリズムをデジタル式コンピュータ又はマイクロプロセッサで実行するための標準言語への変換は、当業者に明らかである。アルゴリズムは、ステップ202で開始する。ステップ204において、SPU62の出力から差分電圧V(X−Y)、V(Y−Z)、及びV(Z−X)を読み取る。ステップ206において、電圧の和分VsをV(X−Y)、V(Y−Z)、及びV(Z−X)の絶対値の和分として計算する。ステップ208において、Vsが調節自在でプログラム可能な閾値、例えば0.7vと同じかそれより小である場合には、アルゴリズムはステップ204に戻る。Vsが閾値より大である場合には、アルゴリズムはステップ210に進み、停止装置66を作動させる。かくして、差分信号の絶対値を互いに加え、和分を予め決定されたレベルと比較し、金属片がコイルアッセンブリ24のどこかに存在するかどうかを判断する。金属片が存在する場合には、停止装置66を急激に作動させて供給ロール12及び14の回転を停止する。
【0016】
アッセンブリは、次いで、V(Z−X)を0vと比較するステップ212に進む。V(Z−X)が0vと同じかそれより小である場合には、これはコイルアッセンブリ24の左半部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ214が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムはステップ216に進む。V(Z−X)が0vより大である場合には、これはコイルアッセンブリ24の右半部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ222が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムはステップ224に進む。かくして、ステップ212、214、及び222は、隣接していないコイルX及びZからの電圧V(X)とV(Z)との間の差に対応する差分信号V(Z−X)と0vとを比較することによって、金属片がコイルアッセンブリ24の一方の側又は他方の側を通過したことを判断する。換言すると、ステップ212、214、及び222は、閾値をコイルアッセンブリ24の両端のコイルX及びZからの電圧間の差に対応する差分信号と比較することによって、金属片がコイルアッセンブリ24の一方の側又は他方の側を通過したことを判断するように作動する。
【0017】
ステップ216は、V(X−Y)をV(Y−Z)と比較する。V(X−Y)がV(Y−Z)より大である場合には、これはコイルアッセンブリ24の極左部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ218が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨のメッセージをディスプレー64に表示するステップ230に進む。次いで、ステップ232では、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【0018】
再びステップ216に戻って、V(X−Y)がV(Y−Z)と同じかそれより小である場合には、コイルアッセンブリ24の左中央部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ220が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨のメッセージをディスプレー64に表示するステップ230に進む。次いで、ステップ232で、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【0019】
ステップ224は、V(Z−X)をV(Y−Z)と比較する。V(Z−X)がV(Y−Z)より大である場合には、これはコイルアッセンブリ24の極右部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ226が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨のメッセージをディスプレー64に表示するステップ230に進む。次いで、ステップ232で、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【0020】
再びステップ224に戻って、V(Z−X)がV(Y−Z)と同じかそれより小である場合には、コイルアッセンブリ24の右中央部のどこかで金属が検出されたことを意味し、ステップ228が適当な信号を発生し、記憶し、アルゴリズムは、こうした趣旨のメッセージをディスプレー64に表示するステップ230に進む。次いで、ステップ232で、アルゴリズムはリセット信号を待つ。
【0021】
かくして、アルゴリズム200は、コイルX、Y、及びZからの信号を分析し、金属の有無を判断し、金属が存在する場合には、金属のコイルアッセンブリに関するおおよその位置を判断する。
【0022】
本発明を特定の実施例と関連して説明したが、以上の記載を読めば、当業者には多くの変形及び変更が明らかであるということは理解されよう。例えば、小型のコイル−磁石ユニットを多数設けることによって横方向位置についての正確さを高めることができる。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内の全てのこのような変形及び変更を含もうとするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を使用できる飼草収穫機の斜視図である。
【図2】本発明を使用しようとする飼草収穫機の供給ロール部分を示す正面図である。
【図3】本発明の金属検出器の供給ロール内への取り付けを示す分解斜視図である。
【図4】明瞭化を図るため外ハウジング及び注封材料を取り除いた本発明の金属検出器のコイルアッセンブリ部分の斜視図である。
【図5】本発明の金属検出器のコイルアッセンブリ部分の概略平面図である。
【図6】コイルを本発明の電子式制御ユニットと共に示す概略ブロック図である。
【図7】本発明の電子式信号処理ユニットの概略ブロック図である。
【図8】本発明の信号処理ユニットのマイクロプロセッサが実行するアルゴリズムの論理フローチャートである。
【符号の説明】
10 飼草収穫機 11 フィーダー部分
12、14 供給ロール 18 固定シャフト
20 金属検出器ユニット 22 ハウジング
24 アッセンブリ 26、27、28 ボビン
30、32、34 端子 36、38、40 出力端子
50、52、54、56、58、60 磁石
64 ディスプレー及び/又は警告ユニット
66 停止機構 62 信号処理ユニット(SPU)
70 差動増幅器 72 高域フィルタ
74 低域フィルタ 76 低域フィルタ
78 マルチプレクサー 80 アナログ−デジタル変換器
82 マイクロプロセッサ
X、Y、Z コイル
V(x)、V(Y)、V(Z) 電圧信号
V(X−Y)、V(Y−Z)、V(Z−X) 差分信号
Claims (12)
- 収穫機の回転自在の機械要素を通って流れる材料中の金属の有無を検出するための金属検出器であって、材料の通路内に延びる磁界を発生するための磁石と、金属片の存在により磁界が変化した場合に電気信号を発生するための検出コイルアッセンブリと、検出コイルが発生した信号を処理するための信号処理ユニット(SPU)とを有する金属検出器において、
前記検出コイルアッセンブリは複数の検出コイルを有し、
前記SPUは、前記金属片が前記コイルアッセンブリのどの部分の上を通過するのかを判断するための手段を含み、
前記SPUは、前記複数の検出コイルから発生される複数の電圧を受け取り、
前記SPUは、前記コイル電圧の対応する対間の差を各々表す複数の差分信号を発生するための手段を含み、
前記SPUは、前記差分信号の和を表す和分信号を発生するための手段及び前記和分信号が閾値より大である場合に緊急作動信号を発生するための手段を含み、
前記金属検出器は、前記緊急作動信号に応じて前記回転自在の機械要素を停止するための手段を有する、ことを特徴とする金属検出器。 - 前記SPUは、前記複数のコイルからの電圧を受け取り、
前記SPUは、前記コイル電圧の対応する対間の差を各々表す複数の差分信号を発生するための手段を含み、
前記SPUは、全ての差分信号の絶対値の和を表す和分信号を発生するための手段及び前記和分信号が閾値より大である場合に緊急作動信号を発生するための手段を含み、
前記金属検出器は、前記緊急作動信号に応じて前記回転自在の機械要素を停止するための手段を有する、請求項1に記載の金属検出器。 - 前記SPUは、複数のコイルからの電圧を受け取り、
前記SPUは、前記コイル電圧の対応する対間の差を各々表す複数の差分信号を発生するための手段を含み、
前記SPUは、差分信号の一つを他の差分信号と比較することによって、前記金属片が前記コイルアッセンブリのどの部分の上を通過しているのかを判断するための手段を含む、請求項1に記載の金属検出器。 - 前記SPUは、一の互いに隣接していないコイルからの電圧間の差に対応する差分信号と、他の互いに隣接するコイル間の電圧差に対応する差分信号とを比較することによって、前記金属片が前記コイルアッセンブリのどの部分の上を通過するのかを判断するための手段を含む、請求項3に記載の金属検出器。
- 前記SPUは、前記コイルアッセンブリの隣接していない両端のコイルからの電圧間の差に対応する差分信号と、隣接するコイル間の電圧差に対応する差分信号とを比較することによって、前記金属片が前記コイルアッセンブリのどの部分の上を通過するのかを判断するための手段を含む、請求項3に記載の金属検出器。
- 一つの差分信号を別の一つの差分信号と比較することによって、通過する金属片の位置を更に正確に判断するための手段を含む、請求項3に記載の金属検出器。
- 前記検出コイルアッセンブリは、三相「Y」字形の配置で互いに電気的に接続された三つの検出コイルを有する、請求項1に記載の金属検出器。
- 収穫機の回転自在の機械要素を通って流れる材料中の金属の有無を検出するための金属検出器であって、材料の通路内に延びる磁界を発生するための磁石と、金属片の存在により磁界が変化した場合に電気信号を発生するための検出コイルアッセンブリと、検出コイルが発生した信号を処理するための信号処理ユニット(SPU)とを有する金属検出器において、
前記検出コイルアッセンブリは、三相「Y」字形の配置で互いに電気的に接続された三つの検出コイルを有し、
前記SPUは、前記金属片が前記コイルアッセンブリのどの部分の上を通過しているの かを判断するための手段を含む、する、ことを特徴とする金属検出器。 - 前記SPUは、第1コイル電圧V(X)、第2コイル電圧V(Y)、及び第3コイル電圧V(Z)を受け取り、
前記SPUは、V(X)とV(Y)との間の差を表す第1差分信号V(X−Y)、V(Y)とV(Z)との間の差を表す第2差分信号V(Y−Z)、及びV(Z)とV(X)との間の差を表す第3差分信号V(Z−X)を発生するための手段を含み、
前記SPUは、前記差分信号のうちの一つの差分信号を閾値と比較し且つ前記差分信号のうちの一つの差分信号を別の差分信号と比較することによって、金属片が前記コイルアッセンブリのどの部分の上を通過したのかを判断するための手段を有する、請求項8に記載の金属検出器。 - 前記SPUは、前記差分信号の和を表す和分信号を発生するための手段及び前記和分信号が閾値より大である場合に緊急作動信号を発生するための手段を含み、
前記金属検出器は、前記緊急作動信号に応じて前記回転自在の機械要素を停止するための手段を有する、請求項9に記載の金属検出器。 - 前記SPUは、全ての差分信号の絶対値の和を表す和分信号を発生するための手段及び前記和分信号が閾値より大である場合に緊急作動信号を発生するための手段を含み、
前記金属検出器は、前記緊急作動信号に応じて前記回転自在の機械要素を停止するための手段を有する、請求項9に記載の金属検出器。 - 前記SPUは、前記コイルアッセンブリの両端のコイルからの電圧間の差に対応する差分信号を閾値と比較することによって、前記金属片が前記コイルアッセンブリのどの部分の上を通過しているのかを判断するための手段を含む、請求項9に記載の金属検出器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/311,161 US5504428A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Magnetic metal detector mounted in a feed roll of a harvisting machine |
US311161 | 1994-09-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08101166A JPH08101166A (ja) | 1996-04-16 |
JP3625911B2 true JP3625911B2 (ja) | 2005-03-02 |
Family
ID=23205679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23382195A Expired - Fee Related JP3625911B2 (ja) | 1994-09-16 | 1995-09-12 | 位置を表示する磁性金属検出器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5504428A (ja) |
EP (1) | EP0702248B1 (ja) |
JP (1) | JP3625911B2 (ja) |
CA (1) | CA2156446C (ja) |
DE (1) | DE59509900D1 (ja) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19620526A1 (de) * | 1996-05-22 | 1997-11-27 | Burkhard Weis | Metalldetektor zum Erkennen von Metall im Erntegutfluß |
US5797250A (en) * | 1996-09-27 | 1998-08-25 | Deere & Company | Forage harvester feed roll assembly designed for minimizing false tripping of a metal detector system |
US6150810A (en) * | 1997-03-24 | 2000-11-21 | Bechtel Bwxt Idaho, Llc | Method for detecting the presence of a ferromagnetic object using maximum and minimum magnetic field data |
DE19742060B4 (de) * | 1997-09-24 | 2005-02-03 | Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh | Fremdkörperrückführvorrichtung an Erntemaschinen o. dgl. |
US6084413A (en) * | 1998-04-29 | 2000-07-04 | Mohamed; Moustafa Abdel Kader | Method and apparatus for detecting rock movement |
DE19843608C1 (de) * | 1998-09-23 | 2000-03-16 | Claas Selbstfahr Erntemasch | Metallortungsvorrichtung in einem Erntegutförderer |
US7154266B2 (en) * | 2003-01-17 | 2006-12-26 | Quantum Magnetics, Inc. | Screening method and apparatus |
US7239134B2 (en) | 2003-01-17 | 2007-07-03 | Mednovus, Inc. | Screening method and apparatus |
US7315166B2 (en) * | 2003-01-17 | 2008-01-01 | Mednovus, Inc. | Magnetic resonance imaging screening method and apparatus |
US6956369B2 (en) * | 2003-01-17 | 2005-10-18 | Mednovus, Inc. | Screening method and apparatus |
US20040155651A1 (en) * | 2003-02-12 | 2004-08-12 | Britton Andrew Michael | Flux control system for metal detectors |
DE102004035928A1 (de) * | 2004-07-23 | 2006-03-16 | Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh | Schutzvorrichtung für landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen |
US20060022670A1 (en) * | 2004-07-31 | 2006-02-02 | Mednovus, Inc. | Magnetic resonance screening portal with combination sensing |
US7239223B2 (en) * | 2004-10-18 | 2007-07-03 | Mednovus, Inc. | Enhancement magnetizer for magnetic resonance imaging screening |
US20060139025A1 (en) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Mednovus, Inc. | Saturation-resistant magnetoresistive sensor for ferromagnetic screening |
US20060145691A1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Mednovus, Inc. | Ferromagnetic detection pillar and variable aperture portal |
US7295107B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-11-13 | Mednovus, Inc. | Ferromagnetic detection pillar |
US7408461B2 (en) * | 2005-01-11 | 2008-08-05 | Controlled Capture Systems, Llc | Metal detection system and method |
DE102005005736A1 (de) * | 2005-02-07 | 2006-09-28 | Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh | Metalldetektionseinrichtung |
GB2430036A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-14 | Cnh Belgium Nv | Metal detector arrangement |
US20070057786A1 (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-15 | Mednovus, Inc. | Ferromagnetic threat warning system |
GB2438578A (en) | 2006-05-30 | 2007-12-05 | Cnh Belgium Nv | Metal object detection system for harvester |
US20080055080A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-03-06 | Andrew Michael Britton | Oscillator coil geometry for radio frequency metal detectors |
US20080281187A1 (en) * | 2006-10-18 | 2008-11-13 | Mednovus, Inc. | Ferromagnetic threat detection method apparatus |
DE102008054488B4 (de) * | 2008-12-10 | 2020-10-22 | Deere & Company | Einrichtung zum Nachweis eines in eine Erntemaschine eingedrungenen Fremdkörpers |
DE102009000351B4 (de) | 2009-01-21 | 2011-05-19 | Deere & Company, Moline | Schwingungsaufnehmereinheit |
DE102010028343A1 (de) | 2010-04-29 | 2011-12-08 | Deere & Company | Erntemaschine mit einer Einrichtung zum Nachweis eines eingedrungenen Fremdkörpers |
DE102011007843A1 (de) | 2011-04-21 | 2012-10-25 | Deere & Company | Einrichtung zum Nachweis eines in eine Erntemaschine eingedrungenen Fremdkörpers |
DE102011117258A1 (de) | 2011-10-27 | 2013-05-02 | Alois Pöttinger Maschinenfabrik Gmbh | Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine |
DE102012201906B4 (de) | 2012-02-09 | 2017-03-30 | Deere & Company | Einzugszusammenbau für einen Feldhäcksler |
DE102012223768B4 (de) | 2012-12-19 | 2014-07-03 | Deere & Company | Fremdkörpernachweiseinrichtung für eine landwirtschaftliche Erntemaschine |
DE102013200183B3 (de) * | 2013-01-09 | 2014-04-30 | Deere & Company | Einzugswalze für einen Feldhäcksler |
JP6325327B2 (ja) * | 2013-04-23 | 2018-05-16 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 磁性金属異物を検出するための装置 |
JP7132011B2 (ja) * | 2018-07-23 | 2022-09-06 | 株式会社Nippo | 地中レーダ装置及び建設機械 |
US20210045292A1 (en) | 2019-08-15 | 2021-02-18 | Kuhn North America, Inc | Systems, apparatus, and related methods for use with mergers |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE546509C (de) * | 1932-03-12 | Fried Krupp Akt Ges | Vorrichtung zum Einstellen der Gasdurchtrittsoeffnungen von Tauchglocken | |
US2550736A (en) * | 1949-07-15 | 1951-05-01 | Rca Corp | Metal detection apparatus |
US3757501A (en) * | 1971-10-29 | 1973-09-11 | Sperry Rand Corp | Static magnetic field metal detector |
US3889249A (en) * | 1971-10-29 | 1975-06-10 | Sperry Rand Corp | Static magnetic field metal detector |
US3964042A (en) * | 1973-06-25 | 1976-06-15 | Sperry Rand Corporation | Static magnetic field metal detector |
US3972156A (en) * | 1975-02-24 | 1976-08-03 | Sperry Rand Corporation | Speed-independent static magnetic field metal detector |
US4344074A (en) * | 1981-04-02 | 1982-08-10 | Sperry Corporation | Magnetic field producing apparatus |
US4433528A (en) * | 1982-08-30 | 1984-02-28 | Sperry Corporation | Metal detector apparatus |
CS239075B1 (en) * | 1984-04-10 | 1985-12-16 | Karel Stastny | Metallic admixtures indication device in material |
DD255432A3 (de) * | 1985-12-24 | 1988-04-06 | Fortschritt Veb K | Vorrichtung zum schutz vor metallischen fremdkoerpern |
US4785243A (en) * | 1987-01-29 | 1988-11-15 | Ltv Steel Company | Electronically scanned eddy current flaw inspection |
DE3703449C2 (de) * | 1987-02-05 | 1998-07-23 | Truetzschler Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zum Ermitteln von Fremdkörpern, wie Metallteilen, Drähten o. dgl. innerhalb von bzw. zwischen Textilfaserflocken |
US4788813A (en) * | 1988-01-13 | 1988-12-06 | Ford New Holland, Inc. | Metal detection in the vicinity of ferrous boundaries |
DE4017780A1 (de) * | 1990-06-01 | 1991-12-05 | Sensoplan Messtechnik Gmbh | Vorrichtung zum feststellen von relativ zu einer metallempfindlichen sensoranordnung bewegten metallteilen |
DE4140812A1 (de) * | 1991-12-11 | 1993-06-17 | Claas Saulgau Gmbh | Vorrichtung zum erkennen von ferromagnetischen fremdkoerpern, insbesondere bei erntemaschinen |
-
1994
- 1994-09-16 US US08/311,161 patent/US5504428A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-08-18 CA CA002156446A patent/CA2156446C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-08 EP EP95114094A patent/EP0702248B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-08 DE DE59509900T patent/DE59509900D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-12 JP JP23382195A patent/JP3625911B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0702248A2 (de) | 1996-03-20 |
EP0702248B1 (de) | 2001-12-05 |
US5504428A (en) | 1996-04-02 |
CA2156446A1 (en) | 1996-03-17 |
CA2156446C (en) | 1999-04-27 |
DE59509900D1 (de) | 2002-01-17 |
EP0702248A3 (de) | 1997-10-01 |
JPH08101166A (ja) | 1996-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3625911B2 (ja) | 位置を表示する磁性金属検出器 | |
US7845243B2 (en) | Torque sensor assembly | |
US4616207A (en) | Electric fuse holder having a Hall-effect current sensor | |
US5047715A (en) | Electromagnetic device for position measurement having multiple coils with equal area of turn cross-section | |
US3972156A (en) | Speed-independent static magnetic field metal detector | |
AU698849B2 (en) | Current transducers | |
US4344074A (en) | Magnetic field producing apparatus | |
US4258279A (en) | Magnetic sensor assembly | |
CA1269143A (en) | Metal detector for intake of field chopper | |
US5901534A (en) | Metal detector for detecting metal in harvested product flow | |
US4788813A (en) | Metal detection in the vicinity of ferrous boundaries | |
JP2006105955A (ja) | 電気機器の通電検知装置 | |
GB862364A (en) | Improvements relating to information storage systems | |
US3964042A (en) | Static magnetic field metal detector | |
GB1241074A (en) | Thin film magnetometer | |
US5744961A (en) | Lamp disconnection detecting device for identifying a specific lamp which has become disconnected | |
CN113702880B (zh) | 一种磁电阻传感器芯片 | |
CS239075B1 (en) | Metallic admixtures indication device in material | |
EP0238458A2 (en) | Receiving device for presence detection | |
JPH0618568A (ja) | 電流センサ | |
EP0735377B1 (en) | Metal detector coil inductance testing | |
JPH06213936A (ja) | 電流検出器 | |
US5357190A (en) | Cross coil type indicator in which the wire of each coil is connected to a terminal by soldering | |
JPH0572304A (ja) | 磁気センサ | |
JP2574496B2 (ja) | 電流センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040723 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041201 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |