JP3971091B2

JP3971091B2 - Magnetic detection device

Info

Publication number: JP3971091B2
Application number: JP2000220992A
Authority: JP
Inventors: 政夫小浜
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: JP2002042203A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、印刷物などの紙葉類の印刷に使用する印刷インキに含まれる微量の磁性体を非接触で検知する磁性体検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、紙葉類の印刷に使用する印刷インキに含まれる磁性体を検知することにより、紙葉類を識別する方法は広く知られている。従来、この紙葉類の印刷に使用された印刷インキに含まれる磁性体の検知には、Ｓ字形のコアの中央部に１次コイルを巻装し、微小な間隙に設定した２箇所の開口部側のそれぞれに２次コイルを巻装して、一方の開口部上に紙葉類を通過させて２つの２次コイルによる誘起電圧の差を出力する差動コイル形トランス方式や、コイルを設けた環状のコアの一部に微小な間隙を設けて、その間隙上を通過する際の環状コアのインピーダンスの変化を検知する方式などがある。
【０００３】
また、磁性体に対して非接触式の状態で検知する方法としては、たとえば、特開昭５９−１４１０５８号公報に開示されたように、２個のコの字形のコアを所定間隙をもって対向させるとともに、それぞれのコアにコイルを巻装して、その各コイルを直列に接続することにより、上記間隙上を磁性体が通過する際のインピーダンスの変化を検出する方法がある。
【０００４】
また、たとえば、特開平９−２３６６４２号公報に開示されたように、解放端のそれぞれにコイルを巻装した一対のＪ字形コアを、それぞれのコアの長い解放端同士、短い解放端同士を所定間隙をもって対向させ、解放端同士のそれぞれのコイルを直列に接続したコイル１、２のインピーダンスの差を検出して、間隙を通過する磁性体を検知する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、差動コイル形トランス方式や環状コア・インピーダンス方式では、磁性体がコアの間隙上を接触しながら通過するときに検知信号が最大となり、コアと磁性体との距離が離れると信号は急激に減少する。したがって、磁性体が揺動しながら通過すると、それに伴って検知信号も変動してしまう。また、コアの間隙以上に磁性体の距離が離れると、検知信号はほとんど零になってしまう。
【０００６】
このように、コアと磁性体との間隙の影響を受け易く、また、紙葉類を高速で搬送する場合には、紙葉類の振動も激しくなるため、安定した検知信号を得ることが困難である。
【０００７】
また、前述した特開昭５９−１４１０５８号公報に開示された非接触検知方式では、コの字形コアの対向部のどちらか、あるいは両方に磁性体がある場合に検知信号が得られる。しかし、磁性体の量が均一の場合、対向部の両方に磁性体があるときの検知信号は、対向部の片方にのみある場合の倍の大きさになるなど、磁性体の量の特定は困難であった。また、磁性体が対向部のどちらにあっても検知信号が得られるため、場所の特定はできなかった。さらには、周囲温度の変化によりコアの透磁率が変わるため、検知信号が変化し易かった。
【０００８】
また、前述した特開平９−２３６６４２号公報に開示された磁性体検知装置においては、Ｊ字形コアの製作工程が複雑なことや、Ｊ字形コアの固定方法に特殊な加工を必要とするため、製作費用が嵩むなどの問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、コアと磁性体との距離が変化しても検知信号の変動が少なく、磁性体の量に比例した検知信号が得られ、場所の特定が可能で、温度変化に対しても安定で、製作が容易な磁性体検知装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁性体検知装置は、一方の各端部を被検知物が通過するための所定間隙を持って相対向させた板状の同一形状でかつ直線状の一対のコアと、この一対のコアの相対向する各端部にそれぞれ巻装された各コイルを直列接続してなる第１のコイルと、前記一対のコアの相対向する各端部とは反対側の各端部にそれぞれ巻装された各コイルを直列接続してなる第２のコイルと、前記一対のコアの相対向する各端部とは反対側の各端部側をそれぞれ囲繞するもので、互いに相対向する部分の間隔が当該一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定されている磁性体で形成された一対の磁気カバーと、前記第１のコイルからの検知信号と前記第２のコイルからの検知信号を処理する処理回路とを具備している。
また、本発明の磁性体検知装置は、一方の各端部を被検知物が通過するための所定間隙を持って相対向させた板状の同一形状でかつ直線状の一対のコアと、この一対のコアの相対向する各端部にそれぞれ巻装された各コイルを直列接続してなる第１のコイルと、前記一対のコアの相対向する各端部とは反対側の各端部にそれぞれ巻装された各コイルを直列接続してなる第２のコイルとを有して構成された検知部群を、各コアの相対向する端部を結ぶ線が前記被検知物の通過方向と直交する方向に一直線に複数並設した検知部群と、この検知部群の各一対のコアの相対向する各端部とは反対側の各端部側をそれぞれ囲繞するもので、互いに相対向する部分の間隔が当該一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定されている磁性体で形成された一対の磁気カバーと、前記検知部群の各第１のコイルからの検知信号と各第２のコイルからの検知信号を処理する処理回路とを具備している。
【００１１】
なお、前記一対のコアはアモルファス箔を積層して構成することが好ましい。また、前記コアと前記磁気カバーとの間隔は、前記一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定すること、前記一対のコアの相対向する端部の面と前記磁気カバーの開口端との間隔は、前記一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定すること、前記板状の一対のコアは、その長手方向の幅が前記被検知物の通過方向と直交する方向に平行となるように配設することがそれぞれ好ましい。
【００１２】
また、上記のように構成された検知部を、その各コアの相対向する端部を結ぶ線が被検知物の通過方向と直交する方向に一直線に複数並設して磁性体検知装置を構成する場合、前記複数の検知部の各コア同士の間隔を、前記一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定すること、前記板状の同一形状でかつ直線状の一対のコアは、その長手方向の幅が前記被検知物の通過方向と直交する方向に平行となるように配設することが好ましい。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、一対のコアの各一端を対向させ、その対向部と反対側の各端部にそれぞれ設けたコイルを直列に接続しているため、対向間隙内での磁性体の位置によるコイルのインピーダンス値の変動は小さく、非接触での検知が可能となる。
【００１４】
また、一対のコアを対向させた間隙部は、磁性体に感応して検知信号を出力するが、反対側の各端部は磁性体から距離が離れるため、ほとんど感応しない。したがって、それぞれのコイル同士のインピーダンスの差を検知することにより、温度による変動が相殺され、磁性体の量に比例した信号を得ることができる。
【００１５】
また、コアの形状が単純なため、コアの製作が容易となり、装置への組込みも単純な構成にすることができ、製作費も安くすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、第１の実施の形態に係る、たとえば、印刷物などの紙葉類の印刷に使用する印刷インキに含まれる微量の磁性体を非接触で検知する磁性体検知装置の構成を概略的に示すものである。図１において、１は検知部で、板状の一対のコア２，３、コイル４ａ，４ｂ、コイル５ａ，５ｂおよび磁気カバー６，７から構成されている。８は磁性体粉末を含有した印刷インキで印刷された印刷物（たとえば、有価証券）などの紙葉類であり、図示矢印Ｅ方向に搬送されるものとする。
【００１９】
コア２，３は、たとえば、アモルファス箔を積層して構成されていて、一方の各端部を紙葉類８が通過するための所定間隙Ｇを持って相対向配設されている。この場合、コア２，３は、その長手方向の幅ｂ（図２参照）が紙葉類８の通過方向Ｅと直交する方向に平行となるように配設される。
【００２０】
コア２，３の対向部には、それぞれコイル４ａ，４ｂが巻装されているとともに、その対向部と反対側には、それぞれコイル５ａ，５ｂが巻装されている。そして、対向部のコイル４ａ，４ｂを直列に接続して第１のコイル１００が構成され、対向部と反対側のコイル５ａ，５ｂを直列に接続して第２のコイル２００が構成されている。
【００２１】
磁気カバー６，７は、磁性体によって構成されていて、少なくともコア２，３の対向部と反対側のコイル５ａ，５ｂの部分を囲繞するように設けられており、これにより外部からの磁力線の影響を受けないようになっている。
【００２２】
第１のコイル１００を付勢した際にコイル４ａ，４ｂに発生する磁力線は、コア２，３が相対向する間隙Ｇでは、たとえば、図示矢印Ａの方向に一致させいてる。第２のコイル２００においても同様にして、コイル５ａでは図示矢印Ｂ１，Ｂ２、コイル５ｂでは図示矢印Ｃ１，Ｃ２の方向に一致させ、第１のコイル１００および第２のコイル２００を付勢することにより、矢印Ａ、矢印Ｃ１、磁気カバー７を通って図示矢印Ｄ１、さらに磁気カバー６を通って矢印Ｂ１の経路と、矢印Ａ、矢印Ｃ２、磁気カバー７、図示矢印Ｄ２、磁気カバー６を通って矢印Ｂ２の経路で磁力線が通る環状磁路を形成する。
【００２３】
コア２，３の対向間隙Ｇ内に磁性粉などを含む磁気インキで印刷された紙葉類８が挿入されると、間隙Ｇ内の磁力線の分布が変化するため、第１のコイル１００および第２のコイル２００のインピーダンスが変化する。ただし、磁力線Ｄ１，Ｄ２の磁路の間隙は、コア２，３の対向部よりも広いため、磁束の漏洩が大きく、環状磁束の磁力線Ｄ１，Ｄ２の量が減少し、紙葉類８による磁力線の変化は少なく、第２のコイル２００のインピーダンス変化も小さい。したがって、紙葉類８の印刷インキ内の磁性粉は、コア２，３の対向部２ａ，３ａの間隙Ｇ内にある部分が第１のコイル１００によって検知される。
【００２４】
もし、紙葉類８が矢印Ｅの方向に移動すれば、紙葉類８の移動方向に分布する磁気インキは、対向部２ａ，３ａの間隙Ｇ内で磁気インキ量の変化に伴う第１のコイル１００のインピーダンス変化として検知できる。
【００２５】
一方、検知部１の周囲温度が変化すると、コア２およびコア３の透磁率が変化し、第１のコイル１００および第２のコイル２００のインピーダンスが変化する。第１のコイル１００と第２のコイル２００の周囲温度は概略同一であることから、温度変化によるインピーダンスの変化の増減も同じである。したがって、第１のコイル１００と第２のコイル２００のインピーダンスの差を取れば、温度によるインピーダンスの変化分は消去され、磁性体によるインピーダンスの変化分のみを取出すことができる。
【００２６】
次に、コア２，３の対向部２ａ，３ａの間隙Ｇ内で紙葉類８の位置変動による影響について述べる。紙葉類８が間隙Ｇの中間にある場合は、コイル４ａとコイル４ｂのインピーダンスの変化量は同じであるが、紙葉類８がコア２の対向部２ａに近づくと、コイル４ａのインピーダンスは増大し、コイル４ｂのインピーダンスは減少する。また、紙葉類８がコア３の対向部３ａに近づくと、コイル４ｂのインピーダンスは増大し、コイル４ａのインピーダンスは減少する。
【００２７】
しかし、第１のコイル１００はコイル４ａとコイル４ｂとを直列に接続しているために、２つのコイル４ａと４ｂのインピーダンスの増加量と減少量が打ち消し合い、結果として変化量は小さくなる。したがって、紙葉類８がコア２，３の対向部２ａ，３ａの間隙Ｇ内で揺動しても、検知信号への影響は小さい。
【００２８】
以上、検知部１の構成とその動作について述べたが、磁路内での磁力線の方向Ａ，Ｄ１，Ｄ２およびＢ１，Ｂ２とＣ１，Ｃ２が反対であっても、また、磁力線Ａ，Ｄ１，Ｄ２の向きに対して磁力線Ｂ１，Ｂ２とＣ１，Ｃ２の両方あるいは片方が反対の向きであっても、本発明の効果は維持される。
【００２９】
また、コア２，３は、アモルファス箔以外の磁性材料で構成することも可能であるが、アモルファス箔のような高透磁率の材料を用いることにより、磁力線の広がりを小さくできるため、コア対向部２ａ，３ａの間隙Ｇを大きく取ることができる。
【００３０】
なお、コア２，３と磁気カバー６，７との間隙ｗは、コア対向部２ａ，３ａの間隙Ｇ以上とすること、また、コア２，３の対向部２ａ，３ａと磁気カバー６，７の端部との間隔ｐは、コア対向部２ａ，３ａの間隙Ｇ以上とすること、さらには、上下の磁気カバー６，７の端部間の間隔ｋは、コア対向部２ａ，３ａの間隙Ｇ以上であることが、コア対向部２ａ，３ａの間隙Ｇ内の磁性体の検知感度を妨げないために好ましい。
【００３１】
図２は、コア２，３の外形を詳細に示すものである。コア２，３の横幅（長手方向の幅）ｂは、厚さ（短手方向の幅）ｔの２倍以上の大きさに設定して、紙葉類８の移動方向Ｅと直行する方向に一定の幅を持たせ、厚さｔを薄くして磁力線の厚みを小さくし、磁性体の移動方向分布の変化を精度よく検知するものである。
【００３２】
コイル４ａ，４ｂは、コア対向部２ａ，３ａに近い位置に巻装されており、これによりコア対向部２ａ，３ａの間隙Ｇ内の磁力線の変動を感度よく検知することができるようになっている。コア対向部２ａ，３ａとコア解放部２ｂ，３ｂとの間隙、すなわち、コア２，３の長さＬは間隙Ｇ以上にすることがコア解放部２ｂ，３ｂの影響を小さくできるため好ましい。
【００３３】
図３は、図１に示した検知部１の信号処理回路を概略的に示すものである。図３において、１３は検知部１の第１のコイル１００および第２のコイル２００を構成要素としたブリッジ回路で、Ｒ１，Ｒ２はブリッジ回路１３構成用の辺抵抗、ＶＲ１，ＶＲ２はブリッジ回路１３のバランス調整用の可変抵抗器である。また、１４は発振回路で、ブリッジ回路１３を付勢するための信号を発生する。１５はブリッジ回路１３の出力を差動増幅する差動アンプ、１６は位相同期検波回路、１７は位相設定回路、１８は低域通過用のフィルタ回路である。
【００３４】
ブリッジ回路１３では、差動アンプ１５の出力波形の振幅ができるだけ小さくなるように、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２を調整しておく。第１のコイル１００のインピーダンスが変化すると、差動アンプ１５の出力波形と振幅が変化する。位相同期検波回路１６は、位相設定回路１７で設定された位相のもとで、差動アンプ１５の出力信号を検波、整流する。
【００３５】
位相設定回路１７は、発振回路１４の入力波形に対して設定された位相だけずれた信号を位相同期検波回路１６に送るもので、その設定位相は、たとえば、検知部１内に被検知物が置かれたときに検波、整流された出力信号が最大になるように設定する。なお、この位相設定においては、検知信号に対して有害となる雑音成分信号が最小になるようにしてもよい。
【００３６】
低域通過用のフィルタ回路１８は、位相同期検波回路１６で検波、整流された信号から高周波成分を除去して、検知信号を出力する。なお、このフィルタ回路１８には、出力信号の電圧レベルを変える機能を持たせてもよい。
【００３７】
図４は、図１に示した検知部１の信号処理回路の他の実施の形態を概略的に示すものである。図４において、１９は検知部１の第１のコイル１００および第２のコイル２００を構成要素としたブリッジ回路で、Ｒ１，Ｒ２はブリッジ回路１９構成用の辺抵抗、ＶＲ１，ＶＲ２はブリッジ回路１９のバランス調整用の可変抵抗器である。２０は矩形波を発生する矩形波発振回路、２１はブリッジ回路１９の出力を差動増幅する差動アンプ、２２，２３はサンプルホールド回路、２４は周波数低減回路、２５は差動アンプ、２６は低域通過用のフィルタ回路である。
【００３８】
周波数低減回路２４は、矩形波発振回路２０の出力波形を例えば１／１００の周波数の矩形波に低減し、その低減した矩形波によりブリッジ回路１９を付勢する。ブリッジ回路１９では、差動アンプ２１の出力波形の振幅が最適な状態になるように、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２を調整しておく。
【００３９】
周波数低減回路２４は、たとえば、１０進カウンタ回路などにより構成して、低減波形を発生するとともにパルスカウント結果を出力する機能を利用して、位相設定をパルスのカウント数で行ない、設定位相に相当するタイミングで、サンプリングパルスをサンプルホールド回路２２，２３に出力する。
【００４０】
差動アンプ２１の正側の出力波形をサンプルホールド回路２２でサンプルし、次のサンプリングパルスまでサンプルした電圧を保持する。差動アンプ２１の負側の出力波形のサンプリングは、サンプルホールド回路２３で行ない、同様にサンプルした電圧を保持する。
【００４１】
差動アンプ２５は、サンプルホールド回路２２，２３から得られる正側、負側のサンプル電圧の差を求めて、共通のバイアス電圧成分を取り除き、低域通過用のフィルタ回路２６により高周波成分を除去して、検知信号を出力する。なお、このフィルタ回路２６には、出力信号の電圧レベルを変える機能を持たせてもよい。
【００４２】
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００４３】
図５は、第２の実施の形態に係る磁性体検知装置の構成を模式的に示すものである。第２の実施の形態に係る磁性体検知装置は、図１に示した検知部１を、その各コアの相対向する端部を結ぶ線がほぼ平行になるように、紙葉類８の幅方向に複数個（本例では５個）並設してなるものであり、前述した第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００４４】
図５において、９，１０はコア２，３を挟持して支える支持具で、非磁性体から構成されている。各検知部１のコア２，３同士の間隔ｓは、隣接する検知部１同士の干渉を小さくするために、コア２，３の対向部間隙Ｇに対し、同じかそれ以上が好ましい。
【００４５】
図６は、図５における矢印Ｊ−Ｊに沿う断面を模式的に示している。図６において、支持具９，１０は、それぞれ凹部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂが設けらていて、この凹部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ内にコイル４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの部分を収納した状態でコア２，３を挟持支持している。なお、支持具９，１０の凹部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂとコア２，３との隙間には、樹脂などを充填することにより固定してもよい。
【００４６】
上記第２の実施の形態によれば、紙葉類８の幅方向（搬送方向と直交方向）のほぼ全面にわたって検知することができるとともに、検知場所の特定が可能となる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【００４８】
たとえば、図１に示した検知部１において、コア２，３にそれぞれ励磁コイルを設けて、それらを直列に接続し、この直列接続した励磁コイルを付勢して、第１のコイル１００と第２のコイル２００の出力の差を差動アンプで得るか、第１のコイル１００と第２のコイル２００を差動接続して誘起電圧の差として位相同期検波することにより、同様の作用効果が得られる。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、コアと磁性体との距離が変化しても検知信号の変動が少なく、磁性体の量に比例した検知信号が得られ、場所の特定が可能で、温度変化に対しても安定で製作が容易な磁性体検知装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁性体検知装置の構成を概略的に示す側面図。
【図２】コアの外形を示す斜視図。
【図３】検知部の信号処理回路を概略的に示す構成図。
【図４】検知部の信号処理回路の他の実施の形態を概略的に示す構成図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る磁性体検知装置の構成を一部省略して模式的に示す正面図。
【図６】図５における矢印Ｊ−Ｊに沿う断面を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
１……検知部
２，３……コア
４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ……コイル
１００……第１のコイル
２００……第２のコイル
６，７……磁気カバー
８……紙葉類（印刷物）
１３，１９……ブリッジ回路
１４……発振回路
１５，２１，２５……差動アンプ
１６……位相同期検波回路
１７……位相設定回路
１８，２６……フィルタ回路
２０……矩形波発振回路
２２，２３……サンプルホールド回路
２４……周波数低減回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic material detection device that detects a small amount of magnetic material contained in a printing ink used for printing a paper sheet such as a printed material in a non-contact manner.
[0002]
[Prior art]
For example, a method for identifying a paper sheet by detecting a magnetic material contained in a printing ink used for printing the paper sheet is widely known. Conventionally, in order to detect the magnetic substance contained in the printing ink used for printing this paper sheet, a primary coil is wound around the center of the S-shaped core, and two openings are set at a minute gap. A differential coil type transformer system, in which a secondary coil is wound around each of the section sides, a paper sheet is passed through one opening, and the difference between the induced voltages of the two secondary coils is output, There is a method in which a minute gap is provided in a part of the provided annular core, and a change in impedance of the annular core is detected when passing through the gap.
[0003]
Further, as a method for detecting the magnetic body in a non-contact state, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-141058, two U-shaped cores face each other with a predetermined gap. In addition, there is a method of detecting a change in impedance when a magnetic material passes through the gap by winding a coil around each core and connecting the coils in series.
[0004]
Further, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-236642, a pair of J-shaped cores in which a coil is wound around each of the open ends, the long open ends of each core, and the short open ends are predetermined. There is a method of detecting a magnetic material passing through the gap by detecting a difference in impedance between the coils 1 and 2 in which the coils at the open ends are connected in series with the gaps facing each other.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the differential coil type transformer method and the annular core impedance method, the detection signal becomes maximum when the magnetic material passes while contacting the gap between the cores, and when the distance between the core and the magnetic material increases, the signal suddenly increases. To decrease. Therefore, when the magnetic body passes while swinging, the detection signal also fluctuates accordingly. Also, if the distance of the magnetic material is more than the gap between the cores, the detection signal becomes almost zero.
[0006]
In this way, it is easy to be affected by the gap between the core and the magnetic material, and when a paper sheet is conveyed at high speed, the vibration of the paper sheet becomes intense, making it difficult to obtain a stable detection signal. It is.
[0007]
In the non-contact detection method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-141058, a detection signal is obtained when there is a magnetic substance in one or both of the opposed parts of the U-shaped core. However, if the amount of magnetic material is uniform, the detection signal when there is a magnetic material on both of the opposing parts will be twice as large as when it is only on one side of the opposing part. It was difficult. Further, since the detection signal can be obtained regardless of whether the magnetic body is in the facing portion, the location cannot be specified. Furthermore, since the magnetic permeability of the core changes due to a change in ambient temperature, the detection signal is likely to change.
[0008]
In addition, in the magnetic body detection device disclosed in the above-mentioned JP-A-9-236642, the manufacturing process of the J-shaped core is complicated, and a special process is required for the fixing method of the J-shaped core. There were problems such as increased production costs.
[0009]
Therefore, in the present invention, even if the distance between the core and the magnetic material changes, the detection signal hardly fluctuates, a detection signal proportional to the amount of the magnetic material can be obtained, the location can be specified, and the temperature can be changed. Another object of the present invention is to provide a magnetic body detection device that is stable and easy to manufacture.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The magnetic body detection device of the present invention includes a pair of identical, straight plate-like cores that face each other with a predetermined gap through which each detected object passes , and the pair of A first coil formed by connecting each coil wound around each opposite end of the core in series and each end opposite to the opposite ends of the pair of cores, respectively. The second coil formed by connecting the mounted coils in series and the ends opposite to the opposing ends of the pair of cores, respectively , A pair of magnetic covers formed of a magnetic material whose interval is set to be larger than a gap between opposite ends of the pair of cores, a detection signal from the first coil, and the second coil And a processing circuit for processing a detection signal from.
In addition, the magnetic body detection device of the present invention includes a pair of identical and straight cores having a plate-like shape opposite to each other with a predetermined gap through which each detected object passes. A first coil formed by serially connecting coils wound at opposite ends of the pair of cores and ends opposite to the opposite ends of the pair of cores. A detection unit group having a second coil formed by connecting each coil wound in series with each other, and a line connecting opposite ends of each core is a passage direction of the detected object A plurality of detection units arranged in a straight line in a direction perpendicular to each other, and surrounding each end side opposite to the opposite ends of each pair of cores of this detection unit group, opposite each other It is formed of a magnetic material in which the interval between the portions to be formed is set larger than the gap between the opposite ends of the pair of cores A pair of magnetic cover which is, and a processing circuit for processing a detection signal from the detection signal and the second coil from each first coil of the sensing portion group.
[0011]
The pair of cores are preferably formed by stacking amorphous foils. The gap between the core and the magnetic cover is set to be larger than the gap between the opposing ends of the pair of cores, the surfaces of the opposing ends of the pair of cores and the magnetic cover The gap between the opening ends of the pair of cores is set to be larger than the gap between the opposing ends of the pair of cores, and the pair of plate-like cores has a longitudinal width passing through the object to be detected. It is preferable to dispose them so as to be parallel to the direction orthogonal to the direction.
[0012]
In addition, a plurality of detection units configured as described above are arranged in a straight line in a direction perpendicular to the passing direction of the detection object to form a magnetic substance detection device. In this case, the interval between the cores of the plurality of detection units is set to be larger than the gap between the opposing ends of the pair of cores , and the pair of straight and straight shapes in the plate shape. The core is preferably arranged so that its longitudinal width is parallel to a direction orthogonal to the direction of passage of the detected object.
[0013]
According to the present invention configured as described above, each end of the pair of cores is opposed to each other, and the coils provided at the respective ends opposite to the opposed portions are connected in series. The fluctuation of the impedance value of the coil due to the position of the magnetic material is small, and non-contact detection is possible.
[0014]
In addition, the gap between the pair of cores facing each other outputs a detection signal in response to the magnetic material, but each end on the opposite side is far away from the magnetic material, and thus hardly senses. Therefore, by detecting the impedance difference between the coils, fluctuation due to temperature is canceled out, and a signal proportional to the amount of the magnetic material can be obtained.
[0015]
In addition, since the core shape is simple, the core can be easily manufactured, can be incorporated into the apparatus, and the manufacturing cost can be reduced.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
First, the first embodiment will be described.
[0018]
FIG. 1 schematically illustrates the configuration of a magnetic material detection device according to the first embodiment that detects a small amount of magnetic material contained in a printing ink used for printing a paper sheet such as a printed material in a non-contact manner. It is shown in In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a detection unit, which includes a pair of plate-like cores 2 and 3, coils 4 a and 4 b, coils 5 a and 5 b, and magnetic covers 6 and 7. Reference numeral 8 denotes paper sheets such as printed matter (for example, securities) printed with printing ink containing magnetic powder, and is conveyed in the direction of arrow E in the figure.
[0019]
The cores 2 and 3 are formed, for example, by laminating amorphous foils, and are disposed to face each other with a predetermined gap G through which the paper sheets 8 pass through one end. In this case, the cores 2 and 3 are arranged so that the width b (see FIG. 2) in the longitudinal direction thereof is parallel to a direction orthogonal to the passing direction E of the paper sheet 8.
[0020]
Coils 4a and 4b are wound around the facing portions of the cores 2 and 3, respectively, and coils 5a and 5b are wound on the opposite side of the facing portions, respectively. And the coil 4a, 4b of an opposing part is connected in series, the 1st coil 100 is comprised, and the coil 5a, 5b on the opposite side to an opposing part is connected in series, and the 2nd coil 200 is comprised. .
[0021]
The magnetic covers 6 and 7 are made of a magnetic material, and are provided so as to surround at least the portions of the coils 5a and 5b opposite to the opposing portions of the cores 2 and 3, thereby It has become unaffected.
[0022]
The lines of magnetic force generated in the coils 4a and 4b when the first coil 100 is energized are aligned with, for example, the direction of the arrow A in the gap G where the cores 2 and 3 face each other. Similarly, in the second coil 200, the coil 5a is aligned with the directions indicated by the arrows B1 and B2 and the coil 5b is indicated in the directions indicated by the arrows C1 and C2, and the first coil 100 and the second coil 200 are energized. The arrow A, the arrow C1, the magnetic cover 7 through the illustrated arrow D1, the magnetic cover 6 through the arrow B1, the arrow B1, the arrow A1, the arrow C2, the magnetic cover 7, the illustrated arrow D2, and the magnetic cover 6 through. An annular magnetic path through which the magnetic lines of force pass through the path indicated by the arrow B2 is formed.
[0023]
When the paper sheet 8 printed with magnetic ink containing magnetic powder or the like is inserted into the opposed gap G between the cores 2 and 3, the distribution of the magnetic lines of force in the gap G changes, and therefore the first coil 100 and the first coil 100 The impedance of the second coil 200 changes. However, since the gap between the magnetic paths of the magnetic lines D1 and D2 is wider than the facing part of the cores 2 and 3, the leakage of the magnetic flux is large, the amount of the magnetic lines D1 and D2 of the annular magnetic flux decreases, and the magnetic lines of force caused by the paper sheet 8 And the impedance change of the second coil 200 is also small. Accordingly, the magnetic powder in the printing ink of the paper sheet 8 is detected by the first coil 100 at a portion in the gap G between the facing portions 2 a and 3 a of the cores 2 and 3.
[0024]
If the paper sheet 8 moves in the direction of the arrow E, the magnetic ink distributed in the moving direction of the paper sheet 8 is the first in accordance with the change in the magnetic ink amount in the gap G between the opposed portions 2a and 3a. It can be detected as a change in impedance of the coil 100.
[0025]
On the other hand, when the ambient temperature of the detection unit 1 changes, the magnetic permeability of the core 2 and the core 3 changes, and the impedances of the first coil 100 and the second coil 200 change. Since the ambient temperatures of the first coil 100 and the second coil 200 are substantially the same, the increase / decrease in the impedance change due to the temperature change is the same. Therefore, if the difference in impedance between the first coil 100 and the second coil 200 is taken, the change in impedance due to temperature is eliminated, and only the change in impedance due to the magnetic material can be taken out.
[0026]
Next, the influence of the position variation of the paper sheet 8 in the gap G between the facing portions 2a and 3a of the cores 2 and 3 will be described. When the paper sheet 8 is in the middle of the gap G, the amount of change in the impedance of the coil 4a and the coil 4b is the same, but when the paper sheet 8 approaches the facing portion 2a of the core 2, the impedance of the coil 4a is The impedance increases and the impedance of the coil 4b decreases. Further, when the paper sheet 8 approaches the facing portion 3a of the core 3, the impedance of the coil 4b increases and the impedance of the coil 4a decreases.
[0027]
However, since the first coil 100 has the coil 4a and the coil 4b connected in series, the increase and decrease in the impedance of the two coils 4a and 4b cancel each other, and as a result, the change becomes small. Therefore, even if the paper sheet 8 swings in the gap G between the opposed portions 2a and 3a of the cores 2 and 3, the influence on the detection signal is small.
[0028]
The configuration and operation of the detection unit 1 have been described above. Even if the directions A, D1, D2 and B1, B2, and C1, C2 of the magnetic force lines in the magnetic path are opposite, the magnetic force lines A, D1, The effect of the present invention is maintained even when both or one of the magnetic lines of force B1, B2 and C1, C2 are opposite to the direction of D2.
[0029]
The cores 2 and 3 can be made of a magnetic material other than the amorphous foil. However, by using a material having a high magnetic permeability such as an amorphous foil, the spread of the lines of magnetic force can be reduced. The gap G between 2a and 3a can be made large.
[0030]
The gap w between the cores 2 and 3 and the magnetic covers 6 and 7 is set to be equal to or larger than the gap G between the core facing portions 2a and 3a, and the facing portions 2a and 3a of the cores 2 and 3 and the magnetic covers 6 and 7 are set. The distance p between the end portions of the upper and lower magnetic covers 6 and 7 is equal to or larger than the gap G between the core facing portions 2a and 3a. G or more is preferable in order not to disturb the detection sensitivity of the magnetic substance in the gap G between the core facing portions 2a and 3a.
[0031]
FIG. 2 shows the outer shape of the cores 2 and 3 in detail. The horizontal width (longitudinal width) b of the cores 2 and 3 is set to be at least twice as large as the thickness (width in the short direction) t, and in a direction perpendicular to the moving direction E of the paper sheet 8. A certain width is provided, and the thickness t is reduced to reduce the thickness of the lines of magnetic force, so that the change in the moving direction distribution of the magnetic material can be accurately detected.
[0032]
The coils 4a and 4b are wound at positions close to the core facing portions 2a and 3a, so that fluctuations in the magnetic field lines in the gap G between the core facing portions 2a and 3a can be detected with high sensitivity. Yes. The gap between the core facing portions 2a and 3a and the core release portions 2b and 3b, that is, the length L of the cores 2 and 3 is preferably equal to or larger than the gap G because the influence of the core release portions 2b and 3b can be reduced.
[0033]
FIG. 3 schematically shows a signal processing circuit of the detection unit 1 shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 13 denotes a bridge circuit including the first coil 100 and the second coil 200 of the detection unit 1, R1 and R2 are side resistances for configuring the bridge circuit 13, and VR1 and VR2 are bridge circuits 13. This is a variable resistor for adjusting the balance. Reference numeral 14 denotes an oscillation circuit that generates a signal for energizing the bridge circuit 13. 15 is a differential amplifier that differentially amplifies the output of the bridge circuit 13, 16 is a phase synchronous detection circuit, 17 is a phase setting circuit, and 18 is a low-pass filter circuit.
[0034]
In the bridge circuit 13, the variable resistors VR1 and VR2 are adjusted so that the amplitude of the output waveform of the differential amplifier 15 is as small as possible. When the impedance of the first coil 100 changes, the output waveform and amplitude of the differential amplifier 15 change. The phase synchronous detection circuit 16 detects and rectifies the output signal of the differential amplifier 15 under the phase set by the phase setting circuit 17.
[0035]
The phase setting circuit 17 sends a signal shifted by a phase set with respect to the input waveform of the oscillation circuit 14 to the phase synchronous detection circuit 16. Set so that the detected and rectified output signal is maximized when placed. In this phase setting, a noise component signal that is harmful to the detection signal may be minimized.
[0036]
The low-pass filter circuit 18 removes high-frequency components from the signal detected and rectified by the phase-locked detection circuit 16 and outputs a detection signal. The filter circuit 18 may have a function of changing the voltage level of the output signal.
[0037]
FIG. 4 schematically shows another embodiment of the signal processing circuit of the detection unit 1 shown in FIG. In FIG. 4, reference numeral 19 denotes a bridge circuit including the first coil 100 and the second coil 200 of the detection unit 1 as constituent elements, R1 and R2 are side resistors for configuring the bridge circuit 19, and VR1 and VR2 are bridge circuits 19. This is a variable resistor for adjusting the balance. 20 is a rectangular wave oscillation circuit that generates a rectangular wave, 21 is a differential amplifier that differentially amplifies the output of the bridge circuit 19, 22 and 23 are sample hold circuits, 24 is a frequency reduction circuit, 25 is a differential amplifier, and 26 is This is a low-pass filter circuit.
[0038]
The frequency reduction circuit 24 reduces the output waveform of the rectangular wave oscillation circuit 20 to a rectangular wave having a frequency of 1/100, for example, and energizes the bridge circuit 19 with the reduced rectangular wave. In the bridge circuit 19, the variable resistors VR1 and VR2 are adjusted so that the amplitude of the output waveform of the differential amplifier 21 is in an optimal state.
[0039]
The frequency reduction circuit 24 is configured by, for example, a decimal counter circuit, and uses a function of generating a reduced waveform and outputting a pulse count result, and performs phase setting by the pulse count number, which corresponds to the set phase. The sampling pulse is output to the sample-and-hold circuits 22 and 23 at the timing.
[0040]
The output waveform on the positive side of the differential amplifier 21 is sampled by the sample hold circuit 22 and the sampled voltage is held until the next sampling pulse. Sampling of the output waveform on the negative side of the differential amplifier 21 is performed by the sample hold circuit 23, and the sampled voltage is similarly held.
[0041]
The differential amplifier 25 calculates the difference between the positive and negative sample voltages obtained from the sample hold circuits 22 and 23, removes the common bias voltage component, and removes the high frequency component by the low-pass filter circuit 26. Then, a detection signal is output. The filter circuit 26 may have a function of changing the voltage level of the output signal.
[0042]
Next, a second embodiment will be described.
[0043]
FIG. 5 schematically shows the configuration of the magnetic body detection device according to the second embodiment. The magnetic body detection apparatus according to the second embodiment is configured so that the width of the paper sheet 8 is such that the lines connecting the opposing ends of the cores of the detection unit 1 shown in FIG. A plurality (5 in this example) are arranged in parallel in the direction, and the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0044]
In FIG. 5, reference numerals 9 and 10 denote support members that sandwich and support the cores 2 and 3, and are made of a non-magnetic material. The interval s between the cores 2 and 3 of each detection unit 1 is preferably equal to or greater than the facing portion gap G of the cores 2 and 3 in order to reduce interference between adjacent detection units 1.
[0045]
FIG. 6 schematically shows a cross section taken along the arrow JJ in FIG. In FIG. 6, the support tools 9 and 10 are provided with recesses 9a, 9b, 10a and 10b, respectively, and the portions of the coils 4a, 4b, 5a and 5b are accommodated in the recesses 9a, 9b, 10a and 10b. The cores 2 and 3 are sandwiched and supported in the state. In addition, you may fix by filling resin etc. in the clearance gap between the recessed parts 9a, 9b, 10a, 10b and the cores 2 and 3 of the support tools 9 and 10.
[0046]
According to the second embodiment, detection can be performed over almost the entire surface of the paper sheet 8 in the width direction (direction perpendicular to the transport direction), and the detection location can be specified.
[0047]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0048]
For example, in the detection unit 1 shown in FIG. 1, excitation coils are respectively provided in the cores 2 and 3, connected to each other in series, the excitation coils connected in series are energized, and the first coil 100 and the first coil 100 are connected to each other. By obtaining a difference in the output of the two coils 200 with a differential amplifier, or by differentially connecting the first coil 100 and the second coil 200 and performing phase-locked detection as a difference in induced voltage, the same effect can be obtained. can get.
[0049]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, even if the distance between the core and the magnetic material changes, the detection signal hardly fluctuates, a detection signal proportional to the amount of the magnetic material can be obtained, and the location can be specified. It is possible to provide a magnetic body detection device that is stable against temperature changes and easy to manufacture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of a magnetic body detection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an outer shape of a core.
FIG. 3 is a configuration diagram schematically illustrating a signal processing circuit of a detection unit.
FIG. 4 is a configuration diagram schematically illustrating another embodiment of a signal processing circuit of a detection unit.
FIG. 5 is a front view schematically showing a part of the configuration of a magnetic body detection device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a cross section taken along an arrow JJ in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detection part 2, 3 ... Core 4a, 4b, 5a, 5b ... Coil 100 ... 1st coil 200 ... 2nd coil 6, 7 ... Magnetic cover 8 ... Paper sheet (printed matter) )
13, 19 ... Bridge circuit 14 ... Oscillator circuits 15, 21, 25 ... Differential amplifier 16 ... Phase synchronous detector circuit 17 ... Phase setting circuit 18, 26 ... Filter circuit 20 ... Rectangular wave oscillator circuit 22 , 23... Sample hold circuit 24... Frequency reduction circuit

Claims

一方の各端部を被検知物が通過するための所定間隙を持って相対向させた板状の同一形状でかつ直線状の一対のコアと、
この一対のコアの相対向する各端部にそれぞれ巻装された各コイルを直列接続してなる第１のコイルと、
前記一対のコアの相対向する各端部とは反対側の各端部にそれぞれ巻装された各コイルを直列接続してなる第２のコイルと、
前記一対のコアの相対向する各端部とは反対側の各端部側をそれぞれ囲繞するもので、互いに相対向する部分の間隔が当該一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定されている磁性体で形成された一対の磁気カバーと、
前記第１のコイルからの検知信号と前記第２のコイルからの検知信号を処理する処理回路と、
を具備したことを特徴とする磁性体検知装置。 A pair of identical and straight cores in the shape of a plate opposed to each other with a predetermined gap through which each detected object passes;
A first coil formed by connecting in series each of the coils wound around the opposing ends of the pair of cores;
A second coil formed by connecting in series each coil wound on each end opposite to the opposite ends of the pair of cores;
Each of the ends of the pair of cores opposite to the opposite ends of the pair of cores is surrounded , and the interval between the opposing portions of the pair of cores is larger than the gap between the opposing ends of the pair of cores. A pair of magnetic covers formed of a magnetic material set to a large size ;
A processing circuit for processing the detection signal from the first coil and the detection signal from the second coil;
A magnetic substance detection device comprising:

前記一対のコアはアモルファス箔を積層してなることを特徴とする請求項１記載の磁性体検知装置。 The magnetic body detection device according to claim 1, wherein the pair of cores is formed by stacking amorphous foils.

前記コアと前記磁気カバーとの間隔は、前記一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定してなることを特徴とする請求項１記載の磁性体検知装置。 The magnetic body detection device according to claim 1, wherein an interval between the core and the magnetic cover is set larger than a gap between opposite ends of the pair of cores.

前記一対のコアの相対向する端部の面と前記磁気カバーの開口端との間隔は、前記一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定してなることを特徴とする請求項１記載の磁性体検知装置。 The gap between the opposed end surfaces of the pair of cores and the opening end of the magnetic cover is set to be larger than the gap between the opposed ends of the pair of cores. The magnetic substance detection apparatus according to claim 1.

一方の各端部を被検知物が通過するための所定間隙を持って相対向させた板状の同一形状でかつ直線状の一対のコアと、この一対のコアの相対向する各端部にそれぞれ巻装された各コイルを直列接続してなる第１のコイルと、前記一対のコアの相対向する各端部とは反対側の各端部にそれぞれ巻装された各コイルを直列接続してなる第２のコイルとを有して構成された検知部を、各コアの相対向する端部を結ぶ線が前記被検知物の通過方向と直交する方向に一直線に複数並設した検知部群と、
この検知部群の各一対のコアの相対向する各端部とは反対側の各端部側をそれぞれ囲繞するもので、互いに相対向する部分の間隔が当該一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定されている磁性体で形成された一対の磁気カバーと、
前記検知部群の各第１のコイルからの検知信号と各第２のコイルからの検知信号を処理する処理回路と、
を具備したことを特徴とする磁性体検知装置。 A pair of identical and straight cores that are opposed to each other with a predetermined gap through which to-be-detected objects pass, and the opposite ends of the pair of cores. A first coil formed by connecting each wound coil in series and each coil wound at each end of the pair of cores opposite to the opposite ends are connected in series. A plurality of detectors each having a second coil formed in a straight line in a direction perpendicular to the passing direction of the object to be detected. Group,
Each of the pair of cores of the detection unit group surrounds the opposite end portions of the pair of cores, and the interval between the mutually facing portions is the opposite end portion of the pair of cores. A pair of magnetic covers formed of a magnetic material set larger than the gap between them,
A processing circuit for processing a detection signal from each first coil and a detection signal from each second coil of the detection unit group;
Magnetic material detecting apparatus characterized by comprising a.

前記検知部群の各コア同士の間隔を、前記一対のコアの相対向する端部間の間隙よりも大に設定してなることを特徴とする請求項５記載の磁性体検知装置。The magnetic body detection device according to claim 5, wherein an interval between the cores of the detection unit group is set larger than a gap between opposite ends of the pair of cores.

前記板状の同一形状でかつ直線状の一対のコアは、その長手方向の幅が前記被検知物の通過方向と直交する方向に平行となるように配設されることを特徴とする請求項１または請求項５記載の磁性体検知装置。 The pair of straight cores having the same plate shape are arranged such that the longitudinal width thereof is parallel to a direction perpendicular to the passing direction of the detected object. The magnetic substance detection apparatus of Claim 1 or Claim 5.