JP4159952B2 - 金属異物検出装置及び検出方法 - Google Patents
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Description
図9(a)は、従来の電磁誘導型の金属異物検出装置の概要を示し、図9(b)は、制御部の構成を示す。(例えば特許文献1参照。)
励磁コイル(送信コイル)TCと検出コイル(受信コイル)RC1,RC2は、対向するように配置しある。励磁コイルTCは、励磁電源10によって励磁される。被検査体11は、励磁コイルTCと検出コイルRC1,RC2の間をコンベア等(図示せず)によって移動する。
検出コイルRC1,RC2は、巻き方向が逆で、直列に接続され、可変抵抗器12に接続している。検出コイルRC1,RC2は、被検査体11に金属異物が混在するとき信号を誘起する。その信号は、同期検波器131,132で検波し、A/D変換回路141,142でデジタル信号に変換して、マイクロコンピュータ等からなる制御部15へ送る。制御部15は、リサージュ波形を形成し、そのリサージュ波形を基準のリサージュ波形と比較して金属異物有無を判別し、金属異物が混在するときは異物検出信号を発生する。表示装置16は、金属異物が検出されたことを表示する。
制御部15は、デジタル信号取入れ部151、リサージュ波形形成部152、基準リサージュ波形蓄積部153、リサージュ波形比較部154、金属異物検出信号発生部155等からなる。
請求項2に記載の金属異物検出装置は、請求項1に記載の金属異物検出装置において、前記非導電材料粉体は、セラミックス、樹脂、磁性酸化物等の電気電子材料粉体であることを特徴とする。
請求項4に記載の金属異物検出方法は、請求項3に記載の金属異物検出方法において、前記非導電材料粉体は、セラミックス、樹脂、磁性酸化物等の電気電子材料粉体であることを特徴とする。
本願発明の金属異物検出装置は、従来の電磁誘導型の金属異物検出装置等では検出できなかった微小寸法(50μm程度)の金属異物も検出できる。
本願発明の磁化器は、磁束がヨーク、磁極、被検査体、磁極、ヨークの磁路を還流し、磁極の先端の寸法を磁束が被検査体に集中するように設定することができる。
本願発明は、搬送用ガラス管内に被検査体を保持し、被検査体の温度分布の測定に赤外線カメラを用いるから、被検査体の撮影は、ガラス管の外から行うことができる。
本願発明の被検査体は、成形体であるから、成形体1個毎に検査でき、金属異物が混入している成形体は不良品として取出すことができる。
図1〜図9により本願発明の実施の形態を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を用いている。
図1は、本願発明の実施の形態に係る金属異物検出装置のブロック図である。
図1において、21は赤外線カメラ、3はコンベア、4は粉体の被検査体、Mは磁化器、22は撮影制御回路、23はモニタ、24は異物検出回路、55は磁化電源回路である。磁化器Mは、コイルC、ヨークY、磁極P1,P2からなる。
本実施の形態の金属異物検出装置は、被検査体4をコンベア3で移動するから、連続して金属異物を検出できる。
被検査体の粉体は、粉体そのものでもよいし、後述する粉体をペレット状等に成形した粉体でもよい。したがって本願は、粉体をペレット状等に成形したものを含めて粉体と呼ぶ。
図2(a)は平面図、図2(b)は図2(a)のX2−X2部分の矢印方向の断面図である。
容器41に収納した粉体の被検査体4Hは、磁極P1、P2の間をコンベア31によりコンベア31の長手方向(図2(b)において紙面と直角の方向)へ移動する。コイルC1,C2によって発生した磁束は、ヨークY、磁極P1、被検査体4H、磁極P2、ヨークYの磁路を還流する。
被検査体4Hに金属異物4Kが混在すると、磁束により金属異物4Kに渦電流が誘起し、ジュール熱を発生する。赤外線カメラによって被検査体4Hの温度分布を撮影する。赤外線カメラの撮影は、被検査体4Hの上方(図2(a)において紙面と直角の方向)から行う。
なお粉体を収容する容器は、プラスチック等の袋状のものであってもよい。
粉体をペレット状に成形した被検査体4Pは、その長手方向が移動方向と直交するように磁極P1、P2の間に配置し、コンベア31により搬送する。その際コンベア31に被検査体4Pを載置する凹部を形成すると、被検査体4Pが安定した状態で搬送できる。
この例は、被検査体4Pが磁性酸化物の場合、被検査体4Pが磁路を形成するから、磁極P1、P2の間隔(磁気ギャップ)が大きいときにも磁束の損出が小さい。したがってこの例は、被検査体4Pが長い磁性酸化物の場合にも金属異物の検出が可能である。
ペレット状の被検査体4Pは、粉体を水、アルコール、溶剤等によって混練し、成形して形成する。被検査体4Hの形状は、円柱状に限らず、円筒状、グリーンシート、板状、棒状、粒状等であってもよい。以下各図において同様である。
図4(a)は平面図、図4(b)は図4(a)のX4−X4部分の矢印方向の断面図である。
ペレット状に成形した被検査体4Pは、その長手方向が移動方向と平行するように磁極P1、P2の間に配置し、保持部材32に載置してコンベア31により搬送する。
この例は、磁極P1、P2の間隔を小さくできるから、被検査体4Pがセラミックス等の非磁性体のときにも磁束の損出を小さくできる。
図5(a)は平面図、図5(b)は図5(a)のX51−X51部分の矢印方向の断面図であり、図5(c)は図5(a)のX52−X52部分の矢印方向の断面図である。
ペレット状に成形した被検査体4Pは、保持部材32に載置してコンベア31とともに、ソレノイドコイルC3内を移動する。ソレノイドコイルC3によって発生した磁束は、被検査体4Pを含めて磁路を形成する。赤外線カメラによる被検査体4Pの撮影は、被検査体4PがソレノイドコイルC3を通過した位置で行う。
被検査体4Pは、ソレノイドコイルC3内の磁路内に置かれるから、ソレノイドコイルC3によって発生した磁束は効率よく被検査体4Pに集中する。
被検査体シュータ50は、ペレット状の被検査体を1個ずつ挿入口部521へ供給する。押出装置51は、挿入口部521の被検査体を搬送用ガラス管33へ1個ずつ押出す。被検査体シュータ50と押出装置51は、駆動制御部53によって作動する。被検査体が挿入口部521から押出されると、その都度スイッチ(後述する)が作動して被検査体確認部54へ信号を送出する。被検査体確認部54は、被検査体が挿入口部521から押出され、挿入口部521が空になったこと確認すると、駆動制御部53と磁化制御部57へ信号を送出する。
一方駆動制御部53は、挿入口部521の被検査体が押出され、挿入口部521が空になったことを確認すると、赤外線カメラ21の撮影時間やコイルCの励磁時間を考慮して所定時間後、被検査体シュータ50と押出装置51を作動し、次の被検査体の供給と押出工程へ移行する。
モニタ23は、撮影制御回路22からの撮影信号に基づいて被検査体の温度分布波形又は温度分布画像を表示する。また異物検出回路24は、被検査体に混在する金属異物の有無を判別し、金属異物が混在するときは異物検出信号を排出部522へ送出する。排出部522は、シャッター(後述する)が開いて金属異物が混在する被検査体を排除する。
図7(a)は側面図、図7(b)は図7(a)のX7−X7部分の矢印方向の断面図である。
図6のコイルCは、2つのコイルC1、C2からなる。磁極P1,P2の先端の寸法は、コイルC1、C2により発生する磁束が被検査体4Pに集中するように被検査体4Pの直径を考慮して設定する。
搬送用ガラス管33は、透光性を有するから、赤外線カメラ21による被検査体4Pの撮影は、搬送用ガラス管33の外から行うことができる。
図8(a)は側面図、図8(b)は図8(a)のX81−X81部分の矢印方向の断面図である。また図8(a)の被検査体シュータ50、挿入部51部分は、図8(b)のX82−X82部分の矢印方向の断面図である。
図8は、被検査体SP1〜SP7の内、SP5〜SP7は被検査体シュータ50にあり、SP4は挿入口部521にあり、SP1〜SP3は搬送用ガラス管33にある例で、被検査体SP2が磁化器Mの磁路内に置かれ、赤外線カメラ21により撮影されている状態を示す。
まず駆動制御部53(図6)によって押出装置51のアーム511が作動し、アーム511は、バネ(図示せず)に抗して被検査体SP4を被検査体SP3の位置まで押出す。アーム511は、被検査体SP4を被検査体SP3の位置まで押出すと、バネにより図の位置へ戻る。その押出に伴って被検査体SP1〜SP3は、左へ1個ずつ移動する。その際、挿入口部521の出口に設けた光源LTと受光素子LTからなるスイッチは、被検査体SP4の通過と通過終了を検出する。
次に駆動制御部53は、前記スイッチからの信号によってシャッターS1とシャッターS2を作動する。まずシャッターS1が開いて被検査体SP5が挿入口部521へ落下する。そのときシャッターS2は、図の位置にあって、被検査体SP6が落下するのを阻止している。シャッターS1が図の位置へ戻ると、シャッターS2が開いて被検査体SP6がシャッターS1の上へ落下する。被検査体SP6がシャッターS1へ落下すると、シャッターS2は、図の位置へ戻り、被検査体SP6と被検査体SP7の間に入る。そして押出装置51は、次の押出工程へ移行する。
22 撮影制御回路
23 モニタ
24 異物検出回路
3,31 コンベア
32 保持部材
33 搬送用ガラス管
50 被検査体シュータ
51 押出装置
511 アーム
521 挿入口部
522 排出部
5221 不良品回収部
5222 良品回収部
53 駆動制御部
54 被検査体確認部
55 磁化電源回路
56 撮影開始信号回路
57 磁化制御部
58 通電スイッチ回路
4,4H,4P 被検査体
4P1〜4P7 被検査体
4K 金属異物
C,C1,C2,C3 コイル
M 磁化器
P1,P2 磁極
S1,S2,S3 シャッター
Y ヨーク
Claims (4)
- 高周波磁束発生用コイル、ヨーク、2個の磁極からなり、ヨーク、磁極、被検査体、磁極、ヨークの磁路を形成して高周波磁束を発生する磁化器と、その高周波磁束の磁路の磁極と磁極の間に非導電材料粉体の成形体の被検査体を保持する搬送用ガラス管と、その被検査体の温度分布を搬送用ガラス管の外から測定する赤外線カメラを備えていることを特徴とする金属異物検出装置。
- 請求項1に記載の金属異物検出装置において、前記非導電材料粉体は、セラミックス、樹脂、磁性酸化物等の電気電子材料粉体であることを特徴とする金属異物検出装置。
- 高周波磁束発生用コイル、ヨーク、2個の磁極からなり、ヨーク、磁極、被検査体、磁極、ヨークの磁路を形成する磁化器を用い、磁路の磁極と磁極の間に搬送用ガラス管を配置し、磁化器の発生する磁束によって搬送用ガラス管内に保持した非導電材料粉体の成形体の被検査体中の金属異物を誘導加熱し、その被検査体の温度分布を搬送用ガラス管の外から赤外線カメラにより測定して前記金属異物を検出することを特徴とする金属異物検出方法。
- 請求項3に記載の金属異物検出方法において、前記非導電材料粉体は、セラミックス、樹脂、磁性酸化物等の電気電子材料粉体であることを特徴とする金属異物検出方法。
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